1、汽车检测与诊断技术实 验 指 导 书王海林 黎锋 黄燕娟 编华南农业大学工程学院车辆工程系 汽车运用实验室2003 年 10 月1目 录1 概述 21.1 实验目的与任务 .21.2 实验重点与难点 .31.3 主要实验项目 .32 实验总体要求 43 评分方法和依据 43.1 评分方法 .43.2 评分依据 .44 主要参考书 45 实验大纲 55.1 汽油车废气排放检测、柴油车烟度检测 .55.2 汽车四轮定位的检测 .55.3 电子控制系统故障码的提取 .65.4 综合性实验现代汽车电控系统综合检测实验 .65.5 设计性实验汽车、发动机性能综合测定 .6附录 1 实验报告封面 .7附录
2、 2 实验报告撰写要求 .8附录 3 发动机综合性能检测 .10附录 4 实验记录 .1721 概述汽车检测与诊断技术实验教学是在课堂教学的基础上，充分发挥学生的积极性和创造性，在指导教师的指导下，由学生小组完成实验设计、实验操作、实验结果分析等全过程。本实验是理论结合实际、启发式教学活动的重要组成部分。1.1 实验目的与任务1) 在系统掌握现代汽车检测的理论、方法和标准，掌握诊断参数的获取方法及原理的基础上，针对性、创造性地开展实验，以验证或发现问题为主要目的；2) 熟悉典型检测仪器与设备的结构特点、原理及使用方法,掌握汽车检测的基本规范；3) 掌握并应用实验数据处理的基本方法，对实验结果进
3、行分析讨论，得出结论；4) 通过实验活动，培养学生思考问题、分析问题、解决问题的科学精神，掌握实验科学的基本规律。1.2 实验重点与难点1) 实验重点：实验仪器与设备的结构、原理及使用方法，实验规范。2) 实验难点：实验设计、实验数据的处理与分析。1.3 主要实验项目1) 环保性能检测与诊断实验汽油车废气排放检测柴油车烟度检测2) 汽车底盘检测与诊断汽车四轮定位检测3) 发动机检测与诊断电子控制系统故障码的提取4) 综合性实验现代汽车电控系统综合检测实验35) 设计性实验汽车及发动机性能综合测定实验参考选题：汽车发动机点火波形分析电喷发动机喷油喷射系统测试汽发动机控制系统动态数据流检测汽车经济
4、性实验分析汽车动力性实验分析汽车制动性能和操作稳定性实验分析说明：1) 设计性实验指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验；综合性实验指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。2) 实验项目 13 是基本实验项目，主要结合课程相关内容安排，由指导教师和学生共同完成。3) 综合性实验和设计性实验在教学课时内可以选择其一进行，其他项目学生可以在实验室开放时间进行；设计性实验的选题仅供参考选择，学生可以结合生产实际和实验室条件，和指导教师协商提出实验目的，设计实验内容。2 实验总体要求1) 根据课堂教学内容，在理论指导下，根据实验目的提出或选择实验内容，
5、掌握实验设计的基本方法，掌握对实验路线和方法的可行性进行分析和论证的基本方法；2) 熟悉掌握所需仪器的结构、原理、操作规范等；3) 掌握实验数据的采集、处理等基本原理和方法；4) 掌握实验数据的分析方法，得出科学的结论；5) 提交实验报告；6) 开展讨论会或答辩。3 评分方法和依据43.1 评分方法评分采用“5 级”评分制，即“优” 、 “良” 、 “中” 、 “及格” 、 “不及格” 。评分工作由指导教师和学生代表组成的小组共同完成。3.2 评分依据评价指标 所占比例1) 实验目的与实验内容的合理性 202) 实验设计的可行性 203) 实验操作的规范性 204) 实验数据处理和分析的科学性
6、 205) 实验报告格式规范，讨论或答辩思路清晰，回答问题正确 20。4 主要参考书刘仲国. 现代汽车检测与诊断. 北京：机械工业出版社，2001肖云魁. 汽车故障诊断学. 北京：北京理工大学出版社, 2001张俊建. 汽车诊断与检测技术. 北京：人民交通出版社, 1999王凤岐等. 汽车诊断技术. 北京：人民交通出版社, 1991郭晓汾等，实用汽车诊断技术与设备. 西安：西北工业大学出版, 1989 实验室的各种实验仪器使用说明书。5 实验大纲5.1 汽油车废气排放检测、柴油车烟度检测实验目标：1) 了解器测绘废气排放的机理，以及排放物的种类。2) 掌握汽车尾气排放的检测方法和检测标准。3)
7、 掌握检测仪器的机构和原理实验仪器：(MEXA-324J) 汽车废气分析仪 (FBY200)全自动烟度计被测车辆实验内容：1) 汽油车 CO 和 HC 排气的测定(多工况)2) 柴油车滤纸烟度的测定(多工况)。实验要求：记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告、答辩。55.2 汽车四轮定位的检测实验目标：1) 了解汽车四轮定位的基本参数；2) 掌握四轮定位仪的机构、原理和使用方法；3) 了解四轮定位的校正方法。实验仪器：Hunter 四轮定位仪汽车起升机 被测车辆实验内容：1) 传感器的安装2) 补偿3) 汽车四轮定位参数的测定4) 定位参数判断和调整实验要求：记录实验数据、分析实验结果、撰写
8、实验报告、答辩。5.3 电子控制系统故障码的提取实验目标：1) 了解发动机、变速器等电子控制系统故障的自我和电脑诊断方法；2) 了解故障码的显示方式和意义；3) 掌握故障诊断仪的接线及检测方法、操作步骤。实验仪器：431ME 电眼睛ADC2000 汽车诊断仪被测车辆实验内容：1) 诊断设备的接线和调试2) 故障码的提取3) 故障排除、故障码的删除实验要求：记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告、答辩。5.4 综合性实验现代汽车电控系统综合检测实验实验目标：1) 结合课堂教学，进一步熟悉现代汽车电控系统的工作原理和组成；62) 了解汽车电控系统的故障特征和检测参数；3) 掌握汽车电子控制系统检
9、测仪器的组成、原理及检测方法；实验仪器：431ME 电眼睛ADC2000 汽车诊断仪汽车发动机综合性能分析仪 MOT240被测车辆实验内容：1) 测试设备的安装、调试；2) 数据采集、分析；3) 故障排除和检验。实验要求：记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告、答辩。5.5 设计性实验汽车、发动机性能综合测定实验目标：1) 掌握实验设计、实验数据处理和分析的基本方法；2) 掌握发动机性能综合分析仪和汽车性能检测仪的接线方法和基本操作；3) 了解发动机性能综合分析仪和汽车性能检测仪的主要功能；实验仪器：发动机综合性能分析仪（选择） 431ME 电眼睛ADC2000 汽车诊断仪汽车综合性能分析仪
10、被测车辆实验内容：1、测试设备的安装、调试；2、数据采集、分析；3、故障排除和检验。实验要求：1) 在理论指导下，根据实验目的，在指导教师的指导下完成实验设计，对实验路线和方法的可行性进行分析论证；2) 根据实验设计和实验内容的要求，熟悉掌握所需仪器的结构、原理、操作规范等；73) 根据实验室安排，独立完成实验数据的采集等实操环节；4) 对实验结果进行科学的分析和论证，得出科学的结论；5) 撰写实验报告、答辩。附录 1 实验报告封面汽车检测与诊断技术实 验 报 告实验内容： 指导教师： 实验小组(专业班级) ： 实验时间： 组长签名： 成绩评定： 教师签名： 8华南农业大学工程学院车辆工程系、
11、汽车运用工程实验室200 年 月 日附录 2 实验报告撰写要求一、实验报告撰写提纲：1、 实验目的(问题的提出、实验的意义、实验的目的等)2、 实验设备与方法(实验所有设备介绍、测试原理、实验方案设计、实验方法与步骤等)3、 实验结果与分析(数据分析、现象分析、方法探讨等)4、 结论与讨论致谢参考文献二、书写规范1、实验报告层次清晰，层次标题应简短明确，以不超过 15 字为宜，题末不加标点符号。各层次一律用阿拉伯字连续编号，如：“1” ， “2.1”， “3.1.2”，一律左顶格。2、图应有图题，放图下方居中，用阿拉伯数字编号，如：图 1；表应有表题，放表上方居中，用阿拉伯数字编号，如：表 1
12、；表一律采用三线表。3、试验数据的统计分析，如果是应用计算机软件的，尽可能用公开发行的程序。如果是自编的，应在文体后的附录中列出程序。在数表中各试验数据的平均数之后应列出平均数的标准误（S.E.） ，而不应列出标准差（S.D.） 。对各平均数的多重比较，只需用一个显著水平（0.05， 0.01，或 0.001） ，应使用邓肯氏新复极差检验法（DMRT 法） 。4、文中所用的量度单位按“中国高等学校自然科学学报编排规范” （北京工业大学出版社，1993）中“附录 B 量和单位”的规定，如公斤用 kg，公里用km，毫克用 mg，千瓦用 kW 等。5、文中如果采用英文字母缩写的，应在第一次出现时就把
13、英文的全称写出，如：9GNP（Gross National Produd） 、小菜蛾 DBM（Diamondback Moth） 。6、文中引用的参考文献采用顺序编码制。对引用的文献，按它们在正文中出现的先后用阿拉伯数字连续编码，将序号置于方括号内，并视具体情况把序号作为上角标，或者作为语句的组成部分。例如：国内外学者对此进行了长期研究 13，T H西涅阿科夫等 4曾建立了用解析法所需要的 6 个线性方程式。按文献5提供的参数设计出样机。悬挂机构的设计采用数值计算方法67、 “致谢”按一级标题处理，不标序号。致谢内容同正文格式，对在实验中给予帮助、指导的老师、同学、实验室等表示感谢。8、 “参
14、考文献”按一级标题处理，不标序号。参考文献只列入与论文（设计）研究关系密切的公开发表的主要文献。各条文献按在正文中的文献序号顺序排列，项目应完整，内容应明确，各个项目的次序和著录内容应符合规定。参考文献为期刊时，按下列格式列出：著者（外文姓前名后，3 人和 3 人以下作者全部列出，3 人以上作者只列前3 人，后写“等”字）. 题名. 期刊名. 出版年，卷号（期号）：起止页码 如期刊无卷号，则为“出版年， （期号）：起止页码” ，例如：1 庞雄飞. 种群数量控制指数及其应用. 植物保护学报，17（1）：1-6参考文献为专著时：著者. 书名. 版次（第 1 版不标注）. 出版地：出版者，出版年.起
15、止页码例如：2 Osamu Kitani. CIGR Handbook of Agricultural Engineering. Michigan:ASAE,1999. 139-16310附录 3 发动机综合性能检测1 发动机综合性能检测的基本内容及特点发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。因此发动机综合性能的检测对整车性能的了解至关重要。发动机综合性能检测与发动机台架试验不同，后者是发动机拆离汽车以测功机吸收发动机的输出功率对诸如功率和扭矩以及油耗和排放等最终性能指标进行定量测定，而发动机综合性能检测装置主要是在检测线上或汽车调试站
16、内就车对发动机各系统的工作状态，如点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气系统和机械工作状态等的静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断和故障诊断提供科学依据，有专家系统的发动机综合分析仪还具有故障自动判断功能，有排气分析选件的综合分析仪还能测定汽车排放指标。以下简单概括发动机综合分析仪的基本功能:(1)无外载测功功能即加速测功法；(2)检测点火系统。初级与次级点火波形的采集与处理，平列波、并列波与重叠和重叠角的处理与显示，断电器闭合角和开启角，点火提前角的测定等；(3)机械和电控喷油过程各参数(压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等)的测定；(4)进气歧管管真空度波形测定与分析；(5)各缸
17、工作均匀性测定；(6)起动过程参数(电压、电流、转速)测定；(7)各缸压缩压力判断；(8)电控供油系统各传感器的参数测定；(9)万用表功能；11(10)排气分析功能。可见发动机综合分析仪是所有汽车检测设备中功能最多，检测项目和涉及系统最广的装置，因而它的结构也较复杂，技术含量也较高。事实上随着电子技术在汽车领域的飞速发展，原始的 EFI（Electronic Fuel Injection)控制功能己延伸到汽车底盘和传动系的电子系统，成为控制面更广的电子管理系统EMS(Electronic Management System），现代研制的发动机综合分析仪的功能早已越出了发动机的范畴，增加了诸如:
18、ABS (Anti-lock Brakesystern）、ASR(Acceleration Skid Response）等底盘系统的测试功能。因此对发动机综合分析仪的管理和操作人员在使用、保养方面的培训应倍加关注。区别于解码器和一般的发动机单项性能的检测仪，发动机综合性能检测仪具有以下三大特点:(1)动态的测试功能它的传感系统和信号采集与记忆存能迅速准确地捕获发动机各瞬变参数的时间函数曲线，这些动态参数才是对发动机进行有效判储系统断的科学依据。(2)通用性测试过程不依据被检车辆的数据卡(即测试软件)；只针对基本结构和各系统的形式和工作原理进行测试，因此它的检测结果具有良好的普遍性，其检测方法同
19、样也具有最广泛的通用性。(3)主动性发动机综合检测仪不仅能适时采集发动机的动态参数，而且还能主动地发出指令干预发动机工作，以完成某些特定的试验程序，如断缸试验等等。2 发动机综合性能检测装置的基本组成目前各主要工业国家的有关厂家开发的发动机综合性能检测装置，千差万别，形式各异。但就一台配置齐全、性能良好的检测仪而言，概括起来不外乎由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统三大部分组成，如框图 1 所示。12图 2 为发动机综合性能分析仪一般结构型式的外形图。2.1 信号提取系统信号提取系统的任务在于拾取汽车被测点的参数值，鉴于被测点的机械结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适应不
20、同的测试部位。图 3 所示为大多数发动机综合性能分析仪的信号提取系统，图中显示这一系统是由一些不同形状的接插头或探头组成，以它们接触的形式不同可以分为四类。13件 1 和 4 接蓄电池的正负极，件 2 和 3 接点火线圈初级的正负极，件 9 为万用表功能或测试各传感器时的接头，它可以再转接各类结构的探针以适应不同的测试点，如图 4 所示，件 10 两个鳄鱼夹由一个分流器引出，用以测定发电机电流，以上各接头属于直接接触的一类。14第二类则是非接触式。电感式或电容式夹持器 6 和 7 分别钳于一缸点火线上和点火线圈高压线上以获得点火信号，件 12 实际上是一个电流互感器，夹持在蓄电瓶线上，可感应出
21、起动电流。因为高电压和强电流直接接触测量极为困难。以上都是对电量参数的提取，对于非电量参数就必须先经过某一类型的传感器将非电量转变成电量，这就是第三类，如件 5 电磁式 TDC 传感器提供上止点信号，频闪灯 8 可寻找点火提前角，压力传感器 12 可将进气管或喉管真空度转变成电量，而件 13 为一热敏电阻，可将机油温度和冷却水温度等参数转换为电压值。对于电控燃油喷射(EFI）发动机，因计算机计算喷油脉宽和自动控制过程的需要，各非电量已被植入各系统的传感器直接转换成电量，它们的提取可用件 9 通过不同的转接头来完成，但为工不中断计算机的控制功能，必须通过 T 形接头来提取信号，如图 5 所示。2
22、.2 信号预处理系统信号预处理系统也称前端处理器，俗称“黑盒子”，它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当手多路测试系统中的多功能二次仪表的集合，工作框图如图 6 所示，可将发动机的所有传感信号(图示为 20 个)，经衰减、15滤波、放大、整形，并将所有脉冲和数字信号直接输入 CPU 的高速输入端(HSI)，也可经 F-V 转换后变为 0-5V 或 0-10V 的直流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡。发动机上装配的传感器是发动机控制和判断发动机故障的关键部件，但其输出的电信号千差万别，不能被车载计算机或发动机分析仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理转换成标准的数字信号后送入计算机。车载传
23、感器的输出信号从电子学角度分，无外乎模拟信号和频率信号两种，应采取不同的处理方法。对于模拟信号，如温度传感器、压力传感器、节气门位置传感器等其幅值为 0-5V，频率变化也比较缓慢，主要的处理手段是对其进行低通滤波和信号隔离。经低通滤波后的纯净低频信号再经过隔离装置送入 A/D 转换器，以消除模拟电路和数字电路的共地干扰。对于低频模拟信号的隔离多采用隔离放大器，即变压器隔离方式；也有先将模拟信号进行 V-F 转换，然后由光电隔离器再进行 F-V 转换的，但后一种方法多用于需远距离传输信号的场合。模拟信号中有一些幅值较小，如氧传感器为 0-1V，废气分析仪的电气接口输出信号多为 0-50 mV，这
24、些信号若直接送入 A/D 转换器，由于不能充分利用 A/D 转换器的精度，转换精度很低，故需对其做放大处理。由于信号幅值的差异，故采用程控放大器，对不同的传感器输出信号由软件控制分配，以不同的放大倍数使输出信号幅值达到 A/D 转换器的全量程范围，以提高 A/D 转换器的精度。当然，这些信号经程控放大器放大以后，仍须经过低通滤波和信号隔离才能进行 A/D 转换，模拟信号中也有一些大幅值信号，如起动电压，对此须经过衰减以后再由低通滤波和隔离后方能进行 A/D 转换。模拟信号中也有一些信号如初次级点火信号、爆震信号、喷油脉冲、起动电流等，或具有较高的频率，或具有较高的电压、电流幅值，这些信号须特殊
25、处理，如初次级点火信号由于线圈的自感和互感作用，其电压幅值可达 30O V 或 3OKV，甚至更高，故须利用电压衰减器进行衰减后再进行后继处理，由于其频率很高(可达 1MHz 以上)，故须使用高速 A/D 转换器，才能保证转换后的信号不失真(即经数学处理后，准确复原信号)。对于起动电流其峰值可达 200A 以上，无法直接测量，须利用电流互感器转换成 0-5V的电压信号再进行测量，车用爆震传感器和柴油机喷油压力传感器多用压电晶16体作为敏感元件，其输出信号为电荷量，故须采用电荷放大器作为前级放大，且要从频率非常丰富的振动信号中准确提取有效信号，因而必须对其进行带通滤波。喷油脉冲在喷油器的电磁线圈
26、断电瞬间也会由于自感作用而产生 40V 左右的振荡，对此可利用电阻分压器分压后再后继处理。对于频率信号，如发动机的转速、判缸信号、车速信号等，由于多选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号本身即为数字脉冲，但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形，这多用电压比较器或施密特触发器进行实现，整形后输出的标准数字脉冲，再经高速光电隔离器送入后继电路，以消除其干扰，提高系统的工作可靠性。为了实现传感器的准确测量，不影响发动机的正常运转，进行信号提取时必须保证电路有足够高的输入阻抗，而且为了保证预处理系统的主板安全，对各路输出信号均采取了限幅措施。2
27、.3 采控与显示系统台式和柜式发动机综合性能分析仪多采用 14 英寸彩色 CRT 显示器，手提便携式则用小型液晶显示器，现代分析仪都能醒目地显示操作菜单，实时显示当前动态参数和波形，十字光标可显示曲线任一点的数值，同时也可显示极限参数的数值，并配以色棒显示以示醒目，用户可任意设定显示范围和图形比例。为捕捉喷油爆震等高频信号，采集卡一般具有高速采集功能，采样率可达1OMsps，量化精度不低于 10Bit，并行 2 通道，有存储功能以供波形回取，锁定波形供观察分析或输出、打印之用。17附录 4 实验记录实验内容实验仪器 生产厂家实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师18实验记录：实
28、验内容实验仪器 生产厂家实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师19实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家实验日期 年 月 日 气 温 湿 度20实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家实验日期 年 月 日 气 温 湿 度21实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家22实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家23实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家24实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家25实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师实验记录：实验内容实验仪器 生产厂家26实验日期 年 月 日 气 温 湿 度实验人员 指导教师实验记录：
