基于波形分析法的汽油/天然气两用燃料汽车故障诊断研究

【摘要】： 我国天然气汽车以汽油/CNG两用燃料汽车为主,且主要分布在城市公交和出租车上。与原车汽油发动机相比,两用燃料汽车发动机未作较大改动,一般都是在汽油发动机上加装一套燃气装置改装而成,燃气装置由燃料供给系统(机械部分)和控制系统(电控部分)组成。经过改装的两用燃料发动机并不能发挥天然气辛烷值高、热值大、排放性好的优点,反而存在比较多的问题,如动力性不足、发动机机件腐蚀和早期磨损、冷起动困难以及电控系统易出故障等方面的问题,这些问题及其解决方法都在文中得以阐述。 建立了汽油/CNG两用燃料发动机的试验台架系统,该系统能够实现汽油和CNG两种燃料间的灵活转换和空燃比的闭环控制。氧传感器是实现发动机空燃比闭环控制的关键,在闭环控制过程中,电控单元以氧传感器的反馈信号作为喷油脉宽修正或步进电机功率阀开度控制的依据。论文分析了氧传感器的失效机理并针对某些失效故障进行了模拟试验研究。通过试验研究了解到了氧传感器的工作特性、氧传感器失效对发动机性能的影响以及电控单元对故障判定的界限。 波形分析法是排除电控发动机故障的基本方法。利用示波器采集传感器的正常和异常波形信号,并通过示波器分析波形的5种参数,便能找到正常和异常信号的区别,这对故障诊断具有十分重要的意义。对小波分析在电控发动机故障诊断中应用的可行性进行了探讨。试验采集了氧传感器正常和异常信号,用小波变换对信号进行分析处理,得到信号的分解、降噪和相关参数的统计结果,这些结果能非常清晰地区分氧传感器的正常和异常信号;采集了发动机正常工作和断缸时转速传感器的波形信号,利用小波变换得到信号的小波系数线,小波系数线清晰地反映了正常和异常信号的不同之处,也能反映断缸故障发生在哪些气缸。试验结果证明小波分析应用于电控发动机的故障诊断是切实可行的。 【关键词】：两用燃料汽车 故障诊断 氧传感器 波形分析
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U472
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 天然气汽车的发展概况和关键技术8-11
• 1.2 故障诊断技术的发展概况和故障模拟的实现方式11-14
• 1.3 课题的提出及意义14-16
• 1.4 本文的工作要点16-17
• 第二章 天然气汽车的相关问题概述17-45
• 2.1 天然气汽车分类17-18
• 2.2 天然气汽车结构及工作原理18-27
• 2.3 天然气汽车常见问题及解决措施27-45
• 第三章 氧传感器概述及故障诊断试验台的建立45-56
• 3.1 氧传感器在空燃比控制系统中的作用45-49
• 3.2 故障诊断试验台的建立49-56
• 第四章 氧传感器失效的机理分析及试验研究56-72
• 4.1 氧传感器失效的机理分析56-59
• 4.2 氧传感器完全失效的试验研究59-65
• 4.3 氧传感器堵塞的模拟试验65-69
• 4.4 氧传感器异常信号的试验研究69-72
• 第五章 波形分析法在电控发动机故障诊断中的应用72-88
• 5.1 波形分析法概述72-73
• 5.2 示波分析法在电控发动机故障诊断中的应用73-77
• 5.3 小波分析法在电控发动机故障诊断中的应用77-87
• 5.4 本章小结87-88
• 本文工作总结及展望88-91
• 参考文献91-93
• 攻读学位期间发表的论文93-94
• 致谢94

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