基于数据流分析电控发动机故障的应用研究

陆瑶

摘 要：数据流分析集合了机电一体化中的电子控制、传感器等多种技术，应用这种技术让电动发动机越来越突出的故障问题得到了有效控制，从而让汽车得到了极大优化，并且还推动了行业的发展。本文首先对汽车发动机故障做了简要介绍，随后对汽车数据流做了分析，接下来阐述了汽车发动机故障的传统诊断方法及其缺陷，最后介绍了基于数据流分析电控发动机故障的应用。

关键词：数据流；电控发动机；故障分析

1 引言

汽车故障检测共经历了四个阶段，人工检测，也就是以检测人员经验为基础，对汽车故障进行判断的检测方式；仪表检测，即利用相应仪器仪表对汽车故障进行检测的方式，这种方式的出现令汽车检测更加精确和智能，在一定程度上推动了汽车故障检测的发展；综合检测阶段，这种故障检测方式出现于上世纪的80年代，当时各个汽车厂商都推出了用于自己品牌汽车故障诊断的设备，这些设备可分析相应故障码，从而更快速的对汽车进行维修；数据流分析阶段，这种诊断方式在综合故障诊断的基础上加入了计算机技术，实现了汽车故障分析对机电一体化的应用，从而也产生了一套专门用于汽车故障诊断的系统。

2 汽车故障码概述

目前在汽车的故障诊断中利用了最新的诊断系统，这种诊断系统能够让汽车在保证行驶的基础上利用相应的故障代码对驾驶人员进行提示。新型诊断系统实现这种功能的主要原因是其可以对汽车实现全方位的实时监测，如果汽車存在故障即可通过故障位置的传感装置将故障信息传回到中央控制室，并在中央控制室的屏幕上以代码的形式体现出来，从而让人直观的明白汽车故障位置。

在汽车发动机的故障诊断中，新型的故障诊断系统有一套设定好的诊断程序，系统的电子单元会实时采集汽车各部位传感器传回的信号，在采集到信号之后会对信号进行判断，如果断定信号属于汽车的故障，那么就会以相应代码的方式体现在中央控制室的面板上[1]。如果判定汽车存在故障，则不仅会在中央控制面板上体现出来，还会降低或者是停止发动机的运行，而这种系统对汽车的监控在汽车点火的那一刻就开始工作了，并且通过传感装置、电子单元等部位的配合用以下三个方式对汽车故障进行控制。

第一当电子单元采集到汽车的故障信息以后，首先会通过中央控制面板发出警示信息，当汽车驾驶员看到相应的警示信息以后就可以将汽车开至专业的修理中心进行故障处理。第二是自动储存故障码，当故障检测系统将故障信息反馈至中央控制面板的同时还可以将故障码储存到系统的存储器中，这样当汽车送往修理中心的时候可通过连接专业仪器扫描这些故障信息，从而帮助修理人员采取更有针对性的方式继续处理。第三当系统采集到故障信息以后，这套系统不会马上让汽车失去正常的功能，基本都会用系统的备用措施进行替换，从而让汽车保持最基本的行驶功能。

3 汽车数据流概述

3.1 汽车数据流概念

汽车传感器在对汽车进行监测的过程中向电子控制单元传输的各种信息就是汽车的数据流，采集数据流需要使用专业的设备连接到汽车故障检测系统的电子单元上。由于数据流显示的是一段时间之内汽车的信息，因此在不同时间以及不用的环境之下数据流都会产生细微变化，通过汽车数据流的变化能够轻松发现传感器传达的信息，这些信息能够为汽车维修人员提供有效的参考。根据检测的内容不同，检测设备上所体现的信息也不同，主要分为了数值参数和状态参数两大类，状态参数反应的是汽车相应设备参数的高和低、开和关等工作状态，通过状态参数能够很好地观察汽车各部分运行是否正常。数值参数指的是汽车工作时间、温度以及电压等数值信息，是对汽车电控发动机工作的直接体现。

3.2 切换数据流的产生

汽车上各电子元件的工作电压、温度、时间等信息都可以通过汽车数据流来体现，在汽车正常工作的状态下，使用专业检测设备可以对汽车电子单元中储存的信息解码然后读取，并通过检测设备上的屏幕体现这些信息。这个将汽车电子单元内记录的信息体现在检测设备屏幕上的过程就是读取数据流，而这些数据流也就是汽车的数据流。

3.3 数据流的特点

汽车数据流主要反应的是电控发动机运行过程中的各种变化，通过传感器反应的信息对各种变化进行统计，然后将这些信息记录起来就可以明显反应电控发动机的工作状态，如果电控发动机出现了某些故障便可通过分析这信息进行判断，进而采取对应的解决措施[2]。和传统的发动机故障诊断相比，数据流有着操作简便（通过检测设备连接汽车的电子单元即可读相应的故障信息，通过对信息的读取就能明确对应故障）、数据量大（利用设备可以读取汽车多个传感器反应的不同信息，大量数据也可以为故障分析提供更准确的数据参考）、精准（所有信息都是对汽车状态的实时反应，反应的过程中没有其他干扰因素，因此准确性特别高）的优势，这也成为了汽车数据流的主要特点，传统故障诊断方式不能很好的反应电子单元传感器之间的数据反映，因此数据流分析在目前的汽车故障分析中占有主要地位。

4 汽车电动发动机故障的传统诊断法及其缺陷

复杂性比较强是汽车电控发动机电子控制系统的主要特点，因此对电控发动机的故障进行诊断也比较困难，通常诊断电控发动机的故障都要从电子元件和零部件这两方面出发。在传统的电控发动机故障诊断中，首先要根据分析零部件的工作状态来确定故障是否由零部件引起，而发动机的零部件比较多，因此具体的分析过程会比较繁琐。如果排除了零部件的问题就要开始分析电子元件，而对电子元件进行分析就使用直挂判断、仪器分析、换件诊断等很多种方法。通过上述分析可以得知，传统的电控发动机故障诊断非常复杂，会浪费很多的人力资源和时间。除了其复杂性高、浪费时间和人力的缺点以外，还有最重要的一点就是目前汽车工艺正在不断进步，电控发动机的技术含量也在不断提高，造成了使用传统诊断方式不仅会浪费时间和人力，还有可能导致无法准确找出汽车的故障点，进而就无法良好的处理故障，给行车造成不确定的安全隐患。

5 基于数据流分析电控发动机故障的应用

5.1 在有码故障的分析中的应用

对有码故障进行分析我们可以用一辆1.6排量、行驶了12万公里丰田卡罗拉来举例，目前这辆卡罗拉的主要故障为每行驶100公里都会增加1L的油耗。接下来我们将检测设备连接到汽车的电子单元上，经过读取信息后发现其提示的故障信息为“氧传感器信号差”。对数据流进行细致分析可以发现，传感器的工作电压为0.1V，远低于正常的工作电压，通常混合气稀薄和传感器故障会导致这种情况出现，而通过踩油门发现发动机动力正常，因此混合气稀薄的问题可以排除，此时基本确定引起耗油高的主要原因是传感器出现了故障。最后通过对氧传感器进行检查发现传感器已经损坏，因此更换了新的传感器，最终汽车油耗高水位问题被解决。

5.2 在無码故障的分析中的应用

如果汽车出现了无码故障，需要检修人员将自身经验和数据流分析结合在一起，这样才能对故障进行有效判断。我们可以用一辆桑塔纳2000轿车为例，这辆汽车的发动在怠速状态下会出现抖动、动力不足、冒黑烟等问题。通常引起以上问题原因都是混合气浓度太高导致的，这也证明了这辆汽车的喷油量超过了汽车的实际需求，燃油无法充分利用才导致冒出了量黑烟[3]。燃油压力过大、空气传感器失效、发动机的电子元件出现了故障等都会造成混合气浓度过高，因此应从这三个方面入手来排除故障。

首先对这辆汽车的燃油压力进行测试，发现其燃油压力在正常范围之内，随后对火花塞进行检查，发现其中心电极被烧毁，换了新的火花塞之后重新测试汽车发现发动机在怠速状态下的抖动明显减轻，但是冒黑烟的问题依然存在，而对空气传感器进行更换后黑烟的问题也没有被解决，进而判定发动机电子元件出现了问题。其次，确定了发动机电子元件的问题以后，检修人员使用检测设备连接电子元件发现没有故障码的提示，随后将冷却液升至85°C再次检测发现油喷时间、节气门开度、进气压等都在正常范围之内，但发现氧传感器的数值过低，因此发动机的电子元件加大了喷油量，最终导致汽车无法彻底利用燃油而出现大量黑烟。最后，经过以上一系列的分析可以证明，发动机的氧传感器已经失去功能，因此电子元件无法根据其信号为汽车提供正确的喷油量，进而导致了火花塞中心电极烧毁，因此发动机在怠速状态下抖动并冒出大量黑烟，在更换了火花赛和发动机的氧传感器之后这些问题最后得以排除。

6 结语

随着科学技术的不断进步，机电一体化在汽车上的表现更加明显，尤其在汽车电控发动机故障的监测应用了数据流分析技术，这对于汽车故障检修来讲是一次里程碑式的进步。在汽车故障的诊断中，数据流分析目前占据着主要地位，通过对汽车中电子元件反应的信息进行分析可以直观、简便的发现汽车电控发动机的故障，进而可采取有针对性的措施进行排除，为行车安全提供了有利保障。

参考文献：

[1]李兆鹏，祖炳洁.数据流分析在电控发动机故障诊断中的应用研究[J].农业装备与车辆工程，2017，55（7）：97-99.

[2]陈越，耿杰.基于数据流分析的发动机电控系统故障诊断方法研究[J].汽车零部件，2016，23（8）：62-64.

[3]张虎.基于数据流分析的发动机电控系统故障诊断方法研究[J].内燃机与配件，2017，09（21）：80-81.