面向东风雪铁龙1.6THP发动机的故障诊断研究

摘要

东风雪铁龙1.6THP发动机作为目前销量较好的发动机之一，具有缸内直喷、涡轮增压等先进技术，销量已达百万辆。电子化，智能化水平越来越高，与以前采用化油器等低端发动机相比，出现故障后更难排除，对维修人员的水平具有较高的要求。在对发动机不拆解的情况下，对发动机的运行状态进行检测，提高检测速度和准确度，可以减少因拆解发动机带来的时间消耗和费用浪费。因此，研究故障诊断技术对汽车技术发展具有重大意义。
　　基于此背景，本文通过在实际维修过程中发现的故障现象，基于DSP设计了发动机故障诊断及预测系统。论文主要从检测系统的硬件、软件两个方面进行了研究，主要研究内容和成果如下:
　　(1)分析了发动机故障的诊断的基本原理，汽车发动机的故障诊断过程与方法，并对发动机振动和异响产生的原因进行了分析。
　　(2)对汽车发动机系统故障信号特征进行了研究。根据发动机故障的所表现出的特征信号，利用遗传算法对神经网络算法进行优化，建立遗传神经网络模型，选择遗传神经网络算法作为本系统的智能算法。通过阐述遗传算法的基本原理，详细描述遗传算法的变异和选择。
　　(3)发动机故障诊断系统进行硬件设计。主要包括:系统整体框图设计，尾气采集系统设计，振动、异响采集电路设计，故障电路分析电路设计。
　　(4)发动机故障诊断系统软件设计。采用DSP芯片为主控芯片，系统可以通过分析尾气成分、发动机振动、异响等参数发现现有故障及未发生故障的预测，并在显示屏上显示维修提示。
　　本文设计的故障预测系统，可以实现故障诊断及预测功能，特别是在机械故障方面预测正确率高。随着系统的完善与优化，可应用于其他发动机的故障检测中。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容

1．4 文章结构安排

1．5 本章小节

第2章 汽车发动机故障诊断基本原理

2．1 汽车发动机的基本构造

2．2 故障诊断的基本概念

2．3 汽车燃油发动机典型故障及引起的原因

2．4 汽车发动机的故障诊断研究

2．4．1 发动机的故障诊断常用方法

2．4．2 发动机故障诊断的基本过程

2．5 汽车发动机振动和异响的分析

2．5．1 发动机振动与故障的研究

2．5．2 发动机异晌与故障的研究

2．6 本章小节

第3章 汽车发动机故障诊断与预测的算法研究

3．1 轿车发动机故障特征信号分析

3．2 遗传算法与神经网络的基本概念

3．2．1 遗传算法简介

3．2．2 编码和种群初始化

3．2．3 适应度函数设计

3．2．5 遗传算法对神经网络算法的优化策略

3．3 遗传神经网络汽车发动机故障诊断

3．4 本章小节

第4章 东风雪铁龙1．6 THP发动机故障诊断及预测系统硬件设计

4．1 系统整体框图设计

4．2 尾气采集部分设计

4．2．1 红外光源发射电路设计

4．2．2 光电探测器电路设计

4．2．3 红外信号电路设计

4．2．4 A／D转换电路

4．2．5 MSP430F149最小系统设计

4．3 东风雪铁龙1．6 THP发动机振动、异响信号采集电路设计

4．3．1 发动机振动信号采集电路设计

4．3．2 发动机异响信号采集电路设计

4．4 东风雪铁龙1．6 THP发动机故障分析电路设计

4．4．1 USB接口及SD卡接口电路设计

4．4．2 语音电路设计

4．4．3 DSP控制器电路设计

4．5 本章小节

第5章 东风雪铁龙1．6 THP发动机故障诊断与预测系统软件开发

5．1 DSP的软件开发及设计

5．1．1 DSP开发系统

5．1．2 程序设计语言及方法

5．2 东风雪铁龙1．6 THP发动机故障诊断及预测系统的程序设计

5．2．1 尾气检测板的程序设计

5．2．2 噪声及振动采集板程序设计

5．3 东风雪铁龙1．6 THP发动机故障诊断系统的实验结果

5．3．1 传统方法的故障诊断结果

5．3．2 基于遗传神经网络算法的东风雪铁龙1．6 THP发动机故障诊断结果

5．4 本章小节

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果