大众迈腾轿车发动机加速不良故障检修方案设计.docx
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大众迈腾轿车发动机加速不良故障检修方案设计
第一部分设计任务与调研
1.毕业设计的主要任务
通过对大众迈腾轿车的发动机结构组成和工作原理了解,和对其加速不良故障分类、故障检测、案例分析,最后通过上述多方面知识案例进行论证方案设计。
2.设计的思路、方法
首先,通过找的大众迈腾发动机的资料,了解其中的构造,找到引起发动机加速不良的故障问题,通过故障诊断流程,检修方法,寻找案例进行分析,按照检修方法进行维修进一步把加速不良的故障更深刻的了解。
3.与本课题相关的资料
大众迈腾发动机维修手册,汽车发动机结构与维修,汽车故障诊断与检测技术等相关书籍资料。
4.调研的目的和总结
随着现代汽车的发展,针对大众迈腾轿车的发动机加速不良各方面原因可以让我们对其出现的问题有综合性的了解,也能使迈腾汽车立足市场提供良好的硬性条件。
第二部分设计说明
随着我国经济科技的同步提升,人民生活水平也有了很大程度的改善,和谐社会的创建也在一步步向前迈进。
国民已经实现了物质方面的自给自足,开始向更高的精神领域跨越,不断丰富个人的精神生活,其中汽车就是人们出行的一个重要交通工具。
谈及汽车,发动机作为汽车心脏这一重要环节不容忽视,汽车各个部件与发动机之间的关系密不可分。
本文主要以迈腾轿车发动机加速不良为主要内容,对迈腾轿车发动机的基本构造和工作原理的介绍为辅。
在简单细致的了解发动机的基本构造和工作原理的基础上展开了对迈腾轿车发动机加速不良的检修的分析,简单的列举了迈腾轿车发动机加速不良的原因,以及检修的方法。
第三部分设计成果
摘要
本文主要阐述了大众迈腾汽车发动机加速不良故障诊断与排除,发动机系统是汽车最重要的一个系统,在日常的使用中它的工作状态直接关系到驾驶的舒适性和安全性。
由此,对于大众迈腾汽车发动机加速不良故障诊断与排除就有很大的技术性和必要性。
发动机系统对行车的影响很大,发动机是汽车的心脏,只有更高的故障诊断及时才能保证其可靠工作。
本文列举迈腾汽车故障诊断的实例,提高故障诊断与排除方法。
关键词:
迈腾汽车发动机加速不良常见故障诊断与排除
第一章迈腾1.8TSI发动机的概述
迈腾拥有1.4T、1.8T、2.0T、3.0L四款发动机,大众的TSI发动机曾获得“年度发动机大奖”,拥有强大的低油耗与排放延展性。
大众的TSI采用最先进的涡轮增压和汽油缸内直喷的动力技术,使燃油得到更充分的燃烧。
TSI+DSG黄金组合独步武林.除了采用涡轮增压/缸内汽油直喷技术并且能够爆发最大扭矩以外,DSG双离合变速器的加入让迈腾的运动操控性更为强劲。
在实际驾驶中,DSG只需不到0.2秒的时间就能完成换档,保证了动力传递的连续性,使迈腾的加速过程更快,作为驾驶者则基本感受不到DSG在换档过程中的顿挫和推拉,给予驾驶者更多的舒适感。
迈腾1.8TSI还拥有一个让同级车望其项背的优势:
低油耗与排放延展性。
迈腾1.8TSI采用最先进的涡轮增压和汽油缸内直喷的动力技术,使燃油得到更充分的燃烧。
与传统的发动机相比,迈腾1.8TSI燃油消耗降低10%,90公里/小时等速油耗仅为7.5升/百公里;其次,迈腾1.8TSI在全面满足欧4排放标准的同时,具有独特的可延展性功能——根据油品以及其它技术的逐渐成熟,迈腾1.8TSI可升级为欧5排放标准,解决迈腾驾驭者用车升级之忧!
发动机是为汽车行使提供动力的装置其作用是使燃料燃烧产生动力,然后通过底盘的传动系驱动车轮使汽车行驶。
现代汽车广泛采用往复活塞式内燃发动机它是通过可燃气体在汽缸内燃烧膨胀产生压力,推动活塞运动并通过连杆使曲轴旋转来对外输出功率的主要包括两大机构和五大系统,它们是曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系统、点火系统(汽油发动机)、起动系统、冷却系统和润滑系统组成。
采用缸内直喷技术
缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内,直接将燃油喷入气缸内与进气混合。
喷射压力也进一步提高,使燃油雾化更加细致,真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合,并且消除了缸外喷射的缺点。
同时,喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制,以及活塞顶形状等特别的设计,使油气能够在整个气缸内充分、均匀的混合,从而使燃油充分燃烧,能量转化效率更高。
因此有人认为缸内直喷式汽油发动机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。
缸内直喷式汽油发动机的优点是油耗量低,升功率大。
空燃比达到40:
1(一般汽油发动机的空燃比是15:
1),也就是人们所说的“稀燃”。
机内的活塞顶部一半是球形,另一半是壁面,空气从气门冲进来后在活塞的压缩下形成一股涡流运动,当压缩行程行将结束时,在燃烧室顶部的喷油嘴开始喷油,汽油与空气在涡流运动的作用下形成混合气,这种急速旋转的混合气是分层次的,越接近火花塞越浓,易于点火作功。
压缩比高达12,与同排量的一般发动机相比功率与扭矩都提高了10%。
采用涡轮增压系统
涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而提高发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。
一台发动机装上涡轮增压器后,其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。
这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率。
就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说,经过增压之后,动力可以达到2.4L发动机的水平,但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少,在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
采用可变气门正时
可变正时气门VVT(VariableValveTiming)可变气门正时系统。
该系统通过配备的控制及执行系统,对发动机凸轮的相位进行调节,从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化,以提高充气效率,增加发动机功率。
第二章发动机加速不良故障诊断
一.故障现象
发动机无负荷运转时基本正常,但加速缓慢,上坡无力,加速踏板踩到底时仍感觉到动力不足,转速不能提高,达不到最高车速。
踩下加速踏板后发动机加速迟缓,加速过程中发动机有轻微的波动。
提示:
当踩下加速踏板时,节气门开度增大,进气量增加,发动机ECU根据进气量和节气门位置传感器信号和信号变化频率,修正增加喷油量。
如果踩下加速踏板,进气量增加少,修正喷油量增加也少,或喷油器喷油量增加迟缓或增加量少,则加速迟缓;如果踩下加速踏板,进气量增加,但由于传感器信号出错,喷油量不增加或增加量少,或点火能量小,就会使发动机转速下降。
二.故障原因
发动机动力不足通常是由于混合气过浓、过稀,点火系统工作正常、机械系统故障引起的。
1.空气供给系统的故障
空气滤清器过脏;
进气系统漏气;
排气管堵塞;
节气门调整不当,不能全开;
空气流量计故障;
废气再循环系统故障。
2.燃油供给系统的故障
燃油压力调节器调节压力过低;
燃油滤清器过脏;
电动燃油泵工作不良;
喷油器雾化不良或喷油器堵塞。
3.点火系统的故障
点火控制器点火线圈不良;
点火正时失准;
高压火花太弱。
火花塞积碳严重,间隙不正常。
4.发动机ECU控制电路故障
节气门位置传感器工作不良;
冷却液温度传感器工作不良;
曲轴位置传感器工作不良;
油门踏板位置传感器工作不良。
5.机械故障
气门封闭性变差、活塞环漏气、气缸垫漏气及配气相位失准等原因而导致缸压过低。
故障诊断
1.空气供给系统的故障诊断:
1)进行故障自诊断。
根据诊断情况进行操作。
2)检查进气系统有无漏气部位。
测量进气管的真空度,怠速时的真空度应大于66.7kPa。
若真空度过小,说明进气系统漏气,应仔细检查各进气管接头及个软管、真空管等。
3)检查空气滤清器。
如有堵塞,应清洗或更换。
4)空气流量计、进气温度传感器故障都会影响车的加速性能。
5)检查油门踏板位置传感器,检查电子节气门。
2.燃油供给系统的故障诊断:
1)检查燃油压力。
接上燃油压力表,起动发动机并怠速运转,观察燃油表压力读数,
怠速时的燃油压力应为250千帕左右,加速时的燃油压力应上升至300千帕左右。
燃油喷射系统最高供油油压的检测若燃油压力过低,应检查油压调节、电动燃油泵。
2) 燃油泵、燃油压力调节器故障判断。
直接接通燃油泵电源,燃油泵应工作,如不工作,则说明燃油泵内部有故障。
接入燃油压力表,观察燃油表压力应为250KPa以上,如过低则说明燃油泵输出压力不足,或燃油压力调节器故障。
3)检查燃油滤清器是否堵塞。
4)拆卸、清洗各喷油器。
检查喷油器在加速工况时的喷油量。
如有异常更换喷油器。
3.点火系统的故障诊断
1)检查点火正时。
在发动机怠速时,点火提前角应为10°—15°左右。
若不正确,应调整发动机的初始点火提前角。
加速时,点火提前角自动增加到20°—30°。
如有异常,则应检查点火控制系统的或更换ECU。
2)点火性能检查。
通过试火,观察跳火火花情况,如果火花是蓝色,则点火性能强;如果火花是黄色则点火性能弱。
故障原因则可能是火花塞,点火线圈的问题。
4.机械故障诊断
1)检查气缸压缩压力。
a.气门密封不严造成气缸压力不足。
如果发动机低速运转时进气管回火。
排气管有“突突”声,转速提高后症状减轻,则应检查某气缸压缩压力比正常值是否低0.2MPa以上。
若将此缸断火回火现象消失,则说明该缸进气门密封不严。
电于进气密封不严,该缸作功时,燃烧的高温气体便会通过进气门进入进气歧管,引起进气管回火。
因为发动机转速提高后,气门的相对漏气率降低,因此回火现象在低速时明显,高速时减轻。
b.活塞环与缸套磨损造成气缸压力不足
2)检查汽缸垫是否损坏。
如果发动机工作时,进气管连续回火,低速时更明显,相邻的两缸中某缸断火。
回火现象消失。
则可能是因为相邻两缸之间的气缸垫烧穿。
因为相邻两缸之间的气缸垫烧穿,使某缸做功时,燃烧着的混合气进入相邻气缸,若此时这个缸的进气门处于开启状态,则会形成进气管回火。
可用断缸法找出工作不良的两个气缸,检查两缸的配气机构。
若无异常则可判断为气缸垫烧穿,应更换气缸垫。
5.排气系统中再循环系统工作不良诊断
1)排气再循环控系统的初步检查对于排气再循环控制系统,首先应检查其真空软管
有无破损,接头处有无松动漏气等现象。
2)排气再循环控制系统的就车检查排气再循环控制系统的就车检查可按下述步骤进行。
起动发动机,使发动机怠速运转.如图2所示,将手指按在排气再循环阀上,检查排气再循环阀有无动作。
在冷车状态下,踩下加速踏板,使发动机转速上升2000r/min左右,此时手指上应感觉不到排气再循环阀膜片动作(排气再循环阀不工作);在热车状态下(冷却液温度高于50℃),踩下加速踏板,使发动机转速上升至2000r/min左右,此时手指应能感觉到排气再循环阀膜片的动作(排气再循环阀开启)。
若排气再循环阀不能按上述规律动作,则为排气再循环控制系统工作不正常,应检查该系统的各零部件。
3)排气再循环控制电磁阀的检查①将点火开关置于“OFF”位置,拔下排气再循环控制电磁阀的线束连接器,万用表电阻档测量电磁阀电磁线圈的电阻,其电阻值应符合规定(一般为20~500Ω),否则应更换排气再循环控制电磁阀。
②拔下与排气再循环控制电磁阀相连的各真空软管,从发动机上拆下排气再循环控制电磁阀,检查各管接口之间的通气情况。
在排气再循环控制电磁阀电磁线圈不通电的情况下,管接口A与B之间、A与C之间应不通气,BC之间应通气,如图3a)所示,否则为排气再循环控制电磁阀损坏,应予以更换;在排气再循环控制电磁阀电磁线圈通电的情况下,管接口A与B之间应通气,A与C之间、B与C之间应不通气,如图3b)所示,否则为排气再循环控制电磁阀损坏,应予以更换.
4)排气再循环阀的检查。
起动发动机,使发动机怠速运转。
拔下连接排气再循环阀与排气真空调节阀的真空软管,用手动真空泵对排气再循环阀真空室施加19.95kPa的真空度(如图4所示),若此时发动机怠速运转情况变坏甚至熄火,说明排气再循环阀工作正常;若发动机运转情况无变化,说明排气再循环阀损坏,应予以更换。
③对设有位置传感器的排气循环阀,可在发动机停机的情况下,拔下排气再循环阀位置传感器的导线连接器,用万用表测量连接器端子B与C之间的电阻,其阻值应符合规定。
然后,拔下连接排气再循环阀与排气真空调节阀的真空软管,并在用手动真空泵对排气再循环阀真空室施加真空的同时,用万用表测量排气再循环阀位置传感器连接器端子A与C之间的电阻值,该电阻值应随真度的增大而连增大,不允许有间断现象,即电阻值突然变为∞后又回落,否则为排气再循环阀损坏,应予以更换。
5)排气真空调节阀的检查①起动发动机,预热至正常工作温度。
②拔下连接排气真空调节阀与排气再循环阀的真空软管,用手指按住真空管接口(如图5所示),检查管接口内是否有真空吸力。
在发动机怠速运转时,管接口内应无真空吸力;踩下加速踏板,使发动机转速上升至2000r/min左右,管接口内应有真空吸力。
如果排气真空调节阀的状态与上述情况不符,则为工作不正常,应将其拆下作进一步检查。
③拆下排气真空调节阀,在连接排气再循环控制电磁阀的接口处接上手动真空泵,用手指堵住连接排气再循环阀真空管的接口(如图6示),向连接排气管的管接口内泵入空气,同时用手动真空泵向排气再循环控制电磁阀的接口内抽真空,此时在连接排气再循环阀真空管的管接口处应能感觉到有真空吸力;停止抽真空后,真空吸力应能保持,无明显下降;释放连接排气管的管接口内压力后,真空吸力应随之消失。
如果排气真空调节阀的状态与上述情况不符,应予以更换
第四章案例分析
一、故障现象
一辆一汽生产的迈腾1.8TSI手自一体轿车,发动机型号为BYJ。
底盘号为LFV3A23C073005602,行驶3万公里,发动机加速不良,耗油量大;车速最高时速只能达到140km/h.此时变速器始终在5—6档换档。
二、故障原因分析
电控发动机加速不良的原因主要有:
①进气系统中漏气;②燃油系统中油压过低,喷油器工作不良等;③点火系统中点火不正时,火花塞或高压线不良、高压火花弱等;④电控系统中某些传感器工作不良(比如节气门位置传感器或空气流量计、进气歧管绝对压力传感器有故障等);⑤排气系统中排气再循环系统工作不良,排气管堵塞等。
三、不解体检测与诊断分析
1)连接大众专用检测设备VAS5052。
读取故障码。
出现故障码00665P0299,为增压器增压传感器(A)电路控制极限未达到,故障码能够清除,试车后故障再现。
增压压力传感器G3l安装在节气门下方进气管中部,用来检测进气管内气体压力大小,把该信号传给ECU,ECU根据该信号控制增压器旁通开度压力调节电磁阀N75的工作情况。
更换增压器增压传感器G31后故障依然出现.说明故障不在增压压力传感器G31上。
2)读取空燃比组数据流。
发现氧传感器的值变化,混合气浓度在浓稀变化,但调节值为+8.2%,始终指令增浓,空燃比长效修正失效。
此工况存在失效模式的主要原因是空气相对质量偏小。
空气相对质量是ECU计算发动机负荷值的主要参数.也是涡轮增压、可变正时调整、可变进气管等空气填充控制效果的反应参数,此车空气相对质量为15%,偏小于正常车空气相对质量40.6%.这说明该车涡轮增压、可变正时调整、可变进气管等某一系统空气填充控制效果差。
3)读取涡轮增压组数据流。
该车正常值为:
怠速时增压值为1010mbar,原地急加速时最高可达到1800mbar左右;空气流量计怠速时为2.3~2.5∥s,原地急加速时最大可达到65∥s左右。
该车实际数据值为:
怠速时增压值为l000mbar。
原地急加速时最大达到l200mbar左右:
空气流量计怠速时为2.0~2.1g/s,原地急加速时最大达到509/s左右。
通过以上数据流对比分析可知:
该车实际增压数值偏低,空气流量计信号偏小。
说明该车可变正时调整、可变进气管空气填充控制效果正常.涡轮增压系统空气填充控制效果差。
4)增压系统工作原理分析。
该车涡轮增压系统的工作原理如图l所示,涡轮增压器的结构如图2所示。
废气涡轮增压控制系统实质:
发动机根据进气压力的大小,控制增压装置的工作.以达到控制进气压力、进而提高发动机动力性和经济性。
其控制分3个过程:
①空气增压过程。
当发动机工作,排出的废气都作用到涡轮上,涡轮增压器工作,提高了空气的压力:
涡轮转速越高,增压后的空气压力值也越大,如图1a所示。
②增压压力调节过程。
电控单元通过不同占空比的脉冲信号,控制增压压力限制电磁阀N75(图3)和减压控制装置来设定所需要的增压压力。
由增压压力和进气压力形成一个控制压力.这个控制压力作用到压力单元上,后者通过一根拉杆来操纵废气压力减压翻板,废气压力减压翻板打开一个旁通通道,使得一部分废气不经涡轮直接排出.这个过程可以调节涡轮的转速.从而可以设定最大增压压力.如图lb所示。
当调节机构失效时,增压压力直
接作用到压力单元上,并顶着弹簧,于是最大增压压力就被限制成一个基本增压压力。
③超速切断过程。
发动机在超速运行状态时,如果节气门关闭,增压压力就会在涡轮增压器壳体内产生一个背压.这个背压会显著降低增压器转子的转速.会导致增压压力下降;为了避免出现这种情况.控制装置就打开涡轮增压器循环空气阀N249,该阀打开一个旁通通道。
将压缩空气经增压器转子再引回到增压器循环的进气一侧,这样就可以保持所需要的涡轮转速(图1c)。
当节气门打开时,涡轮增压器循环空气阀N249就关闭,于是又立即形成增压压力。
由以上分析可知,涡轮增压系统空气填充控制效果差的原因是废气涡轮转速低,而废气涡轮转速低的原因是增压器旁通开度偏大或排气系统堵塞。
是靠自身进气增压进行调节的,若增压器旁通开度压力调节电磁阀N75、增压压力传感器G3l、发动机控制单元J220有故障,都会造成增压器旁通阀开启偏大。
进行N75的执行元件测试,结果N75电磁阀正常,前面已排除故障不在增压压力传感器G31上,那只能是排气系统堵塞或发动机控制单元J220有问题。
四、解体检测与诊断分析
解体该车排气管,发现其三元催化转化器颜色如图4a所示,正常车排气管颜色如图4b所示。
两种情况对比说明该车三元催化器中毒且严重堵塞.表层颜色为红褐色的是燃油中含硫过多所致,底层颜色为灰白色的是燃油中含铅过多所致。
五、故障结论.
经以上分析可知,该车故障原因是排气管堵塞所致。
排气管堵塞会造成排气系统中排气不畅,排气不畅致使废气推动涡轮的动能不足,导致叶轮动能不足,增压压力实际值偏小。
引起排气管堵塞的原因很多,一般是由于三元催化转换器损坏,消音器内填充的耐热材料堵塞和北方地区寒冷引发排水不畅造成的,再者燃油品质问题和发动机燃油燃烧不完全也是造成三元催化转换器损坏的主要原因。
从图4可看出。
该车排气管堵塞的原因是所用燃油品质劣质所致。
经询问,用户承认所用燃油品质差事实,仅在保养时加过几次指定的燃油添加剂,并承认在长途高速公路行驶时。
因加油站无优质974油,加过几箱93。
劣质汽油行驶。
六、故障处理方法
擦去堵塞物后,高压风干洗三元催化器,试车加速良好,时速可达220km/h,但怠速数据流与正常值有偏差。
更换排气管总成,怠速数据流正常,耗油正常.试车正常。
第四部分结束语
通过对大众迈腾轿车发动机加速不良故障诊断与检修,得到如下结论:
电控发动机加速不良的原因主要有:
①进气系统中漏气;②燃油系统中油压过低,喷油器工作不良等;③点火系统中点火不正时,火花塞或高压线不良、高压火花弱等;④电控系统中某些传感器工作不良(比如节气门位置传感器或空气流量计、进气歧管绝对压力传感器有故障等);⑤排气系统中排气再循环系统工作不良,排气管堵塞等。
第五部分致谢
在即将毕业离校的这段实习时间里,进行论文研究的过程中使我收获了很多,对我今后在工作中的启发很大。
知识的积累,不断地更新运用中有了很新的启发与进步。
在这里我非常的感谢在我进行论文写作的过程中我的指导老师给予我的大力支持及尽心地指导,循循善诱的教导和不拘一格的思路给予了我无限的启发,对我帮助使我莫甘难忘。
在此向老师表示衷心的感谢,并致以崇高的敬意。
并且在此特别的感谢我的车间组长,在我进行论文写作的过程中给予的意见跟技术上的指导,在一些技术领域跟操作上的解惑。
使我对TSI发动机的进一步了解。
最后我要向在百忙之中抽出时间来对本文进行审阅,评议和与论文辩答的各位老师表示感谢。
第六部分参考文献
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[5]郑逢仁.汽车维修.[M]北京.人民交通出版社,2011.
[6]迈腾维修手册[Z].
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