浅谈捷达发动机过热故障的检测与排除分析解析.docx
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浅谈捷达发动机过热故障的检测与排除分析解析
广东省工人技师职务申请
评审论文
浅谈捷达发动机过热故障的检测与排除
姓名:
工作单位:
原技术工种名称:
汽车维修高级工
拟申报职业资格:
汽车维修技师
培训单位:
广东省轻工业技师学院
申报时间:
2014年11月
广东省劳动和社会保障厅
目录
1、摘要---------------------------------------3
2、关键词------------------------------------3
3、前言---------------------------------------3
4、正文---------------------------------------3
(一)故障现象-------------3
(二)故障诊断与分析-------5
(三)故障排除-------------7
5、结束语------------------------7
6、致谢------------------------8
7、参考文献----------------------8
浅谈捷达发动机过热故障的检测与排除
XXX
摘要:
本文扼要阐述捷达电喷发动机由于三元催化器部分堵塞,引起发动机温度过高,造成动力下降的故障;本人在诊断分析时,利用各种检测仪,通过简单、有效的检测和结合多年来的工作实践,使故障的成因原形毕露,并将其彻底排除。
关键词:
发动机温度高故障原因诊断分析
前言:
汽车发动机在工作时,由于可燃混合气的燃烧及机件运动造成的摩擦,产生大量的传导热,其温度可达1800—2200℃;当发动机某个系统工作不正常或长时间超负荷运转而引起发动机过热的现象是比较常见的。
作为维修人员在修理过程中为避免人力物力的浪费,首先要正确分析故障原因,准确诊断,采取简单、有效的方法去排除故障。
下面以我单位几十辆捷达轿车由于三元催化转换器部分堵塞,不同程度出现发动机过热的现象为例,进行分析、探讨,仅供参考。
正文
一、故障现象:
本人在维修工作中,曾遇到一辆捷达电喷发动机的轿车,该车使用了5年,行驶了约10万公里。
报修项目:
发动机水温高。
车主反映即使关闭空调行车,冷却液温度仍高达105℃以上,并出现有“开锅”的现象,特别在爬坡(大负荷)时,发动机动力明显下降。
二、故障原因分析
根据车主的反映及从简到繁的原则,围绕冷却系水温高的问题,结合捷达发动机冷却系组成,将导致该车水温高的原因逐一进行分析诊断。
由于发动机冷却不足发动机产生过热,将导致如下后果:
1、气缸充气量减少和燃烧不正常,发动机功率下降;
2、燃料经济性差;
3、汽油机容易产生早燃和爆燃;
4、发动机零件也会因高热使机油变稀导致润滑不良而加速磨损,甚至导致机件卡死或破坏。
所以必须加以排除。
(一)冷却系的工作原理
发动机在工作时,由于燃料的燃烧以及运动零件间的摩擦产生大量的热,其工作温度很高,特别是直接与高温气体接触的气缸体、气缸盖、活塞、气门等机件的温度更高。
为此,冷却系统中的水泵将冷却水由水箱吸入并加压,进入发动机缸体的水道,从缸壁流到缸盖,吸收热量后沿水管流入水箱内;由于有风扇的强力抽吸,外部气流从水箱中通过,使受热后的冷却水在流经水箱的过程中,将热量不断地散发到大气中去,使水本身得到冷却;如此不断地循环,使运转中的发动机得到适度冷却及保持在最适宜的温度范围内工作。
捷达发动机冷却系具体组成如图1所示。
图-1
(二)发动机过热的主要原因如下:
1、由于气缸盖螺栓松、气缸盖或中缸上平面变形、气缸床烧蚀,导致气体窜入水道内产生气泡,出现气阻现象,降低冷却效能。
2、混合气过稀或过浓,会造成燃烧时间延长,使缸壁每一个工作循环受热的时间和面积相对增加,增大了散热量。
3、由于机油压力低或质量差,不能及时对缸壁进行润滑及冷却,使机件间的摩擦力增大,随之引起发动机温度升高,零件甚至出现烧蚀,缩短使用寿命。
4、气缸、活塞、活塞环严重磨损,当发动机工作时,高温气体窜入曲轴箱,造成油质变坏、粘度下降,降低冷却效能。
5、发动机在高温环境下工作或长时间低速行驶均会引起过热。
6、冷却系工作不良,造成温度过高。
7、由于使用时间长或日常添加的冷却液脏污(或使用硬水,形成水垢),导致发动机水道堵塞,造成冷却液散热不良。
8、冷却液温度传感器故障,使电子扇初始工作温度失准,因而造成水温高。
此外,由于电子控制单元(ECU)从冷却液温度传感器获取温度信号,通过ECU对燃油喷射量和点火正时等进行修正;如果冷却液温度信号中断,会引致发动机在冷机或热机时起动困难、怠速不稳、油耗增高、排放量增加。
9、点火不正时造成燃烧质量变差,温度升高。
10、排气系统排气不畅也会造成发动机温度升高,等等。
三、故障诊断分析
1、故障诊断
首先进行相关检查:
1)检查各连接水管、水温传感器、散热器、气缸体水堵、副水箱、排水开关等均无渗漏现象;散热器表面较干净;相关的连接线无松旷;拨出油尺,检查机油质量较好、油量合适;外观检查无发现异常。
2)连接VAG1552进入发动机电控系统,查询故障存储,显示系统正常。
3)接着,启动发动机(冷车、预热),再次拨出油尺,无冒烟,说明气缸、活塞、活塞环磨损不严重;之后,让发动机继续运转,观察副水箱,发现副水箱内的水有微小的波动,同时,用手触摸出水管时有脉动,说明节温器开始工作(水温表显示的温度约80℃)及初始工作正常;稍后,电子扇开始转动(水温表显示的温度约90℃),说明电子扇及控制电路正常;经相关检查无发现冷却系统异常。
4)随后,缓慢提高发动机转速,用正时枪检查发动机点火正时无异常。
但明显感觉到发动机转速提高缓慢且最高转速只有2500r/min左右,观察排气管的排气量与发动机转速不相符。
本人分析,难道是排气歧管、三元催化器或消声器堵塞?
使发动机气缸内热量未能及时排出,造成发动机温度高、加速性能差及动力不足。
2、故障部位分析
目前的捷达发动机都是电控喷射发动机,一般都采用闭环控制,装有三元催化器和氧传感器,如图2所示。
图-2
三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。
由于这种催化器可同时将废气中的各种主要有害物质转化为无害物质。
随着环境保护要求的日益苛刻,越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。
它安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应变成二氧化碳和氮气,故称之为三元(效)催化转化器。
三元催化器的工作原理是:
当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。
三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化,如图3所示。
图-3
在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,氧传感器是必不可少的元件。
由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
三元催化转换器催化转换效率受很多因素的影响,最主要的因素是排气中的氧气浓度(也即进入缸内的混合气的空燃比)和催化转换器温度。
另外,铅和硫等元素对催化转换器会造成非常负面的影响,因为铅和硫等会与催化活性物质作用形成新的结晶体结构或沉积在催化物质上面,从而破坏催化物质的表面活性,这就是所谓的催化器中毒。
通过分析这台车可能是由于三元催化器堵塞,导致发动机燃烧后产生的废气未能及时排出,造成发动机温度高、加速性能差及动力不足的现象。
造成三元催化器堵塞的主要原因有:
(1)日常选用的燃油不当(如使用含铅汽油或辛烷值不合适)或质量差,引起三元催化器中毒、胶化,致使三元催化器陶瓷体间的气孔堵塞,导致排气不畅顺。
(2)在日常的车辆维护中存在减项漏项,特别是空气滤清器脏污,引起混合气浓、燃烧不彻底,废气中的烟粒增大并聚积在三元催化器陶瓷体间的气孔上,造成排气不畅顺。
(3)没有按照有关规定,更换三元催化器(按技术要求行驶80000公里应更换)。
(4)气缸、活塞、活塞环严重磨损,气门油封损坏,引起发动机烧机油;同时会出现气缸压力低,造成可燃混合气温度低,点燃困难、燃烧迟缓及燃烧不彻底,废气中的烟粒增大并聚积在三元催化器陶瓷体间的气孔上,导致排气不畅顺。
3、故障排除
将车辆升起之后,观察催化转化器表面有明显的凹陷,说明催化转化器的载体受到损伤。
观察催化转化器外壳上有严重的紫色的痕迹,说明催化转化器曾处于过热状态。
用拳头敲击并晃动催化转化器,听到有物体移动的声音,说明其内部催化剂载体破碎,由于催化剂载体破损剥落、油污聚集,容易阻塞载体的通道,使流动阻力增大,造成排气不畅,温度升高。
需要更换催化转化器,因为它与氧传感器配套使用,所以也要更换氧传感器。
于是,拆下消声器和三元催化器,分别用压缩空气逆向吹风,发现三元催化器的出气量很少,说明有堵塞现象。
更换了三元催化器和氧传感器,再次起动发动机,经检查及路试,水温高及动力不足的现象已消除,车辆回复正常状况。
我单位曾有十几辆车,由于气缸压力低,不同程度出现排气不畅现象。
如图4所示
图-4
结束语
在发动机故障分析诊断过程中,应根据故障的现象、特点以及结合发动机各部位的结构和工作原理去分析;遇到疑难故障时,应运用各种检测仪器进行检测,以数据为依据,作出正确的诊断。
随着科技进步,汽车技术日新月异,作为汽车维修人员,要在实践中不断学习、总结和探索,提高专业技术水平。
致谢:
本人在撰写本文过程中,非常荣幸得到广东省轻工业高级技工学校的老师及有关师傅的精心指导,并对本文的修改提供了宝贵意见,谨此表示致谢。
本人因水平和经验有限,写作时间仓促,文中难免存在错漏及不足之处,恳请专家教授及同行批评指正。
参考资料
1、杨玉如著《发动机与汽车理论》,人民交通出版社
2、赵新民著《汽车构造》,人民交通出版社
3、杨庆传著《汽车故障诊断与检测技术》,人民交通出版社
4、李晶华编《现代汽车故障诊断技术》,上海交通大学出版社
5、王福忠、尹占顺、刘文国、王国林、张杰、丁在明等编《汽车维护与故障排除》,中国劳动社会保障出版社
6、汽车运输职工教育研究会主编《汽车修理工高级技术培训教材》,上海科学技术出版社
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