帕萨特发动机故障诊断与排除.doc
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1、 毕业论文 题目:上海大众帕萨特B5发动机故障诊断与排除系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 汽车运用技术专业 班 级 姓 名 学 号 指 导 教 师 2009年 9月9日上海大众帕萨特B5发动机故障诊断与排除摘 要发动机作为汽车的核心部件,对汽车的整体性能有着重要的影响。本文以大众PASSAT B5轿车为研究对象,对PASSAT B5轿车发动机的结构及工作原理进行了介绍与分析,并列举出了一些相关的数据作为参考,对常见的故障诊断与排除方法进行了归纳,通过几个案例的详细分析总结出对发动机寻找故障的技巧和排除方法。关键词:发动机;故障;排除目 录1 前言12 概述22.1发动机的功能和分类22.
2、2发动机的组成42.2.1电子喷射系统的工作原理及优点72.2.2空气供给系统92.2.3燃油供给系统102.2.4电子控制系统103 上海PASSAT B5轿车发动机组成及工作原理123.1上海PASSAT B5 轿车的整车介绍123.2上海PASSAT B5轿车的新特性133.3上海PASSAT B5轿车发动机的介绍133.4上海PASSAT B5发动机的技术优势144 上海PASSAT B5发动机常见故障的分析184.1上海PASSAT B5发动机发抖故障的分析184.2上海PASSAT B5发动机不能起动故障的分析215 上海大众帕萨特B5轿车发动机故障案例分析245.1 故障案例一
3、上海大众帕萨特B5轿车发动机抖动245.2 故障案例二 上海大众帕萨特B5轿车加速不良26结论28致谢29参考文献30I 1 前 言随着汽车电子技术的发展和日趋完善,时至今日,汽车的全车电子化已达到相当高的程度,电控燃油喷射发动机就是在这一前提下产生的,电控燃油发动机是在原来的机械部件的基础上,增加了一套电子控制系统,该系统由电子控制单元、执行元件和多个传感器组成,电控发动机在工作的时候,各种信号相互交叉渗透,对进气量、喷油脉宽和点火正时进行精准控制。此时,一旦发动机出现了故障,复杂的系统信号数据和模糊的症状界限,会影响我们的判断,让我们很难找到故障的正确位置,同时,电控发动机的控制系统一般都
4、是一个总成,在发生局部故障,其他的元件工作正常的情况下,为一个局部故障而更换一个总成,这是很不划算的。因此,我们要全面透彻的了解电控发动机各组成部分的工作原理,掌握其各项功能与作用,根据具体的故障现象结合相关的技术知识、经验,制定出切实可行而又经济的维修方案,已达到排除故障的目的。2 概 述2.1发动机的功能和分类发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器,其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能,再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器,其结构型式多种多样,但由于基本工作原理相同,所以其基本结构也就大同小异,发动机的总体结构图如2-
5、1所示。图2-1 发动机的总体结构图发动机是汽车的动力来源,曾经用过蒸汽机、电动机、内燃机。现代汽车绝大多数使用内燃机,现在也有小部分开始采用电动机。汽车内燃机是燃料直接在气缸内燃烧,使热能转化为机械能,通过传动机构驱动车辆行驶的动力装置。按不同的方式,可对内燃机进行分类。(1)按活塞运动方式,可分为往复活塞式和旋转活塞式。(2)按所用燃料种类,可分为汽油发动机,柴油发动机,以及用酒精、煤油、液化石油气、天然气等为燃料的发动机。(3)汽油发动机按燃油供给方式,可分为化油器式汽油机(将汽油和空气在化油器内混合为可燃混合气,再进入气缸燃烧作功)和直接喷射式汽油机(将汽油直接喷入气缸或进气管内,同空
6、气混合成可燃混合气燃烧作功)。(4)按发动机工作循环,可分为二冲程和四冲程发动机。(5)按气缸数量,可分为单缸发动机和多缸发动机。广泛使用的多缸内燃机为四缸、六缸和八缸内燃机。(6)按冷却方式,可分为水冷式发动机和风冷式发动机两种。现代汽车发动机通常采用往复活塞式,四冲程,水冷式,多缸汽油机。图2-2 四缸汽油电喷发动机的基本结构图2.2发动机的组成汽油发动机一般由两大机构和五大系统组成:曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、启动系、点火系、起动系组成。柴油发动机无点火系。(1)曲柄连杆机构:该机构主要由机体组(缸盖缸体油底壳)活塞连杆(活塞活塞环活塞销连杆体连杆瓦盖连杆螺栓)曲
7、轴飞轮组(曲轴飞轮)等组成。它是发动机产生动力并将活塞的直线往复运动转变成曲轴旋转运动的机构。(2)配气机构:为使发动机工作循环连续进行,必须定时地开闭气门,以便向气缸内充入混合气和排出废气。该机构主要由气阀组(气门气门导管气门弹簧等)和气门传动组(凸轮轴挺杆推杆摇臂摇臂轴正时齿轮等)组成。(3)燃料供给系统:它主要由汽油箱汽油泵汽油滤清器化油器空气滤清器进气歧管排气歧管和排气消声器等组成。其作用是把汽油和空气混合为合适的可燃混合气送入气缸,并使燃烧后生成的废气排入大气。(4)点火系统:作用是按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气,主要指汽油机的电源点火线圈分电器火花塞等。(5)冷却系统:有冷
8、却水泵散热器风扇节温器和水套等。其作用是把机体的热量散发到大气中去,以保持发动机正常的工作温度。(6)启动系统:主要为启动机和附属设备。发动机起始工作的动力是启动系,即由启动机带动曲轴转动,发动机正常工作后,启动机不再起作用。(7)润滑系统:包括机油泵集虑器限压阀润滑油道机油粗滤器机油细滤器和机油冷却器等。其作用是将润滑油输送到相对运动零件的摩擦表面,减轻机件磨损,还有冷却、防腐防锈、密封、清洗各零件表面的功能。如图2-3所示的发动机各机构和系统的组成和作用。配气机构燃料供给系冷却系启动系点火系润滑系曲柄连杆机构发动机a)发动机的组成图配气机构作用:为使发动机工作循环连续进行,必须定时地开闭气
9、门,以便向气缸内充入混合气和排出废气。气阀组气门传动组气门气门导管气门弹簧等凸轮轴挺杆推杆摇臂摇臂轴正时齿轮等b)配气机构的组成和作用曲柄连杆机构作用:它是发动机产生动力并将活塞的直线往复运动转变成曲轴旋转运动的机体组活塞连杆组连杆组曲轴飞轮组缸盖缸体油底壳活塞活塞环活塞销连杆体连杆瓦盖连杆螺栓曲轴飞轮c)曲柄连杆机构的组成和作用主要指汽油机的电源点火线圈分电器火花塞等。作用是按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。点火系d)点火系的组成和作用主要由汽油箱汽油泵汽油滤清器化油器空气滤清器进气歧管排气歧管和排气消声器等组成其作用是把汽油和空气混合为合适的可燃混合气送入气缸,并使燃烧后生成的废气排
10、入大气。燃料供给系e)燃料供给系的组成和作用主要由冷却水泵散热器风扇节温器和水套等其作用是把机体的热量散发到大气中去,以保持发动机正常的工作温度。冷却系f)冷却系的组成和作用主要由启动机及其附属设备作用:发动机起始工作的动力是启动系,即由启动机带动曲轴转动,发动机正常工作后,启动机不再起作用启动系g)启动系的组成和作用由机油泵集虑器限压阀润滑油道机油粗滤器机油细滤器和机油冷却器等组成。作用是将润滑油输送到相对运动零件的摩擦表面,减轻机件磨损,还有冷却、防腐防锈、密封、清洗各零件表面的功能。润滑系h)润滑系的组成和作用图2-3发动机各机构和系统的组成和作用 a)-发动机的组成图 b)-配气机构的
11、组成和作用c)-曲柄连杆机构的组成和作用 d)-点火系的组成和作用e)-燃料供给系的组成和作用 f)-冷却系的组成和作用g)-启动系的组成和作用 h)-润滑系的组成和作用2.2.1 电子喷射系统的工作原理及优点众所周知,要提高发动机的动力性、燃油经济性和降低排放污染,就必须根据汽车运行工况的变化,精确控制供往汽缸的混合气浓度。传统的化油器存在诸如易发生气阻、结冰、节气门响应不灵敏等现象,在多缸发动机中供油不匀,引起工作不稳、不利于大功率设计。为了弥补这些缺陷,早在上个世纪三十年代,汽油喷射系统就已在开始航空发动机的研发中被作为研究对象,经过10多年的深入研发,在1945年二战面临结束的晚期,喷
12、射系统开始应用于军用战斗机上它充分的消除了浮子式化油器不能完全适用军用战斗机作战工况的缺陷,如易冰点、气阻、由于惯性、重力等物理作用,在作战旋转、翻滚动作中燃油溢出、燃油与量孔分离等缺点,电控汽油喷射技术就是在此基础上应运而生的。电控燃油喷射(EFI)系统能实现混合气浓度的(即空燃比)的高精度控制。比化油器式汽油机供给系统和K型、KE型汽油喷射系统有明显的优越性。因为电子控制的灵活性和电脑强有力的综合处理能力,使电控系统能够根据发动机运行工况和运行环境的变化,如起动、暖机、怠速、加速、满负荷、部分负荷、滑行、环境湿度、海拔高度和燃油品质等,实现最佳空燃比控制及最佳点火提前角控制,以优化发动机各
13、种运行工况,从而取得良好的皆有和排气净化等效果。如上海桑塔纳2000轿车装用电控汽油喷射系统后,发动机排量不变,与原装化油器式发动机相比,排放污染物(一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物)减少了50%以上,最大转矩提高了7%,最大功率提高9%,加速时间缩短20%,等速百公里油耗也略有下降。电子控制系统燃油供给系统空气供给系统冷启动喷油器正时开关传感器冷却液温度传感器 空气温度传感器 节气门位置传感器启动开关信号 氧传感器ECU电子控制元件燃油喷射体积控制空气流量计或进气歧管压力传感器点火信号(发动机转速)油箱燃油泵燃油滤清器喷油器冷启动喷油器压力调节器空气滤清器空气流量计节气门体进气总管进气歧管空
14、气阀汽缸:L-EFI:D-EFI图2-4 汽油机电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射工作原理:如图2-4所示,电控燃油喷射系统的形式多样,但其组成相同都是由三个子系统组成:空气供给系统、燃油供给系统和控制系统。该系统利用各种传感器检测发动机的各种状态,经电脑的判断、计算,使发动机在不同工况下,均能获得合适浓度的可燃混合气。电子控制喷油系统是通过空气流量计、歧管绝对压力传感器或节气门位置传感器来检测发动机进气量,电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断、计算、修正控制喷油器喷油的持续时间,使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度。2.2.2空气供给系统空气供给系统的功用是为发动机提供清洁的
15、空气并控制发动机正常功能工作时的进气量。系统工作原理如图2-5所示。发动机工作时,空气经空气滤清器过滤后通过空气流量计(L型),节气门体进入进气总管,再通过进气歧管分配给各缸。节气门体中设有节气门,用以控制进入发动机的空气量,从而控制发动机的输出功率(负荷)。在节气门体的外部或内部设有与住进气道并联的旁通怠速进气通道,并有怠速控制阀控制怠速时的进气量。在L型电控燃油喷射系统中(图2-5a),流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计测量,而在D型喷射系统中(图2-5b),绝对压力传感器测量的是进气管内的绝对压力,流经怠速控制阀的空气也在检测范围之内。怠速控制阀有ECU直接控制。空气滤清器空气流量计
16、节气门体进气总管进气歧管怠速控制(ISC)阀a) L型空气滤清器节气门体进气总管进气歧管怠速控制(ISC)阀进气管绝对压力传感器b) D型图2-5 L型与D型进气系统原理图2.2.3 燃油供给系统燃油供给系统的功用是供给喷油器一定压力的燃油,喷油器则根据电脑指令喷油。燃油供给系统原理如图2-6所示。电动燃油泵将汽油自油箱内吸出,经滤清器过滤后,由压力调节器调压,通过油管输送给喷油器,喷油器根据电脑指令向进气管喷油。燃油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱。燃油泵一般装在油箱内。喷油器由电脑控制,有些发动机上还装有冷起动喷油器,冷起动喷油器安装在进气总管上,仅在发动机低温起动时喷油,以改善发动机的低
17、温起动性能。油箱电动燃油泵燃油滤清器压力调节器喷油器低压回油管图2-6 燃油供给系统原理图2.2.4 电子控制系统在电控燃油喷射系统中,喷油量的控制是最基本的也是最重要的控制内容,其原理如图2-7所示。空气流量计或进气管绝对压力传感器发动机转速传感器其他传感器ECU基本喷油量修正喷油量喷油器图2-7 控制系统原理图ECU根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本是喷油时间(喷油量),再根据其他传感器(如冷却液温度传感器,节气门位置传感器等)对喷油时间进行修正,并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令,是喷油器喷油(通电)或断油(断电)。3 上海PASSAT B5轿车发动机组成及工作原理PASSA
18、T B5轿车是德国大众汽车公司研发生产的第五代新车型,该车与奥迪A4轿车共用一个底盘。上海大众汽车有限公司于1999年底引进生产的上海大众PASSAT B5轿车是在德国1996问世新PASSAT B5型轿车的基础上改进而成的。3.1上海PASSAT B5 轿车的整车介绍上海PASSAT B5车在原德国PASSA B5轿车的基础上,在B柱上又加长了100mm,从而提高了行驶稳定性和舒适性。新车的开发过程中,优先考虑的是轻量化,因此,新车型的整车重量比老型的PASSAT B4约减轻了40kg。新车型的车身外形设计采用了大量弧线,其流线的车身使该车具备了良好的空气动力学特征,使整车的风阻系数达到了0
19、.28(AUDI A4的cd=0.29;普桑的cd=0.36)。新车型装备全新的1.8L/9.2KW ANQ水冷直列四缸四冲程五气门恒流电子控制多点喷射汽油发动机。该发动机采用了双顶置凸轮轴,三进二排的五气门可变进气系统,可变凸轮轴的配气相位控制,使发动机的性能大为提高。如表3-1所示的PASSAT B5轿车的动力系统性能参数。表3-1 PASSAT B5轿车动力系统参数发动机水冷/直列四缸/四冲程/五气门电喷发动机缸径行程82.5mm86.4mm排气量2771cc压缩比10.1:1最大功率140 kw/6000rpm驱动方式前轮驱动3200rpm最大扭矩260NM/3200rpm3.2 上海
20、PASSAT B5轿车的新特性 上海PASSAT B5轿车的新特性表现在以下一些方面:(1)全新设计的车身壳体的扭转钢性提高了10%左右,车顶采用激光焊接,增加勒车身的强度,并采用全镀锌,空腔注蜡车身,使上海PASSAT B5轿车的车身具有11年防锈的能力。(2)前悬挂采用先进的四连杆系统;后悬架采用带拖臂的扭力架,且后支撑弹簧与减震器分开。(3)全车采用盘式制动(前轮为通风盘式制动),配合最新式的MARK20-I/E四通道带EDS功能的防抱死系统,使制动果断有力。在前轮配备有制动摩擦片报警装置,即使提醒用户更换制动摩擦片(该ABS系统编码为03604)。(4)大灯近光高度可以在车厢内手动调节
21、。(5)可调式方向盘,方向盘的伸缩量可调节50mm倾角高度可调节28mm。(6)发动机控制单元采用了MOTRONIC 3.8.3。同时发动机采用独立点火系统取消了点火分配。(7)电动加油口开锁装置只要在车内轻按开关,就可以打开加油口,加油完毕合上邮箱盖即可。(8)左右外视镜采用电动调节,并带有加热除霜的功能,左外视镜采用多曲率凸镜,保证了视野开阔无盲区。(9)雨刮片加长增加了刮刷横扫面积,在驾驶员侧的刮臂上加装了导流板,在雨刷器开关手柄上增加了一个4档开关,由左至右共分4个档(4、9、16、24秒)可调雨刷间歇时间。(10)发送机支承采用液力支承,大阻尼的特性可以很好的吸收和衰减发动机的震动,
22、提高驾乘的舒适性。3.3上海PASSAT B5轿车发动机的介绍(1)取消了中间轴,机油泵有曲轴通过链条直接驱动,简化勒缸体的结构。(2)近排器官设置在缸体两侧,进气管加长截面积增加,提高勒充其量,使功率和扭矩增大。(3)在油底壳上加装了一个油位/油温传感器,油底壳采用铝合金散性能好。(4)控制单元采用MOTRONIC 3.8.3多点顺序喷射。(5)空气流量采用热膜式空气流量计直接测量,在空气流量计内没有运动件,因而不存在运动阻力,使空气流量计可靠性好量精度高。(6)节气门控制阀体,既为传感器又为执行器,直接在节气门上控制减少发生漏气的可能。(7)取消分电盘,点火正时有控制单元控制,凸轮轴前段增
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