大众TSI发动机结构与故障诊断

1、编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目大众TSI发动机结构与故障诊断学生姓名学号院系电气工程系专业电气自动化技术班级指导教师顾问教师二。一四年十一月 I 摘要现代汽车除了需要有很好的安全性，舒适性及良好的动力之外，越来越需要 有良好的环保和经济性，特别是在现今燃油价只高不低的形式下。提高进入发动 机内的燃油性，改善燃油质量，使燃油能够充分燃烧是提高车辆经济性的一个重 要途径。改善发动机燃油质量，节约能源，减少废气污染，提高发动机经济性的 其中一个有效措施是增加充气量。目前增加充气量采用较多的方法，是在发动机 上增加废气涡轮增压器。利用发动机排出的废弃驱动涡轮带动压气机，可提高进 气压力以达到增加

2、充气量的目的。采用缸内直喷和涡轮增压技术已成为发动机技 术发展趋势。本文主要以迈腾TSI发动机为例，详细阐述了迈腾 TSI发动机的发展状况及 主要结构的特点；并且叙述了点火系统的检修，燃油供给系统的检修，涡轮增压 器的检修，配气系统的检修。还举例说了迈腾 TSI发动机常见的几个个故障：怠 速不稳.易熄火，发动机不能启动或启动困难，冒黑烟。大众汽车的 TSI发动机更 应用了许多独到的先进技术，进一步巩固了大众汽车技术领先者的地位。关键词：TSI发动机涡轮增压故障检修AbstractAbstractModern car in addition to the need to have good sa

3、fety, comfort and good power, more and more need to have good environmental protection and economy, especially in the current fuel prices high not low just form. Increase in fuel within the engine, improve the quality of fuel, the fuel can fully burning is an important way to improve vehicle efficie

4、ncy. Improve the engine fuel quality, save energy, reduce exhaust pollution, improve engine efficiency is one of the effective measures to increase your. Currently use more methods, increase your increase on engine exhaust gas turbocharger. Use of engine exhaust waste drive turbine compressor, can i

5、mprove the inlet pressure to achieve the purpose of increasing your. Used in cylinder direct injection and turbocharging technology has become the engine technology development trend.This article mainly magotan TSI engine as an example, elaborated on magotan TSI engine development status and the cha

6、racteristics of the main structure; And describes the ignition system maintenance, fuel supply system maintenance, overhaul of the turbocharger, for the maintenance of distribution system. Also cited the magotan TSI engine several common faults: unstable idle speed. Easy to stall, the engine cant st

7、art or start is difficult, smoke. V olkswagens TSI engines more applied many unique advanced technology, to further consolidate the position of vw technology leader.Keywords：TSI engine Turbo Trouble shootingiiiiii目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 摘要I HYPERLINK l bookmark4 o C

8、urrent Document ABSTRACTI.L HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第一章绪论1. HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 课题研究背景 1. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 课题研究意义 1. HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 前景分析1. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 第二章TSI发动机结构分析3. HYPERLINK l b

9、ookmark16 o Current Document 大众TSI发动机概述 3. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document TSI发动机的主要结构3废气涡轮增压器 4.机械增压器6.中间冷却器7. HYPERLINK l bookmark20 o Current Document TSI发动机的主要技术 7. HYPERLINK l bookmark22 o Current Document TSI发动机产品优势8.设计优势8.节能优势 9.性能优势9. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第三章TS

10、I发动机的故障诊断11 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 涡轮增压器诊断11 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 点火系统诊断1.2 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 配气系统诊断1.3 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 燃油供给系的诊断 14 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第四章TSI发动机的常见故障案例分析 1.7 HYPERLINK l b

11、ookmark38 o Current Document 迈腾不能起动1.7 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 怠速不稳、易熄火17 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 起动后冒黑烟1.8 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 第五章总结21致谈日23 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 参考文献25 #第一章绪论第一章绪论课题研究背景随着汽车行业技术的不断更新，传统的燃料供给系的结构及参数已不能满足 人

12、们对汽车经济性、动力性、排放性等的要求。发动机进气管结构的改进，燃烧 室与喷油技术的精确配合，增压技术的应用，极大的提高了发动机的功率，降低 了油耗，减少了有害气体的排放。大众集团最早推出的TSI发动机，在大众的发展历史上，大众汽车配备的发 动机经历了 2缸发动机、5缸发动机和4缸发动机的发展阶段。目前的4缸发动 机综合了前两种发动机的优势，是目前大众的主流发动机。TSI发动机是4缸发动机中的佼佼者，拥有大众发动机家族中最先进的技术。但新的技术必然伴随着新问题出现，高精度的控制对各大部件的材料、控制 及维护也带了新的挑战。课题研究意义TSI(twin charger fuel stratifi

13、ed injection)发动机是大众公司，开发的一台双增 压技术发动机，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、 最先进的燃油直喷技术， 并引领了汽油发动机的发展趋势。顾名思义，这台发动机是由涡轮增压与机械增 压相结合而生，T代表涡轮增压和和机械增压，S代表燃油分层燃烧，I代表缸内 直喷。从技术上讲TSI与FSI是同一家族，缸内直喷的工作原理相同，由于加入 了增压技术，TSI比FSI更先进，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。加入增 压器后与普通直喷技术相比，TSI发动机拥有更小的体积和更出色的动力表现和 节油优势。本文介绍了 TSI发动机的主要结构以及主要结构的特点，重点介绍了常见发 生故障部位

14、的检修，像：点火系统的检修，涡轮增压器的检修，燃油供给系的检 修，配气机构的检修。并且举例说明了这些故障的发生的原因，诊断，排除等一 系列的过程。这样做的原因，主要是考虑本论文所面对是TSI发动机维修人员，并由此希望能帮助学习动手解决 TSI发动机故障的技能。前景分析涡轮增压发动机依靠涡轮增压器增加发动机进气量，从而增加发动机的输出 功率。其最大优点是不增加排量，大幅提升发动机功率和扭矩，提高燃油经济性 并降低尾气排放。数据显示，使用涡轮增压技术可以帮助汽油和柴油车辆在不降 低性能的前提下分别节油达20%和40%。小排量涡轮增压发动机在实现节能的同 时，又降低了排放和燃油消耗，已获得了各个国家

15、的认可。第二章TSI发动机结构分析 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 在我国，2010年6月，国家发改委等部门联合下发了关于印发“节能产品 惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知，将发动机排量在1.6L及以下、综合 工况油耗比现行标准低 20%左右的汽油、柴油乘用车（含混合动力和双燃料汽 车），纳入“节能产品惠民工程”，在全国范围推广。2012年1月1日开始执行的 中华人民共和国车船税法按汽车发动机排气量大小分别作了降低、不变和提 高的结构性调整的税负规定。税法明确了对小排量车的支持力度。国家鼓励小排量汽车发展，对于国内发动机企业及众多车企推广小排量发动机奠定了坚实的基 础。大众是第一个将小排量

16、涡轮增压汽油机应用于大型车上的车企，当时该公司 为帕萨特的轿车与旅行车版本装配了 1.4升122马力的TSI发动机。大众汽车的 涡轮增压发动机阵容也十分强大， 其大多数车型都搭载了 1.2TSI, 1.4TSI, 1.8TSI 与2.0TSI发动机。也许在不久的将来大众会成为全球第一家淘汰自然进气式发动 机的汽车制造商。小排量涡轮增压的应用，代表着不久的将来，人类对于石油的 依赖将进一步减弱。预计到 2015年，我国市场小排量涡轮增压发动机的份额将 从现在的近10%上升到20%。在欧美国家，越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深，使得高效率、低排放车用发动机技术的开发受到高度的重视，从而促

17、使传统的内燃机技术不断 创新。如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、 可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。对于直喷式柴油机的巨大需求又大大 推动了涡轮增压器技术进步的进程。特别是欧洲及北美加大了对于多用途车及轻 型载货车的排放限制，使得各国的涡轮增压器制造商不惜成本地追求更加先进的 涡轮增压技术。第二章TSI发动机结构分析大众TSI发动机概述TSI发动机由于在20世纪诞生年，TSI发动机是大众在汽车动力领域的一个 伟大创举，他集合了眼前国际上最先进的发动机技术，带领着世界发动机的发展 趋势。TSI发动机的两项最核心技术是汽油缸内直喷技术和涡轮增压技术，涡轮增 压技

18、术大多数的汽车厂家都已经掌握了，但汽油缸内直喷技术却是大众集团的专 利核心技术。简单地说明下：一般的发动机都是在气缸外面完成油气混合，然后 进入气缸燃烧做功，但TSI发动机却利用高压将汽油用雾化形态直接喷入气缸里 面，然后与气缸内的空气混合燃烧。优点是油气混合比更加精准，燃烧更加完全， 动力输出提升10%以上，因此TSI发动机动力更强、消耗更低、也更符合环保理 念，全部满足欧4排放标准！TSI发动机被人所称道的一个优点就是很好的扭矩特性，“峰值来得快，而且 更持久”。TSI的发动机再1700转的时候能获得最大扭矩，但是 T的发动机却只 有到2200转才可以。在设计上，TSI发动机与其他传统发动

19、机的区别在于： 与歧管喷射原理不同， TSI发动机配备了按需控制的燃油供给系统，每缸四气门，可变进气歧管以及进 排气凸轮轴连续可调装置，汽油被直接喷入燃烧室，单活塞高压泵的共轨高压喷 射系统负责提供精确的燃料，形成 30到100巴之间的工作压力。同时，燃料室 的几何设计以及毫秒级精确计算注入汽油量的功能大大提高了其压缩比，这也是 高效新款发动机的必要先决条件。在进气道方面，TSI发动机采用可变进气歧由电子系统控制所需的空气流量，实现了无节流变质调节，提高了充气效率，从而 获得更高的升功率，而发动机的动态响应也变得更为直接。推动这种进步的主要因素是部分负荷状态下的分层进气原理。直喷式汽油发 动机

20、采用类似于柴油发动机的供油技术， 通过一个活塞泵提供所需的100bar以上 的压力，将汽油提供给位于气缸内的电磁喷射器。喷油嘴将喷射时间控制在千分 之一秒内，将燃料在最恰当的时间直接注入燃烧室，通过对燃烧室内部形状的设 计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。然后使火花塞周围区域 能有较浓的混合气，其他周边区域有较稀的混合气，保证了在顺利点火的情况下 尽可能的实现稀薄燃烧。这就是分层燃烧的精髓所在。两者的结合改善了起步加速，也具有充足的后劲，相对来说动力损耗减低到 最小。TSI发动机的主要结构在2005到2007年中，由30个国家约60个顶级的资深领域的记者组成的评 委团中获得了 “

21、年度发动机”的大奖，并且在 1.8到2.0升排量中获得“最佳年 度发动机”，并且评委团对TSI发动机有着非常高的评估，对TSI发动机秉着“在 技术、性能、节能、环保方面取得了平衡”，强劲的动力和稳定的操作也给评委 留下了深刻的印象。TSI发动机是当今世界最先进的汽车发动机，有着现代很多 主流的科技都在其身上展现出来，高效、节能、环保融合一体完美结合。废气涡轮增压器大众TSI系统采用径流式涡轮增压器，该增压器是由离心式压气机、径流式 涡轮机两个主要部分以及支承装置、密封装置、冷却系统和润滑系统所组成。1、离心式压气机的基本结构及气体流动离心式压气机，一般有进气装置、工作轮、扩压器、出气涡壳组成，

22、如图2-1 所示。空气沿着进气装置进入，使气流均匀地流进工作轮，进气装置多采用收敛 形轴向进气，气流速度略有增加，压能和温度略有下降。气流从工作轮中央流入 叶片组成的通道，由于工作轮转动，气流在通道中受到离心力压缩并被甩到工作 轮外缘，空气从旋转地工作轮得到能量，只是空气的流动速度、压力和温度都有 所增加，尤其是流动速度增加较多。气流速度提高以后进入扩压器，扩压器是一 个断面渐扩的通道，气流进入后速度降低，压力和温度都升高，气流将在工作轮 中得到的动能在扩压器中转变为压力能。晒壳图2-1离心式压气机的结构2、径流式涡轮机涡轮机主要有进气涡壳、喷嘴环、工作轮及出气道等组成，如图 2-2所示。一个

23、 喷嘴环和一个工作轮组成涡轮的一个级，废气涡轮增压器中常采用一个级的涡轮 成为单级涡轮。用片式圮管叶片控流式涡轮机示:送图图2-2径流式涡轮机示意图叶轮喷嘴环，其上装有许多导向叶片，构成渐缩形通道。废气从这里被引入工作 轮。其材质采用耐高温、抗腐蚀的合金钢，可用铸、锻件机械加工或板材冲压成 型。喷嘴环可以有整体式和装配式两种结构形式。工作轮，它是把从喷嘴环出口喷出的高速废气的动能和压力能转变为机械功 的场所。工作轮的叶片与轮盘做成一体，多采用精密铸造成型。叶片的叶型大都 采用抛物线。其形式有半开式和星形两种。涡轮进气壳，具作用是把发动机与增压器连接起来，将废气经过整理引导到 喷嘴环的方向，并按

24、喷嘴环进口形状均匀地进入喷嘴环，以减少流动损失，充分 利用废气能量。涡轮进气壳的流通截面按一定规律变化，表面要光洁。其结构可 分为轴向、切向、径向三种进气形式，进口可为一个或多个。涡轮出气道，涡轮出气道是将做了功德废气引出增压器， 他还起支架的作用, 流道要求光洁、平滑，有的带有冷却水套。涡轮轴，涡轮轴是将涡轮工作轮和压气机工作轮连接起来，起传递转矩的作 用，工作轮与轴的连接方式有整体式和装配式两种。3、支承装置涡轮叶轮、压气机叶轮、锁紧螺母及密封套等零件装在一根轴上，构成涡轮 增压器的转子。涡轮叶轮和压气机叶轮广泛采用背对背轴承内置结构，这种结构 不影响压气机进口和涡轮出口的流道，气流通畅。

25、涡轮的高温对压气机影响小， 平衡性好。涡轮叶轮加工后，用氮弧焊、摩擦焊、电子束焊等方法与轴焊接成一 体，再最后加工、动平衡。转子的动平衡精度和轴承的结构是车用小型高速度涡 轮增压器可靠性的关键。4、密封装置为阻止机油窜入涡轮和压气机的气体流通部分以及高压空气和高温燃气窜 入润滑油岛内，在中间体内设有既能封油，又能封气的活塞环密封装置。活塞环 分别装在涡轮和压气机端的密封环槽中。这样可防止高温燃气窜入轴承后，使其 工作温度上升，引起机油结焦或烧毁轴承，导致降低涡轮增压器效率；同时也避 免了机油的窜入导致的堵塞与污染压气机及通往内燃机的进气管和附件。5、冷却、润滑系统来自发动机润滑系统主油道的机油

26、，经增压器中间体上的机油进口进入增压 器，润滑和冷却增压器轴和轴承。然后，机油经中间体上的机油出口返回发动机 油底壳，在增压器轴上装有油封，用来防止机油窜入压气机或涡轮机蜗壳内。如 果油封损坏，将导致机油消耗量增加和排气冒蓝烟。由于汽油机增压器的热负荷大，因此在增压器中间体的涡轮机侧设置冷却水 套，并用软管与发动机的冷却系统相通，以增强冷却效果。冷却液自中间体上的 冷却液进口流入中间体内的冷却水套，从冷却液出口流回发动机冷却系统。冷却 液在中间体的冷却水套中不断循环，使增压器轴和轴承得到冷却。机械增压器所谓机械增压，就是利用发动机的动力带动一个罗兹压气机，通过发动机本 身的动力来压缩空气，并且

27、燃烧压缩空气的一种增压方式。机械增压所用的压气机除离心式压气机外，还常用罗茨式、螺杆式和转子活 塞式等多种容积式压气机。罗茨式压气机的主要工作部件是装在两极平行轴上的两个转子，如图2-3所示。它们彼此不接触，与外体也有间隙(0.25-0.5mm)。两个转子由一对齿轮驱动 同步转动。工作时，转子凹面与外体见得空气由进气口移向出气口。转子有两叶 和三叶的，其中又分直线型和螺旋型。两叶转子每旋转一周产生四次供气，三叶 转子每旋转一周产生六次供气，罗茨式压气机结构简单、工作可靠、寿命长。在 小进气量时增压空气压力不下降，没有不稳定工作区。供气量与转速呈线性关系。 压力增加比可达1.8。机械增压结构紧凑

28、，和内燃机容易匹配，内燃机的加速性 好，但传动复杂，油耗高。两叶精子三叶转子压气机转子图2-3罗茨式压气机转子机械增压器的原理与发动机机油泵有些类似，也是与发动机动力相连，只不 过压缩的是空气。在压气机前端装有电磁离合器及电磁离合器带轮，发动机曲轴 带轮经传动带、电磁离合器带轮和电磁离合器驱动其中的一个转子，而另一个转 子则由传动齿轮带动与第一个转子同步旋转。它与涡轮增压器在性能上最大的区 别就是对压气机的转速没有限制。也就是说只要罗兹压气机在转，就可以压缩空 气。所以涡轮增压和机械增压都有着各自的先天缺陷，而这两种增压方式的优缺 点又是相互互补的。大众TSI就是利用了这两种增压性能优缺点的互

29、补性开发出了TSI双增压系统。它是涡轮增压与机械增压两套增压系统的结合体，一套靠涡轮压缩进气，另 一套靠罗兹压气机压缩进气。当然，它们什么时候起作用是由电脑控制。电脑即 能够控制进排气旁通阀的开闭，也能控制机械增压器与发动机相连接的电磁离合 器的开闭。中间冷却器中冷器一般由铝合金材料制成。按照冷却介质的不同，常见的中冷器可以分 为风冷式和水冷式2种。中冷器是TSI增压系统的配套件，对于增压发动机来说，中冷器是增压系统 的重要组成部件。无论是机械增压发动机还是涡轮增压发动机，都需要在增压器 与发动机进气歧管之间安装中冷器。TSI发动机为何会比普通发动机拥有更大的动力，其中原因之一就是其换气 的效

30、率比一般发动机的自然进气更高。当空气进入涡轮增压后其温度会大幅升 高，密度也相应变小，而中冷器正是起到冷却空气的作用，高温空气经过中冷器 的冷却，再进入发动机中。如果未经冷却的增压空气进入燃烧室，除了会影响发动机的充气效率外，还 很容易导致发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且在高温高压的条件下还 会会增加发动机废气中的 NOx的含量，造成空气污染。在某些情况下还可能因 为空气温度过高导致发动机润滑不良而损坏。TSI发动机的主要技术1、汽油缸内直喷技术与以往的传统喷射发动机中的进气歧管喷射，TSI发动机使用了燃油缸内直喷技术，燃烧室中的汽油和空气都是经过准备的计算然后充分燃烧。因此， TSI

31、 发动机有着很好的进气混个效率，燃烧的更充沛，效率更为高效，动力也会更加 强劲，响应性以及油耗排放更为降低。如图 2-4所示。图2-4缸内直喷气缸内结构2、涡轮增压技术TSI发动机选用水冷式涡轮增压器，并且通过空气动力的加强，让进气气流 的状态使得能量损失的更低，同时，保障了汽油与空气的完美混合。充分的动力 和油耗的非常低，都使得这些处在 TSI发动机转速的范围之内。3、可调进气涡流技术转速很低的时候，进气管道中关闭其中的一个，能加速进气的进气速率和充 气速度，让汽油和空气更加完美彻底的混合，来提升汽车在转速低的扭矩；发动 机高转速行驶时，进气门全开，会产生非常大的进气涡流，用来大大提升进气的

32、 效率，并且保障了 TSI发动机在转速很高的时候能获得很大的功率。4、E-Gas电子油门技术E-Gas电子油门技术能够全面合理的协调管理汽车各个方面，并且对发动机 瞬间扭矩和输出功率提高了要求（比如提高车速、MASR、空调等等）在任何地点、任何时间以及任何状态都会让发动机处在一个最佳、最适当的范围之内，这 样降低了油的消耗又会让发动机平稳运转，更近一步的提高了行驶性能和安全 性。5、双平衡轴迈腾配备上的TSI发动机选用了世界上先进的双平衡轴，并且用两个平衡轴 本身的转速用来抵消发动机带来的惯性力，强化了发动机的动态平衡的特性，使 得发动机的震动减小，噪声也会更为的降低。6、高压喷射系统高压油泵

33、有着精确的控制油量，油压力的建立也会响应的更快，起动效率更 快了，更稳定了。高压泵能产生很高的一个燃油的工作压力，使得油雾的半径更 加小，汽油和空气的融合更加均匀，燃烧的更为充沛，燃烧所消耗的油量也会降 低。7、双质量飞轮双质量飞轮是通过传统的飞轮，然后再加上弹簧阻尼系统的互相接连，在连 接上发动机的曲轴和变速箱，这样就可以降低发动机的固有频率，这样就可以避 开发动机怠速行驶中发生共振，以用来提高整体上的舒适性。TSI发动机产品优势涡轮增压技术和燃油缸内直喷技术的结合，全面提升发动机的综合性能；全 转速范围内大扭矩、大功率；排放符合 EU4的标准；技术领先。这样的产品优势 给客户带来的驾驶快感

34、，动力更强，油耗更低，排放更好。无论在什么样的转速 和行驶状态下都能保持强劲的加速性能。最高车速可以充分满足驾驶者对速度的 要求。设计优势1、TSI发动机配备了按时控制需要的燃油供给系统，一个缸四个气门，可变进气歧管以及进排气凸轮轴连续可调装置，汽油进入燃烧室，单活塞高压泵的共 轨高压喷射系统有着准确的燃料。2、TSI发动机的可变进气歧管系统因为电子控制的空气流量的大小，可以无节流的变质调整，大大提升了充气的功率，因此可以获得更高的效率，发动机的 静态的动静也会变得更加直接。3、隔绝已经燃烧的混合气向周边的散热，并且降低了发动机的热消耗，这 是TSI发动机的一个长处。TSI发动机却有着很小的体

35、积、完美的动力系统以及 出色的节能环保优势。节能优势TSI发动机和自然吸气发动机相比，可以提高 40%以上的功率，与一个1.5 升的TSI发动机是2升的NA发动机性能还不错。而且，TSI发动机有着相匹配 的多气门，顶置凸轮轴，可变气门正时等新结构。从发动机的外特性曲线可以看 出，他具有一个扭矩曲线，在阻力增加，降低汽车的速度，不需要低齿轮变化频 繁，大大提高汽车的动力性和燃油经济性。性能优势TSI燃油直喷技术在同等排量下实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结 合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领了 汽油发动机的发展趋势。将燃油直接喷射入气缸的TSI发动机相比将燃

36、油喷射至进气歧管的传统发动 机，其优势在于：发动机控制策略采用基于扭矩控制；增压器在发动机停止后有独立冷却系统；具有电子超速回流控制，防止增压器；连续可变进气配气相位（曲轴转角 60 ）,令油耗降低，提高功率；链条传动。寿命长，终身免换，可靠性远远高于以前的齿带传动。为该技术专门设计的、单活塞高压泵的共轨高压喷射系统，负责提供充足的 燃料，保证系统达到所需要的压力状态；全新设计的每气缸配有4气门的新气缸盖，气门由凸轮滚子从动件驱动；可持续控制进气的燃烧进程；排气循环回收系统；改进的排气控制系统，带有存储型催化 NOx式排气净化器和NOx感应器, 现在低硫汽油的供应日益普及，发动机全面节油的潜力

37、逐渐得以实现。第三章TSI发动机的故障诊断 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 5动机气缸迸气冷却器压缩机n涡轮憎压器H进油口H /涡轮第三章TSI发动机的故障诊断3.1涡轮增压器诊断涡轮增压器由转子、泵轮、涡轮、润滑系统、密封系统、旁通阀等元件组成。TSI涡轮增压的工作原理图如图 3-1所示。增压器安装在发动机的排气一侧，所以增压器的工作温度很高，而且增压器 在工作时转子的转速非常高，可达到每分钟十几万转，如此高的转速和温度使得 常见的机械针或滚珠轴承无法为转子工作，因此涡轮增压器普遍采用全浮动轴 承，由机油来进行润滑，还有冷却液为增压器进行冷却。汽油发动机不同于柴油发动机，他进入气缸的不是空

38、气，而是汽油和空气的 混合气，压力过大容易爆燃。因此，安装涡轮增压器必须要避免爆燃。另外，汽 油机排气温度比柴油高，不宜采用增大气门重叠角（进、排气门同时开启的时间） 方式来加强排气的降温。反缩机轮 7出油口凄气根敢减废气摔出图3-1 TSI涡轮增压的工作原理图涡轮增压的检修1、在汽车故障诊断中的应用。先检查基本条件、压缩和泄漏，以及点火系 的燃油供给系。如果以上都正常，在检查穿透电压能否点燃产生的高压的混合气, 点火时刻是否正确。2、视觉软管，垫圈和通道。看看装配是否正确，有没有损伤，磨损。如果 损坏了就要导致电压过高过着过低。3、检查进气管真空泄漏。真空接空气流量计，检查进气管是否泄漏的情

39、况。 TSI发动机在怠速为0.5-0.6bar。不符合要求，检查进气管、曲轴箱通风管有无破 裂。机油和滤清器要清洁，阻止杂质进入，继而产生机油润滑能力下降，造成涡 轮增压器的报废。3.2点火系统诊断TSI发动机点火系统的主要元件有电子控制单元 ECU、曲轴传感器、凸轮轴 传感器、点火器、点火线圈、火花塞、等元件组成，他们都是通过电子控制单元 ECU发来的点火信号控制各种元件的运行。电子控制单元ECU内部储存着很多发动机运行工况的最适当的点火数字，他是通过发动机本身的传感器传送来的各 种运转工况（比如像转速、进气量、温度等等）来确定的。点火系统的主要结构 如图3-2所示。出气门Ful - inj

40、e-c HtihAir-flow regulator黑飞w CombuiftiQn chamber活寤PistonCutiMrThrottle主彳芮巳wE* 自C-flnlrpI unitl-HCrank shift祖一一书甯Fuel-pressure regulator生河(S)/粤p句图3-2 TSI点火系的组成结构1、曲轴转速传感器曲轴转速传感器的 Ne转子安装在分电器里面，分电器壳体里面安装着Ne感应线圈。Ne转子为24齿信号盘，旋转时，齿切削 Ne感应线圈的磁场线，传 感器线圈产生的脉冲信号。也就是说电子控制单元ECU可以经过脉冲信号获得精准的转速信号。2、凸轮轴位置传感器凸轮轴位置

41、传感器的G转子是按在分电器里面，分电器中也装这线圈G1,G2.G转子为单凸信号盘，旋转一圈时，切割 G1, G2感应磁力线，G1可以发 出六缸前10的位置信号，G2却可以发出后10的位置信号。电子控制单元 ECU 会通过G1,G2传送过来的信号以及点火顺序来发出点火的命令。3、点火线圈的诊断检查初级线圈的电阻值。断开点火线圈，测量初级线圈的电阻值，初级线圈 的电阻值的标准应为冷态 0.55欧姆0.6欧姆，热态值0.45欧姆0.65欧姆。检 查次级线圈的电阻值，其标准值冷态应为9.0欧姆15.4K欧姆，热态值应为11.4k 欧姆18.1k欧姆。和检测结果不一致的，应更换点火线圈。4、高压线及火花

42、塞的诊断先要检查高压线的电阻值，他的标准电阻是25K欧姆，和标准值差别很大时， 就要更换高压线了。起动发动机，等到发动机达到恒温后，再用万用表测量火花塞的电阻，他的标准值时10K欧姆以上，一旦在10K欧姆以下，就应该拆卸火 花塞了，电极的间隙是0.8mm,如果火花塞电极中路和底部有灰尘，应该清洗， 如果损坏了就要更换。3.3配气系统诊断配气系统一般有凸轮轴，正时链条，气门摇臂、摇臂轴，缸头，气门，气门 导管，气门座，气门弹簧等组成。其工作原理是按照发动机的工作顺序和工作循 环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，使新气进入气缸，废气从气缸排 出。1、凸轮轴的检修用千分尺测量每一个凸轮的高度。

43、若磨损小于标准值40.55mm时，就要更换凸轮轴。用千分尺测量每一个凸轮轴轴颈的直径，若直径小于使用标准值时， 应更换。大端轴颈的标准值是 43.90mm,小端轴颈的标准值是 21.92mm。用缸 径测定仪测量缸头上轴承的半径尺寸。凸轮轴大端轴承的内径标准值是 44.10mm ,凸轮轴小端轴承内径的标准值是 22.06mm 。2、正时链条的检修取下正时链条，取其一段，用 49N的力拉紧，测量20节链条的总长度，若 测量值超过了标准值162.4mm,应将正时链条更换。取下链条导向器，若看见橡 胶部位或其它部位有磨损，应将其更换。测量链条导向器上槽的深度，若槽深超 过了标准值，应将链条导向器更换。

44、前导向器槽深度标准值为2.0mm,后导向器槽深度标准值为1.5mm。链条张紧器卸下后检查推杆运动是否平滑，若有损坏情况或工作不正常，应予修理或更换。测量弹簧的长度，若该长度尺寸超过了标准 值(68.2mm),应予更换。3、气门摇臂、摇臂轴的检修气门摇臂磨损。检查气门摇臂与凸轮和气门杆处的磨损状况，若损坏或不均 匀磨损的状况，应更换气门摇臂。千分表测量摇臂的内径，内径的标准值为 13.05mm。摇臂轴磨损。测量摇臂轴与摇臂处的半径，如果该处半径小于标准值 (12.95mm),则应更换摇臂轴。4、缸头的检修清洁。取下缸头和气门，刮去积碳。缸头变形。然后缸头平面的损伤修复， 将平尺横放在缸头的下平面

45、上，检测缸头下平面与平尺之间的间隙。该间隙为变 形量，其标准值为0.05mm。紧固螺栓的紧固力矩为30N m。5、气门、气门导管、气门座的检修气门检修。检查气门锥形工作面，若有变形或非均匀磨损就要更换气门。卡 尺测试气门头厚度，其标准值为0.7mm。若气门落座面或气门杆顶端损坏或磨损 严重，用气门磨光机修复。气门杆放在 W形铁上，用千分表测量头垂直顶在气门杆上，继而旋转气门。假如气门杆弯曲量超过了标准值的0.05mm,应该更换用外径千分尺测量气门杆的直径。若测量值小于标准值（6.90mm）就应更换气门, 气门导管的检查。气门导管磨损不均匀，可在导管四个不同位置测量。若某一测 量数值超过气门导管

46、标准值（7.08mm）,就要更换气门导管。气门座的检修。气 门要在限定的锥形区域落座。若落座宽度太宽，落座力减小，导致气体的泄漏和 产生积碳。若落座面太窄，热能力减小，造成气门过热和扭曲。气门座是否需要 修整，可测量宽度。3.4燃油供给系的诊断燃油供给系的主要有电动燃油泵，燃油滤清器，燃油压力调节器，燃油油管 等组成。当电动燃油泵通电时，油泵电动机的叶片旋转，根据物理离心力的作用, 叶片中的小槽不断把燃油从进油室带到出油室里面，由于出油室中的燃油不断增 加，燃油的压力也会急剧升高，当到达一个限定值后，就会打开出油阀，路过出 油口输出，出油阀的另一个作用是在油泵不工作的时候可以阻止燃油倒流回油

47、箱，在油管中有着压力，下次启动就会方便很多。1、燃油泵的诊断电动燃油泵将燃油从汽油罐中吸出汽油，和燃料在燃料箱一定的压力下，以 便克服管道阻力的燃料。继而通过管路和燃油滤清器进入到电子燃油喷射系统在 发动机的气缸中做功。燃油泵向分油管输送高压燃油，保证向喷油嘴供应持续的 燃油。燃油泵的常见故障和影响，如下表 3.1所示：表3.1油泵的常见故障及影响故障部位对电控燃油喷射系统的影响对电控发动机的影响安全阀漏油或弹簧失效供油压力偏低，供油量不足发动机工作不平稳或小，作单向阀漏油输油管路不能建立残压发动机起动困难，动力不足进油滤网堵塞供油不足燃油泵发出尖叫声发动机高喘振，无高速电动机烧坏无燃油供应发

48、动机不工作，起动困难燃油泵磨损泵油压力不足发动机起动困难、动力不足检测燃油泵的电阻：在关闭点火开关，断开燃油泵接头；与电阻测量燃油泵欧姆表，应该是通路的（约0.8欧姆）。检测燃油泵的泵油压力和流量：发动机怠速（850r/min）；连接压力表，测量管道中的燃油压力，应为250kpa； 泵油量测量时，在燃油压力 300kpa时的流量是115-120L/H。如果检查的燃油压 力太低或太小，应该是泵或者阀体坏了，需要更换燃油泵。当燃油泵在低于10.4V 的时候就不会工作了。注意：燃油泵本体不能拆卸，是为了避免燃油泵的密封性漏气而引发爆炸。2、燃油滤清器的检修燃油滤清器的作用就是避免杂质进到发动机里面，

49、以避免燃油系统堵塞，减小机器的磨损，这样就能延长燃油滤清器的使用寿命。在一个正常的汽车保养到过滤到发动机之间的机械磨损，不然油泵在正常条件下发动机的燃料，应检查燃油滤清器堵塞的问题：拆下燃油滤清器，油罐口测试喷吹，确认是否通风。燃油滤清器有两种堵塞，一是低堵塞，二是用力吹。一旦堵塞就要整体更换。燃油滤清器的更换为一年半或四万公里燃油滤清器有松动和四周渗漏的情况，因此司机要时常的检查紧固。更换燃油滤清器时，先释放燃油系统压力，并注意燃油滤清器的燃油流动 方向，不能装反。3、油管的检修油管是燃料的运输通道，任何裂缝的主要检查油箱，管路是否有泄漏，硬化 现象，如果有者的现象及时更换润滑油，以避免交通

50、不便。第四章TSI发动机的常见故障案例分析 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 第四章TSI发动机的常见故障案例分析迈腾不能起动1、故障现象客户说自己大众迈腾汽车，停放在停车场几天，再起动却无法起动。而且在 外面开的时候也没有异常的现象，可是不知道回来放在停车场几天就不能再次起 动了，到周围的修理厂检修时，他们说是点火器损坏了，可是更换新的，还是无 法起动。2、故障诊断与分析起动点火开关，可是无法起动，但是发动机运转平稳，表示电源电压是正常 的，把点火开关放在起动位置上，听一听喷油器是不是有声音，可是没有明显的 动作，当即做跳火试验，结果却没有火花。说明此刻的电脑是在安全失灵的状态， 计算机接收

51、不到点火信号就会控制喷油器不工作。根据此依据分析，故障有可能 是出现在点火系统上使得不能起动。用万用表测量的点火线圈电阻值是 0.46欧姆；这个电阻值是在正常的范围内 的；表示点火线圈是没有出现故障的。因为点火器是刚换成新的，出现的故障可 能性很小，为了放心，再次检查一下，显示的是正常的。为了确认检查无误，再一次将点火系统仔细的检查，其各组件及线路都正常。 那么只有检查电脑了，经过多次的认真思考，仅仅测量点火系统的电阻和线路， 但是电压却没有测量。当即对电脑的工作电压检测，电压却为0V,因为，这个电压是受到主继电器控制，所以认为主继电器坏了，拆卸主继电器，是一个四插 脚式，当即对这个进行检查，

52、发现两端不导通，因此可以看到主继电器已经坏了。3、故障排除：主继电器不工作，导致电脑没有工作电压，因此发生发动机不能起动。更换 一个新的主继电器，然后再次起动，汽车就可以起动了。怠速不稳、易熄火1、故障现象：一辆大众迈腾轿车，配备 1.8TSI电喷发动机，控制单元版本 号为1301。该车怠速不稳，转速在 900-1200r/min之间波动，驾驶时摘空挡易熄 火。2、故障诊断与分析：测试发现，车辆的加速和驱动能力是正常的，点火和燃料应该没有问题。用 V.A.C1552检查，无故障码存储，读取数据流，也没有发现异常。1301版本提供的数据量很少，只有第七组，没有点火提前角及进气岐管压力信息。要获得

53、此信 息，抢修人员将真空压力表连接到进气真空管，发现76kpa入口的压力，显著降低（正常压力应为-63ka）,表明点火提前角过大。重新调整火花塞位置，当真空压力表读数为-63kpa时，固定火花塞，这时怠速转速降至 800-840r/min,怠速运 转稳定。ECU具有较高的值和下限控制点火时间，当点火时间过早，计算机将速度稳 定性的标准值，点火延迟的下限值，有时旋转转动火花塞旋转角度过大，已经超 出了 ECU的调节范围。虽然ECU,点火提前角的限制，但实际点火提前角太大， 结果会导致过度的速度，车辆速度不稳定。当负载增加，如果原燃料量及点火时 问是不变，例如打开空调，必须将转速降低，ECU的速度

54、稳定，首先采取的措施 是提高点火提前角，但是事实上，点火提前角已经偏早，在增加必然导致提前点 火，燃烧最高压力出现早在上止点前杠气体，造成发动机立刻熄火。减速行驶时，发动机处于减速滑行工况，混合气较稀薄，为实现缸内燃烧， 减少三元催化器的负担，ECU控制点火提前角增大，而火花塞由于人为调节已造 成固定的点火提前角过大，上述两个提前因素共同作用，导致点火过早，因而造 成发动机摘空挡立即熄火。3、故障排除：根据以上的诊断与分析，由于火花塞的磨损，导致汽车的怠速运转不平稳， 容易熄火。因此更换好火花塞，然后再次试车，车辆症状已经消失。起动后冒黑烟1、故障现象：一辆迈腾1.8T手动挡轿车行驶15万km

55、,车主反映前段时间在外地该车出现 冒黑烟、加速无力的症状。在当地服务站维修，更换了发动机控制单元、清洗了 空气流量计后正常。但过了段时间后，又出现加速无力、冒黑烟的现象，且黑烟 更浓。2、故障诊断：车主到我服务站要求修理，过程如下：让发动机怠速运转，并关闭空调，用 VAG1552检测，没有故障码，进01-08-002读取数据块，第二、四区分别为平均 喷油时间和进气量，其数据分别为 3.4ms和3.7g/s,两数据都在正常值范围之内 (正常值分别为1-4ms和2-4g/s),有些偏大。再进01-08-030,其二、四区分别 为111和110,说明氧传感器自适应值和氧传感器 G39的电压值分别为2

56、1%和 0.120V左右(正常值分别为-10-10%和0.130-1.800V)。氧传感器自适应值21%说 明预先设定的基本喷油时间太短，为使混合气的空燃比达到最佳，实际喷油时间 延长了 21%,如自适应值过高。可能有以下原因：(1)进气系统漏气；(2)排气歧管漏气；(3)空气流量计损坏；(4)燃油压力下降；(5)氧传感器G39的电压值为0.120V;表示混合气过稀，可能原因有氧传感器与控制单元导线对正极短路；氧传 感器损坏，空气流量计损坏。3、故障排除：用VAG1318检测怠速时燃油压力，显示约3.5bar(1bar=100kpa)显示的是正 常。排气歧管也没有漏气，喷油嘴刚刚清洗过，不可能用VAG1598检测氧传感器G39与控制单元之间的导线，结果正常。只好更换G39试一下，当拆下G39时，发现G39未拧紧，拆下G39并消除其上面的积碳，在按正确力矩拧紧 G39, 启动发动机怠速运转。用VAG1552进行01-08-033检测，其一、二区分别为-3-3%, 1.5V左右，正常。在看排气管内的黑烟明显变淡，但加速仍无力，更换空气流量 计，在试车，一切正常。车发动机控制单元后也不再毛黑烟，且加速有力。用