寶來TDI轎車柴油發(fā)動機啟動困難的故障檢修方案設(shè)計

目錄第一部分設(shè)計任務(wù)與調(diào)研…………………1第二部分設(shè)計說明………………2第三部分設(shè)計成果………………11第四部分結(jié)束語………………12第五部分致謝……………………13第六部分參考文獻……………14第一部分設(shè)計任務(wù)與調(diào)研一、畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)1掌握寶來TDI柴油發(fā)動機結(jié)構(gòu)、工作原理分析；2.了解寶來TDI柴油發(fā)動機啟動困難的故障原因分析；3.完成寶來TDI柴油發(fā)動機啟動的故障診斷方案設(shè)計。二、設(shè)計的思路、方法等1.通過檢索相關(guān)專著、論文、汽車維修手冊、培訓(xùn)材料等資料，收集與寶來TDI柴油發(fā)動機啟動困難畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的材料。2.經(jīng)過分析、歸納、整理，系統(tǒng)分析寶來TDI柴油發(fā)動機啟動故障原因。3.進行現(xiàn)場實踐，對寶來TDI柴油發(fā)動機進行實車研究。4.開展方案設(shè)計，通過系統(tǒng)分析法和現(xiàn)場驗證，比較各種方案，逐步優(yōu)化設(shè)計方案、明確設(shè)計故障診斷方案。5.應(yīng)用檢驗，驗證故障分析診斷思路的邏輯性和有效性；結(jié)合寶來TDI柴油發(fā)動機維修實踐進行檢驗，進一步修改完善設(shè)計，驗證科學(xué)性與實用價值。三、與本課題相關(guān)的資料參考以下書籍【1】李玉茂.寶來、捷達轎車故障實例與分析.北京：機械工業(yè)出版社，2008【2】徐西安.范志丹等.柴油發(fā)動機構(gòu)造與維修.北京：北京理工大學(xué)出版社，2011【3】孫鳳英等.寶來轎車維修手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2003【4】邵恩坡等.柴油車使用維護.廣州：廣東科技出版社，2004【5】張永波.汽車故障診斷與維修.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2013【6】魯植雄.劉奕貫.大眾車系維修體驗.北京：電子工業(yè)出版社，2012四、調(diào)研的目的和總結(jié)通過調(diào)研,收集足夠的、真實的和有效的專業(yè)信息,為本次畢業(yè)設(shè)計提供充分的理論基礎(chǔ)及參考依據(jù)。調(diào)研的部門為汽車企業(yè)、汽車公司、汽車專業(yè)人士等一切與本次畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的單位或個人,獲得的信息有些是學(xué)術(shù)性的，也有些是實用性的。

第二部分設(shè)計說明第1章寶來TDI柴油機的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1寶來TDI柴油發(fā)動機概況寶來TDI柴油發(fā)動機采用了最新的高壓燃油噴射技術(shù)——泵噴射系統(tǒng)。此系統(tǒng)使柴油與空氣混合更充分，燃燒更徹底；同時采用氧化型催化反應(yīng)器，大大降低了CO、HC、顆粒的排放，其中CO2排放與同排量汽油車比可降低30%。另外，采用EGR系統(tǒng)，大大降低了NOx產(chǎn)生，其排放指標(biāo)滿足EU3標(biāo)準(zhǔn)。1.2TDI柴油機的結(jié)構(gòu)1.2.1機體機體是柴油機的骨架，由它來支撐和安裝其它部件，包括：缸體、缸蓋、缸墊、油底殼等。圖1機體1.2.2曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)：是柴油機的主要運動件，它可以把燃料燃燒產(chǎn)生的能量，通過活塞，活塞銷，連桿，曲軸、飛輪轉(zhuǎn)變成機械能傳出去。包括曲軸、連桿、活塞、活塞銷、活塞銷卡簧、活塞銷襯套、活塞環(huán)、主軸瓦、連桿瓦、飛輪等。圖2曲柄連桿機構(gòu)1.2.3配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)：是定期將空氣輸入汽缸，將燃燒后產(chǎn)生的廢氣排出汽缸。由凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂總成、氣門、氣門座圈和凸輪軸的驅(qū)動裝置組成。圖3配氣機構(gòu)1.2.4燃油供給系統(tǒng)寶來TDI采用了最新的高壓燃油噴射技術(shù)——泵噴射系統(tǒng)。此系統(tǒng)使柴油與空氣混合更充分，燃燒更徹底。燃油供給系統(tǒng)，主要由燃油箱、電動燃油泵、燃油管、柴油濾清器、冷凝器、燃油溫度傳感器、輸油泵及泵油嘴等組件組成。圖4燃油供給系統(tǒng)1.2.5潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)是把潤滑油供給各運動摩擦副，包括機油泵、機油濾清器、調(diào)壓閥、管路、儀表、機油冷卻器等。圖5潤滑系統(tǒng)1.2.6冷卻系統(tǒng)冷卻系把柴油機工作時產(chǎn)生的熱量散發(fā)給大氣。冷卻液通過冷卻系統(tǒng)中一個機械式冷卻液泵進行循環(huán)。由齒形皮帶驅(qū)動?；芈酚膳蛎浶凸?jié)溫器控制。由水箱、水泵、風(fēng)扇、水管、節(jié)溫器、水濾器、風(fēng)扇皮帶、水溫表等組成。1.2.7啟動系統(tǒng)柴油發(fā)動機由靜止轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的全過程，稱柴油發(fā)動機的啟動，完成發(fā)動機啟動過程所需的一系列裝置稱發(fā)動機啟動裝置。圖6啟動系統(tǒng)1.2.8進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng)由空氣濾清器、空氣流量計、進氣壓力傳感器、節(jié)氣門體、附加空氣閥、怠速控制閥、可調(diào)葉片式渦輪增壓器、進氣歧管等組成。1.2.9電控系統(tǒng)柴油機電控系統(tǒng)以柴油機轉(zhuǎn)速和負荷作為反映柴油機實際工況的基本信號，參照由試驗得出柴油機各工況相對應(yīng)的噴油量和噴油定時MAP來確定基本的噴油量和噴油定時，然后根據(jù)各種因素（如水溫、油溫、、大氣壓力等）對其進行各種補償，從而得到最佳的噴油量和噴油正時，然后通過執(zhí)行器進行控制輸出。圖7電控系統(tǒng)1.3TDI柴油發(fā)動機的工作原理柴油機的工作是由進氣、壓縮、做功和排氣這四個過程來完成的，這四個過程構(gòu)成了一個工作循環(huán)?；钊咚膫€過程才能完成一個工作循環(huán)的柴油機稱為四沖程柴油機。圖8柴油發(fā)動機工作原理1.3.1進氣沖程第一沖程—進氣，它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣。當(dāng)進氣沖程開始時，活塞位于上止點，氣缸內(nèi)的燃燒室中還留有一些廢氣。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)肘，連桿使活塞由上止點向下止點移動，同時，利用與曲軸相聯(lián)的傳動機構(gòu)使進氣閥打開。隨著活塞的向下運動，氣缸內(nèi)活塞上面的容積逐漸增大：造成氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進氣管內(nèi)的壓力，因此外面空氣就不斷地充入氣缸。當(dāng)活塞向下運動接近下止點時，沖進氣缸的氣流仍具有很高的速度，慣性很大，為了利用氣流的慣性來提高充氣量，進氣閥在活塞過了下止點以后才關(guān)閉。雖然此時活塞上行，但由于氣流的慣性，氣體仍能充人氣缸。1.3.2壓縮沖程第二沖程—壓縮。壓縮時活塞從下止點間上止點運動，這個沖程的功用有二，一是提高空氣的溫度，為燃料自行發(fā)火作準(zhǔn)備：二是為氣體膨脹作功創(chuàng)造條件。當(dāng)活塞上行，進氣閥關(guān)閉以后，氣缸內(nèi)的空氣受到壓縮，隨著容積的不斷細小，空氣的壓力和溫度也就不斷升高，柴噴入氣缸的柴油，并不是立即發(fā)火的，而且經(jīng)過物理化學(xué)變化之后才發(fā)火，這段時間大約有0.001～0.005秒，稱為發(fā)火延遲期。因因此，要在曲柄轉(zhuǎn)至上止點前10～35°曲柄轉(zhuǎn)角時開始將霧化的燃料噴入氣缸，并使曲柄在上止點后5～10°時，在燃燒室內(nèi)達到最高燃燒壓力，迫使活塞向下運動。1.3.3做功沖程第三沖程—做功。在這個沖程開始時，大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時放出大量的熱量，因此氣體的壓力和溫度便急劇升高，活塞在高溫高壓氣體作用下向下運動，并通過連稈使曲軸轉(zhuǎn)動，對外作功。所以這一沖程又叫作功或工作沖程。隨著活塞的下行，氣缸的容積增大，氣體的壓力下降，工作沖程在活塞行至下止點，排氣閥打開時結(jié)束。1.3.4排氣沖程第四沖程——排氣。排氣沖程的功用是把膨脹后的廢氣排出去，以便充填新鮮空氣，為下一個循環(huán)的進氣作準(zhǔn)備。當(dāng)工作沖程活塞運動到下止點附近時，排氣閥開起，活塞在曲軸和連桿的帶動下，由下止點向上止點運動，并把廢氣排出氣缸外。排氣閥一打開，具有一定壓力的氣體就立即沖出缸外，缸內(nèi)壓力迅速下降，這樣當(dāng)活塞向上運動時，氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去。為了利用排氣時的氣流慣性使廢氣排出得干凈，排氣閥在上止點以后才關(guān)閉。第2章寶來TDI柴油發(fā)動機啟動困難原因故障分析柴油機不能啟動是柴油級使用過程中的常見故障之一。柴油機的啟動是指發(fā)動機曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動，直到發(fā)動機開始自動進入怠速運轉(zhuǎn)的全過程。影響已經(jīng)無法啟動的因素有啟動系統(tǒng)因素、進氣系統(tǒng)因素、供油系統(tǒng)因素等。只要其中一個因素不能正常工作，柴油機就不能正常啟動。2.1啟動系統(tǒng)故障影響啟動機不轉(zhuǎn)的原因主要是：蓄電池因素和啟動電機因素等。蓄電池有問題主要是電力不足，從而導(dǎo)致柴油發(fā)動機啟動困難。啟動電路有問題，同樣能導(dǎo)致柴油發(fā)動機啟動困難。啟動電路虛接、斷線。啟動電機有問題，柴油發(fā)動機會啟動困難。啟動電機損壞或電機的繼電器或其他電器元件損壞，導(dǎo)致啟動電機不能正常工作；啟動電機齒輪損壞，也是造成發(fā)動機無法啟動。2.2進氣系統(tǒng)故障空氣濾芯太臟：空氣濾芯太臟或使用劣質(zhì)的空氣濾芯，會嚴重影響進氣量，使燃油不能完全燃燒，導(dǎo)致柴油發(fā)動機動力不足，啟動困難?？諝饬髁坑嫻收希弘娔X不能正確地測定吸入發(fā)動機的空氣量，從而不能正常地進行噴油量的控制，造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不正常。進氣管堵塞或破損，由于某些原因，造成進氣管堵塞、破損，會造成進氣不足而導(dǎo)致柴油發(fā)動機動力不足啟動困難。2.3供油系統(tǒng)故障柴油濾芯：柴油濾芯破損或使用劣質(zhì)的柴油濾芯，將減小小燃油的通過量，導(dǎo)致大負荷時柴油發(fā)動機動力不足，并伴有嚴重的轉(zhuǎn)速下降。油路系統(tǒng)空氣問題：燃油油路密封不嚴，有漏油現(xiàn)象，會使空氣進入油路中，柴油發(fā)動機會因為供油不足而導(dǎo)致動力不足，轉(zhuǎn)速下降，排氣無煙。噴油器故障:噴油器故障主要是噴油嘴故障，噴油器磨損、噴油霧化不良、嚴重滴油、針閥卡死、彈簧折斷等，都將導(dǎo)致該缸燃燒不完全而排放出大量黑煙。2.4電控系統(tǒng)故障電控系統(tǒng)故障主要是各個傳感器損壞，或接觸不良引發(fā)的故障，如：霍爾傳感器G40故障：G40失效，G40底座松動,G40與脈沖輪間隙不正確，會導(dǎo)致柴油發(fā)動機啟動時間延遲，不能啟動，甚至失效。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器G28故障：G28失效，G28上有金屬屑，G28與脈沖輪間隙不正確，會使柴油發(fā)動機無法啟動，熄火，預(yù)熱過程報警燈亮，轉(zhuǎn)速表無顯示。第3章寶來TDI柴油發(fā)動機啟動困難故障診斷與排除3.1TDI柴油發(fā)動機故障分析圖柴油發(fā)動機啟動困難柴油發(fā)動機啟動困難柴油濾清故障油路故障傳感器故障進氣管故障空氣濾清故障電控系統(tǒng)故障進氣系統(tǒng)故障噴油器故障供油系統(tǒng)故障柴油濾清故障油路故障傳感器故障進氣管故障空氣濾清故障電控系統(tǒng)故障進氣系統(tǒng)故障噴油器故障供油系統(tǒng)故障啟動系統(tǒng)故障啟動系統(tǒng)故障蓄電池故障啟動機故障蓄電池故障啟動機故障3.2啟動系統(tǒng)故障排除1.檢查蓄電池存電是否充足和電源線路有無故障，用高效放電計等檢查蓄電池技術(shù)狀。2.檢測啟動機起動機固定螺釘有無松動或離合器外殼有無松動，嚙合的齒輪副是否磨損過量，若均正常，則進行下一步。3.檢查啟動系統(tǒng)熔斷絲是否被燒斷；若燒斷，需更換熔斷絲。4.判斷故障在起動機還是控制電路。將點火開關(guān)轉(zhuǎn)到啟動位置，可用萬用表檢測起拆下起動機進一步檢修；如不正常，說明端子“50”至蓄電池正極之間的線路有故障。5.檢測啟動繼電器“起動機”端子電壓是否正常。如正常，說明啟動繼電器與起動機之間的導(dǎo)線斷路，應(yīng)檢修，故障排除。3.3進氣系統(tǒng)故障排除1.檢查空氣濾清器是否堵塞或損壞，若堵塞則清理空氣濾清器，若損壞則須更換空氣濾清器。2.檢查進氣管路各部件及連接情況，若發(fā)現(xiàn)連接不穩(wěn)、損壞時應(yīng)及時更換。3.根據(jù)電路圖，檢測空氣流量信號線、傳感器信號線、電源線、接地線等，若檢測出電路短路、段路，應(yīng)及時更換排除。3.4供油系統(tǒng)故障排除1.將點火開關(guān)打開，ECU自檢正常，使用診斷儀檢測無故障代碼。2.打馬達，檢查噴油器回油，基本上看不到噴油器回油。使用診斷儀讀取動態(tài)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)打馬達時無發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號，軌壓峰值為0.2Mpa。3.踩油門踏板，油門信號1/2的電位能隨著油門的移動而變化，初步判斷ECU沒有問題，懷疑無曲軸轉(zhuǎn)速傳感器出現(xiàn)問題。4.關(guān)閉鑰匙開關(guān)，拆下發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速傳感器進行檢測，電阻為980歐正常，對發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速傳感器線束進行檢查，電阻正常，但將發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動機線束插接好后，在ECU端的線束端口進行檢測，卻發(fā)現(xiàn)電阻為980歐，曲軸轉(zhuǎn)速傳感器正常。5.檢測供油系統(tǒng)，燃油管路未發(fā)現(xiàn)破損，查看柴油濾清器外表完好，但工作時不出油，由此判斷柴油濾清器損壞，更換后發(fā)動機正常啟動，故障排除。3.5電控系統(tǒng)故障排除1.外觀檢查打開發(fā)動機罩，檢查發(fā)動機部件是否完整，真空管有無脫落，電線插接器有無松脫，是否存在漏油、漏水、漏氣、漏電現(xiàn)象，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，排氣管是否冒黑煙或有汽油味等不正?，F(xiàn)象。2.讀碼—清碼—運行—再讀碼連接診斷儀，查詢故障碼，包括永久性和偶發(fā)性故障碼都要記錄，然后清除故障碼。3.分析故障碼使用維修手冊查閱故障碼發(fā)生的原因、影響及排除方法，偶發(fā)性故障碼也不能忽視，然后作出判斷。如果未存儲故障碼，要考慮控制單元不不作監(jiān)視的元件。4.測量根據(jù)故障現(xiàn)象、故障碼內(nèi)容、數(shù)據(jù)塊數(shù)值確定測量項目，可以使用萬用表、二極管測試筆、尾氣檢測儀、燃油壓力表、真空表、氣缸壓力表、示波器、模擬信號發(fā)生器、噴油器檢測清洗儀、點火正時燈等儀器，選擇哪一種儀器的原則是能迅速、準(zhǔn)確地判斷故障。以上檢測儀器的操作請閱讀儀器說明書和有關(guān)資料。3.6TDI柴油發(fā)動機啟動困難故障診斷流程柴油機無法啟動讀取故障碼柴油機無法啟動讀取故障碼根據(jù)維修手冊排除故障及故障碼有根據(jù)維修手冊排除故障及故障碼無排除ECU故障檢查ECU是否工作正常否排除ECU故障檢查ECU是否工作正常檢查各個傳感器有無出現(xiàn)故障是檢查各個傳感器有無出現(xiàn)故障排除或更換傳感器排除或更換傳感器有無檢查發(fā)動機各線束是否良好檢查發(fā)動機各線束是否良好排除或更換線束否排除或更換線束是柴油濾清器不出油檢查柴油濾清是否正常工作柴油濾清器不出油檢查柴油濾清是否正常工作否更換柴油濾清器，故障排除更換柴油濾清器，故障排除第三部分設(shè)計成果案例1故障現(xiàn)象：寶來轎車TDI柴油發(fā)動機涼車不易啟動。故障排除：1.測量電瓶電壓正常起動機轉(zhuǎn)動有力排除啟動系統(tǒng)問題。2.用檢測儀查看數(shù)據(jù)量啟動軌壓正常暫時排除油路堵塞問題。3.連接診斷儀，發(fā)現(xiàn)預(yù)熱塞短路故障，開鑰匙時預(yù)熱控制器有工作聲音，檢查預(yù)熱塞發(fā)現(xiàn)沒有通電。4.再看控制器輸出段也沒有電源，檢查控制器電源有12V電壓，發(fā)現(xiàn)接頭松動。5.連接好接頭，啟動車輛正常，故障排除。案例2故障現(xiàn)象：車輛放置5個小時以上，發(fā)動機就無法正常啟動。故障排除：1.車輛放置5小時后，啟動發(fā)動機，起動機能夠正常運轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)速正常，排除了啟動機及電瓶故障。2.檢查預(yù)熱系統(tǒng)，打開點火開關(guān)至ON檔時，儀表預(yù)熱燈能夠正常點亮，并且在5秒后熄滅，用試燈檢查預(yù)熱塞處有12V電壓，用診斷儀檢查未發(fā)現(xiàn)故障碼，用萬用表檢查預(yù)熱塞電阻為800m歐，屬于正常范圍（正常為：200m歐2000m歐之間）3.檢查噴油器時，四個缸的線束正常，當(dāng)觀察回油時發(fā)現(xiàn)3缸的回油很大，更換噴油器總成后，故障排除。第四部分結(jié)束語經(jīng)過兩個多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《寶來TDI柴油發(fā)動