一汽-大眾售后服務技術(shù)培訓《奧迪發(fā)動機高級培訓》課件

奧迪汽油發(fā)動機培訓學習目的：學習奧迪用發(fā)動機結(jié)構(gòu)、工作原理、故障診斷及檢測進氣沖程進氣閥打開：最大45°上止點前 ANQ 16°上止點后 AWL18°上止點后

APS12°上止點后

ATX12°上止點后進氣閥關(guān)閉：35°－90°下止點后 ANQ 38°下止點后

AWL28o下止點后

APS 42°下止點后

ATX 36°下止點后占空系數(shù): max.80%空氣流速: 約.100m/s發(fā)動機基本工作原理工作行程壓縮沖程壓縮比:ANQ10,3:1AWL9.5:1APS10,5:1 ATX10,1:1氣流速:約.100m/s壓縮壓力:max.18bar起動時,壓縮壓力:ANQ:9~14barAWL:9~14barAPS:9~14barATX:9~14bar燃氣溫度:400°－500°工作沖程點火時刻: 由特性曲線控制燃燒速度: 約.20m/s燃燒溫度: 2000°－2500°燃燒最高壓力: 30bar－60bar排氣沖程排氣閥打開：40°－90°下止點前ANQ 38°下止點前

AWL28o下止點前

APS38°下止點前

ATX38°下止點前排氣閥關(guān)閉：上止點后 ANQ 8°上止點前

AWL8°上止點前

APS 8°上止點前

ATX 8°上止點前氣流速： 約為音速尾氣溫度：約900°C空氣燃油點火最佳燃燒發(fā)動機內(nèi)充分燃燒空氣系數(shù):空氣與燃油混合氣只有在特定的混合比例下，才能充分點火燃燒充分燃燒1kg汽油，需14.8kg（約12m3）空氣（指化學比例）在此比例時，空氣系數(shù)l==1l>1空氣過多，稀混合氣l<1空氣過少，濃混合氣理論需求量空氣供給量燃油1kg空氣14,8kg燃油1kg空氣14,8kg空氣系數(shù):空氣不足0－10％時，發(fā)動機發(fā)出最大功率.l=1.....0,9在空氣過剩約10％時，油耗最小l~1,1空氣不足時燃油不能充分燃燒因此，廢氣中有害物質(zhì)增多.空氣過剩時，功率下降，燃燒溫度升高一、外部輪系的組成、調(diào)整方法及要求二、機體及曲柄連桿機構(gòu)缸蓋螺栓金屬缸墊缸套螺紋三、混合氣形成及進氣系統(tǒng)長進氣道發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，空氣經(jīng)過長的進氣道，使氣缸充氣最佳，且扭矩增大。短進氣道發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速時，空氣流經(jīng)短進氣道，可提高效率。真空單元進氣道可變進氣道扭矩帶進氣歧管轉(zhuǎn)換的發(fā)動機扭矩曲線固定式進氣歧管的扭矩曲線扭矩功率功率帶進氣歧管轉(zhuǎn)換的功率曲線固定式進氣歧管的功率曲線扭矩功率1-油封

更換

注意安裝位置2-10Nm3-10Nm4-O型環(huán)

用于噴油閥

更換5-燃油分配管

帶噴油閥6-10Nm7-10Nm8-上部冷卻液管9-10Nm10-O型環(huán)

用于上部冷卻液管

更換11-進氣管

檢查轉(zhuǎn)換功能:12-20Nm13-Stütze

用于進氣歧管14-25Nm1-真空控制單元2-壓力彈簧3-轉(zhuǎn)換輥4-進氣歧管5-單向閥

安裝位置 藍色一側(cè)朝Y件6-Y-件7-進氣歧管轉(zhuǎn)換閥-N1568- 10Nm9- 固定板10-橡膠套11-隔套12-墊圈

錐面朝進氣歧管13-油封

損壞時，必須更換14-油封

用于轉(zhuǎn)換輥15-6Nm怠速開關(guān)節(jié)氣門電位計怠速電機應急彈簧怠速節(jié)氣門電位計節(jié)流閥體圓筒形特殊性節(jié)流閥體進氣道形狀齒型帶輪系多氣門技術(shù)優(yōu)點:排量小，功率大發(fā)動機效率高，油耗低扭矩特性好，牽引力大結(jié)構(gòu)小巧，發(fā)動機質(zhì)量小充氣效率高多氣門排氣門桿中充有鈉970oC鈉變成液體液體鈉可迅速傳導熱量溫度可降低100oC延長排氣門壽命充鈉加強加強進氣門開、關(guān)時刻：發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時，進氣管內(nèi)混合氣隨活塞運動，活塞運動慢。進氣門應提前關(guān)閉，以避免混合氣回流進氣管。發(fā)動機低速時，進氣凸輪軸相位應提前調(diào)整?？勺冞M氣相位進氣門開、關(guān)時刻：發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，進氣管內(nèi)氣流快，活塞在向上運動過程中，混合氣應可繼續(xù)涌入氣缸，為增加混合氣量，進氣門延遲關(guān)閉。排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調(diào)節(jié)閥N205液壓缸排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器（與鏈條張緊器一體）功率調(diào)整調(diào)整功率時，鏈條下部短，上部長，進氣門延遲關(guān)閉。進氣管內(nèi)氣流速高，氣缸充氣量足。因此高轉(zhuǎn)速時，功率大。排氣凸輪軸進氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器扭矩調(diào)整凸輪軸調(diào)整器向下拉長，于是鏈條上部變短，下部變長。因為排氣凸輪軸被齒形帶固定了，此時排氣凸輪軸不能被轉(zhuǎn)動，進氣凸輪軸被轉(zhuǎn)一個角度，進氣門提前關(guān)閉。在這個位置時，在中、低轉(zhuǎn)速，可獲得大扭矩輸出.怠速怠速時，進氣門延遲關(guān)閉.扭矩調(diào)整轉(zhuǎn)速在1000rpm以上時，進氣門提前關(guān)閉。左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向下，右側(cè)調(diào)整器向上運動。功率調(diào)整轉(zhuǎn)速在3700rpm以上時，左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向上，右側(cè)調(diào)整器向下運動，進氣門延遲關(guān)閉。渦輪增壓系統(tǒng)增加空氣進氣量，增加循環(huán)供油量，提高了升功率和升扭矩。提高了整機的使用經(jīng)濟性。組成部件工作原理空氣增壓過程N75G70G28G31通電時，管路通斷電時，管路通旁通閥增壓壓力調(diào)整過程

尾氣葉輪進氣葉輪通三元催化轉(zhuǎn)換器新鮮空氣旁通閥來自電磁閥N75的高壓空氣電磁閥N75的高壓空氣通燃燒室燃燒室尾氣斷電時，管路通通電時，管路通空氣再循環(huán)機械閥超速切斷工況增壓調(diào)節(jié)電磁閥N75插頭通空氣高壓端通空氣低壓端斷電時，通道通壓力調(diào)節(jié)控制單元增壓調(diào)節(jié)電磁閥潤滑系統(tǒng)校準安全閥單向閥機油循環(huán)與進氣管相連連接點曲軸箱冷卻系統(tǒng)旁通管路節(jié)溫器冷卻液膨脹罐機油冷卻器冷卻液溫度傳感器冷卻液泵熱交換器冷卻液循環(huán)示意圖發(fā)動機管理系統(tǒng)電控汽油噴射及點火系統(tǒng)的發(fā)展史電控汽油噴射及點火的優(yōu)點工作原理電控汽油噴射及點火系統(tǒng)主要由下列四部分組成：

進氣系統(tǒng)供油系統(tǒng)點火系統(tǒng)控制系統(tǒng)

進氣系統(tǒng)燃油系統(tǒng)燃油分配管汽油濾清器壓力調(diào)節(jié)器油箱供油系統(tǒng)燃油泵G6燃油壓力調(diào)節(jié)器噴嘴N30-33燃油箱

燃油濾清器活性碳罐電磁閥N80活性碳罐進氣岐管燃油管燃油回流管燃油泵

燃油泵裝在油箱內(nèi)，渦輪泵由電機驅(qū)動。當泵內(nèi)油壓超過一定值時，燃油頂開單向閥向油路供油。當油路堵塞時，卸壓閥開啟，泄出的燃油返回油箱。燃油泵1

進油側(cè) 4電機

a無壓力2單向閥 5單向閥

c有壓力3轉(zhuǎn)子葉片泵 6出油口

怠速進氣壓力影響燃油壓力。怠速時，如進氣壓力高，則通往油箱的管路開的就大。

全負荷進氣壓力影響燃油壓力。全負荷時，如進氣壓力低，則通往油箱的管路開的就小。

壓力調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器

噴油器

多點噴油系統(tǒng)中噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣道附近的缸蓋上，并用輸油管將其固定。多點噴油系統(tǒng)每缸有一個噴油器。英文稱為multipointinjection.簡稱為MPI。

濾網(wǎng)電磁線圈針閥單點噴油系統(tǒng)的噴油器安裝在節(jié)氣門體上，各缸共用一個噴油器。英文為singlepointinjection.簡稱為SPI。為了使發(fā)動機發(fā)出最大功率，應使最高燃燒壓力出現(xiàn)在上止點后10°～15°左右。

點火過遲：使發(fā)動機功率下降，油耗增加。

點火過早：使功率下降，還容易產(chǎn)生爆震。發(fā)動機的最佳點火提前角，不僅要使發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性最佳，還應使有害排放物最少。點火系統(tǒng)在電控發(fā)動機中最主要的輸入接口是傳感器接口（例如轉(zhuǎn)速、負荷、溫度、壓力等）。最主要的輸出接口是控制接口，它控制外部執(zhí)行機構(gòu)的動作（例如：噴油器、點火模塊、噴油泵、怠速執(zhí)行器等）。

控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行器和電子控制單元三部分組成。

電子控制單元

ECU的功用是采集和處理各種傳感器的輸入信號，根據(jù)發(fā)動機工作的要求（噴油脈寬、點火提前角等），進行控制決策的運算，并輸出相應的控制信號。當前電控發(fā)動機中除了控制噴油外，還控制點火、EGR、怠速和增壓發(fā)動機的廢氣閥等，由于共用一個ECU對發(fā)動機進行綜合控制，所以也被稱為發(fā)動機管理系統(tǒng)。

中間的金屬方盒為電子控制單元，箭頭指向電子控制單元的部件為傳感器，箭頭從電子控制單元出去的部件為執(zhí)行器。傳感器

傳感器是感知信息的部件，負責向ECU提供發(fā)動機和汽車運行狀況。執(zhí)行器

傳感器執(zhí)行元件發(fā)動機電控電路圖傳感器信號類別

主信號校正信號附加信號傳感器____________________主信號_____________________________________傳感器校正信號______________________________傳感器校正信號空氣流量傳感器

用來將吸入的空氣量轉(zhuǎn)換成電信號送給ECU，作為決定噴油量的基本信號之一?？諝饬髁坑嬓褪綗崮な叫盘柨諝饬髁孔饔么_定噴油量確定點火時間溫度電阻流量傳感器污物沉積熱電阻空氣入口發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸位置傳感器轉(zhuǎn)速傳感器用來測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以確定基本噴油量和基本點火提前角。曲軸位置傳感器用來確定相對于每缸壓縮上止點的噴油定時和點火定時，在順序噴射發(fā)動機上還需要有判缸信號。磁電感應式轉(zhuǎn)速傳感器和曲軸位置傳感器。它是通過磁力線的變化來檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，并通過信號盤上的缺口獲得上止點信號。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器信號傳感器主信號

APS,ATX空氣流量計發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器傳感器主信號

ANQ空氣流量計發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器電子油門傳感器油門踏板位置G79，G185傳感器主信號

APS,ATX踏板傳感器傳感器主信號

ANQ踏板傳感器霍爾傳感器

霍爾效應式轉(zhuǎn)速傳感器和曲軸位置傳感器。它是一種利用霍爾效應的信號發(fā)生器檢測信號。

霍爾傳感器信號傳感器校正信號

APS,ATX霍爾傳感器傳感器校正信號

ANQ霍爾傳感器節(jié)流閥體怠速開關(guān)節(jié)氣門電位計怠速電機應急彈簧怠速節(jié)氣門電位計組成怠速開關(guān)怠速節(jié)氣門電位計節(jié)氣門電位計怠速電機應急彈簧節(jié)氣門位置傳感器（節(jié)氣門電位計）它通過一個電位計檢測節(jié)氣門位置，在Mono-jetronic

燃油噴射系統(tǒng)中，起到一個負荷傳感器的作用。在其它噴油系統(tǒng)中，它用來檢測發(fā)動機的節(jié)氣門的開度和加速、減速信號。

傳感器校正信號

APS,ATX節(jié)氣門控制單元傳感器校正信號

ANQ節(jié)氣門控制單元(氧)傳感器(氧)傳感器G39(氧)傳感器加熱器Z19前排氣管氧傳感器在三元催化轉(zhuǎn)化器的上游安裝一個氧傳感器，用來檢測混合氣的空燃比比化學計量比濃還是稀，向ECU發(fā)出反饋信號，調(diào)節(jié)噴油量，將混合氣空燃比控制在化學計量比附近使三元催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換效率最高。這種控制方式稱為閉環(huán)控制方式。最常用的氧傳感器是氧化鋯式氧傳感器。氧化鋯傳感器內(nèi)側(cè)通大氣，外側(cè)裸露在排氣中。如果陶瓷體內(nèi)側(cè)大氣中含氧量與陶瓷體外側(cè)的含氧量不同時，在氧化鋯內(nèi)、外兩側(cè)極間就產(chǎn)生一個電壓。當混合氣稀時，氧化鋯產(chǎn)生的電壓（接近于0V）。當混合氣濃時，氧化鋯元件產(chǎn)生的電壓高（約1V）。

在化學計量比附近，電壓有突變，氧傳感器起到一個濃、稀開關(guān)的作用。只有采用EFI閉環(huán)控制系統(tǒng)，才能將空燃比控制在化學計量比附近，使三元催化轉(zhuǎn)化器的凈化效率最高。而化油器式發(fā)動機是無法實現(xiàn)此要求的。

閉環(huán)控制系統(tǒng)的作用：使每輛汽車在滿足汽車性能要求的條件下，減少有害排放物?？蓽p少各新車之間由于制造裝配等因素造成有害排放物的差異。減少由于車輛老化使發(fā)動機有害排放物惡化。

傳感器校正信號

APS,ATX氧傳感器傳感器校正信號

ANQ氧傳感器為了滿足發(fā)動機各種工況的要求，混合氣的空燃比不能都采用閉環(huán)控制，而是采用閉環(huán)和開環(huán)相結(jié)合的策略。

主要分為三種控制方式：

1.冷起動和冷卻水溫度低時，通常采用開環(huán)控制方式。

由于起動轉(zhuǎn)速低、冷卻水溫度低、燃油揮發(fā)性差，需對燃油進行一定的補償?；旌蠚饪杖急扰c冷卻水溫度有關(guān)，隨著溫度增加，空燃比逐漸變大。

2.部分負荷和怠速運行時，此時可分為兩種情況：

若為了獲得最佳經(jīng)濟性，可采用開環(huán)控制方式，將空燃比控制在比化學計量比大的稀混合氣狀態(tài)下工作。

若為了獲得低的排放，并有較好的燃油經(jīng)濟性，必須采用電控汽油噴射系統(tǒng)加三元催化轉(zhuǎn)化器，進行空燃比閉環(huán)控制。

圖中虛線部分為未加三元催化轉(zhuǎn)化器時，CO、HC和NOx排放濃度與空燃比的關(guān)系。實線部分采用三元催化轉(zhuǎn)化器后CO、HC和NOx與空燃比的關(guān)系。從圖中可看出采用三元催化轉(zhuǎn)化器時只有當空燃比在化學計量比附近很窄范圍內(nèi)HC、CO和NOx排出濃度均較小。裝有電控汽油噴射發(fā)動機采用閉環(huán)控制方式，才能使混合氣空燃比嚴格控制在化學計量比附近很窄的范圍內(nèi)，使三元催化轉(zhuǎn)化器凈化效率最高。

3.節(jié)氣門全開時，采用開環(huán)控制

為了獲得最大的發(fā)動機功率和防止發(fā)動機過熱，采用開環(huán)控制，將混合氣空燃比控制在12.5～13.5范圍內(nèi)。此時發(fā)動機內(nèi)混合氣燃燒速度最快，燃燒壓力最高，因而輸出功率也就越大。

窗口(氧)傳感器工作圖在窗口90%范圍內(nèi),污染程度最小。工作區(qū)。構(gòu)造寬頻帶型傳感器外形尺寸比跳躍型傳感器僅大幾毫米。1單元泵2能斯托單元3傳感器加熱器4外界空氣通道5測量室6放氧通道更換傳感器時，必須線與插頭同時更換。裝于三元催化反應器后。核心為陶瓷材料，兩邊有涂層。

涂層的優(yōu)點是：對尾氣中的氧濃度更敏感。

兩邊涂層的氧濃度不同，產(chǎn)生電壓信號。

外形沒有改變。插腳為4個。監(jiān)控三元催化轉(zhuǎn)換器是否正常工作。平面型傳感器外部空氣電壓信號尾氣帶有涂層的極板控制單元裝在三元催化反應器前。插頭為6腳。調(diào)整更精確、更精細。通過單元泵工作，可將尾氣中的氧吸入測量室，單元泵工作所用電流，即為傳遞給控制單元的電信號?？刂频碾妷褐翟?50mv附近。寬頻帶型傳感器空氣尾氣單元泵測量室傳感器電壓單元泵電流擴散通道1.舉例：混合氣過稀時，泵在原來的轉(zhuǎn)速下會泵入較多的氧，測試室中氧的含量較多，電壓值下降。加大噴油量。同時減少單元泵的工作電流1.舉例：為能使電壓值盡快恢復到450mv的電壓值，減小單元泵的工作電流，使泵入測試室的氧量減少。單元泵的工作電流傳遞給控制單元，控制單元將其折算成電壓值信號。2.舉例：混合氣過濃時，電壓值超過450mv。單元泵以原來的工作電流工作，泵入測試室的氧量少。2.舉例：控制單元增大單元泵的工作電流，使單元泵旋轉(zhuǎn)速度增加，增加泵氧速度。單元泵泵入測試室中的氧量增加，使電壓值恢復到450mv。溫度傳感器水溫傳感器都采用負溫度系數(shù)的半導體熱敏元件。

通常安裝在發(fā)動機出水口處。敏感元件由銅套封住。水溫低時，熱敏電阻值大，ECU檢測到的電壓高。ECU增加噴油量，改善冷機的驅(qū)動性能。反之，減少噴油量。熱敏電阻裸露在大氣中，用以檢測發(fā)動機的進氣溫度，進氣溫度傳感器安裝在空氣濾清器的殼體內(nèi)，也可安裝在空氣流量計的空氣流量測量部位。

由于進氣密度隨溫度改變而變化，因此ECU必須根據(jù)進氣溫度信號對噴油量進行修正，以獲得最佳的空燃比。

壓電陶瓷信號線電插頭爆振傳感器爆震控制

爆震會使氣體強烈振動，產(chǎn)生噪音；也會使火花塞、燃燒室、活塞等機件過熱，嚴重情況會使發(fā)動機損壞。

在發(fā)動機結(jié)構(gòu)參數(shù)已確定的情況下，采用推遲點火提前角是消除爆震既有效又簡單的措施之一。

裝有爆震傳感器的發(fā)動機能檢測爆震界限，通過電子控制單元將點火時刻調(diào)到接近爆震極限的位置，從而改善了發(fā)動機的性能。

當發(fā)動機出現(xiàn)爆震時，ECU根據(jù)爆震程度，推遲點火時刻，爆震程度大的，不僅推遲的角度大，而且是先快后慢，直到爆震消失為止。為了保證良好的發(fā)動機性能，爆震消失后，又將點火提前角逐步加大，增加的速率也分為快、慢兩種。當發(fā)動機再次出現(xiàn)爆震時，點火提前角再次推遲。通常點火提前角推遲的速率要大于點火提前角增加的速率。

爆震傳感器爆震傳感器安裝在發(fā)動機缸體上，對四缸直列式發(fā)動機，它裝在2缸和3缸之間；對V型發(fā)動機，每側(cè)至少有一個爆震傳感器。目前應用最多的是寬頻帶共振型壓電式傳感器。

通過檢測缸體表面的震動信號，以判斷發(fā)動機是否產(chǎn)生爆震。

3°3o5秒5秒1o1o點火角為12o爆振燃燒非爆振燃燒爆振傳感器工作傳感器校正信號

APS,ATX爆震傳感器傳感器校正信號

ANQ爆震傳感器傳感器校正信號

APS,ATX冷卻液溫度傳感器進氣溫度傳感器傳感器校正信號

ANQ冷卻液溫度傳感器進氣溫度傳感器執(zhí)行元件執(zhí)行器為點火模塊和點火線圈。最常見的為無分電器點火系統(tǒng)，它是兩個氣缸共用一個點火線圈。目前也有采用每個氣缸一個點火線圈的。

點火控制系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元和執(zhí)行器組成。執(zhí)行元件燃油泵油泵繼電器執(zhí)行元件燃油泵

APS,ATX執(zhí)行元件燃油泵

APS,ATX執(zhí)行元件燃油泵

ANQ執(zhí)行元件點火線圈執(zhí)行元件點火線圈

APS,ATX執(zhí)行元件點火線圈

ANQ執(zhí)行元件噴油閥噴油閥

APS,ATX執(zhí)行元件噴油閥

ANQ執(zhí)行元件執(zhí)行元件節(jié)氣門控制單元執(zhí)行元件節(jié)氣門控制單元

APS,ATX執(zhí)行元件節(jié)氣門控制單元

ANQ執(zhí)行元件進氣歧管轉(zhuǎn)換電磁閥，凸輪軸調(diào)整電磁閥和活性碳罐電磁閥執(zhí)行元件進氣歧管轉(zhuǎn)換電磁閥，凸輪軸調(diào)整電磁閥和活性碳罐電磁閥APS,ATX執(zhí)行元件進氣歧管轉(zhuǎn)換電磁閥，凸輪軸調(diào)整電磁閥和活性碳罐電磁閥ANQ在三元催化轉(zhuǎn)換器中進行如下反應:HC與O2反應，生成H2O和CO2CO與O2反應，生成CO2NOX剝離氧原子，生成N2和CO2.化學反應條件：發(fā)動機混合氣由傳感器控制在＝1左右.N2

是空氣成分之一.CO2無毒，但可造成溫室效應為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動機普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時被碳罐中的活性碳所吸附，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，依靠進氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機中。電子控制單元根據(jù)發(fā)動機的工況通過電磁閥控制真空度的通或斷達到燃油蒸汽的控制。

采用燃油蒸汽的控制可減少大氣中的碳氫化合物和節(jié)約燃料。采用集成診斷系統(tǒng)

帶有在集成診斷系統(tǒng)OBD-II的發(fā)動機管理系統(tǒng)。缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機

采用電控缸內(nèi)直接噴射方法，在火花塞附近供給濃混合氣，以利著火；在其它區(qū)域供給稀混合氣，進行分段噴油。達到分層燃燒的目的。據(jù)報導空燃比為30時，仍可燃燒。此種方法可節(jié)約燃料三分之一以上。為了減少稀燃時的NOx,在排氣系統(tǒng)中安裝了