82107023陆野-缸内直喷电控汽油机技术分析、故障诊断与检修

编号淮安信息职业技术学院毕业论文题目缸内直喷电控汽油机技术分析、故障诊断与检修学生姓名陆野学号82107023系部汽车工程系专业汽车检测与维修技术班级821070指导教师汪东明副教授顾问教师钱锋二〇一二年十一月摘要I摘要随着石油资源越来越紧缺，人们对汽车的燃油经济性要求越来越高，为此，一种新型的汽油燃烧方式应运而生，即发动机稀薄燃烧技术，而实现稀薄燃烧的理想方式是缸内直喷分层喷注，即汽油缸内直喷。缸内直喷发动机具有节省燃油、减少废气排放、提升动力性能、减少发动机振动、喷射精度的提高、发动机更耐用等优点。本文简单概述了现代汽车缸内直喷发动机的发展及应用，重点介绍了缸内直喷发动机的结构原理，详细分析了大众1.8TSI发动机结构原理，最后结合具体的故障实例分析了宝马、别克、迈腾、蒙迪欧故障诊断方法与检修工艺。关键词：电控汽油机；缸内直喷；TSI；故障诊断；检修目录II目录摘要..............................................................................................................................I目录............................................................................................................................II第一章缸内直喷电控汽油机概述..............................................................................11.1汽油直接喷射技术的应用与发展.......................................................................11.2缸内直喷电控发动机优缺点...............................................................................21.2.1缸内直喷发动机的优点.................................................................................21.2.2缸内直喷发动机的缺点.................................................................................4第二章汽油缸内直喷发动机技术解析......................................................................62.1缸内直喷发动机技术简介...................................................................................62.2汽油直接喷射（GDI）发动机的结构................................................................62.3汽油缸内直喷发动机工作原理..........................................................................72.4发动机燃油喷射控制模式...................................................................................9第三章大众1.8TSI发动机.......................................................................................163.1概述.....................................................................................................................163.2大众TSI发动机结构特点.................................................................................183.3大众TSI发动机燃油供给系统的结构特点.....................................................213.4大众TSI发动机电控系统的工作模式.............................................................223.5大众1.8TSI发动机电控系统的组成................................................................22第四章典型故障案例分析......................................................................................244.1宝马缸内直喷发动机启动困难.........................................................................244.2别克新君威加速不良、怠速抖动.....................................................................274.3蒙迪欧新致胜怠速抖动急速迟缓.....................................................................284.4一汽大众迈腾1.8TSI轿车发动机怠速抖动....................................................30第五章总结与展望....................................................................................................325.1总结.....................................................................................................................325.2展望.....................................................................................................................32致谢...........................................................................................................................34参考文献......................................................................................................................35第一章缸内直喷电控汽油机概述1第一章缸内直喷电控汽油机概述1.1汽油直接喷射技术的应用与发展目前，各国的汽车公司都在大力开发和采用这种技术先进、性能优异的产品。日本三菱汽车公司一直处于领先地位。自1996年8月率先向市场投放第一台GDI发动机以来，三菱公司先后又开发出了多种不同类型的GDI发动机，即2.4L4缸发动机、3.0L6缸发动机和3.5L6缸发动机机，它们已分别装配于4种中、大型轿车并投放市场。丰田公司研制出一种G4型2.0L的GDI发动机，并已批量装车使用。随后，又开发出1.6L、1.8L和2.0L的GDI发动机。其D4型GDI发动机可降低油耗30％左右，提高功率约10％。日本其他厂家也有多种缸内直喷发动机上市，如日产3.0L和2.5L的V6型发动机、富士重工2.5L的卧式对置4缸发动机、马自达2.0L的直列4缸发动机和本田1.0L的直列3缸发动机。美国和欧洲的汽车厂家也都在积极研究缸内直喷技术和开发缸内直喷产品，并使缸内直喷发动机在热效率、功率及排放上有进一步提高。研究表明，缸内直喷发动机可降低燃耗8%-15%。因而，在全球节约能源的浪潮中，各汽车厂家都在积极深入研究GDI发动机技术，纷纷在自己的车上装配GDI发动机。除日本和美国以外，大多数欧洲汽车生产厂家也都开始装用GDI发动机(1.4-2.0L)：奥迪公司的A3装备了新型FSI发动机，宝马公司为其12缸发动机引用了HPI技术，大众公司也有许多车型采用了TSI发动机。纵观世界汽车产品技术的发展态势，缸内直喷发动机正以其优异的性能得到日益广泛的重视和应用。FSI技术的发展——TFSI、TSIFSI是给发动机的喷射方式带来了革命，它让一款普通发动机的各种性能都得到了提升，而FSI再往上发展就变得更加容易了。TFSI是在FSI基础上加入了涡轮增压技术；而TSI技术与FSI并没有什么相关性。FSI是给发动机的喷射方式带来了革命，它让一款普通发动机的各种性能都得到了提升，而FSI再往上发展就变得更加容易了。TFSI是在FSI基础上加入了涡轮增压技术；而TSI技术与FSI并没有什么相关性。TFSI（涡轮增压燃油分层喷射发动机），这个比FSI多出来的T字代表的则是涡轮增压（Turbocharger），而发动机本身也的确是在FSI发动机的基础上增加了一个涡轮增压器。涡轮增压是利用排气的高温高压推动废气涡轮高速转动，在带动进气涡轮压缩进气，提高空气密度，同时电脑控制增大喷油量，配合高密度的进气，因此可以在排量不变的条件下提高发动机工作效率。由于涡轮增压器是靠排气推动的，因此在发动机转速低时涡轮并不工作。但在这个时候涡轮还是转动的，只是排气压力不够，达不到增大进气压力的效果。随着转速的上升（约淮安信息职业技术学院毕业设计论文21500r/min或以上），排气压力逐渐加大涡轮就进入了正常的工作状态，达到增压的目的和效果。但是，当转速接近额定的时候（约r/min或以上），发动机本身的内压超过了排气压力，这时的涡轮同样是不工作的。实际上发动机的一般工作区间正在1500－5000r/min内，所以涡轮增压以它优越的经济性和动力性得到了众多用户的认可。不过怎么说还是有点缺陷，这两个区间的动力缺失如何解决呢，高转速我们可以换个大点的涡轮，可是低转速的动力空挡也会同时加大。很自然的一款无可挑剔的发动机应运而生，TSI把所有问题解决的更巧妙更能打动人心。TSI（涡轮机械增压燃油分层喷射发动机）的设计非常巧妙，它实际上是把一个涡轮增压器(Turbocharger)和机械增压器(Supercharger)一起装到一台发动机里面。TSI中的T不是指Turbocharger而是Twincharger（双增压）的意思。上文我们讲到涡轮增压发动机在较低和较高转速时都有一个动力的空挡，为了进一步提高发动机的效率，增加一个机械增压装置，并让它在低转速时加大进气压力。而涡轮增压器的尺寸可以再大一些，去弥补高转速时的动力空挡，从而达到一个从低到高转速的全段优异动力表现。另外，涡轮增压器由于废气涡轮的惯性，会有发动机相应的迟滞现象。而机械增压器则是由发动机转轴直接带动，能够随着发动机转速变化而迅速且线性地改变转速。2005年，大众1.4升直喷汽油发动机首先搭载了这套系统，它的最大功率达到了惊人的170马力。（国产1.8T发动机