奧迪畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）標(biāo) 題： 奧迪Q5發(fā)動機異響故障方案設(shè)計 學(xué)生姓名： 唐子強 系 部： 機電工程系 專 業(yè)： 汽車制造與裝配 班 級： 汽制1202 指導(dǎo)教師： 李湘 熊銀花 目 錄摘要 (1)第一章 奧迪Q5發(fā)動機的概述 (3)1.1 發(fā)動機的結(jié)構(gòu) (3)1.2 發(fā)動機工作原理圖 (4)1.3 發(fā)動機結(jié)構(gòu)圖 (4)第二章 奧迪Q5發(fā)動機異響的分析(5)2.1 發(fā)動機異響的區(qū)分 (5)2.2 異響的區(qū)分 (5)2.3 異響的故障類型 (6)2.4 異響的診斷方法 (9)第三章 奧迪Q5發(fā)動機故障診斷及其排除 (10)3.1 異響故障的現(xiàn)象 (10)3.2 故障診斷 (10)3.3 故障總結(jié) (

2、13)3.4 故障原因 (13)3.5 故障排除 (13)3.6 排故流程圖（14）結(jié)論 (15)參考文獻 (16)摘 要本文從奧迪Q5發(fā)動機的結(jié)構(gòu)、組成、原理入手。發(fā)動機異響常見故障主要在曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)中。這款發(fā)動機的連桿軸瓦已經(jīng)嚴重的磨損，從而導(dǎo)致了活塞邊緣處正好與上對應(yīng)的缸蓋邊緣相撞，在排故的過程中通過一聽，二看，三摸，四測，通過儀器的檢測等手段來診斷這款發(fā)動機異響的具體故障。當(dāng)拆下曲柄連桿機構(gòu)查看時，曲軸已經(jīng)達到了報廢的程度，可而得知，這款發(fā)動機要徹底更換損壞的零件或者進行大修，如果再不加以排故，有可能會導(dǎo)致安全事故發(fā)生。關(guān)鍵詞：發(fā)動機、曲軸、連桿、診斷、更換、排除第一章 奧迪

3、Q5發(fā)動機的概述1.1 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)由兩大機構(gòu)、五大系統(tǒng)組成。一、 曲柄連桿機構(gòu)曲柄連桿機構(gòu)是發(fā)動機實現(xiàn)工作循環(huán)，完成能量轉(zhuǎn)換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。二、 配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關(guān)閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，并使廢氣從氣缸內(nèi)排出，實現(xiàn)換氣過程。進、排氣門的開閉由凸輪軸控制。凸輪軸由曲軸通過齒形帶或齒輪鏈條驅(qū)動。進、排氣門和凸輪軸以及其他一些零件共同組成配氣機構(gòu)。三、 燃料供給系汽油機燃料供給系的功用是根據(jù)發(fā)動機的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出到大氣中去。四

4、、 潤滑系潤滑系的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現(xiàn)液摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。并對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。五、 冷卻系卻系的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發(fā)出去，保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作。水冷發(fā)動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風(fēng)扇、水箱、節(jié)溫器等組成。六、 點火系在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按時在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。七、

5、起動系理解這個并不難，要使發(fā)動機由靜止?fàn)顟B(tài)過渡到工作狀態(tài)，必須先用外力轉(zhuǎn)動發(fā)動機的曲軸，使活塞作往復(fù)運動，氣缸內(nèi)的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)動機才能自行運轉(zhuǎn)，工作循環(huán)才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動到發(fā)動機開始自動地怠速運轉(zhuǎn)的全過程，稱為發(fā)動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發(fā)動機的起動系統(tǒng)。1.2 奧迪Q5發(fā)動機工作原理圖 圖1.1 奧迪Q5發(fā)動機工作原理圖1.3 奧迪Q5發(fā)動機的結(jié)構(gòu)圖 圖1.2 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)圖第二章 奧迪Q5發(fā)動機異響的分析2.1 異響的區(qū)分發(fā)動機與變速器異響的區(qū)分在診斷時應(yīng)特別注意區(qū)分異響是來自發(fā)動機還是離合器或變速器，否則會

6、降低診斷效率，在無顯著特征表明為變速器故障時，斷開試車法是區(qū)分發(fā)動機異響和變速器異響的最好方法。當(dāng)自動變速器油面過低或濾網(wǎng)臟污堵塞時， 在變速器前端或底部可能會發(fā)出低沉的噪聲，有時發(fā)動機起動后，變速器即發(fā)出“吱吱”或“呵呵”等連續(xù)的音調(diào)較低的雜亂噪聲， 這類聲音一般是油液在高過流動時由于振動而產(chǎn)生的異響不要誤判為發(fā)動機異響。發(fā)動機自身異響與附件異響的區(qū)分。 在診斷時還應(yīng)注意區(qū)分是發(fā)動機自身異響還是附件異響， 附件產(chǎn)生的響聲經(jīng) 常被誤認為是發(fā)動機其他部分的故障， 因此發(fā)動機有異響時應(yīng)對發(fā)電機轉(zhuǎn)向助力 泵，二次空氣噴射泵，空調(diào)壓縮機和冷卻液泵等附件進行仔細檢查和察聽。（1）傳動帶異響：這是極普通而

7、又經(jīng)常出現(xiàn)的異響，如果懷疑是傳動帶發(fā)響，應(yīng)拆下傳動帶并使發(fā)動機運轉(zhuǎn)一會，或在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時將肥皂水噴在傳動帶上，如果噪聲消失即可斷定為傳動帶發(fā)響 （2）風(fēng)扇離合器異響：風(fēng)扇離合器也會產(chǎn)生一種讓人難以判斷與嚴重響聲，由于風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動，無法使用聽診器來聽診，在發(fā)動機熄火后檢查時會感到風(fēng)扇離合器松動，可拆下風(fēng)扇傳動帶，然后再使發(fā)動機運轉(zhuǎn)查聽是否仍有異響 （3）轉(zhuǎn)向助力泵異響：轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)缺油或有空氣油罐內(nèi)過臟等也會造成異響通常較易診斷 根據(jù)異響特征區(qū)分異響診斷發(fā)動機異響時必須了解各種異響與發(fā)動機轉(zhuǎn)速，溫度，負荷，缸位，工作循環(huán)，潤滑條件等因素的關(guān)系， 充分利用異響特征來區(qū)分發(fā)動不同部位的異響。如前所述，

8、可根據(jù)轉(zhuǎn)速，負荷，溫度條件的變化來區(qū)分發(fā)動機異響，除此之外還因注意異響的下列特征： （1） 聲調(diào)：人們常把聲響用一些象聲詞來描述如“嗒嗒”、“吱吱”聲系，但同一個聲音不同的人聽后的感覺不一樣， 象聲描述也不相同， 有人認為是 “嗒嗒”5聲，也有人認為是“鐺鐺”聲，還有人認為“噠噠”響，所以最好能用生活中常 聽到的響聲來類比。（2）缸位：異響與缸位的關(guān)系，通常用上缸不上缸及反上缸，所謂上缸是指異響在單缸斷火后聲響減弱或消失，而不上缸則指異響在單缸斷火后響聲既不減弱也不增大，單缸是否工作對異響沒有影響，所謂反上缸，則是指單缸斷火后，聲響不但不減弱 反而明顯增強，反上缸的異響通常都是惡性影響，應(yīng)立即

9、排除。（3）聽診的部位：發(fā)動機常見異響所引起的振動可分別在缸蓋缸體中上部缸體下部及油底殼部位察聽，在缸蓋部位用螺釘旋具或聽診器觸聽氣缸蓋各燃燒室各部位能輔助診斷活塞頂碰缸蓋氣缸上部凸肩，氣門坐圈脫出上置凸輪軸軸承響等故障，在缸體中上部，可輔助診斷活塞敲缸，活塞銷響等故障，在氣缸體與油底殼結(jié)合面的附近，可輔助診斷曲軸軸承異響或曲軸斷裂等故障。2.2 異響的故障類型冷敲缸活塞敲缸響指活塞上下運動時在氣缸內(nèi)擺動或竄動，其頭部或裙部與缸壁缸 蓋相碰撞產(chǎn)生異響，又可分為冷敲缸、熱敲缸及冷熱均敲缸。（1） 故障現(xiàn)象 低溫時有敲擊聲，發(fā)動機溫度正常后響聲減弱或消失。 怠速或低速時，發(fā)出清晰又節(jié)奏的“嗒嗒”敲

10、擊聲，轉(zhuǎn)速提高后響聲減弱或消失。 某缸斷火后異響減弱或消失，且火花塞跳火一次發(fā)響兩次。熱敲缸（1）故障現(xiàn)象 怠速時發(fā)出有規(guī)律的“嗒嗒”聲高速時發(fā)生“嘎嘎”的連續(xù)金屬敲擊聲，并伴有機體抖動現(xiàn)象且溫度升高，響聲加大?；鸹ㄈ鹨淮?，發(fā)響兩次，單缸斷火聲響加大。活塞銷響活塞銷是連接活塞與連桿的重要零件，發(fā)動機運行中，它承受較大的交變載荷，與活塞的活塞銷座孔和連桿小端的襯套之間，都會發(fā)生相對的磨損，使配合間隙增大而松曠，引起異常的敲擊聲和機件的損壞，甚至出現(xiàn)打壞氣缸等情況。 （1）故障現(xiàn)象發(fā)動機怠速時發(fā)出有節(jié)奏而又清脆的聲響或尖銳的金屬敲擊聲， 突然加 節(jié)氣門時響聲也隨之加大，高速時響聲混純不清。火花

11、塞跳火一次發(fā)響兩次，單缸斷火時聲響減弱或消失，嚴重時上缸。曲軸主軸承響 （1）故障現(xiàn)象發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時并無響聲， 當(dāng)轉(zhuǎn)速突然變化時， 發(fā)出沉悶連續(xù)的 “鏜鏜” 敲擊聲轉(zhuǎn)速越高，聲響越大同時伴有機體振動現(xiàn)象。發(fā)動機負荷增大時，響聲加劇有時上坡加速時，在駕駛室內(nèi)就可聽到沉悶的“鏜鏜”敲擊聲。 單缸斷火時聲響變化不大，而相鄰兩缸斷火時聲響明顯減弱。連桿軸承響（1）故障現(xiàn)象發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時無明顯聲響，稍高于怠速時有清晰地“嗒嗒”敲擊聲有點類似鋼球落在鋼板上所發(fā)出的聲音，而高速時有“咯咯”敲擊聲急加速時聲響尤為明顯，連桿軸承響較曲軸主軸承聲響輕緩而短促。當(dāng)發(fā)動機負荷增加時聲響也隨之增大，單缸斷火聲響明顯

12、減弱或消失。曲軸斷裂響（1）故障現(xiàn)象：發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時機體的振動就較大，甚至有擺動搖晃現(xiàn)象，同時發(fā)出沉重粗悶而較大的“嘣嘣”敲擊聲，轉(zhuǎn)速稍有提高就出現(xiàn)巨大可怕的響聲類似采石場里的碎石機所發(fā)出的“卡噶”的破碎聲?；钊h(huán)響活塞環(huán)響在氣缸上部聽診比較明顯：（1）如果活塞環(huán)側(cè)隙過大，其在環(huán)槽內(nèi)過于松動，加速時會產(chǎn)生高節(jié)奏的 “咔嗒”聲要排除這種故障應(yīng)更換活塞環(huán)，必要時應(yīng)更換活塞。（2）如果氣缸磨損嚴重，缸壁出現(xiàn)肩（缸肩）時，第一道活塞環(huán)敲擊臺肩發(fā)出高節(jié)奏的“咔嗒”聲，發(fā)動機加速時異響更為明顯，此時應(yīng)鏜磨氣缸更換活 塞連桿組。（3）如果活塞環(huán)折斷加速時，常常會發(fā)出高節(jié)奏的“啪啪”聲，同時在加機油口有脈動

13、冒煙現(xiàn)象，單缸斷火后冒煙現(xiàn)象消失。氣門響(1)故障現(xiàn)象 發(fā)動機怠速時，在氣門室處發(fā)出有節(jié)奏的“嗒嗒”聲，轉(zhuǎn)速升高節(jié)奏加快聲響也隨之增大中速以上時，聲響變得混雜。 發(fā)動機溫度變化或單缸斷火時，聲響不變。液壓挺桿響怠速或低速時出現(xiàn)斷續(xù)的響聲，一般由挺桿單向閥磨損或臟污所致。怠速時有異響轉(zhuǎn)速提高后異響消失，一般是挺桿體和柱塞之間磨損過度所 致，油壓過低或機油粘度過小也會出現(xiàn)這種響聲。怠速時不響高速時發(fā)響， 表明挺住機油有空氣可能是機油液面過高曲軸攪動機油使空氣進入機油中，也可能油路滲漏機油泵吸入空氣。液壓挺桿始終發(fā)響，在任何轉(zhuǎn)速下液壓挺桿都發(fā)響，其主要原因為液壓 桿臟污或被沉積物卡位，機件嚴重磨損，

14、機油壓力過低等。氣門圈響（1）故障現(xiàn)象 在冷車初起動時易出現(xiàn)氣門座圈響，運轉(zhuǎn)時發(fā)出清脆的“礅氣門”聲響，但很快即會消失，嚴重時此聲響將頻繁出現(xiàn)。 火花塞跳火一次發(fā)響一次，中速響聲清晰，單缸斷火響聲不變。 異響出現(xiàn)時常伴隨有個別缸不工作現(xiàn)象，聲響消失后氣缸工作恢復(fù)正常。(2）故障原因 氣門座圈與軸承孔配合松曠。 氣門做圈材料的熱膨脹系數(shù)過小。 氣門座圈與缸體過盈是過小。凸輪軸響 （1）故障現(xiàn)象發(fā)動機中速時從缸體凸輪軸一側(cè)或缸蓋處發(fā)出錘重的聲響高速時聲響混純不清。異響出現(xiàn)時凸輪軸軸承附近有振動，單缸斷火聲響不變。正時齒輪響（1）故障現(xiàn)象 當(dāng)發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變化時，在正時齒輪蓋處發(fā)出來亂而輕微的

15、“嘎 啦”聲轉(zhuǎn)速提高后聲響可能消失，急加速時聲響尾隨出現(xiàn)有時在正時齒輪室蓋處有振動現(xiàn)象。聲響有時受溫度影響，高溫時聲響明顯單缸斷火聲響無變化。燃燒異響爆燃響是汽油發(fā)動機最典型的燃燒異響，發(fā)動機產(chǎn)生爆燃不正常燃燒時，會出現(xiàn)金屬敲擊（點火敲擊）聲，嚴重時響聲較大并引起發(fā)動機的強烈振動即爆燃，出現(xiàn)爆燃時氣缸內(nèi)氣體燃燒時的壓力升高率很大發(fā)出尖銳的沖擊振音，并造成活塞與氣缸連桿與曲軸軸承等部位的強烈沖擊產(chǎn)生異響點火敲擊聲與金屬 敲擊聲類似，如同彈子在金屬罐里產(chǎn)生的尖銳清脆的拍擊聲。2.3 異響的診斷方法發(fā)動機異響常見故障主要在曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)。發(fā)動機異響的診斷方 法有兩種，即人工經(jīng)驗聽診法和儀器輔

16、助診斷法。人工經(jīng)驗聽診法技術(shù)人員通過改變發(fā)動機工況等措施使異響再現(xiàn)， 找出異響特征和規(guī)律并了解異響出現(xiàn)時發(fā)動機的運行狀況及故障征兆， 進而判斷出異響部位這是目前使用最普通也是最主要的方法。在和用人工經(jīng)驗診斷發(fā)動機異響的過程中，常常借助于螺釘旋具來察聽異響，這一傳統(tǒng)的方法雖然簡便有效，但也存在明顯不足，這主要表現(xiàn)在三方面， 一旦螺釘旋具的長度有限并且不能彎曲由于受車上空間的限制許多部位無法觸及也就無法診斷， 二是必須側(cè)耳對著異響部位眼睛無法看著螺釘旋具為保證安全不能接觸各種轉(zhuǎn)動零部件，三是用螺釘旋具察聽時，一只耳朵能聽到螺釘旋具傳來的聲音，而另一只耳會聽到很強的背景噪聲，降低了判斷的準(zhǔn)確性。儀器

17、輔助診斷法由于人工經(jīng)驗聽診法的準(zhǔn)確率較低， 因此常用一些儀器設(shè)備來輔助聽診與分 析，常用的儀器主要有聽診器，噪聲器，振動分析儀等。第三章 奧迪Q5發(fā)動機故障確定及其排除3.1 異響故障的現(xiàn)象車型：2013款奧迪Q5，配置2.0LTFSI發(fā)動機。 行駛里程：27350km故障現(xiàn)象：發(fā)動機異響，怠速時響聲不太明顯，但稍微加點速，發(fā)動機出現(xiàn)了機械咔咔聲，比較清脆。3.2 故障診斷首先檢查發(fā)動機的機油缺不缺，仔細觀察發(fā)動機也沒有什么地方漏油的痕跡。連上大眾診斷儀VAS6160診斷電控系統(tǒng)無故障碼，并且儀表無任何報警燈亮提示。為了進一步確認發(fā)動機響聲究竟來自何方，啟動發(fā)動機，稍微帶點油門，仔細聽發(fā)動機運

18、轉(zhuǎn)時發(fā)出的咔咔機械聲，從其前部可以聽到發(fā)動機后部發(fā)出的聲音，將車在舉升機升起，在發(fā)動機下部靠近變速箱連接部分能聽到咔咔的響聲，給人的感覺是發(fā)動機與變速箱之間發(fā)出的聲音，經(jīng)變速箱檢視孔檢查，發(fā)動機與變速箱的從動輪連接螺栓并沒有松動，將車落下繼續(xù)聽，感覺從上部缸蓋內(nèi)傳出比較有節(jié)奏的咔咔撞擊異響聲，剛開始認為是滾珠搖臂脫落了，但仔細一聽，不像是凸輪軸搖臂脫落，如此聲音節(jié)奏會有點凌亂，并且響聲也不會這么亮，經(jīng)過現(xiàn)場仔細辨聽后，感覺像活塞在撞擊缸蓋的聲音，在怠速聽撞擊聲不太明顯，稍帶一點輕微的聲音，只要輕帶點油門馬上就能聽見從缸蓋處有節(jié)奏的撞擊聲，覺得要拆下發(fā)動機缸蓋。拆下缸蓋后發(fā)現(xiàn)四缸活塞邊緣處正好與

19、上對應(yīng)的缸蓋邊緣相撞留下的痕跡，如下圖。圖3.1 活塞的頂面圖3.2 缸蓋的內(nèi)側(cè)面從上圖看到活塞頂上記號處與缸蓋內(nèi)側(cè)平面上經(jīng)過撞擊都留下了痕跡。那么為什么活塞會撞擊缸蓋呢？我認為一定是連桿瓦出了問題，如果連桿瓦松動和瓦片磨損，導(dǎo)致連桿瓦與曲軸間隙超差，當(dāng)連桿經(jīng)過旋轉(zhuǎn)到達活塞上止點，由于運動產(chǎn)生慣性，活塞要撞擊缸蓋，檢查到這里，需要打開發(fā)動機油底殼，檢查連桿瓦間隙。拆下油底殼全是金屬粉末，如下圖。圖3.3 圖油底殼底部看到這情景，也許連桿軸瓦甚至曲軸已經(jīng)報廢了，為了進一步檢查，將發(fā)動機從車上拆下，然后將其裝在發(fā)動機翻轉(zhuǎn)臺上，拆下四缸連桿下瓦座，瓦座內(nèi)已經(jīng)沒有瓦片了，而附在曲軸上瓦片已經(jīng)殘缺不全，

20、如下圖所示。圖3.4 曲軸慢慢從曲軸上剝離的瓦片（如下圖）拆檢其余的連桿瓦都正常。經(jīng)檢查四缸連桿瓦座螺栓沒有松動，四缸連桿瓦座及其曲軸連桿軸頸已經(jīng)超出正常磨損，曲軸連桿潤滑油孔沒有堵塞。圖3.5 軸瓦從曲軸連桿結(jié)構(gòu)圖可以看到，連桿是梯形截面，能承受較大缸內(nèi)燃燒汽油點火后爆發(fā)所傳授的力。上下連桿瓦片不分，沒有定位凸起，其材料組成無非表層是耐磨層，銅鉛層，鋼背層。3.3故障總結(jié)發(fā)動機出現(xiàn)機械異響，要根據(jù)發(fā)動機機械結(jié)構(gòu)組成及工作原理來辨聽，當(dāng)然這確實是比較難，因為聲音確定位有困難，不是馬上就能準(zhǔn)確判斷出異響來自何方。3.4故障原因機油供給不足和臟污，導(dǎo)致機油泵不能將機油吸入、泵出，造成機油壓力低或無壓力連桿彎曲或扭曲，材