寶來TDI轎車柴油發(fā)動機(jī)啟動困難的故障檢修方案設(shè)計(jì)

目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研…………………1第二部分設(shè)計(jì)說明………………2第三部分設(shè)計(jì)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(xiàn)……………14第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1掌握寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理分析；2.了解寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)啟動困難的故障原因分析；3.完成寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)啟動的故障診斷方案設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)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(jī)啟動困難畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jī)啟動故障原因。3.進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)踐，對寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)行實(shí)車研究。4.開展方案設(shè)計(jì)，通過系統(tǒng)分析法和現(xiàn)場驗(yàn)證，比較各種方案，逐步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、明確設(shè)計(jì)故障診斷方案。5.應(yīng)用檢驗(yàn)，驗(yàn)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(jī)維修實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)，進(jìn)一步修改完善設(shè)計(jì)，驗(yàn)證科學(xué)性與實(shí)用價(jià)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(dá)轎車故障實(shí)例與分析.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008【2】徐西安.范志丹等.柴油發(fā)動機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2003【4】邵恩坡等.柴油車使用維護(hù).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(yàn).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(shí)的和有效的專業(yè)信息,為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)相關(guān)的單位或個(gè)人,獲得的信息有些是學(xué)術(shù)性的，也有些是實(shí)用性的。

第二部分設(shè)計(jì)說明第1章寶來TDI柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)概況寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)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(shí)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(jī)的結(jié)構(gòu)1.2.1機(jī)體機(jī)體是柴油機(jī)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(jī)體1.2.2曲柄連桿機(jī)構(gòu)曲柄連桿機(jī)構(gòu)：是柴油機(jī)的主要運(yùn)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(jī)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(jī)構(gòu)1.2.3配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)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(jī)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(yùn)動摩擦副，包括機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、調(diào)壓閥、管路、儀表、機(jī)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(jī)工作時(shí)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(gè)機(jī)械式冷卻液泵進(jìn)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(jī)由靜止轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)的全過程，稱柴油發(fā)動機(jī)的啟動，完成發(fā)動機(jī)啟動過程所需的一系列裝置稱發(fā)動機(jī)啟動裝置。圖6啟動系統(tǒng)1.2.8進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、進(jìn)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(jìn)氣歧管等組成。1.2.9電控系統(tǒng)柴油機(jī)電控系統(tǒng)以柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷作為反映柴油機(jī)實(shí)際工況的基本信號，參照由試驗(yàn)得出柴油機(jī)各工況相對應(yīng)的噴油量和噴油定時(shí)MAP來確定基本的噴油量和噴油定時(shí)，然后根據(jù)各種因素（如水溫、油溫、、大氣壓力等）對其進(jìn)行各種補(bǔ)償，從而得到最佳的噴油量和噴油正時(shí)，然后通過執(zhí)行器進(jìn)行控制輸出。圖7電控系統(tǒng)1.3TDI柴油發(fā)動機(jī)的工作原理柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣這四個(gè)過程來完成的，這四個(gè)過程構(gòu)成了一個(gè)工作循環(huán)?；钊咚膫€(gè)過程才能完成一個(gè)工作循環(huán)的柴油機(jī)稱為四沖程柴油機(jī)。圖8柴油發(fā)動機(jī)工作原理1.3.1進(jìn)氣沖程第一沖程—進(jìn)氣，它的任務(wù)是使氣缸內(nèi)充滿新鮮空氣。當(dāng)進(jìn)氣沖程開始時(shí)，活塞位于上止點(diǎn)，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(diǎn)向下止點(diǎn)移動，同時(shí)，利用與曲軸相聯(lián)的傳動機(jī)構(gòu)使進(jìn)氣閥打開。隨著活塞的向下運(yùn)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(jìn)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(yùn)動接近下止點(diǎn)時(shí)，沖進(jìn)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(jìn)氣閥在活塞過了下止點(diǎn)以后才關(guān)閉。雖然此時(shí)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(shí)活塞從下止點(diǎn)間上止點(diǎn)運(yùn)動，這個(gè)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(jìn)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(xì)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(shí)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(diǎn)前10～35°曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)開始將霧化的燃料噴入氣缸，并使曲柄在上止點(diǎn)后5～10°時(shí)，在燃燒室內(nèi)達(dá)到最高燃燒壓力，迫使活塞向下運(yùn)動。1.3.3做功沖程第三沖程—做功。在這個(gè)沖程開始時(shí)，大部分噴入燃燒室內(nèi)的燃料都燃燒了。燃燒時(shí)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(yùn)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(diǎn)，排氣閥打開時(shí)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(gè)循環(huán)的進(jìn)氣作準(zhǔn)備。當(dāng)工作沖程活塞運(yùn)動到下止點(diǎn)附近時(shí)，排氣閥開起，活塞在曲軸和連桿的帶動下，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)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(yùn)動時(shí)，氣缸內(nèi)的廢氣依靠活塞上行排出去。為了利用排氣時(shí)的氣流慣性使廢氣排出得干凈，排氣閥在上止點(diǎn)以后才關(guān)閉。第2章寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)啟動困難原因故障分析柴油機(jī)不能啟動是柴油級使用過程中的常見故障之一。柴油機(jī)的啟動是指發(fā)動機(jī)曲軸在外力作用下開始轉(zhuǎn)動，直到發(fā)動機(jī)開始自動進(jìn)入怠速運(yùn)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(jìn)氣系統(tǒng)因素、供油系統(tǒng)因素等。只要其中一個(gè)因素不能正常工作，柴油機(jī)就不能正常啟動。2.1啟動系統(tǒng)故障影響啟動機(jī)不轉(zhuǎn)的原因主要是：蓄電池因素和啟動電機(jī)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(jī)啟動困難。啟動電路有問題，同樣能導(dǎo)致柴油發(fā)動機(jī)啟動困難。啟動電路虛接、斷線。啟動電機(jī)有問題，柴油發(fā)動機(jī)會啟動困難。啟動電機(jī)損壞或電機(jī)的繼電器或其他電器元件損壞，導(dǎo)致啟動電機(jī)不能正常工作；啟動電機(jī)齒輪損壞，也是造成發(fā)動機(jī)無法啟動。2.2進(jìn)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(yán)重影響進(jìn)氣量，使燃油不能完全燃燒，導(dǎo)致柴油發(fā)動機(jī)動力不足，啟動困難?？諝饬髁坑?jì)故障：電腦不能正確地測定吸入發(fā)動機(jī)的空氣量，從而不能正常地進(jìn)行噴油量的控制，造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。進(jìn)氣管堵塞或破損，由于某些原因，造成進(jìn)氣管堵塞、破損，會造成進(jìn)氣不足而導(dǎo)致柴油發(fā)動機(jī)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(fù)荷時(shí)柴油發(fā)動機(jī)動力不足，并伴有嚴(yán)重的轉(zhuǎn)速下降。油路系統(tǒng)空氣問題：燃油油路密封不嚴(yán)，有漏油現(xiàn)象，會使空氣進(jìn)入油路中，柴油發(fā)動機(jī)會因?yàn)楣┯筒蛔愣鴮?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(yán)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(gè)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(jī)啟動時(shí)間延遲，不能啟動，甚至失效。發(fā)動機(jī)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(jī)無法啟動，熄火，預(yù)熱過程報(bào)警燈亮，轉(zhuǎn)速表無顯示。第3章寶來TDI柴油發(fā)動機(jī)啟動困難故障診斷與排除3.1TDI柴油發(fā)動機(jī)故障分析圖柴油發(fā)動機(jī)啟動困難柴油發(fā)動機(jī)啟動困難柴油濾清故障油路故障傳感器故障進(jìn)氣管故障空氣濾清故障電控系統(tǒng)故障進(jìn)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(jìn)氣管故障空氣濾清故障電控系統(tǒng)故障進(jìn)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(jī)故障蓄電池故障啟動機(jī)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(jì)等檢查蓄電池技術(shù)狀。2.檢測啟動機(jī)起動機(jī)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(jìn)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(jī)還是控制電路。將點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)到啟動位置，可用萬用表檢測起拆下起動機(jī)進(jìn)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(jī)”端子電壓是否正常。如正常，說明啟動繼電器與起動機(jī)之間的導(dǎo)線斷路，應(yīng)檢修，故障排除。3.3進(jìn)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(jìn)氣管路各部件及連接情況，若發(fā)現(xiàn)連接不穩(wěn)、損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)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(shí)更換排除。3.4供油系統(tǒng)故障排除1.將點(diǎn)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(dá)，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(dá)時(shí)無發(fā)動機(jī)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(jī)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行檢測，電阻為980歐正常，對發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速傳感器線束進(jìn)行檢查，電阻正常，但將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動機(jī)線束插接好后，在ECU端的線束端口進(jìn)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(shí)不出油，由此判斷柴油濾清器損壞，更換后發(fā)動機(jī)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(jī)罩，檢查發(fā)動機(jī)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(jī)怠速運(yùn)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(yùn)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(xiàng)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(diǎn)火正時(shí)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(jī)啟動困難故障診斷流程柴油機(jī)無法啟動讀取故障碼柴油機(jī)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(gè)傳感器有無出現(xiàn)故障是檢查各個(gè)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(jī)各線束是否良好檢查發(fā)動機(jī)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(jì)成果案例1故障現(xiàn)象：寶來轎車TDI柴油發(fā)動機(jī)涼車不易啟動。故障排除：1.測量電瓶電壓正常起動機(jī)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(shí)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(shí)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(gè)小時(shí)以上，發(fā)動機(jī)就無法正常啟動。故障排除：1.車輛放置5小時(shí)后，啟動發(fā)動機(jī)，起動機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)速正常，排除了啟動機(jī)及電瓶故障。2.檢查預(yù)熱系統(tǒng)，打開點(diǎn)火開關(guān)至ON檔時(shí)，儀表預(yù)熱燈能夠正常點(diǎn)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(shí)，四個(gè)缸的線束正常，當(dāng)觀察回油時(shí)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(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《寶來TDI柴油發(fā)動