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汽车点火系统论文_汽车点火系统论文参考文献
2024-10-26 18:12:45 59人已围观
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汽车点火系统拔出中央高压线对缸体跳火无火的故障原因
点火系统是汽油机一个主要系统,点火系统工作情况的好坏直接影响发动机的性能,因此具有可靠、准确的点火系统是人们追求的目标。然而,点火系统随着运行时间的增加,也会出现诸多故障,点火系统常见故障
有电火过早、点火过迟、火花塞故障。发动机回火和放炮、发动机爆震、发动机不能启动、发动机运转不平稳和发动机功率下降、油耗增大、加速不良、点火时间不当、个别缸不点火等。
1 点火过早故障维修与故障判断
现象:发动机运转不平稳、发动机启动时有反转、怠速和急加速是有爆燃则为点火过早。
排除方法:连接点火测试仪,调整点火提前交到规定值。
2 点火过迟故障维修
现 象:发动机发闷过热无力,排气管冒黑烟,放炮或化油器回火则为点火过迟。
排除方法 :连接好点火测试仪调整点火提前角道规定值
3 发动机不能启动或启动困难
A现象
发动机在行驶途中突然熄火;启动机带动曲轴运转速度正常但不能启动或启动困难,火花
塞湿润。
B排除
方法拔出分电器中央高压线据缸体5-8MM试火火花强度是否正常;a若正常插上中央高压
线拔出火花塞上的高压分线继续试火看是否正常若正常则需检查点火正时点火提前角是否
正常若正常说明火花塞有故障否则说明点火不正时若拔出火花塞上的高压分线后试火候若火花不正常则说明高压分先有问题,不正常则需用电压接在点火线圈负极接线柱与机体之间转动发动机观察电压变化情况(a)10V左右(b)0-10v波动(c),小于5v且不动(a)10v左右不动
需检查点火线圈后线路,是否有链接不良或打铁不良,否则为线路搭铁不良。
(b)0- 10v波动则点火线圈次级绕组故障
(c)5v且不动;需拆下点火线圈负极接线柱导线,打开点火开关测量其电压是否在12v左右,若是,检查点火线圈后线路有无短路或搭铁不良故障。
4 点火错乱
现象:发动机启动困难,启动后工作不稳定且伴有化油器回火,排气管放炮和爆燃现象。
排除方法:点火错乱故障原因是各分缸高压线相对位置弄错或分电器盖绝缘不良而漏电,一般诊断时,检查各分缸线是否沿分火头转动的方向安点火顺序排列,若顺序不对应重新排列,若顺序正确,则应检查分电器是否潮湿或有裂纹,若无则进行分电器盖的跳火实验,或用分电器盖进行对比试验;若分电器盖漏电,应更换。
5 发动机爆震和过热维修
发动机在大负荷中等转速是最容易出现爆震。在使用燃油型号正确的情况下爆震现象多数是应为点火提前角过大造成的.在爆震情况下发动机迅速升温。另一方面点火过迟发动机温度也会过高。再不出现爆震的情况下水温过高多数不试点火系统引起的,但若伴有发动机无力加速不灵敏时则应检查点火提前角是否过小。检查汽油牌号,调整正确的点火提交前脚。故障就会排除。
6 火花塞故障检修
火花塞在工作中的故障一般有积碳和绝缘提损坏两种,七届过都是火花塞不能跳火。实践证明一个气缸火花塞不工作燃料消耗要增加25 %左右,而且动力下降会明显因此因此要做好火花塞的清洁检验工作,杜绝气缸不工作现象。
A 火花塞严重积碳或油污产生的原因
火花塞的工作温度过低或混合气过浓。实验证明当火花塞的工作温度低于450度时将不能烧掉绝缘体裙部积碳或油污既不能保证自洁也就是说当可燃混合气过浓时由于燃料不能充分燃烧是大量的游离碳和油污沉积在绝缘体裙部上形成严重积碳或油污,此外当发动机长时间怠速运转时,可燃混合气中的汽油浓度过高也会是火花塞严重积碳。排除方法;定期对火花塞清洗
B 导致火花塞工作温度过高过低地原因
火花塞选择不当。不同冷热型号当火花塞具有不同的散热速度,冷型地火花塞散热速度较快,热型的火花塞散热较慢,为了保证火花塞在规定温度下稳定工作,对于压缩比高且高热值的发动机必须选用冷型的火花塞以增加散热速度,反之选用热型火花塞。如果热值低的发动机仍选用冷型地火花塞,必然造成火花塞工作温度低不能自洁。火花塞安装不妥。为了辟免火花塞与气缸之间漏气,在更换火花塞时,随喜增加火花塞密封垫圈的个数,不但会造成火花塞与气缸之间螺纹锁劲紧力下降而损伤螺纹,还会由于火花塞气缸之间的接触面积增大而增加火花塞的散热速度致使火花塞工作温度过低。
C 火花塞绝缘强度的检验
火花塞绝缘体裙不破裂造成的后果往往比较严重。火花塞绝缘体群部破裂后形成的碎块脱落到气缸中,会造成发动机气缸严重机械磨损,其原因;一是火花塞中心电极与绝缘体之间热膨胀系数不符,火花塞工作过热导致内应力过大而破裂;二是火花塞受到某种强烈碰撞或汽油机爆燃而破裂。火花塞的瓷质绝缘体由于在高温高压的剧烈变化下工作,可能发生裂痕,也可能由于的撞击发生裂痕。这些裂痕均会降低绝缘性能,造成漏电,因此消除积碳后必须对火花塞进行绝缘性能的检验。但只对火花塞进行一般的跳火实验事不够的,因为在正常气压下几时有裂痕,高压电仍可能在电极间跳火。因此必须在相当于气缸压缩终了时的气体压力下进行检查,才能判断出漏电程度,以便决定是否更换。
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技师专业论文
工种:汽车维修工
题目:凌志LS400轿车故障灯亮故障排除及氧传感器系统报警检测方法
姓名:钱亚亮
学校:西安北方汽车修理职业培训学校
日期:2009年12月3日
凌志LS400轿车故障灯亮故障排除及氧传感器系统报警检测方法
作者:钱亚亮
时间:2009年12月3日
摘要:本文主要介绍一部,99年凌志LS400轿车,在行驶中仪表内的发动机故障指示灯点亮,用仪器读取故障码为25或26(25代表混合比过稀,26代表混合比过浓)可知为供油系故障,但是在维修后汽车在行驶中再次点亮,这就意味着在维修时不能完全依据故障码去修理要全面考虑。
关键词:故障码;供油系统;氧传感器
前言:汽车电子控制燃油喷射发动机是机电一体化高新技术的产物,尤其是发动机的控制系统,它设置有多个传感器、执行器和电子控制元件。控制系统工作时,各种信号相互交叉渗透,控制进气、喷油和点火。一但发生故障,则症状的界限模糊。而且一个系统出现故障,会使电脑控制显示出另一个系统的故障码。所以我们必须全面深刻了解电子控制燃油喷射发动机的结构原理,掌握有关功能作用,运用科学的分析方法和维修技巧,制定出切实可行的维修方案。
正文
故障现象:一辆凌志LS400(UCF10 发动机)轿车,发动机故障灯亮,读取的故障码为25或26。
故障排除:根据资料可知为供油系统故障(25代表混合比过稀,26代表混合比过浓)一般情况下,读取故障码显示为25或26,可知为供油系统的故障,那么下一步便应先检查油电路,即检查火花塞、高压线等点火元件,更换汽油滤清器、清洗喷油嘴等。这样做的目的是保证发动机有正常的点火、通畅的供油和正确的喷油,这些工作做完后,消除故障码,则故障灯灭。然而此车辆维修出厂后行驶200Km左右,发动机故障灯又亮起来,回厂返修读取的故障码还为25或26。供油系统应该没有问题,可为什么会这样?我们仔细查找与点火和供油有关的元件,结果发现氧传感器的电压波动值明显不符合规定要求(标准:输出电压低于0.35V或高于0.7V时,10S内跳动4次以上),更换氧传感器后,故障灯便不再亮。
故障分析:为什么明明是氧传感器工作不良,却显示混合比过稀或过浓的故障码25或26,而不显示氧传感器的故障21、27或28?根据燃油喷射的工作原理分析可知,喷油时间的长短是电脑依据各控制元件所提供的输出信号来修正的,由于氧传感器工作不良(并未完全失效),即输出电压值不符合规定的要求,电脑从氧传感器处得到不正确电压信号后,给喷油嘴一个错误的喷油脉冲宽度,造成喷油量
过少或过多,也就是混合比过稀或过浓。当故障的次数累计一事实上的后,电脑便形成故障记忆,这便是为什么维修出厂行驶200km左右后,故障灯又亮起来的原因。
这种故障给了我们一个启示,即当凌志LS400发动机故障灯亮,调取故障码显示为25或26时,应先测一下氧传感器的是否正常,若低于规定电压值一定要更换,然后再检查油电路,这样便可彻底消除故障。
总结:在有此情况下,则恰恰相反,即氧传感器本身无故障。在电控汽油喷射发动机中,氧传感器是用于燃料系统闭环控制的一个电器元件。它主要用来测废气中氧的含量,并将所测量数据用电压信号形式反馈给ECU,以控制发动机空燃比保持在14.7;同时,它又是多种故障信号的报警元件。
氧化锆传感器是一种常见的氧传感器,其故障多表现为表面被铅化物或碳化物覆盖,使气体不能渗透、氧离子不能扩散而导致失效,当故障灯报警并读取传感器故障码时,必须对其进行故障诊断。但氧传感器系统报警不一定就表示传感器有故障。其报警信号还受下列因素的影响:①点火系统工作状况;②进所系统密封性能;③排气系统是否堵塞;④喷油器的工作状况;⑤供油系统油压高低。
1. 氧传感器的故障诊断
由氧化锆传感器的特性可知:当空燃比维持在14.7时,报警信号基准电压为0.4-0.5V;当空燃比大于14.7时,其电压升至0.8-1V,表时混合气过浓;空燃比大于14.7时,电压降至0.2V左右,表明混合气过稀.
诊断氧传感器工作状况的方法是:
(1) 保持发动机的转速在2500r/min左右,预热传感器2min.
(2) 拔下传感器插线(有加热线圈的传感器注意插脚位置),用万用表测量反馈电压,检查10S内电压表指针摆动次数;(1)若电压表指针摆动次数少于8次应再次预热传感器,并每检查10S内指针摆动次数.此时若指针摆动在8次以上表明氧传感器工作正常;(2)若仍少于8次,则应脱开传感器线束插头,再次测量其反馈电压;当电压大于4.5V时脱开进气管上的真空管,此时若是压仍大于0.45V,说明传感器损坏;若小于0.45V,说明混合气过浓,应对燃料\进气或控制系统进行检查.当电压小于0.45V时,可拔下水温传感器插头,接上一个4-8KΩ的电阻,此时,若电压仍小于0.45V,说明传感器损坏;若大于0.45V,则表明混合气过稀.
2.点火系统工作状况检测
首先对微机控制的点火系进行常规检查.检查内容包括火花塞、高压线工作状况以及火花能量、点火正时、点火提前角等。点火方法是:将正时灯的红夹接蓄电池传感器接一缸高压线,点火正时灯对准发动机前皮带轮上的点火正时标记。当发动机转速升高时,点火提前角应增大。而此时用手锤或扳手敲击爆震传感器固定螺钉或缸盖四周,点火提前角应有明显推迟。
3.进气系统密封性能检查
在进气歧管上接一只真空表,当发动机怠速运转时,进气管真空度应在57.33-70.66kpa范围内,否则为进气系统漏气.若真空表指针逐渐回零,则表示排气系统阻塞.
4.喷油器性能检查
喷油器喷油量的大小取决于喷油脉冲宽度,当脉冲宽度一定时,则取决于喷孔断面和喷油压力.在喷油器试验台上对喷油器喷油量、雾化性能、密封性能进行测试。其主要性能参数为,喷油持续时间为2ms,针阀升程0.15mm ,稳定电流2A,电磁线圈电阻3-15 Ω,15S喷油量45-55 ml,各缸差值小于5 ml.
5.供油系统的油压检测
发动机工作时,在燃油分配管的测压孔或节气门体喷射(TBI)燃油压力测试点接上油压表测量油压.多点应为200--350kpa,单点应为62--90 kpa;或在发动机工作时,夹住回油管,油压应上升100 kpa,发动机转速升高100r/min,说明供油系统正常.
参考文献:
发动机传感器原理与检测:辽宁科学技术出版社:主编:张 伟
电控汽车维修数据手册:黑龙江科学技术出版社:主编:张月相
赵英君
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关于汽车发动机的探讨
学生姓名: X X 学号:xxxxxxxxxxx
入学时间: 2004 年 9 月
指导老师: x x 职称: 讲师
学 校: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
目 录
第一节 发动机的分类……………………………………………3
第二节 发动机的总体构造………………………………………4
第三节 四冲程发动机的工作原理………………………………6
第四节 二冲程发动机的工作原理………………………………10
第五节 发动机的主要性能指标与特性…………………………13
致谢…………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………17
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关于汽车发动机的探讨
内容提要:目前汽车普遍采用的是往复活塞式内燃机,发动机是汽车的心脏,它以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运动维护简便的优点著称于世。本文针对发动机作出详细的讲解,包括发动机的分类、发动机的结构、发动机的工作原理,并据此分析汽车发动机的性能及主要指标。
关键词:汽油机 柴油机 二冲程 四冲程 性能指标 特性
2
第一节 发动机的分类
发动机是将自然界某种能量直接转换为机械能并拖动某些机械进行工作的机器。将热能转化为机械能的发动机,称为热力发动机(简称热机),其中的热能是由燃料燃烧所产生的。内燃机是热力发动机的一种,其特点是液体或气体燃料和空气混合后直接输入机器内部燃烧而产生热能,然后再转变成机械能。另一种热机是外燃机,如蒸汽机、汽轮机或燃气轮机等,其特点是燃料在机器外部燃烧以加热水,产生高温、高压的水蒸气,输送至机器内部,使所含的热能转变为机械能。
内燃机与外燃机相比,具有热效率高、体积小、质量小、便于移动、起动性能好等优点,因此广泛应用于飞机、船舶以及汽车、拖拉机、坦克等各种车辆上。但是内燃机一般要求使用石油燃料,且排出的废气中所含有害气体成分较高。为解决能源与大气污染的问题,目前国内外正致力于排气净化以及其他新能源发动机的研究开发工作。
根据车用内燃机将热能转化为机械能的主要构件形式的不同,可分为活塞式内燃机和燃气轮机两大类。前者又可按活塞运动方式不同分为往复活塞式和旋转活塞式两种。往复活塞式内燃机在汽车上应用最广泛,是本文的主要讨论对象。汽车发动机(指汽车用活塞式内燃机)可以根据不同的特征分类:
(1)按着火方式分类 可分为压燃式与点燃式发动机。压燃式发动机为压缩气缸内的空气或可燃混合气,产生高温,引起燃料着火的内燃机;点燃式发动机是将压缩气缸内的可燃混合气,用点火器点火燃烧的内燃机。
(2)按使用燃料种类分类可分为汽油机、柴油机、气体燃料发动机、煤气机、液化石油气发动机及多种燃料发动机等。
(3)按冷却方式分类可分为水冷式、风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的称作水冷式发动机;以空气为冷却介质的称作风冷式发动机。
(4)按进气状态分类可分为非增压(或自然吸气)和增压发动机。非增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气未经压气机压缩的发动机,仅带扫气泵而不带增压器的二冲程发动机亦属此类;增压发动机为进入气缸前的空气或可燃混合气已经在压气机内压缩,藉以增大充量密度的发动机。
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(5)按冲程数分类 可分为二冲程和四冲程发动机。在发动机内,每一次将热能转变为机械能,都必须经过吸人新鲜充量(空气或可燃混合气)、压缩(当新鲜充量为空气时还要输入燃料),使之发火燃烧而膨胀作功,然后将生成的废气排出气缸这样一系列连续过程,称为一个工作循环。对于往复活塞式发动机,可以根据每一工作循环所需活塞行程数来分类。凡活塞往复四个单程(或曲轴旋转两转)完成一个工作循环的称为四冲程发动机;活塞往复两个单程(或曲轴旋转一转)完成一个工作循环的称为二冲程发动机。
(6)按气缸数及布置分类仅有一个气缸的称为单缸发动机,有两个以上气缸的称为多缸发动机;根据气缸中心线与水平面垂直、呈一定角度和平行的发动机,分别称为立式、斜置式与卧式发动机;多缸发动机根据气缸间的排列方式可分为直列式(气缸呈一列布置)、对置式(气缸呈两列布置,且两列气缸之间的中心线呈180。)和V形(气缸呈曲列布首,且两列气缸之问夹角为V形)等发动机。
第二节 发动机的总体构造
发动机是一部由许多机构和系统组成的复杂机器。现代汽车发动机的结构形式很多,即使是同一类型的发动机,其具体构造也是各种各样的。我们可以通过一些典型汽车发动机的结构实例来分析发动机的总体构造。
下面以CA1014系列轻型货车用的CA488Q型汽油发动机为例,介绍四冲程剐机的一般构造(图1-1)。
(1) 机体组 CA488Q型发动机的机体组包括气缸盖14、气缸体7及油底壳37。有的发动机将气缸体分铸成上下两部分,上部称为气缸体,下部称为曲轴箱。机体组的作用足作为发动机各机构、各系统的装配基体,而且其本身的许多部分又分别是曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、冷却系统和润滑系统的组成部分。气缸盖和气缸体的内壁共同组成燃烧室的一部分,是承受高温、高压的机件。在进行结构分析时,常把机体组列入曲柄连杆机构。
(2) 曲柄连杆机构 曲柄连杆机构包括活塞13、连杆10、带有飞轮28的曲轴5等。它是将活塞的直线往复运动变为曲轴的旋转运动并输出动力的机构。
(3) 配气机构 配气机构包括进气门19、排气门15、摇臂45、气门间隙调节器46、凸轮轴25以及凸轮轴定时带轮20(由曲轴定时带轮6驱动)等。其作用是使可燃混合气及时充入气缸并及时从气缸排除废气。
4
图2-1 解放CA488Q型汽油机的构造
5
(4) 供给系统 供给系统包括汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器38、空气滤清器、进气管39、排气管53、排气消声器等。其作用是把汽油和空气混合为成分合适的可燃混合气供入气缸,以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出发动机。
(5) 点火系统 点火系统的功用是保证按规定时刻及时点燃气缸中被压缩的混合气。其中包括供给低压电流的蓄电池和发电机以及分电器、点火线圈与火花塞等。
(6) 冷却系统 冷却系统主要包括水泵、散热器、风扇22、分水管以及气缸体和气缸盖里铸出的空腔——水套等。其功用是把受热机件的热量散到大气中去,以保证发动机正常工作。
(7) 润滑系统 润滑系统包括机油泵50、机油集滤器51、限压阀、润滑油道、机油滤清器等,其功用是将润滑油供给作相对运动的零件,以减少它们之间的摩擦阻力,减轻机件的磨损,并部分地冷却摩擦零件,清洗摩擦表面。
(8) 起动系统 包括起动机及其附属装置,用以使静止的发动机起动并转入自行运转。
车用汽油机一般都由上述两个机构和五个系统组成。
第三节 四程发动机的工作原理
一、四冲程汽油机工作原理
现代汽油发动机的构造如图3-1所示。气缸内装有活塞10,活塞通过活塞销、连杆11与曲轴12相连接。活塞存气缸内作往复运动,通过连杆推动 曲轴转动。为了吸入新鲜充量和排除废气,设有进、排气系统等。
图3-2所示为发动机示意图。活塞往复运动时,其顶面从一个方向转为相反方向的转变点的位置称为止点。活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点,称为上止点(TDC——Top Dead Center);活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点称为下止点(BDC——Bottom Dead Centel),活塞运行的上、下两个止点之间的距离s称为活塞行程。曲轴与连杆下端的连接中心至曲轴中心的垂直距离月称为曲柄半径。对于气缸中心线与曲轴中心线相交的发动机,活塞行程5等于曲柄半径R的两倍。
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四冲程发动机的工作循环包括四个活塞行程:进气行程、压缩冲程、作功行程、和排气行程。
(1) 进气行程 汽油机将空气与燃料先在气缸的外部的化油器中、节气门体处或进气道内进行混合,形成可燃混合气后被吸入气缸。
进气过程中进气门开启,节气门关闭。随着活塞从上止点向下止点移动,活塞上方的气缸容积变大,从气缸内的压力将到大气压以下,即在气缸内形成真空度。这样可眼燃混合气便经进气门被吸入气缸。由于进气系统的阻力,进气终了时气缸内的气体压力约为0.075~0.09Mpa。
(2) 压缩行程 为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧,以产生较大的压力,从而使发动机发出较大功率,必须在燃烧前将可燃混合气压缩,使其容积缩小,密度加大,温度升高,故需要有压缩过程。在这个过程中,进、排气门全部关闭,曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程,称为压缩行程。活塞到达上止点时压缩终了,此时,混合气被压缩到活塞上方很小的空间,即燃烧室中。可燃混合气压力升高到0.6~1.2MPa,温度可达600~700K。
压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比。
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现代汽油发动机的压缩比一般为6~9(轿车有的达到9~11)。如一汽一大众捷达轿车EA827型1.6L发动机的压缩比为8.5,而EA113型1.6L发动机的压缩比为9.3。
压缩比越大,在压缩终了时混合气压力和温度越高,燃烧速度增快,因而发动机发出的功率增大,热效率提高,经济性越好。但压缩比过大时,不仅不能进一步改善燃烧情况,反而会出现爆燃和表面点火等不正常的燃烧现象。爆燃是由于气体压力和温度过高,在燃烧室内离点燃中心较远处的末端可燃混合气自燃而造成的一种不正常燃烧。爆燃时,火焰以极高的速率传播,温度和压力急剧升高,形成压力波,以声速向前推进。当这种压力波撞击燃烧室壁而时就发出尖锐的敲缸声。同时,还会引起发动机过热,功率下降,燃油消耗量增加等一系列不良后果。严重爆燃时,甚至造成气门烧毁、轴瓦破裂、活塞烧顶、火花塞绝缘体击穿等机件损坏现象。表面点火是由于燃烧室内炽热表面(如排气门头,火花塞电极,积炭)点燃混合气产生的另一种不正常燃烧现象。表面点火发生时,也伴有强烈的敲击声(较沉闷),产生的高压会使发动机机件承受的机械负荷增加,寿命降低。因此,在提高发动机压缩比的同时,必须注意防止爆燃和表面点火的发生。此外,发动机压缩比的提高还受到排气污染法规的限制。
(3) 作功行程 在这个行程中,进、排气门仍旧关闭。当活塞接近上止点时,装在气缸体(或气缸盖)上的火化塞即发出电火花,点燃被压缩的可燃混合气。可燃混合气燃烧后,放出大量的热能,其压力和温度迅速增加,所能达到的最高压力p,约为3~5MPa,相应温度则为2200~2800K。高温、高压燃气推动活塞从上止点向F止点运动,通过连杆使曲轴旋转并输出机械能。它除了用于维持发动机本身继续运转而外,其余即用于对外作功。
(4) 排气行程 可燃混合气燃烧后生成的废气,必须从气缸中排除,以便进行下一个工作循环。
当膨胀接近终了时,排气门丌启,靠废气的压力进行自由排气,活塞到达下止点后再向上止点移动时,继续将废气强制排到大气中。活塞到上止点附近时,排气行程结束。
由于燃烧室占有一定的容积,因此在排气终了时,不可能将废气排尽,这一
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部分留下的废气称为残余废气。
综上所述,四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程,完成一个工作循环。这期问活塞在上、下止点问往复移动了四个行程,曲轴旋转了两周。
二、四冲程柴油机工作原理
现代柴油发动机的构造如图3-3所示。
四冲程柴油机(压燃式发动机)的每个工作循环也经历进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油机的燃料是柴油,其粘度比汽油大,而其自燃温度却较汽油低,故可燃混合气的形成及着火方式都与汽油机不同。
柴油机在进气行程吸人的是纯空气。存压缩行程接近终了时,柴油机喷油泵将油压提高到10MPa以上,通过喷油器喷人气缸,在很短时间内与压缩后的高温空气混合,形成可燃混合气。因此,这种发动机的可燃混合气是在气缸内部形成的。
由于柴油机的压缩比高(一般为16~22),所以压缩终了时气缸内的空气压力可达3.5~4.5MPa,同时温度高达750~1000K,大大超过柴油的自燃温度。因此,柴油喷入气缸后,在很短时间内与空气混合便立即自行发火燃烧。气缸内气压急剧上升到6~9MPa,温度也升到2000~2500K。在高压气体推动下,活塞向下运动并带动帅轴旋转而作功。废气同样经排气管排人大气中。
柴油机与汽油机比较,各有特点。汽油机具有转速高(目前轿车汽油机最高
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转速达5000~6000r/min,货车汽油机转速达4000r/min左右)、质量小、工作噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故存轿车和轻型货车及越野车上得到广泛的应用;其不足之处是燃油消耗率高,燃油经济性差。柴油机因压缩比高,燃油消耗率平均比汽油机低20%~30%左右,且柴油价格较低,所以燃油经济性好。一般装载质量为5t以上的货车大都采用柴油机;其缺点是转速较汽油机低(一般最高转速在2500~3000r/min左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些缺点正在逐渐得到克服,其应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外有的轿车也采用柴油机,其最高转速可达5000r/min。
由此可见,四冲程发动机在一个工作循环的四个活塞行程中,只有一个行程是作功的,其余三个行程则是作功的辅助行程。因此,在单缸发动机内,曲轴每转两周中只有半周是由于膨胀气体的作用使曲轴旋转,其余一周半则依靠飞轮惯性维持转动。显然,作功行程时.曲轴的转速比其他三个行程内的曲轴转速要高,所以曲轴转速是不均匀的,因而发动机运转就不平稳。为了解决这个问题,飞轮必须做成具有很大的转动惯量,而这样做将使整个发动机质量和尺寸增加。显然,单缸发动机工作振动大。采用多缸发动机可以弥补上述缺点。因此,现在汽车上基本不用单缸发动机。用得最多的是4缸、6缸、8缸发动机。
在多缸四冲程发动机的每一个气缸内,所有的工作过程是相同的,并按上述次序进行,但所有气缸的作功行程并不同时发生。例如,在4气缸发动机内,曲轴每转半周便有一个气缸在作功;在8缸发动机内,曲轴每转1/4周便有一个作功行程。气缸数越多,发动机的工作越平稳。但发动机气缸数增多,一般将使其结构复杂,尺寸及质量增加。
第四节 二冲程发动机的工作原理
一、二冲程汽油机工作原理
二冲程发动机的工作循环是在两个活塞行程内,即曲轴旋转一周的时间完成的。发动机气缸上有三个孔,这三个孔可分别在一定的时刻为活塞所关闭。进气孔与化油器相连通,可燃混合气经进气孔流入曲轴箱,继而可经扫气孔进入气缸内,而废气则可经过与排气管连通的排气孔被排出。
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活塞向上移动,到活塞将三孔都关闭时,开始压缩在上一循环即已吸入缸
内的可燃混合气,同时在活塞下面的曲轴箱内形成真空度(这种发动机的曲轴箱必须足密封的)。当活塞继续上行时,进气孔开启,在大气压力作用下,可燃混合气便自化油器流入曲轴箱。活塞接近上止点时,火花塞发出电火花,点燃被压缩的混合气。高温、高压气体膨胀迫使活塞向下移动。进气孔逐渐被关闭,流人曲轴箱的混合气则因活塞的下移而被预先压缩。当活塞接近下止点时,排气孔开启,废气经过排气孔、排气管、消声器流到大气中。受到预压的新鲜混合气便自曲轴箱经扫气孔流入缸内,并扫除废气。废气从气缸内被新鲜混合气扫除并取代的过程,称为气缸的换气过程。
由上述可知,在二冲程发动机内,一个工作循环所包含的两个行程是:
(1) 第一行程 活塞自下止点向上移动,事先已充入活塞上方气缸内的混合气被压缩,新的可燃混合气又自化油器被吸入活塞下方的曲轴箱内。
(2) 第二行程 活塞自上止点向下移动,活塞上方进行着作功过程和换气过程,而活塞下方则进行可燃混合气的预压缩。
为了防止新鲜混合气大量与废气混合并随废气一起排出气缸而造成浪费,活塞顶做成特殊的形状,使新鲜混合气的气流被引向上部。这样还可以利用新鲜混合气来扫除废气,使排气更为彻底。但是在二冲程发动机中,要完全避免可燃混合气的损失是很困难的。
图4-1为二冲程发动机示功图。它的工作循环如下:
活塞由下止点向上止点运动,当将排气孔(a点)关闭时,压缩过程开始。到上止点前开始点火燃烧,缸内压力迅速增高,叮段即燃烧过程。接着活塞下行膨胀作功,一直到6点,排气孔被打开,开始排气。此时,缸内压力较高,一般为0.3~0.6MPa,
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故废气以声速从缸内排出,压力迅速下降。当活塞继续下移将换气孔打开,曲轴箱内的新鲜可燃混合气进入气缸。这段时问里的排气称为自由排气。排气一直延续到活塞下行到下止点后再向上将排气孔关闭为止。示功图bda曲线为二冲程发动机的换气过程,大约占130度~150度曲轴转角。接着活塞继续向上,便重复压缩过程,进行新的循环。
二冲程化油器式发动机与四冲程化油器式发动机相比较,其主要优点如下:
1)曲轴每转—周就有一个作功行程,因此,当二冲程发动机的工作容积和转速与四冲程发动机相同时,在理论上它的功率应等于四冲程发动机的2倍。
2)由于发生作功过程的频率较高,故二冲程发动机的运转比较均匀平稳。
3)由于没有专门的换气机构,所以其构造较简单,质量也比较小。
4)使用方便。因为附属机构少,所以易受磨损和经常需要修里理的运动部件数量也比较少。
由于构造上的原因,二冲程发动机的最大缺点是不易将废气自气缸内排除得较干净,并且在换气时减少了有效工作行程。因此,在同样的工作容积和曲轴转速下,二冲程发动机的功率并不等于四冲程发动机的2倍,只等于1.5~1.6倍;而且在换气时有一部分新鲜可燃混合气随同废气排出,因此二冲程发动机不如四冲程发动机经济。
由于上述缺点,二冲程化油器式发动机存汽车上较少被采用。但这种发动机的制造费用低廉,构造简单,质量小,所以在摩托车上广泛应用。二冲程发动机可以通过减少扫气损失来改善燃油经济性差的缺点,因此电控喷射的二冲程发动机在汽车上得到了发展。
二、二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机的工作过程和二冲程化油器式发动机的工作过程相似。所不同的是进入柴油机气缸的不是可燃混合气,而是纯空气。
空气由扫气泵提高压力以后,经过装在气缸外部的空气室和气缸壁(或气缸套)上的许多小孔进入气缸内,废气经由气缸盖上的排气门排出。
在第一行程中,活塞自下止点向上止点移动。行程开始前不久,进气孔和排
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气门均已开启,利用自扫气泵流出的空气(压力约为0.12~0.14MPa)使气缸换气。当活塞继续向上移动,进气孔被遮盖,排气门也被关闭,空气受到压缩。当活塞接近上止点时,气缸内的压力增到3MPa,温度约升至850~1000K,燃油在高压(约17~20Mpa)下喷入气缸内,致使燃油自行着火燃烧,使气缸内压力增高。
在第二行程中,活塞受燃烧气体膨胀作用自上止点向下止点移动而作功。活寒卜行2/3行程时排气门开启,排出废气,此后气缸内压力降低,进气孔开启,进行换气。换气一直继续到活塞向上移动1/3行程的距离,直到进气孔完全被遮盖为止。
这种形式的发动机称为气门—窗孔直流扫气柴油机。与四冲程柴油机比较,二冲程柴油机的优缺点与上面讨论二冲程汽油机时所指出的优缺点基本相同,但由于二冲程柴油机用纯空气扫除废气,没有燃料损失,故经济件较高。
第五节 发动机的主要性能指标与特性
发动机的主要性能指标有动力性能指标(有效转矩、有效功率、转速等)、经济性能指标(燃油消耗率)和运转性能指标(排气品质、噪声和起动性能等)。
一、动力性能指标
(1)有效转矩
发动机通过飞轮对外输出的平均转矩称为有效转矩。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。
(2)有效功率
发动机通过飞轮对外输出的功率称为有效功率。它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。
发动机曲轴转速的高低,关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小,即发动机的有效功率随曲轴转速的不同而改变。因此,在说明发动机有效功率的大小时,必须同时指明其相应的转速。在发动机产品标牌上规定的功率及其相应的转速分别称作标定功率和标定转速。发动机在标定功率和标定转速下的工作状况,称为标定工况。标定功率是发动机所能发出的最大功率,它是根据发动机用途而制定的有效功率最大使用限度。同一种型号的发动机,当其用途不同时,其标定功率值并不相同。按照汽车发动机可靠性试验方法的规定,汽车
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发动机应能在标定工况下连续运行300~1000h。
二、经济性能指标
发动机每发出1 kw有效功率,在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),称为燃油消耗率。
发动机的性能是随着许多因素而变化的,其变化规律称为发动机特性。
三、运转性能指标
发动机的运转性能指标主要指排气品质、噪声、起动性能等。由于这些性能不仅与使用者利益相关,更关系到人类的健康,因此必须指定共同遵守的统一标准,并给予严格控制。
(1)排气品质
发动机的排气中含有对人体有害的物质,它对大气的污染已形成公害。为此,各国采取了许多对策,并制定相应的控制法规。发动机排出的有害排放物,主要有氮氧化合物,碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)等以及排气颗粒。
(2)噪声
噪声会刺激神经,使人心情烦躁,反应迟钝,甚至造成耳聋,诱发高血压和神经系统的疾病,因此,也必须用法规形式进行限制。汽车是城市中主要的噪声源之一,发动机又是汽车的主要噪声源,故必须给予控制。在我国制定的汽车加速行驶车外噪声限值标准(GBl495--2002)中,对不同分类的汽车以及同一分类中不同总质量及发动机不同额定功率的汽车,详细制定了噪声限值。
(3)起动性能
起动性能好的发动机在一定温度下能可靠地发动,起动迅速,起动消耗的功率小,起动期磨损少。发动机起动性能的好坏除与发动机结构有关外,还与发动机工作过程相联系,它直接影响汽车机动性、操作者的安全和劳动强度。我国标准规定,不采用特殊的低温起动措施,汽油机在-10℃、柴油机在-5℃以下的气温条件下起动发动机时,15s以内发动机要能自行运转。
四、发动机的速度特性
当燃料供给调节机构位置固定不变时,发动机性能参数(有效转矩、功率、燃油消耗率等)随转速改变而变化的曲线,称为速度特性曲线。
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如果改变燃料供给调节机构的位置又可得到另外一组特性曲线,则当燃料供给调节机构位置达到最大时,所得到的是总功率特性,也称发动机外特性;而把燃料供给调节机构其他位置下得到的特性称为部分速度特性。
外特性曲线下标出的发动机最大功率和最大有效转矩及其相应的转速,是表示发动机性能的重要指标。要联系汽车使用条件,诸如道路情况所要求克服的阻力数值、最高车速等,来分析发动机外特性曲线是否符合要求。
五、发动机工作状况
发动机运转状态或工作状态(简称发动机工况)常以功率和转速来表征,有时也用负荷与转速来表征。
发动机负荷是指发动机驱动从动机械所耗费的功率或有效转矩的大小;也可表述为发动机在某一转速下的负荷,就是当时发动机发出的功率与同一转速下所可能发出的最大功率之比,以百分数表示。
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致 谢
本论文的设计历时三个多月的时间。在此我要向我的讲师x老师表示最诚挚的感谢。从课题的设计方案、课题的编辑到论文的撰写和修改的各个阶段,都得到了钱老师的认真指导、严格要求。钱老师渊博的学识、严谨的治学精神以及平易近人的态度,使我在学习知识的同时,如浴春风。
在整个课题的研究和设计过程中,也得到了同组的其它同学的支持和帮助,大家一起克服了一个又一个难题,在此表示感谢。
在大学四年的学习过程中,我的学识有了长进,能力有了提高。为此我要感谢我的家人,以及所有教导过我的老师和长辈们,是他们鼓励着我前进。另外我要感谢我的朋友和同学,使我每天都轻松、愉快。
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参考文献
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淮 阴 工 学 院 毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名: 专 业: 刘洋 学 号: 1071507216 汽车服务工程 汽车超稀薄燃烧技术研究 设计(论文 题目 设计 论文)题目: 论文 指 导 教 师: 严桃平 2010 年 12 月 3 日 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写 2000 字左右的文献综述 文 献 综 述课题来源及研究 研究目的 一、 课题来源及研究目的 尽管多年来,石油的开采局面大体保持稳定。但是,石油作为不可再生资源终究要 面临枯竭之日,因此世界各国一方面在提高内燃机的燃油经济性,另一方面积极开发内 燃机代用燃料及电动汽车。在我国,内燃机消耗了石油资源的 45%,柴油的 75%,汽油 的 60%以上。当前,提高燃油经济性的意义是非常重大的。另外,发动机的有害排放物 和噪声也危害着环境和人体健康。为了改善轿车发动机的经济性,汽油机采用稀薄燃烧 甚至是采用超稀薄燃烧已经成为各个轿车发动机生产厂家的重要手段。 在传统的汽车发动机上,为了保证发动机稳定可靠地运转,汽油机正常工作时,其所 用混合气成分的空燃比应在 12-18 范围内调节。 超稀薄燃烧是空燃比大于 20∶1 的混合 气的燃烧过程, 它可以使燃料的燃烧更加完全.燃用稀混合气,由于其燃烧后最高温度降 低,一方面使通过气缸壁的传热损失较小,另一方面燃烧产物的离解现象减少,使热效率 也得以提高.从另一角度分析,采用稀混合气,由于气缸内压力、温度低,不易发生爆震, 则可以提高压缩比,增大混合气的膨胀比和温度,减少燃烧室废气残余留量,因而可以提 高燃油的能量利用效率.在采用稀混合气的同时,辅以相应的排放控制措施,汽油机的有 害排放物 CO,HC,NOX,CO2 将大大地减少,且稀燃时燃烧室内的主要成分 O2 和 N2 的比热 较小,多变指数 K 较高,因而发动机的热效率高,燃油经济性好. 二、国内外课题研究情况 国内外课题研究情况 课题 车用发动机稀薄燃烧包括缸外喷射稀燃系统(PFI)、直接喷射稀燃系统(GDI)和均 质混合气压燃系统(HCCI). 1 缸外喷射稀燃系统(PFI) 缸外喷射稀燃系统(PFI) 进气道喷射稀燃系统根据进气流在气缸内的流动形式不同,可分为涡流分层和滚流 分层两种 1.1 涡流分层稀燃系统 这种稀燃发动机的代表是丰田公司的进气道喷射第三代稀燃系统,本田公司的 VTCE —E 以及马自达公司的稀燃系统.丰田第三代稀燃系统和马自达稀燃系统的共同特 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告点是都采用涡流控制阀(SCV)来调节涡流的强度,在低负荷时,SCV 关闭获得强的涡流;在 高负荷时,SCV 打开获得斜轴涡流,促进燃油与空气的混合. 1.2 滚流分层稀燃系统 日本三菱汽车公司利用进气道喷射燃油先后成功地在 3 气门和 4 气门发动机上实现 了缸内滚流分层稀燃(MVV)系统.后来,三菱公司研制出了适用于 4 气门发动机的滚流分 层稀燃系统,在 4 气门汽油机的进气道内对称布置两个立式隔板,在两个隔板之间喷油, 使混合气在缸内滚流轴线方向上形成稀———浓———稀的夹层分布,这样可以充分发 挥火花塞中心布置的优势. PFI 发动机的限制是 20%喷嘴装在气缸盖上进气门的背面,80%安装在进气歧管上靠 近气缸盖位置,在发动机起动时,会在进气门附近形成瞬时的液态油膜,这些燃油会在每 次进气过程逐渐蒸发进入气缸燃烧。冷机起动时由于燃油蒸发困难,使得实际供油量远 大于需求空燃比的供油量,显著加大发动机未燃 HC 排放。 PFI 发动机的另一限制是中、小负荷时采用节气门来控制负荷,存在节流损失,GDI 发动机在中、小负荷时采用分层充气工作模式,通过控制喷入气缸的油量来控制发动机 的负荷,不采用节气门可以降低泵气损失和热损失。 2 直接喷射稀燃系统(GDI) 直接喷射稀燃系统(GDI) 进气道喷射汽油机在不采用助燃方法组织稀燃时,其空燃比超过 27∶1 非常困难.但 直接喷射稀燃系统超过这一界限却非常容易.与缸外进气道喷射稀燃汽油机相比,缸内 喷射稀燃汽油机具有泵气损失小、传热损失小、充气效率高、抗爆性好及动态响应快等 特点. 早期的 GDI 汽油机是利用与柴油机一样的泵一管一嘴供油系统来达到迟喷的目 的,其燃油是在压缩行程后期喷入气缸,依靠进气涡流或滚流实现混合气分层。 对于汽油机缸内直喷的工作方式,20 世纪 50 年代德国的 Benz300SL 车型和 60 年代 MAN—FM 系统,70 年代美国 Texaco 的 TCCS 系统和 Ford 的 PROCO 系统就曾经采用过。 这 些早期技术大多基于每缸 2 气门和碗形活塞燃烧室,利用柴油机的机械泵和喷油器实现 后喷。 这些早期的 GDI 发动机在大部分负荷范围实现了无节气门控制并且燃油经济性接 近非直喷柴油机。其主要缺点是由于采用机械式供油系统,各负荷甚至全负荷时后喷时 刻是固定的,燃烧烟度限制了空燃比不能超过 20∶1。 20世纪90年代以后,由于发动机制造技术的迅速提高,采用先进的电子控制技术,解 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告决了早期直喷发动机的控制和排放等方面的许多问题。 新技术和电子控制策略的发展使 得许多发动机制造企业重新考虑 GDI 发动机的潜在优点。 1996 年日本三菱汽车公司率先 推出 1.8 L 顶置双凸轮轴 16 气门 4G93 壁面引导型直喷发动机;丰田公司开发出了同时 采用 GDI 和 PFI 两套供油系统的 2GR—FSE V6 发动机;通用公司 2004 年开发出了采用可 变气门定时(VVT)技术的分层稀燃直喷发动机;宝马公司在低压均质混合气直喷 GDI V12 发动机的基础上,2006 年又开发出了可以实现分层稀燃的 R6 直喷发动机;德国大众公司 2000 年底利用电子控制系统把与 TDI 柴油机相似的原理用在汽油机上,开发了壁面引导 型燃油分层直喷(FSI)发动机, 并用于 Lupo 车上,其 100 km 的平均油耗只有 4.9 L,成为 世界上第一辆 5 L 汽油机汽车;2004 年奥迪公司开始将其 2.0T—FSI 燃油分层直接喷射 增压汽油机推向市场。 3 均质混合气压燃系统(HCCI) 均质混合气压燃系统(HCCI) HCCI 是一种以往复式汽油机为基础的一种新型燃烧模式, 简单来说就是汽油机的一 种压燃方式。这项技术在 90 年代初已经被提出并开始实验,但是当时电子控制技术没 有现在成熟,所以这项技术直到现在才被大众所知。早在 20 世纪 30 年代,人们就认识 到均质混合气压缩自燃的燃烧方式在汽油机上存在, 但它一直被认为是一种异常燃烧现 象而被抑制。在二冲程发动机上真正有意识应用 HCCI 燃烧始于 1979 年 On-ishi 和 Nouchi 的研究。 近几年, Aoyam 等人研究了汽油和代用燃料 HCCI 燃烧控制的方法, Mase 等人研究了柴油 HCCI 燃烧的控制方法。这些工作深化了对 HCCI 燃烧认识,为 HCCI 的 燃烧控制提供了经验。 装备 HCCI 技术的发动机的技术结构比一般发动机要复杂,当汽油机的压缩冲程快 结束时,汽油通过直喷油咀喷进汽缸,HCCI 发动机压缩比比普通的汽油机高, ,可以采 用相当稀薄的混合气, 因此可以按照变质调节的方式, 直接通过调节喷油量来调节扭矩, 不需要节气门。HCCI 发动机的燃烧温度低,对燃烧室壁的传热很低,能够减少辐射热的 传递,还能大幅降低氮氧化合物的形成。另一个特点是燃烧周期很短。因为燃烧过程主 要是受化学反应而不是受混合过程的支配,能够使得燃烧周期比传统的柴油机短。而且 它采用的燃油辛烷值允许在一个广阔的范围内变动。可以采用汽油、天然气、二甲醚等 辛烷值较高的燃油作为主要燃料,也可以采用多种燃料混合燃烧。还可以将对高辛烷值 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告燃料和低辛烷值燃料配比的调整, 用作在 HCCI 燃烧中控制燃烧起点和负荷范围的方法。 但是装备 HCCI 技术的发动机也存在这明显的缺点, 比如在然烧时刻的控制上, HCCI 发动机靠汽缸的压力和温度自燃,油气混合气的密度,汽缸的温度和压力都需要进行精 确的检测和控制,所以发动机的 ECU 管理程序也要进行相应的加强。由于 HCCI 的同时 压燃和放热,瞬时间汽缸和活塞会受到强大的压力,有可能会产生爆震的现象,另外, 低排气温度对催化转化器来说也是一个问题,因为需要相当高的温度才能起动氧化/还 原反应。 我国对于稀薄燃烧系统的研究旱在 20 世纪 50 年代末 60 年代初就已开始,但由于 我国电控技术落后,以至于该系统仅仅停留于理论研究阶段。到了 20 世纪 80 年代初, 天津大学汽油机射流技术首次在化油器式汽油机上应用, 但该技术也仅仅使空燃比最高 控制到 18. 5,目_该技术由于铸造精度要求较高,在国内很难得到推广。 目前,引进的大众 FSI 发动机是我国唯一量产的 GDI 发动机。缸内直喷技术对汽油 的油品质量是个严格考验,正是基于这个原因,大众在中国的 FSI 发动机上取消了分层燃 烧技术,只保留了均匀燃烧模式。 国内外的公司和研究机构也都在积极地开发设计新型直喷发动机,如 AVL 公司正在 开发基于喷射引导和激光点火系统的新一代分层稀燃直喷发动机技术。目前,国内一汽 集团、华晨、奇瑞、长安和吉利等汽车企业联合高校正在开发理论空燃比混合气或多种 燃烧模式相结合的 GDI 发动机。 发动机具有柴油机的经济性并保持了汽油机的特点, GDI 相对于技术成熟的 PFI 发动机具有显著优点,但是排放、燃烧稳定性等方面的问题限制 了其普遍应用,目前,GDI 技术完全替代 PFI 技术仍然存在一些技术挑战,如排放控制、 稳定燃烧控制、燃油经济性、性能和可靠性、控制复杂性。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告参考文献 1 2 顾如龙译.低燃油耗高性能/气门稀燃汽油机的研制.国外内燃机,1995(1) 陆 展 华 .GDI 发 动 机 及 其 稀 燃 优 化 技 术 . 柴 油 机 · Diesel Engine,2003,(6):36-41. 3 王燕军,王建昕,首藤登志夫,等.汽油机稀薄燃烧研究的新进展———从 gdi 到 hcci.汽车技术,2002,(8):1-5. 4 蒋坚,高希彦.汽油缸内直喷式技术的研究与应用.内燃机工程,2003,(5):39-44. 5 王志,张志福,杨俊伟,等.均质压燃发动机研究开发新进展.车用发动机, 2007(3):1-7. 6 高宗英,袁银南,刘胜吉等·缸内直接喷射———未来车用汽油机的发展方向·国 外内燃机,2000,(1):24-36. 7 哀守利,杜传进,颜伏伍,侯献军.车用汽油机实现稀薄燃烧的技术措施.车用发动 机, 2004.6(154) :1~4. 8 解茂昭.一种新概念内燃机———基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机.热科 学与技术,2003 .9 (2):189~194. 9 郑胜敏.汽油机稀薄燃烧技术发展分析.城市车辆,2007-6 :46~55. 10 孙 庆 , 秦 松 涛 , 张 勇 . 汽 油 机 均 质 混 合 气 压 燃 燃 烧 (HCCI) 技 术 . 山 东 内 燃 机,2006 .1(91 ) :14~17. 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告 2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径) 研究的问题: 研究的问题: (1) 分析国内汽车超稀薄燃烧的发展现状及发展趋势; (2) 阐述国内车用稀薄燃烧发动机技术发展对社会和经济发展意义和作用; (3) 阐述超稀薄燃烧技术研究的必要性和意义; (4) 分析各种稀薄燃烧技术存在的问题; 研究手段: 研究手段:在老师的指导下,通过网上查阅资料以及图书馆借阅资料,分析思考,理清 思路,写出论文提纲并完成论文。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见: 指导教师意见 指导教师: 2010 年 12 月 3 日 所在专业审查意见: 负责人: 2010 年 12 月 3 日
汽车发动机的检测与维修技术论文
摘要:能源和环保是当今世界与汽车有关两大热点问题。现代汽车的发展趋势是动力好、操作方便、行驶安全、乘坐舒适,并且更重要的是节能、环保,汽车制造技术的发展必然要适应这一发展方向。汽车电子控制技术的是现代汽车新技术的核心正在快速发展中,呈现了电脑化、智能化、多样化态势。现代汽车被喻为“四个轮子的电脑”。汽车维修企业作为汽车后市场的服务者,应该主动适应汽车技术的发展,才能在的激烈竞争中保持旺盛的生命力。 关键词:汽车;电控;新技术;维修行业 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672—545X(2007)02— — 一、汽车电控新技术 现代汽车是典型的机、电、液一体化产品。其中的电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。汽车上的电控系统主要有:电子燃油喷射系统(EFI) 、电控点火装置(ESA)、废气再循环控制(EGR)、怠速控制(ISC)、制动防抱死控制系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)、电子控制悬架系统(ASS )、电子控制自动变速器(AT)、电子助力转向(EPS) 、巡行控制系统(CCS)等。 汽车电控系统主要由传感器、电子控制中枢(ECU)、驱动器和控制程序软件等组成,大体可分为发动机电子控制系统,底盘综合控制系统,车身电子安全系统,信息通讯系统四个部分。 (一)发动机电控新技术 1、电控汽油喷射系统 发动机电控燃油喷射装置是根据各传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数,适时调整供油量,保证发动机始终在最佳工作状态,提高发动机的综合性能。分为单点喷射(SPI)、多点喷射(MPI)和缸内直接喷射3种型式。缸内直喷当前电控燃油喷射中的前沿技术,其喷油器安装在气缸盖上,工作时直接将汽油喷入气缸内进行混合燃烧。直喷技术的实现大大降低了汽油机的油耗,动力性能更为优越;配合其他机构使高空燃比稀燃技术得以实现。 2、电子点火控制系统 由微处理机、传感器及其接口、执行器等构成。该装置根据传感器测得的发动机参数进行运算、判断、点火时刻的调节,使发动机保证在最佳点火提前角(ESA)下工作,输出最大的功率和转矩,降低油耗和排放。目前出现了一种无分电器微机控制点火系统(DLI),改由 ECU内部控制各缸配电。点火线圈产生的高压电不需经过分电器分配,直接就送至火花塞发生点火,可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象,减少电磁干扰。 3、怠速控制系统 怠速性能差将导致油耗增加,排污严重,现代轿车中一般都设有怠速控制系统。主要执行元件是怠速控制阀(ISC)。ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速比较,根据比较得出的差值,确定相当于目标转速的控制量,驱动控制空气量的执行机构,使怠速保持在最佳状态附近。怠速控制系统中的执行器—怠速控制阀的发展较快,有步进电机型、旋转电磁阀型、占空比型和开关控制型等。 4、排气再循环电控系统 是目前降低废气中氧化氮排放的一种有效措施。主要执行元件是数控式EGR阀。ECU根据发动机的转速、节气门开度、冷却水温等信号,计算最佳再循环排气率,通过真空调节阀将ECU输出的电信号转换为气压变化,控制 EGR阀的开度来实现。真空调节阀一般是电磁式的。ECU还通过压力传感器测量再循环排气率信号来进行反馈控制,一般是独立式压力或压差传感器,现在出现了与EGR阀共为一体的EGR位置传感器,提高了控制精度。 5、增压电控系统 发动机中增压系统的安装目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发使增压技术又跨上了一个新台阶。目前,应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。 增压技术所带来的一个不可忽视的负面影响就是燃烧爆震倾向增加了,为此,专门用爆震传感器对点火系统进行反馈控制(即爆震控制)。 6、故障自诊断系统 现代轿车发动机电控系统的ECU中的故障自诊断系统,可自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。当各控制系统出现故障时,仪表板上的故障指示灯闪烁报警,同时将故障信息以代码的形式保存在微机的存储器中,维修时可以通过故障指示灯间断闪烁来显示,也可以通过专用的检测仪器以数字的形式显示故障代码,通过手册可查出故障原因。 7、故障保险系统及故障备用控制系统 当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后,ECU中的故障保险系统自动启动,用程序设定的数据取代故障部分输入的非正常信号直接控制。 而当微机或主要传感器出现故障时,ECU立即将主控权由微机切换至故障备用系统中,由其代替微机工作,保证轿车“缓慢回家”以便修理。 9、进气涡流电控系统 电控进气涡流技术在某些轿车(特别是采用稀燃技术的轿车)上应用较多。其结构是在进气口附近增设一涡流控制阀,通过ECU采集转速、节气门开度、冷却水温等信号,并加以处理后控制其旋转角度,引导气流偏转产生涡流,调节涡流比,实现涡流控制,促进汽油蒸发以及与空气的均匀混合,提高燃烧效率。 10、可变进气控制系统 可变进气控制系统从增加进气量、提高进气效率的角度出发提高发动机动力性和经济性。有两种类型:可变流通面积控制方式通过ECU控制安装在进气管道中的控制阀的旋转角度来改变其进气流通截面,满足不同工况对进气量的需求;可变流通长度控制方式由ECU控制进气管道中的控制阀来调整进气管的长度。 11、进气温度预热控制系统 进气温度预热控制系统通过调节低温起动时的进气温度来促进汽油蒸发,改善排放性能。预热方式主要有排气管预热、水温预热和正温度元件(PTC)预热3种型式。 12、燃油蒸发电控系统 广泛应用的是活性炭罐蒸发电控装置。停车期间,利用活性炭罐吸收汽油蒸气,防止向大气扩散;发动机运行后,ECU控制活性炭罐与进气管之间的导通,利用进气真空度将活性炭罐中吸附的汽油蒸气吸入进气管,这样可有效防止汽油蒸气的外逸,降低 HC的排放污染。 13、曲轴箱强制通风电控系统 曲轴箱强制通风电控系统由ECU根据节气门位置信号、转速信号等控制强制通风阀,从而实现曲轴箱内气体与进气管之间的导通,将气缸中经活塞环间隙渗入曲轴箱内的气体再次循环进入进气管中,以减少该部分气体直接排向大气造成的污染。 14、二次空气喷射系统 二次空气喷射由ECU控制二次空气喷射气道的导通,将空气引入催化转换器中,实现对NOx、CO、HC的转变。目前与催化转换器配合使用。随着研究的深入,出现了许多新技术。如停缸控制可根据负荷的不同要求,停止部分气缸的燃油供给与点火控制,减少浪费,提高发动机效率;再如加速踏板电控系统,可避免机械式加速踏板因为磨损而产生的误差,增加控制精度。 (二)汽车底盘、车身电控技术的发展 汽车底盘作为汽车的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到整个汽车的综合性能。底盘综合控制系统包括电控自动变速器(ECAT)、防抱死制动系统(ABS)与驱动防滑系统(ASR)、电子转向助力系统(EPS)、自适应悬挂系统(ASS )、巡行控制系统(CCS)等。 1、电控自动变速器 电控自动变速器可以根据发动机的载荷、转速、车速、制动器工作状态及驾驶员所控制的各种参数,经计算、判断后自动地改变变速杆的位置,按照换档特性精确地控制变速比,从而实现变速器换挡的最佳控制,得到最佳挡位和最佳换挡时间。采用电子技术特别是微电子技术控制变速系统,已经成为当前汽车实现自动变速功能的主要方法。 2、防抱死制动系统与驱动防滑系统 汽车防抱死制动系统是在汽车安全上的最有价值应用。通过感知制动轮瞬时的运动状态,控制防止汽车制动时车轮的抱死,以保证汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离,提高行车的安全性。驱动防滑系统是汽车制动防抱死系统的功能完善和扩展,两系统有许多共同组件。利用驱动轮上的转速传感器感受驱动轮是否打滑,打滑时控制元件便通过制动或油门降低转速,使之不再打滑。 3、电子转向助力系统 由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器以及蓄电池电源等构成。采用电动机与电子控制技术对转向进行控制,利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向,系统不直接消耗发动机的动力。电子转向助力系统提高了汽车的转向能力和转向响应特性,增加了汽车低速时的机动性以及调整行驶时的稳定性。目前国内中高档轿车应用助力转向较多。 4、自适应悬挂系统 自适应悬挂系统能根据悬挂装置的瞬时负荷,自动、适时地调整悬挂的阻尼特性及悬架弹簧的刚度,以适应瞬时负荷,保持悬挂的既定高度,极大地提高了车辆行驶的稳定性、操纵性和乘坐的舒适性。 5、定速巡航控制系统 巡航控制是让驾驶员在长途行驶无需操作油门踏板就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶的控制系统。将根据行车阻力自动调整节气门开度以调整车速在恒速状态附近。若路况变化可调节节气门开度以调节发动机功率达到相应的转速。该系统可以减轻驾驶员长途驾驶之疲劳,同时也可以得到较好的燃油经济性。 (三)车身电子安全技术的发展 车身电子安全系统包括自适应前照灯系统(AFS)、汽车夜视系统(N VS)、安全气囊(SRS)、碰撞警示与预防系统(CWAS)、轮胎压力监测系统(TPWS)、自动调节座椅系统(AA S)、安全带控制系统等,提高了驾驶人员和乘客乘坐的舒适和方便性。 1、自适应前照灯系统 自适应前照灯系统可在前照灯照明范围内,根据车身的动态变化、转向机构的动作特性等计算和判断汽车当前的行驶状态并对前照灯近光进行调整,在会车时自动启闭和防眩,有效降低驾驶者在夜晚弯路上行车的疲劳。一些日本高档轿车(如丰田)中已标配AFS系统。 2、汽车夜视系统 夜视系统是全天候的电子眼,通过一个起摄影作用的传感器来探测前方物体热量,再集中可以通过各种红外线波长的探测器上,后将辐射依次变换为电信号和数字信号,转换成图像显示给驾驶者,使其视力范围达到近光灯照射距离的3到5倍,大大提高了汽车行驶的安全性。 3、安全气囊 是常见的被动安全装置。在车辆相撞时,由电控元件用电流引爆安置在方向盘中央(有的在仪表盘板杂务箱后边也安装)等处气囊中的渗氮物,迅速燃烧产生氮气,瞬间充满气囊,在驾驶员与方向盘之间、前座乘员与仪表板间形成一个缓冲软垫,避免硬性撞击而受伤。 4、碰撞警示和预防系统 该系统有多种形式,有的在汽车行驶中,当两车的距离小到安全距离时,即自动报警,若继续行驶,则会在即将相撞的瞬间,自动控制汽车制动器将汽车停住;有的是在汽车倒车时,显示车后障碍物的距离,有效地防止倒车事故发生。 5、轮胎压力监测系统 轮胎压力监测系统通过连续地监测轮胎的压力、温度和车轮转速,能够自动地为驾驶员发出警告,以保持适宜的轮压,可以减小轮胎的磨损、降低油耗、保证汽车的行驶稳定和安全性。 6、自动调节座椅系统 该装置通过传感器感知乘坐人员的体态,并使座椅状态与之相适应,满足乘客的舒适性要求。是人体工程技术与电子控制技术相结合的产物。
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佳美汽车启动困难的故障检测与排除的论文
对于汽车来讲,发动机是核心部件,关系到汽车的整体性能,在汽车组成上非常关键。下面是我为大家精心推荐的汽车发动机的检测与维修技术论文,希望能够对您有所帮助。 汽车发动机的检测与维修技术论文篇一汽车发动机的检测与维修
摘 要 对于汽车来讲,发动机是核心部件,关系到汽车的整体性能,在汽车组成上非常关键。为了保证汽车的正常行驶,我们要对汽车发动进行正常的维护和保养,在出现故障的时候要及时进行检测和维修。通过研究发现,在目前汽车发动机的检测与维修中,大部分故障主要表现为七个部分,分别为:曲柄连杆机构故障、配气机构故障、化油器式燃料供给系故障、电控燃油喷射系统故障、柴油机燃料供给系故障、润滑系故障、冷却系故障。这七个部分的故障属于发动机在运行过程中常见的故障,我们在汽车发动机的检测与维修中,要重视对这些故障的分析和判断,并制定详细的维修方案,保证汽车发动机故障得到妥善处理。
关键词 汽车 发动机 检测 维修
1 汽车发动机的整体结构分析
对于汽车发动机来讲,整体结构分为两个主要机构和五个子系统。其中两个机构主要是指曲柄连杆机构和配气机构,五个子系统主要是指燃料供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、启动系统。
曲柄连杆机构不但是实现热能转换的核心,也是发动机的装配基础。曲柄连杆机构在做功行程时,将燃料燃烧以后产生的气体压力,经过活塞、连杆转变为曲轴旋转的转矩,然后,利用飞轮的惯性完成进气、压缩、排气3个辅助行程。曲柄连杆机构由气缸曲轴箱组、活塞连杆组和曲轴飞轮组3部分组成。
配气机构作用是根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求,及时地开启和关闭进、排气门,使可燃混合气(汽油发动机)或新鲜空气(柴油发动机)进入气缸,并将废气排入大气。
汽油机燃料供给系统的作用在于根据发动机不同工作情况的需要,将纯净的空气和汽油配制成适当比例的可燃混合气,送入各个气缸进行燃烧后将所产生的废气排入大气中。柴油机燃料供给系的作用是把柴油和空气分别供入气缸,在燃烧室内形成混合气并燃烧,最后将燃烧后的废气排出。
点火系统主要指在汽油机中,气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的,为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞,火花塞头部伸入燃烧室内,能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备。
冷却系统的功能在于将受热零件吸收的部分热量及时散发出去,保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
润滑系统的功能是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油,以实现液体摩擦、减小摩擦阻力、减轻机件的磨损。并对零件表面进行清洗和冷却。
曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程,称为发动机的起动。完成起动过程所需的装置,称为发动机的起动系统。
2 对汽车发动机进行定期检测的必要性
由于汽车发动机在运行的时候处于高温高压状态,运行工况比较恶劣,在这种状态下长期运行之后,发动机的各个机构和系统,难免会有所损伤。因此出于保护发动机配件,延长发动机寿命的原因,我们必须对汽车发动机进行定期的检测,其必要性主要表现在以下几个方面:
2.1 汽车发动机的整体结构决定了必须进行定期检测
由于汽车发动机的整体结构比较复杂,主要分为两大机构和五个子系统,在运行的过程中,这些机构是相互连接共同作用,任何一个机构或系统如果出现故障,都会引起发动机的瘫痪,造成发动机无法正常使用。因此,为了保证汽车发动机能够保持正常运行状态,就需要定期对发动机进行检测,用来检测其主要机构和系统是否存在故障和安全隐患。
2.2 汽车发动机的运行条件决定了必须进行定期检测
在汽车发动机中,两大机构和五个子系统在运行的过程中,处于高温高压的状态之下,运行条件十分恶劣,对机构和配件的磨损也是比较大的。在这种状态之下,如果不对汽车发动机进行定期检修,则无法及时发现机构和配件的薄弱之处,将会诱发发动机运行故障,进而损伤发动机的整体寿命。所以,我们要采取定期检测的方式,对发动机进行检测和维修。
2.3 汽车发动机的寿命需要决定了必须进行定期检测
汽车发动机在运行过程当中,为了保证正常运行并适当延长其寿命,需要我们按照保养要求和使用需要,对其进行定期的检测。在汽车发动机的使用过程中,有时候忽略了定期的检测和维修,导致了汽车发动机机构和配件损坏,影响了发动机的整体使用寿命,对发动机造成了永久的伤害。因此,为延长发动机寿命的实际需要,我们要对发动机进行定期的检测。
3 汽车发动机常见故障分类
通过对汽车发动机的实际检测和维修发现,其常见故障主要分为以下几种:
3.1 发动机敲缸以及内部出现异响
发动机敲缸是比较常见的故障,主要原因是其中曲柄机构发生了故障引起的,主要是曲柄机构中的配件在运行的过程中变形或者移位,导致了敲缸和内部异响的出现。
3.2 气门有漏气现象,气门出现异响
气门出现漏气或者异响,证明气门封闭不严,或者气门系统的配件发生了故障,对于这种故障我们可以通过定期检测排查出来,做到提前发现提前解决。
3.3 怠速运转不良
发动机在启动之后处于怠速状态,我们通过对怠速状态的观察,可以很好的了解发动机的运行状态。通常怠速运转不良都是发动机整体故障的前兆。
3.4 发动机不能启动,加速不良
正常状态下发动机应该能够正常启动,并且保持持续的线性加速。但是由于内部启动机构的损坏,会导致不能正常启动,这时我们就要对启动系统进行仔细检查。
3.5 机油压力异常,消耗异常
发动机在正常状态下,所消耗的机油和燃油维持在固定的水平,如果出现烧机油和燃料消耗异常的情况,则表明发动机润滑效果不好,内部机构出现了严重的磨损。
3.6 发动机过热或过冷,有漏水现象
发动机要想保持平稳运行,其缸体温度是比较固定的。如果发动机出现过热或者过冷的情况,并伴有漏水的现象,我们就必须及时对发动机进行开缸检修了。 3.7 发动机启动困难,发动机动力不足,怠速不稳
发动机如果出现启动困难,并且伴有怠速不稳,进而整体动力不足的情况,则表明发动机的启动系统和运行系统出现了问题,我们要针对启动系统进行重点检修。
3.8 排气管出现噪声,有漏气现象
发动机正常运行的时候,排气管是没有噪音的,所排出的尾气也达到排放标准。如果排气管出现噪声并伴有漏气现象,证明排气系统出现故障,我们要对排气系统进行检修。
4 汽车发动机典型故障维修方案分析
(1)发动机敲缸故障现象:主要的故障表现是发动机在怠速状态下出现强烈的敲击声音。在发动机冷启动的时候敲击声音比较明显,在发动机热车以后,响声逐渐消失,在发动机熄火之后敲击声彻底消失。故障原因分析:之所以会出现敲击声,主要原因在于缸体内的活塞与气缸存在一定的间隙,或者是由于活塞销子与连杆衬套过紧导致的,最终引起连杆变形而引起缸体敲击声的出现。
故障排除办法:利用气缸专用听诊器听取敲击声音,并调整活塞与气缸缸体的间隙,或者调整活塞销子与连杆衬套的松紧度。
(2)活塞销出现异响的故障现象:活塞销异响主要是指在发动机怠速和中速运行的过程中,随着转速的增加出现嗒、嗒的杂音,发动机温度升高之后响声随之消失。对其原因进行分析后发现,主要原因在于活塞销与连杆衬套太过松散,没有实现与活塞销座孔的紧密配合。
故障排除办法:利用听诊器判断声音位置,并适当调整活塞销与其他部件的孔距。
(3)连杆轴承部位出现异响的故障现象:发动机在平稳运行的时候一切正常,只有在突然加速的过程中,会出现连续的敲击声,如果发动机熄火,则敲击声随之消失。对其原因进行分析后可知:造成此种异响的原因主要是连杆轴承盖的位置螺栓出现了松动,造成了连杆轴承与轴颈出现磨损,进而影响轴承的润滑,最终导致轴承合金脱落。
故障诊断与排除:利用听诊器判断声音位置,进而对所在位置的连杆及配套件进行维修。
(4)主轴承异响故障现象的发生:主要是指发动机在急加速的时候轴承部位出现敲击声,整个发动机发生较大震动,异响随着转速的加大而变大。其根本原因在于轴颈与轴承过度磨损导致了间隙较大,造成了主轴承盖螺栓松动。
故障诊断与排除:利用听诊器直接听气缸的下半部,找出异响位置,更换配件。
5 结语
通过本文的分析可知,对于汽车发动机而言,要想保证其正常使用,并有效延长寿命,就要定期的对其进行检测与维修,同时积极采取维修措施,对发生的故障进行检测和维修,保证发动机能够正常使用。通过本文故障排除方法的介绍,让我们对汽车发动机的检测与维修有了更深的认识。
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[6]苗海滨,任新广.尖峰能量谱技术用于滚动轴承故障诊断[J].设备管理与维修,2008年05期.
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一辆佳美车装用直列四缸1.8L SV20发动机,采用中央单点喷射(CFI)和集成式点火系统(IIA),发生启动不着的故障。
检查处理
先在喷油器燃油输入侧接上油压表,启动发动机,此时油压表指示为0.26MPa,表示燃油系统供油正常。接着进行跳火试验,无火花;直接用最长的分电器线一端套在火花塞上,另一端靠近点火线圈次级端子进行跳火试验,火花正常,说明分电器盖或分火头有缺陷。检测证实是分电器盖不良(中心触头接触不好以及各侧电极与分火头间的间隙过大)。换上新件再试,发动机能顺利启动,但车头发抖较严重,且怠速约为500r/min。
转动怠速调整螺钉,却无法调高怠速,然而发动机加速性能良好,说明怠速失常。从排放黑烟的情况可知混合气过浓。于是,拆下中央喷油器总成进行清洗,此时发现由水温控制的怠速空气阀积炭严重,节气门起始位置调节螺钉不起作用,节气门处于完全关闭位置。
安装好喷油器总成(安装时应避免损坏密封胶圈),并把节气门调整至正确位置,使怠速为750r/min,点火提前角调到5°,故障排除。
92款佳美,装备SXV10 5S—FE型发动机。抛锚在外,车主打电话要求救援。
故障检修
我们带了一套组合工作、万用表匆匆赶到现场,先检查点火系统,拔出高压线插进带来的备用火花塞,打马达试跳火,发现有火花,点火系统基本无问题;接下来检查油路,打马达轻踩油门用带来的化油器清洗剂向进气歧管内喷射,仍不着车。有油、有电、有气,怎么不着车呢?因带来的工具和检测仪无法继续深入检测,决定将车托回厂内维修。
到厂后拆下进气管发现节气门体较脏,拆下节气门体和怠速马达进行清洗,清洗后装后仍着不了车。短接诊断座TEl—E1脚调码,无故障码出现。重新检查点火系统,测量分电器中点火线圈的初级、次级电阻,均在正常标准范围,高压线电阻均小于25k欧姆,用仪器测量跳火电压均在10kV左右,也在正常范围。当我们拔出高压线重新插上拆下来的火花塞时,打马达发现有火花但火花特别弱。是什么原因导致火花弱呢?我们决定用调换的方式将同种车型的分电器总成调换过来试验。打马达火花还是弱,高压线无问题,难道是火花塞问题?换上原厂白金火花塞,打马达试验火花特别强。将白金火花塞换上,打马达后便很顺利着车,至此故障解决
故障现象:一辆丰田佳美(CAMRY)轿车,5S-FE型发动机,此车放置了两天后,再起动却无法起动。据此车车主说:此车在出差的过程中没有异常情况,但不知怎么了,回来后停放了两天再起动,怎么也起动不着了,到附近的一家修理厂检修时,他们说是点火放大器坏了,但换上新件后,故障依旧,等了几天还是没有修好。
故障检测诊断:打开点火开关,将点火开关置起动位置,可怎么也起动不了,在起动过程中发动机运转很协调,说明电源电压正常,可见此故障现象正如车主所述。
本想通过故障诊断接口调取故障代码,但由于线路已有所改动,找不到故障诊断接口只好作罢。
将点火开关置起动位置,倾听喷油器的动作声,结果都无动作,当即拔掉高压电缆线进行跳火试验,结果没有火花。很明显此时电脑处于安全失效保护状态,电脑接不到点火信号当然就控制喷油器不让其工作。根据此依据分析,故障很可能是点火系统的故障而导致不能起动。
为了能准确查找故障部位,防止点火系统有隐性故障或出现其他故障的可能,只好对点火系统进行彻底的清查,虽然比较浪费时间,但已别无其他办法。
将万用表置于欧姆档,测得点火线圈初级电阻值为0.46Ω;次级电阻为13.8Ω,此值都在正常范围内;点火线圈已没有问题了。因点火放大器是刚换上的新件,故障存在于此的可能性较小,但在此地步为了放心一些,只好对其进行检查,结果正常。
难道是拾波线圈是有问题而导致电脑接不到其信号?关闭点火开关,拔下插接件对其分别检测,结果测量其电阻值分别为:G+(曲轴位置信号)与G-之间的电阻值为260Ω;Ne+(发动机转速信号)与G-之间的电阻值为520Ω检测值均在正常值范围内。又对分电器和相关线路进行检查,结果没有发现异点。是电脑坏了吗?此次检查已到了非常棘手的地步。
再检查就要检查电脑了,但为了缩小故障范围,又再一次将点火系统细致地检查了一遍,其各组件及线路都很正常。
怎么办?只能对电脑进行检查了,通过认真的考虑后,决定拆下电脑检查。正当准备拆下电脑时,脑子里忽然这么想:仅测点火系统的相关电阻与线路,电压正常不正常呢?这一非常重要的环节?
当即对电脑的工作电压检查,结果电压为0V,因为,此电压是受主继电器控制,所以认为主继电器损坏,拆下主继电器,此为四插脚式,当对其进行导通检查时,发现其余两端不导通,可见主继电器已损坏,换一新件后故障完全消失。
原来由于主继电器不工作,致使电脑无工作电压,而导致发电机不能起动。此故障完全排除。
丰田佳美3VZ-FE V6 3.0L发动机怠速不稳,加速无力,故障指示灯亮
故障现象:怠速不稳,加速无力,故障指示灯亮。
故障检测:首先调取故障代码,为45——混合气过稀;12——空气流量计信号不良。怠速时,测量空气流量计信号电压为0.6V左右,偏离标准值(1.1~1.5V)较多。空气流量计信号低,必然造成喷油量减小,混合气过稀。那么,空气流量计信号偏低的原因是什么呢?根据经验与分析,大致有两点:①真空漏气;②空气流量计故障。首先从漏气查起,没有明显泄漏处。接入真空表测其怠速下真空度为52.63kPa,歧管真空度正常。说明从节气门以后的歧管各处不存在漏气,那么最大可能是在节气门前漏气。仔细检查发现主气道与节气门接口松动,重新紧固后,发动机性能明显变好,再测空气流量计信号为1.2V,正常。故障指示灯熄灭,故障排除。
故障分析:此车的空气流量计为叶板式,叶板转动的角度与空气流量大小相关联。与此同时,叶板带动电位计触点滑动到一个位置上,此点便有一个代表空气量的电压信号输入电脑。由于空气道漏气,它没有经过空气流量计的测量,故使叶板转动的角度变小,即信号变小,造成混合气过稀。为什么检测真空度时是正常的呢?这是因为怠速时,节气门是全关闭状态,进入歧管的空气只能经过怠速控制阀旁通气道,节气门前漏气与歧管内真空度无关。若检测时发现真空度较低,应重点检查节气门之后是否有漏气部位。
丰田佳美轿车起动困难故障排除
故障现象:一辆87年产丰田佳美轿车,3S-FE发动机。起动困难,没有快怠速,尤其是冷起动更加困难。点火开关至ST挡发动机着火,回到IG挡发动机在30S左右熄火,连续起动十几次,发动机工作温度达到40℃ 以上才能维持着火。发动机怠速转数900r/min,加速响应性不好,尤其低速向高速过渡不佳,发动机转速超过2500r/min时能正常工作。
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故障检测:根据以上故障现象得知,维持发动机怠速运转时的空燃比太稀。影响发动机空燃比的因素很多,尤其是EFI系统机电结合的非常紧密,很难直接判断故障点。只好求助于故障代码,在发动机左侧空气流量计附近找到长方型诊断座。点火开关至OFF挡,将诊断座的TE1和E1用跨线短接,点火开关至ON挡,仪表板上的“CHECK”指示灯只亮不闪。又用故障码检测仪(元征公司431ME7.0版电眼睛)进行检测,点火开关至OFF挡,将故障码检测仪连接诊断座,点火开关至ON 挡,操作故障码检测仪使其进入发动机诊断系统主菜单,读故障代码功能菜单,故障码检测仪显示“发动机ECU无应答”,这表明发动机ECU与故障码检测仪ECU不能进行信息交换。是没有故障码,还是自诊断系统出现故障呢?在CD机下面找到发动机ECU,拆下固定螺丝,用数字表直流电压挡测ECU插座,测W端子对地电压为0.3V,标准电压为10-14V,显然电压太低,当短接诊断座TE1和E1时发现数字表显示的电压由0-0.3V有规律的变化。为了看的更清楚,用指针表直流电压1V挡测试,点火开关至OFF挡,将红表笔接在W端子上,黑表笔搭铁,点火开关至IG挡,4S后指针摆动2次,2次摆动间隔0.5S,而后间隔1.5S又摆动2次,这表示故障码为22,冷却水温传感器或线路有问题,用数字表测冷却水温传感器为开路状态,电阻值不随发动机温度变化。
故障分析:水温传感器在EFI系统的作用是检测发动机冷却水温度,向ECU输入温度信号,作为燃油喷射和点火正时的修正信号,同时也是其它系统的控制信号如图1所示。
当水温传感器正常工作时,其输出电压信号在0.1-4.8V范围内变化,如果水温传感器电压低于0.1V(相当于水温高于139℃ )或电压高于4.8V(相当于水温低于-50℃ )时,ECU即判断为故障信号,并设定一故障代码。由于水温传感器开路状态,ECU收到5V的高电平信号,所以水温信号不能参与发动机喷油量和点火正时的修正,低温起动时ECU不能控制喷油
脉冲宽度的增加,从而达到控制喷油量的目的,其结果造成发动机低温起动空燃比太稀,难以起动的后果。为什么跨接诊断座TE1和E1时,仪表板“CHECK”指示灯不闪呢?是因为ECU控制驱动“CHECK”指示灯的功率块损坏。故障码检测仪不能提取故障码是因为诊断座上W线开路,接上诊断座的W线,故障码检测仪显示的结果与万用表所测的故障码一样。
故障排除:找到问题所在,就有解决的办法。为了看到水温传感器在EFI系统的控制作用,笔者用0-20KΩ可变电阻,根据下表所示:找到0℃ 、20℃ 、80℃ 所对应的电阻值,标好刻度,引出线接到水温传感器的插座上,低温起动时人为将电阻值调到3KΩ-5KΩ,相当于给ECU输入一个20℃ 以下,0℃ 以上的控制信号,发动机顺利起动,进入快怠速状态,发动机转速1800r/min,随着发动机水温升高,相应调节电位器怠速转数逐渐下降,当发动机达到正常工作温度时,将可变电阻的阻值调到200Ω-400Ω,发动机怠速为850r/min。试车,发动机加速响应性、动力性、排放性都很好。原车的水温传感器价格很高,又不好买,为了彻底解决这个故障,将损坏的水温传感器拆下,用48钻头从水温传感器的插头端钻到底,但不钻透,用300Ω-15KΩ的NTC热敏电阻,焊上导线,放入孔底部,用树脂胶封好,1小时后将水温传感器装回原处,将引线接到传感器的插座上,故障彻底排除。
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