淺談TSI發(fā)動機的使用與故障排除

1、國家職業(yè)技能鑒定 汽車維修技師專業(yè)技術(shù)論文課題 淺談TSI發(fā)動機的使用與故障的診斷排除 關(guān)鍵詞 動力不足 膠管油布脫層 燃油、潤滑油消耗增大 工作單位 吉利技師學院 撰寫 人 林孝灣 指導老師 劉洋 交稿日期： 2010年12月5號 淺談TSI發(fā)動機的使用與故障的診斷排除【摘 要】：本文主要介紹一輛大眾車系邁騰1.8T轎車發(fā)動機由于渦輪增壓器的進氣膠管的內(nèi)層油布脫層，引起增壓器漏油，導致發(fā)動機燒機油而造成動力不足燃潤料消耗增大故障的診斷與排除過程。【關(guān)鍵詞】: 動力不足 膠管油布脫層 燃油、潤滑油消耗增大 現(xiàn)代汽車除了需要有很好的安全性，舒適性及良好的動力之外，越來越需要有良好的環(huán)保和經(jīng)濟性，

2、特別是在現(xiàn)今燃油價只高不低的形式下。提高進入發(fā)動機內(nèi)的燃油性，改善燃油質(zhì)量，使燃油能夠充分燃燒是提高車輛經(jīng)濟性的一個重要途徑。改善發(fā)動機燃油質(zhì)量，節(jié)約能源，減少廢氣污染，提高發(fā)動機經(jīng)濟性的其中一個有效措施是增加充氣量。目前增加充氣量采用較多的方法，是在發(fā)動機上增加廢氣渦輪增壓器。利用發(fā)動機排出的廢棄驅(qū)動渦輪帶動壓氣機，可提高進氣壓力以達到增加充氣量的目的。采用缸內(nèi)直噴和渦輪增壓技術(shù)已成為發(fā)動機技術(shù)發(fā)展趨勢，大眾汽車的TSI發(fā)動機更應(yīng)用了許多獨到的先進技術(shù)，進一步鞏固了大眾汽車技術(shù)領(lǐng)先者的地位一 、故障現(xiàn)象一輛邁騰1.8T的大眾汽車，采用TSI發(fā)動機，進廠報修故障是發(fā)動機動力不足，燃潤料消耗增大

3、。經(jīng)試車發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機動力性明顯下降，而且排氣管冒藍煙。這種故障不但使汽車的動力性降低，燃潤料消耗增大，還對我們的環(huán)境,空氣造成污染，危及我們?nèi)祟惿娴淖匀簧鷳B(tài)。二 、發(fā)動機動力不足故障的原因及分析發(fā)動機正常工作時排氣管排出的廢氣是沒有顏色的，如果排出的廢氣呈藍色，那表明已有大量的機油竄入氣缸內(nèi)被燃燒。而造成大量機油竄入氣缸的原因有以下幾方面：1. 活塞與活塞環(huán)密封不嚴活塞環(huán)與氣缸體磨損嚴重或各活塞環(huán)端口重疊，造成曲軸箱的機油能竄入發(fā)動機氣缸內(nèi)。2. 發(fā)動機加注機油過多潤滑機油的油面過高，會造成發(fā)動機機油容易竄入發(fā)動機汽缸內(nèi)。3. 空氣濾清器堵塞空氣濾清器濾芯堵塞會引起進氣管路不暢，使空氣進氣量

4、不足，造成增壓器管內(nèi)真空度增大，導致機油被吸入至增壓器內(nèi)再泄漏到發(fā)動機汽缸內(nèi)。4. 氣缸墊圈損壞 氣缸墊圈破損，造成油道與氣道連通，導致機油滲入到發(fā)動機汽缸內(nèi)。5. 渦輪增壓器故障渦輪增壓器排氣系統(tǒng)有泄漏。因為廢氣渦輪增壓器的“全浮動式軸承”是利用發(fā)動機機油潤滑和冷卻的，所以當廢氣渦輪增壓器的擋油環(huán)前端的甩油環(huán)和密封環(huán)失效造成漏油時，機油就很可能同空氣混合一起進入氣缸內(nèi)被燃燒，造成發(fā)動機排氣冒藍煙。而渦輪增壓器漏油，會引起轉(zhuǎn)速降低，減弱增壓效能，使發(fā)動機動力下降。根據(jù)以上分析，圍繞著排氣管冒藍煙現(xiàn)象，采取先易后難的方法進行檢查。先檢查空氣濾清器濾芯是否阻塞，經(jīng)檢查濾芯無堵塞，工作正常；檢查發(fā)動

5、機潤滑機油油量，潤滑機油油面高度符合標準；再拆下氣缸蓋檢查，氣缸墊圈及氣門有關(guān)部件都正常。那么該車竄燒機油的原因就只能是在廢氣渦輪增壓器故障所致。三、廢氣渦輪增壓器的工作原理渦輪增壓裝置主要是由渦輪室和增壓器組成。首先是渦輪室的進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上。然后增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連，排氣口接在進氣歧管上，最后渦輪和葉輪分別裝在渦輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。渦輪增壓發(fā)動機是依靠渦輪增壓器來加大發(fā)動機進氣量的一種發(fā)動機，渦輪增壓器實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內(nèi)的渦輪(位于排氣道內(nèi))，渦輪又帶動同軸的葉輪位于進氣道內(nèi)，

6、葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速加快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動機的進氣量就相應(yīng)地得到增加，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。發(fā)動機排出的廢氣通過排氣管，經(jīng)噴嘴環(huán)進入渦輪殼。噴嘴環(huán)做成截面收縮式，故廢氣進入殼體時速度提高，慣性沖力推動渦輪室的渦輪高速旋轉(zhuǎn)。渦輪和壓氣機葉輪固定在同一根軸上，所以葉輪和渦輪同速旋轉(zhuǎn)。葉輪壓送由空氣濾清器管路送來的空氣，經(jīng)壓氣機增壓進入擴壓器。擴壓器的進口小而出口大，所以空氣轉(zhuǎn)速下降而壓力上升。壓氣機殼的截面積也是由小到大，所以空氣壓力繼續(xù)上升并經(jīng)進氣管進入氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速加快時，廢氣排出速度與渦輪

7、轉(zhuǎn)速同步加快，葉輪壓縮更多的空氣進入氣缸，這樣就可以增加進入發(fā)動機的空氣量，提高燃燒質(zhì)量，從而增加發(fā)動機的輸出功率，提高其動力性。四、故障排除的措施和方法根據(jù)以上檢查結(jié)果，據(jù)原理分析，發(fā)動機動力不足是由竄燒機油引起。而影響發(fā)動機竄燒機油有可能是由于廢氣渦輪增壓器有泄漏所致。對廢氣渦輪增壓器進行解體拆檢，當拆到廢氣渦輪增壓器的進氣口和排氣口時，看見葉輪表面和出氣口膠管上有少量滲漏的機油，估計是廢氣渦輪增壓器漏油所造成。造成增壓器漏油有以下幾方面的原因：1、發(fā)動機曲軸箱通氣口阻塞發(fā)動機曲軸箱通氣出口阻塞使壓力過高，曲軸箱廢氣壓力超過規(guī)定值，會使渦輪增壓器回油管內(nèi)壓力升高、回油不暢而造成密封環(huán)漏油。

8、2、廢氣渦輪增壓器回油管路變形廢氣渦輪增壓器回油不暢，在使用過程中因機油的回油管路發(fā)生變形造成阻塞，致使機油回油不暢，中間體內(nèi)機油壓力過高，壓縮機油沿著轉(zhuǎn)子軸向兩端流動擠出密封環(huán)造成漏油。3、 廢氣渦輪增壓器密封不嚴渦輪增壓器要求密封配合良好，各配合間隙要符合原廠標準。廢氣渦輪增壓器的擋油環(huán)前端甩油環(huán)和密封環(huán)與軸承磨損增大將會造成漏油現(xiàn)象，使機油進入氣缸內(nèi)燃燒，使發(fā)動機排氣冒藍煙。4、 空氣濾清器阻塞空氣被增壓器吸入的過程中，由于空氣濾清器一端堵塞，故當進氣管內(nèi)真空度增大時，空氣增壓器進氣口處壓力便會下降，從而造成機油滲入增壓器，隨著空氣一起進入氣缸內(nèi)燃燒。通過對廢氣渦輪增壓器漏油原因分析，決

9、定圍繞引起廢氣渦輪增壓器漏油原因進行檢查。講廢氣渦輪增壓器各零配件拆下清洗干凈，檢查各零配件是否有磨損失效。直觀檢查各零配件表面平整無嚴重磨損。使用平板、百分表、V形座，來檢查渦輪增壓器軸是否有彎曲。經(jīng)檢查，中間軸相對于兩端軸的徑向圓跳動符合標準要求（標準0.15mm）。裝配好廢氣渦輪增壓器各零配件后，進行總成檢查，轉(zhuǎn)動靈活無拖掛現(xiàn)象。將渦輪殼裝好，使百分表觸頭與渦輪端面接觸，用手軸向推動轉(zhuǎn)子，測得轉(zhuǎn)子軸的軸向間隙是0.15mm。接著使長節(jié)桿的百分表觸頭與轉(zhuǎn)子軸接觸，上下推動轉(zhuǎn)子軸，測得徑向間隙為0.44mm對于這輛車說來所使用的渦輪增壓器，以上測得的數(shù)據(jù)都在正常范圍內(nèi)。將廢氣渦輪增壓器安裝在

10、發(fā)動機上，再把其回油管拆下清洗干凈、裝好。啟動發(fā)動機檢查廢氣渦輪增壓器的渦輪室和增壓器內(nèi)有無機油漏出，在試驗的過程中，發(fā)動機排出的廢氣沒有冒藍煙，發(fā)動機工作也正常。因為發(fā)動機進氣沒有通過廢氣渦輪增壓器和空氣濾清器濾芯各連接管，故障現(xiàn)象不出現(xiàn)，所以應(yīng)從渦輪增壓器進氣口的膠管開始至空氣濾清器這一段管路進行徹底檢查，通過檢查，發(fā)現(xiàn)渦輪增壓器與空氣濾清器連接的進氣膠管內(nèi)層的膠油布有脫層現(xiàn)象。若膠管內(nèi)層油布脫層，會造成怠速運轉(zhuǎn)，進氣管內(nèi)真空度低，還有少量空氣進入。但當加速時，進氣管內(nèi)膠油布阻塞進氣，會使渦輪增壓器進氣口處壓力降低，從而造成機油被吸入渦輪增壓器內(nèi)，與空氣一起進入發(fā)動機內(nèi)被燃燒。所以診斷故障

11、是膠管內(nèi)層油布脫層損壞引起的。更換進氣膠管，試車發(fā)動機動力不足、排氣管冒藍煙的故障被排除了。五、TSI發(fā)動機的使用1、缸內(nèi)直噴的優(yōu)點首先，缸內(nèi)直噴稀燃發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速和小負荷工況可以實現(xiàn)只消耗很少的燃油卻能達到良好的低扭特性。它可以在活塞接近上止點前一刻噴油，使汽缸內(nèi)只有火花塞附近的混合氣能達到燃燒的空燃比，而火花塞外層氣體均為稀燃氣體；汽缸內(nèi)混合氣總體空燃比在極低情況下正常燃燒，此稱為分層稀薄燃燒技術(shù)。分層稀燃技術(shù)使少量燃油在富氧條件下充分燃燒，不僅節(jié)省了發(fā)動機部分工況的燃油消耗率，實現(xiàn)良好的低扭特性，降低燃油消耗。通常這樣少的供油量，在傳統(tǒng)進氣道噴射的發(fā)動機上，由于空燃比太低，都不能爆炸做功

12、；而且傳統(tǒng)發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，由于燃燒不完全，HC生成也會比較多。 其次，在發(fā)動機處于急加速或者高轉(zhuǎn)速全負荷工況時，進氣量很大，噴油的時間縮短，要求噴油量加大。為了保證發(fā)動機大馬力輸出，缸內(nèi)直噴發(fā)動機在活塞處于排氣行程終了直至壓縮行程終了可以一直向氣缸內(nèi)噴油(即在油氣混合的行程不間斷供油)。在噴射等量燃油的前提下，直噴式發(fā)動機相對進氣道噴射發(fā)動機贏得更多噴油時間，而且減小噴油速率的高壓噴射，油氣混合更加均勻，容易實現(xiàn)大馬力高扭矩的均質(zhì)加濃燃燒。而傳統(tǒng)進氣道噴射的發(fā)動機供油只是在吸氣行程，在處于壓縮行程時，進氣門已經(jīng)關(guān)閉了，無法繼續(xù)供油。供油的時間縮短了，所以要求的噴油速率就要高；這會造成汽油不完

13、全霧化，混合氣形成不均勻的現(xiàn)象；那么高轉(zhuǎn)速的動力性和急加速性能，自然就會比直噴式發(fā)動機弱一些。TSI發(fā)動機的優(yōu)點：TSI燃油直噴技術(shù)在同等排量下實現(xiàn)了發(fā)動機動力性和燃油經(jīng)濟性的完美結(jié)合，是當今汽車工業(yè)發(fā)動機技術(shù)中最為成熟、最先進的燃油直噴技術(shù)，并引領(lǐng)了汽油發(fā)動機的發(fā)展趨勢。 將燃油直接噴射入氣缸的TSI發(fā)動機相比將燃油噴射至進氣歧管的傳統(tǒng)發(fā)動機，其優(yōu)勢在于： - 發(fā)動機控制策略采用基于扭矩控制； - 增壓器在發(fā)動機停止后有獨立冷卻系統(tǒng)； - 具有電子超速回流控制，防止增壓器； - 連續(xù)可變進氣配氣相位（曲軸轉(zhuǎn)角60°），令油耗降低，提高功率； - 鏈條傳動。壽命長，終身免換，可靠性遠遠高于以前的齒帶傳動。 TSI發(fā)動機的新特點來自工程師們開發(fā)的大量關(guān)鍵組件，其中包括： - 為該技術(shù)專門設(shè)計的、單活塞高壓泵的共軌高壓噴射系統(tǒng)，負責提供充足的燃料，保證系統(tǒng)達到所需要的壓力狀態(tài)； - 全新設(shè)計的每氣缸配有4氣門的新氣缸蓋，氣門由凸輪滾子從動件驅(qū)動； - 可持續(xù)控制進氣的燃燒進程； - 排氣循環(huán)回收系統(tǒng)； - 改進的排氣控制系統(tǒng)，帶有存儲型催化NOx式排氣凈化器和NOx感應(yīng)器，現(xiàn)在低硫汽油的供應(yīng)日益普及，發(fā)動機全面節(jié)油的潛力逐漸得以實現(xiàn)。六、結(jié)束語通過以上的診斷方法和維修，終于將這輛車的發(fā)