【正文】 編號 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題 目 缸內(nèi)直噴電控汽油機技術(shù) 分析、故障診斷與檢修學(xué)生姓名 陸野學(xué) 號 82107023系 部 汽車工程系專 業(yè) 汽車檢測與維修技術(shù)班 級 821070指導(dǎo)教師 汪東明 副教授顧問教師 錢鋒二〇一二年十一月摘 要隨著石油資源越來越緊缺，人們對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性要求越來越高，為此，一種新型的汽油燃燒方式應(yīng)運而生，即發(fā)動機稀薄燃燒技術(shù)，而實現(xiàn)稀薄燃燒的理想方式是缸內(nèi)直噴分層噴注，即汽油缸內(nèi)直噴。缸內(nèi)直噴發(fā)動機具有節(jié)省燃油、減少廢氣排放、提升動力性能、減少發(fā)動機振動、噴射精度的提高、發(fā)動機更耐用等優(yōu)點。本文簡單概述了現(xiàn)代汽車缸內(nèi)直噴發(fā)動機的發(fā)展及應(yīng)用，重點介紹了缸內(nèi)直噴發(fā)動機的結(jié)構(gòu)原理，詳細(xì)分析了大眾 發(fā)動機結(jié)構(gòu)原理，最后結(jié)合具體的故障實例分析了寶馬、別克、邁騰、蒙迪歐故障診斷方法與檢修工藝。關(guān)鍵詞：電控汽油機；缸內(nèi)直噴；TSI；故障診斷；檢修目 錄摘 要 ..............................................................................................................................I目 錄 ............................................................................................................................II第一章 缸內(nèi)直噴電控汽油機概述 ...............................................................................1 汽油直接噴射技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 ........................................................................1 缸內(nèi)直噴電控發(fā)動機優(yōu)缺點 ................................................................................2 缸內(nèi)直噴發(fā)動機的優(yōu)點 .................................................................................2 缸內(nèi)直噴發(fā)動機的缺點 .................................................................................4第二章 汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動機技術(shù)解析 .......................................................................6 缸內(nèi)直噴發(fā)動機技術(shù)簡介 ....................................................................................6 汽油直接噴射（GDI）發(fā)動機的結(jié)構(gòu) ................................................................6 汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動機工作原理 ...........................................................................7 發(fā)動機燃油噴射控制模式 ....................................................................................9第三章 大眾 發(fā)動機 ........................................................................................16 概述 ......................................................................................................................16 大眾 TSI 發(fā)動機結(jié)構(gòu)特點 ..................................................................................18 大眾 TSI 發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點 ......................................................21 大眾 TSI 發(fā)動機電控系統(tǒng)的工作模式 ..............................................................22 大眾 發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成 .................................................................22第四章 典型故障案例分析 .......................................................................................24 寶馬缸內(nèi)直噴發(fā)動機啟動困難 ..........................................................................24 別克新君威加速不良、怠速抖動 ......................................................................27 蒙迪歐新致勝怠速抖動急速遲緩 ......................................................................28 一汽大眾邁騰 轎車發(fā)動機怠速抖動 .....................................................30第五章 總結(jié)與展望 .....................................................................................................32 總結(jié) ......................................................................................................................32 展望 ......................................................................................................................32致 謝 ...........................................................................................................................34參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................351 / 39第一章 缸內(nèi)直噴電控汽油機概述 汽油直接噴射技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展目前，各國的汽車公司都在大力開發(fā)和采用這種技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)異的產(chǎn)品。日本三菱汽車公司一直處于領(lǐng)先地位。自 1996 年 8 月率先向市場投放第一臺 GDI 發(fā)動機以來，三菱公司先后又開發(fā)出了多種不同類型的 GDI 發(fā)動機，即 缸發(fā)動機、 6 缸發(fā)動機和 6 缸發(fā)動機機，它們已分別裝配于 4種中、大型轎車并投放市場。豐田公司研制出一種 G4 型 的 GDI 發(fā)動機，并已批量裝車使用。隨后，又開發(fā)出 、 和 的 GDI 發(fā)動機。其 D4型 GDI 發(fā)動機可降低油耗 30％左右，提高功率約 10％。日本其他廠家也有多種缸內(nèi)直噴發(fā)動機上市，如日產(chǎn) 和 的 V6 型發(fā)動機、富士重工 的臥式對置 4 缸發(fā)動機、馬自達(dá) 的直列 4 缸發(fā)動機和本田 的直列 3 缸發(fā)動機。美國和歐洲的汽車廠家也都在積極研究缸內(nèi)直噴技術(shù)和開發(fā)缸內(nèi)直噴產(chǎn)品，并使缸內(nèi)直噴發(fā)動機在熱效率、功率及排放上有進(jìn)一步提高。研究表明，缸內(nèi)直噴發(fā)動機可降低燃耗 8%15%。因而，在全球節(jié)約能源的浪潮中，各汽車廠家都在積極深入研究 GDI 發(fā)動機技術(shù)，紛紛在自己的車上裝配 GDI 發(fā)動機。除日本和美國以外，大多數(shù)歐洲汽車生產(chǎn)廠家也都開始裝用 GDI發(fā)動機()：奧迪公司的 A3 裝備了新型 FSI 發(fā)動機，寶馬公司為其 12缸發(fā)動機引用了 HPI 技術(shù)，大眾公司也有許多車型采用了 TSI 發(fā)動機?？v觀世界汽車產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，缸內(nèi)直噴發(fā)動機正以其優(yōu)異的性能得到日益廣泛的重視和應(yīng)用。FSI 技術(shù)的發(fā)展——TFSI、TSIFSI 是給發(fā)動機的噴射方式帶來了革命，它讓一款普通發(fā)動機的各種性能都得到了提升，而 FSI 再往上發(fā)展就變得更加容易了。TFSI 是在 FSI 基礎(chǔ)上加入了渦輪增壓技術(shù)；而 TSI 技術(shù)與 FSI 并沒有什么相關(guān)性。FSI 是給發(fā)動機的噴射方式帶來了革命，它讓一款普通發(fā)動機的各種性能都得到了提升，而 FSI 再往上發(fā)展就變得更加容易了。TFSI 是在 FSI 基礎(chǔ)上加入了渦輪增壓技術(shù)；而 TSI技術(shù)與 FSI 并沒有什么相關(guān)性。 TFSI（渦輪增壓燃油分層噴射發(fā)動機） ，這個比 FSI 多出來的 T 字代表的則是渦輪增壓（Turbocharger） ，而發(fā)動機本身也的確是在 FSI 發(fā)動機的基礎(chǔ)上增加了一個渦輪增壓器。渦輪增壓是利用排氣的高溫高壓推動廢氣渦輪高速轉(zhuǎn)動，在帶動進(jìn)氣渦輪壓縮進(jìn)氣，提高空氣密度，同時電腦控制增大噴油量，配合高密度的進(jìn)氣，因此可以在排量不變的條件下提高發(fā)動機工作效率。由于渦輪增壓器是靠排氣推動的，因此在發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時渦輪并不工作。但在這個時候渦輪還是轉(zhuǎn)動的，只是排氣壓力不夠，達(dá)不到增大進(jìn)氣壓力的效果。隨著轉(zhuǎn)速的上升（約 1500r/min 或以上） ，排氣壓力逐漸加大渦輪就進(jìn)入了正常的工作狀態(tài)，達(dá)到增壓的目的和效果。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定的時候（約 r/min 或以上） ，發(fā)動機本身的內(nèi)壓超過了排氣壓力，這時的渦輪同樣是不工作的。實際上發(fā)動機的一般工作區(qū)間正在 1500－5000r/min 內(nèi)，所以渦輪增壓以它優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性和動力性得到了眾多用戶的認(rèn)可。不過怎么說還是有點缺陷，這兩個區(qū)間的動力缺失如何解決呢，高轉(zhuǎn)速我們可以換個大點的渦輪，可是低轉(zhuǎn)速的動力空擋也會同時加大。很自然的一款無可挑剔的發(fā)動機應(yīng)運而生，TSI 把所有問題解決的更巧妙更能打動人心。TSI（渦輪機械增壓燃油分層噴射發(fā)動機）的設(shè)計非常巧妙，它實際上是把一個渦輪增壓器(Turbocharger)和機械增壓器(Supercharger)一起裝到一臺發(fā)動機里面。TSI 中的 T 不是指 Turbocharger 而是 Twincharger（雙增壓）的意思。上文我們講到渦輪增壓發(fā)動機在較低和較高轉(zhuǎn)速時都有一個動力的空擋，為了進(jìn)一步提高發(fā)動機的效率，增加一個機械增壓裝置，并讓它在低轉(zhuǎn)速時加大進(jìn)氣壓力。而渦輪增壓器的尺寸可以再大一些，去彌補高轉(zhuǎn)速時的動力空擋，從而達(dá)到一個從低到高轉(zhuǎn)速的全段優(yōu)異動力表現(xiàn)。另外，渦輪增壓器由于廢氣渦輪的慣性，會有發(fā)動機相應(yīng)的遲滯現(xiàn)象。而機械增壓器則是由發(fā)動機轉(zhuǎn)軸直接帶動，能夠隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化而迅速且線性地改變轉(zhuǎn)速。2022 年，大眾 升直噴汽油發(fā)動機首先搭載了這套系統(tǒng)，它的最大功率達(dá)到了驚人的 170 馬力。 （國產(chǎn) 發(fā)動機的最大功率也才 150 馬力） 。需要注意的是，一汽大眾和上海大眾對他們的 和 發(fā)動機的稱呼，二者都稱為 和，這個稱呼是極不負(fù)責(zé)的。同時，廠商為了避免大家對 TFSI 簡稱 TSI 產(chǎn)生異議，他們對此解釋為：“因為一貫體系中我們一般采用 3 個字作為發(fā)動機特有技術(shù)的稱呼，所以這次我們把 TFSI 簡稱為 TSI，其中 T 代表渦輪增壓，SI代表直噴技術(shù)” 。國產(chǎn)邁騰、速騰等車型最新的 TSI 發(fā)動機實際上跟前面說到的TSI 并不是一回事。邁騰 和即將搭載在速騰身上的 發(fā)動機實際上閹割了機械增壓和燃油分層技術(shù)。當(dāng)然，這也是國產(chǎn)化之后處于油品和成本問題的考慮。 缸內(nèi)直噴電控發(fā)動機優(yōu)缺點 缸內(nèi)直噴發(fā)動機的優(yōu)點由于燃燒被精確的噴射于氣缸燃燒室內(nèi)，因此具有節(jié)省燃油、減少廢氣排放、提升動力性能、減少發(fā)動機振動、噴油精準(zhǔn)度提升、發(fā)動機更耐用等優(yōu)點。現(xiàn)代發(fā)動機的趨勢之一就是節(jié)省燃油，二缸內(nèi)直噴技術(shù)可以大大提升燃油與空氣霧化程度與混合的效率，帶來燃油的節(jié)約。采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的車型油3 / 39耗水平可以下降 3%以上。速度允許采用較遲的點火時間，進(jìn)而可進(jìn)一步推遲噴油時間，有利于油氣在高溫下的快速蒸發(fā)和分層。晚噴方式噴油定時的設(shè)計原則是使噴油結(jié)束到點火之間的時間間隔盡可能地短，以避免燃油蒸汽的國度擴散，維持分層的穩(wěn)定性。但時間過短不能較好地霧化蒸發(fā)，導(dǎo)致發(fā)動機不能可靠的霧化蒸發(fā)，導(dǎo)致發(fā)動機不能可靠地點火。因此，噴油時間和噴