【正文】 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀[J]．小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車 2022， （1）：75－81[17] [D].長(zhǎng)春：吉林工業(yè)大學(xué)，1997。因?yàn)橥衾蠋煵粌H僅是我的指導(dǎo)老師，更是我們汽車系的教學(xué)主任，汪老師在百忙之中孜孜不倦地指導(dǎo)我的論文寫(xiě)作，再一次向汪主任表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無(wú)私幫助!在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無(wú)限欣慰。能夠一直得到汪老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，我很榮幸。，對(duì)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障的案例分析不夠深入，在以后的工作中，要不斷積累經(jīng)驗(yàn)。在結(jié)構(gòu)、控制原理上的區(qū)別。、控制策略分析不夠透徹，理論深度不夠?？梢灶A(yù)料，隨著噴射技術(shù)和排氣后處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)在排放和其他方面的性能將會(huì)得到進(jìn)一步的改善，缸內(nèi)直噴汽油機(jī)無(wú)疑會(huì)占領(lǐng)車用發(fā)動(dòng)機(jī)更多的市場(chǎng)份額。另外，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)較高的壓縮比和較快的反應(yīng)放熱率也會(huì)引起 NOx 升高。其它設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的混合氣混合不充分和火焰延遲，也會(huì)造成火焰?zhèn)鞑ニ?3 / 39度降低，使 UBHC 排放升高。主要表現(xiàn)在：（1）中小負(fù)荷下未燃碳?xì)洌║BHC）的排放較多其主要原因有采用分層混合氣時(shí)引起火焰從濃區(qū)向稀區(qū)的熄滅，稀空燃比工作條件造成缸內(nèi)溫度偏低，也不利于未燃碳?xì)潆S后的繼續(xù)氧化。 展望缸內(nèi)直噴科技也并非無(wú)敵，因?yàn)閺慕?jīng)濟(jì)層面來(lái)看，采用缸內(nèi)直噴的供油系統(tǒng)除了在研發(fā)過(guò)程必須花費(fèi)更大成本，在部品構(gòu)成復(fù)雜且精密的情況下，零組件的價(jià)格也比起傳統(tǒng)供油系統(tǒng)來(lái)得昂貴，因此這些也都是未來(lái)缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)尚待克服的要素。，以寶馬、別克新君威、蒙迪歐、一汽大眾邁騰等車系缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)為例，從故障現(xiàn)象、故障原因分析、故障診斷排除思路、故障檢修幾個(gè)方面介紹了缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)典型故障的診斷與排除方法。，分析了缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，總體介紹了缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的組成構(gòu)造、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。同時(shí)，噴嘴位置、噴霧形狀、進(jìn)氣氣流控制，以及活塞頂形狀等特別的設(shè)計(jì)，使油氣能夠在整個(gè)氣缸內(nèi)充分、均勻的混合，從而使燃油充分燃燒，能量轉(zhuǎn)化效率更高。第五章 總結(jié)與展望 總結(jié)在對(duì)能源和環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，即使是多點(diǎn)燃油噴射這樣的技術(shù)也不能滿足人們的要求了，于是缸內(nèi)直噴技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。更重要的是，我們必須加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。最后，在更換一個(gè)新的液壓調(diào)節(jié)閥后（N205 的液壓調(diào)節(jié)閥的螺紋是反向的，在拆裝時(shí)一定要注意方向） ，試車故障排除。在可變配氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，凸輪軸位置傳感器監(jiān)測(cè)凸輪軸的位置。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò) 1500r/min 時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作需要的點(diǎn)火提前角和液壓調(diào)節(jié)閥卡滯的位置相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火提前角接近，因此此時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)幾乎沒(méi)有影響。之后我們又利用專用工具 T1035T10355 拆下凸輪軸液壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)該液壓調(diào)節(jié)閥存在卡滯現(xiàn)象，可以確定故障就在于此。同樣是發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采集的波形，故障車的 2 個(gè)傳感器間的波形差了 13 個(gè)波峰。考慮到此車先前一直使用正常，因此配氣正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出問(wèn)題的可能性較小，所以維修人員并未急于對(duì)配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆檢，而是決定重點(diǎn)檢查配氣正時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)。經(jīng)利用故障診斷儀 VAS5051 檢查2 個(gè)傳感器的波形發(fā)現(xiàn)，傳感器的波形均正常，說(shuō)明傳感器本身沒(méi)有問(wèn)題。鑒于維修人員已經(jīng)排除了積炭和渦輪增壓系統(tǒng)出問(wèn)題的可能性，維修人員決定先分析故障碼。此時(shí)介入該車故障的維修。經(jīng)過(guò)上述檢查，他們確定故障并非出在渦輪增壓系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)如果拔掉空氣流量計(jì)插頭、斷開(kāi)渦輪增壓器，試車故障癥狀明顯好轉(zhuǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況仍然不正常，故障診斷儀也仍然顯示含義為凸輪軸位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器布置錯(cuò)誤的故障碼。于是他們先對(duì)該車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了積炭清洗工作，但清洗工作完成后，試車故障依然存在。維修手冊(cè)規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸壓力值為 ，因此氣缸壓力的檢測(cè)結(jié)果顯然是不正常的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼含義為凸輪軸位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器布置錯(cuò)誤，ABS 控制單元內(nèi)存儲(chǔ)的故障碼含義為請(qǐng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障存儲(chǔ)器。之后，又打電話詢問(wèn)了用戶關(guān)于該車的情況，用戶反映該車一直使用正常，只是在等紅燈時(shí)會(huì)有些抖動(dòng)。 一汽大眾邁騰 轎車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖 動(dòng)一輛 2022 年產(chǎn)一汽大眾邁騰 轎車，行駛里程為 1 萬(wàn) km，用戶打電話稱車輛無(wú)法正常行駛請(qǐng)求救援。更重要的是，我們必須加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。圖 45 故障車損壞的火花塞更換火花塞后起動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)試車，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速和加速性能恢復(fù)正常，上述故障排除。根據(jù)對(duì)該車的維修經(jīng)驗(yàn)，一般這種情況點(diǎn)火線圈損壞的可能性比較大，但采用替換法更換了第一缸點(diǎn)火線圈，而后試車故障依舊，因此可以斷定不是點(diǎn)火線圈的問(wèn)題。該車采用的是汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)，噴油器安裝在進(jìn)氣歧管的里面，只要借助儀器來(lái)診斷。首先用 IDS 檢測(cè)，測(cè)得故障碼為 P0301。根據(jù)故障現(xiàn)象初步認(rèn)為可能造成故障的原因有：發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)故障：點(diǎn)火系統(tǒng)故障。 蒙迪歐新致勝怠速抖動(dòng)急速遲緩一輛 2022 年產(chǎn)蒙迪歐新致勝豪華轎車,裝載了福特全新 EcoBoost 系列 渦輪增壓/缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和 Power shift 6 速雙離合器變速器該車?yán)塾?jì)行駛里程約 950 km ，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速抖動(dòng)，加速無(wú)力。（3）在安裝噴油器時(shí)，應(yīng)用無(wú)硅潤(rùn)滑油涂抹密封圈，千萬(wàn)不能使用普通潤(rùn)滑油。（2）在拆卸缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)部件時(shí)必須對(duì) LP(低壓)、HP(高壓)部分進(jìn)行燃油壓力釋放。另外缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比較高可達(dá)到 25∶1（普通電噴發(fā)動(dòng)機(jī)僅為 10∶1左右） ，而且缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)溫度較普通電噴發(fā)動(dòng)機(jī)高，因此對(duì)機(jī)油的 API與 SAE 兩項(xiàng)級(jí)別都有要求，一般情況下需要加合成機(jī)油，個(gè)別車型發(fā)動(dòng)機(jī)要求加注全合成機(jī)油。缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽油的抗爆性要求很高，即對(duì)汽油標(biāo)號(hào)要求非常高，一般需要 97 號(hào)以上汽油。最后使用噴油嘴專門(mén)清洗設(shè)備清洗高壓油嘴，故障排除。首先采用上海通用專用診斷儀MDI+GDS(上海通用 2022 年以后車型車輛診斷使用 MDI+GDS，以前的 TECH2 將無(wú)法進(jìn)入)對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行 4 缸的工作平衡測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn) 4 缸平衡數(shù)值明顯低于 3 缸，而且 3 缸的平衡值也不太理想。試車發(fā)現(xiàn)該車有規(guī)律的間歇性抖動(dòng)，通常這種情況是由于發(fā)動(dòng)機(jī)某個(gè)缸或是某幾個(gè)缸工作不理想即缺缸造成的。這樣，沒(méi)有 ABS 泵馬達(dá)提供要求的壓力，ABS 系統(tǒng)自然也就不會(huì)工作了。結(jié)果試車時(shí)才發(fā)現(xiàn)，ABS 依然失效。本田雅閣（ACCORD）的 ABS 執(zhí)行器中也包含有類似于別克車的開(kāi)關(guān)，但應(yīng)注意的是，那不是油位開(kāi)關(guān)，而是油壓開(kāi)關(guān)。通過(guò)本次故障的排查，使我聯(lián)系起相關(guān)的案例。在車輛運(yùn)行的任何車速下，ABS故障指示燈始終都處于熄滅狀態(tài)，并且當(dāng)車速超過(guò) 20km/h 在沙土路面上實(shí)施緊急制動(dòng)時(shí)，ABS 工作。為了花最少27 / 39的費(fèi)用解決最大的問(wèn)題，我們將油位開(kāi)關(guān)的兩條線進(jìn)行了短接，見(jiàn)表 41 中的藍(lán)色箭頭線，人為給 ABS 電腦(EBCM)輸送一個(gè)油位開(kāi)關(guān)閉合的信號(hào)。但是，緊接著一個(gè)問(wèn)題又出現(xiàn)了。這種缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)雖然對(duì)燃油沒(méi)有特殊含硫式極低的要求，也能使用常規(guī)的三元催化凈化器處理發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣，但對(duì)燃油潔凈度的要求十分嚴(yán)格。當(dāng)排氣凸輪驅(qū)動(dòng)高壓油泵活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，油泵內(nèi)部活塞上附有黑色的膠狀的雜物堵塞，導(dǎo)致進(jìn)油端的壓力偏低，使得缸內(nèi)混合汽較稀，引起發(fā)動(dòng)機(jī)不能順利啟動(dòng)。16 缸的平穩(wěn)數(shù)值低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)是油路存在不正?，F(xiàn)象。直接測(cè)試噴油高壓油路的壓力有一定難度，于是我們進(jìn)行路試，在低壓泵到高壓間的油道上連接好低壓油壓表，同時(shí)將診斷電腦 GT1 也連接到車上，以讀取各缸的平穩(wěn)數(shù)值。圖上用藍(lán)色表示濾清膜片，實(shí)際檢測(cè)有兩層，其作用是過(guò)濾燃油中的雜質(zhì)，并將進(jìn)油管路中的壓力控制在 6bar。在泵體的上方有低壓調(diào)壓閥彈簧，下方還有油泵柱塞彈簧。置于油泵體下端的是高壓油泵及其柱塞，泵體中部右側(cè)安裝的是電磁式高壓調(diào)壓閥，上部有低壓調(diào)壓閥及其低壓?jiǎn)蜗蜷y，在低壓腔內(nèi)還有藍(lán)色的燃油過(guò)濾膜片等。高壓泵有左右兩個(gè)為柱塞泵，它們將油壓提升并調(diào)節(jié)為 50120bar，圖中油軌壓力傳感器可以測(cè)量當(dāng)前油軌中的燃油壓力，油軌下方安裝有 12 只噴油器，實(shí)測(cè)其電阻值為 ，屬于電流控制型，使發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)速率極高。整個(gè)油路系統(tǒng)由低、高兩級(jí)油泵組成。于是我們拆下 16 缸節(jié)氣門(mén)進(jìn)氣軟管，在車輛冷態(tài)時(shí)用清洗劑邊噴邊啟動(dòng)，以增加混合汽濃度，結(jié)果此車著車反應(yīng)快，重復(fù)多次均能順利著車，這說(shuō)明噴油不良可能造成此故障。檢測(cè)顯示 16 缸的的平穩(wěn)比較數(shù)值顯著低于標(biāo)準(zhǔn)值后，我們?cè)鴮⒆蟆⒂腋? 只噴油器對(duì)調(diào)試驗(yàn)，原故障現(xiàn)象仍出現(xiàn)，基本排除不是原右側(cè)噴油器不良造成此故障，判斷也不應(yīng)是點(diǎn)火系不良造成。從該車?yán)鋯?dòng)困難、水溫 40℃時(shí)易熄火的現(xiàn)象，初步分析是供油不良所致因無(wú)法直接測(cè)試噴射高壓油路，只能通過(guò)該車的診斷電腦 GT1，在路試動(dòng)態(tài)時(shí)檢測(cè)各缸的平穩(wěn)比較數(shù)值，在發(fā)動(dòng)機(jī)不同的轉(zhuǎn)速下檢測(cè)值如表 41 所示。圖 41 為該直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的供油系統(tǒng)，圖中紅色油管為高壓噴油管，是由柱塞式高壓泵引出到油軌；藍(lán)色為低壓進(jìn)油管，黃色為回油管，中間的兩根高壓油軌下方安裝有噴油器向左右各缸內(nèi)噴油。N73 發(fā)動(dòng)機(jī)有 2 個(gè)空氣流量計(jì)，2 個(gè)節(jié)氣門(mén)和左右各自的進(jìn)氣歧管，檢測(cè)各個(gè)汽缸壓力均在 Pa 左右，符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值。多次使用原廠檢測(cè)儀對(duì)車輛各系統(tǒng)讀取故障碼，顯示各電控系統(tǒng)正常無(wú)故障碼存在。一輛寶馬 760Li 型轎車，約兩個(gè)月前出現(xiàn)冷車啟動(dòng)有遲滯 23s 才發(fā)動(dòng)的現(xiàn)象，近日這種狀況更有加劇，要連續(xù)起動(dòng) 78s 才能著車，且發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在上升到 40℃過(guò)程中還易熄火，車主反映行駛無(wú)力。執(zhí)行器主要由 Motronic 供電繼電器（J17） 、活性碳罐電磁閥（N80） 、近期翻版控制閥（N316） 、增壓壓力限制電磁閥（N75） 、渦輪壓力器空氣再循環(huán)閥（N249）噴油器（NN3N3N33） 、點(diǎn)火線圈（N70、N12N29N292） 、節(jié)氣門(mén)控制單元（J338） 、節(jié)氣門(mén)驅(qū)動(dòng)裝置（G186） 、燃油壓力調(diào)節(jié)閥（N276） 、電動(dòng)冷卻液泵繼電器（J151） 、電動(dòng)冷卻液泵(V51)、凸輪軸正時(shí)電磁閥（N205）等組成。 大眾 發(fā)動(dòng)機(jī) 電控系統(tǒng)的組成圖 38 大眾 TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)23 / 39 發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)（圖 38）主要由傳感器、ECU 和執(zhí)行器組成。被一次噴入氣缸。當(dāng)冷卻液溫度高于 80℃時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)采用這一模式。第一次在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過(guò)程中（活塞壓縮行程上止點(diǎn)前約 300 度） ，這部分燃油，由于在汽缸內(nèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，可與空氣均勻混合；第 2 次（噴射少量燃油）在壓縮上止點(diǎn)前約 60 度，其目的是在火花塞附近形成較濃的混合氣，并延遲點(diǎn)火時(shí)刻，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。（HOSP）模式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)幾秒后，發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)以這一模式工作。TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)的 BOSCH 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作模式有分層充氣模式、均質(zhì)分開(kāi)（HOSP）模式和均質(zhì)模式。燃油軌起緩沖器的作用，吸收高壓油路內(nèi)的壓力波動(dòng)。高壓燃油泵由進(jìn)氣凸輪軸末端的高壓燃油泵驅(qū)動(dòng)凸輪軸（圖37） ，高壓燃油泵經(jīng)燃油壓力調(diào)節(jié)閥（高壓）產(chǎn)生燃油軌內(nèi)所需要的壓力，約為 511MPa（取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速） 。圖 35 大眾 TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系1加熱裝置的熱交換器；2冷卻液平衡罐；3增壓機(jī)；4油冷卻器；21 / 395衡熱器/冷卻液泵的模塊；6 用于冷卻液再循環(huán)的電動(dòng)泵 V51；7冷卻器 大眾 TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供 給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的基本組成如圖 36 所示。齒形帶的張緊程度由冷卻液泵的安裝位置確定，不能調(diào)整。TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)采用橫流式冷卻系統(tǒng)，為偶遇平衡軸末端的冷卻液泵驅(qū)動(dòng)齒輪經(jīng)齒形帶驅(qū)動(dòng)冷卻液泵。外嚙合齒輪式機(jī)油泵安裝在油底殼內(nèi)，由曲軸通過(guò)機(jī)油泵驅(qū)動(dòng)鏈輪和機(jī)油泵傳動(dòng)鏈驅(qū)動(dòng)，機(jī)油壓力由限壓閥進(jìn)行限壓。平衡軸的轉(zhuǎn)動(dòng)大大減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。平衡軸安裝于曲軸箱內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系中有一條油道將從汽缸蓋收集來(lái)的機(jī)油潤(rùn)滑平衡軸傳動(dòng)鏈。鏈傳動(dòng)中有張緊裝置和導(dǎo)向裝置。（2）曲軸為了增強(qiáng)曲軸強(qiáng)度，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，在曲軸上加大了止推軸肩的寬度，同時(shí)，為了增大曲軸的裝配強(qiáng)度，位于中間的三個(gè)軸承蓋用螺栓連接在曲軸箱上。第一道活塞環(huán)為矩形環(huán)，第二道活塞環(huán)為鼻形環(huán)，第三道為組合油環(huán)。（圖 33）19 / 39圖 33 曲柄連桿機(jī)構(gòu)1活塞連桿瓦； 2螺栓；3環(huán)形托架；4 梯形連 桿；5連桿的軸承蓋；6發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的傳感器輪；7活塞的軸承蓋；8 用螺栓跟曲軸箱進(jìn)行連接（1）活塞TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)活塞具有能滿足缸內(nèi)直噴增壓及分層燃燒的特殊形狀，與承載高壓的柴油機(jī)一樣，第一道活塞環(huán)槽帶活塞環(huán)支承座。（2）依納 INA 凸輪軸調(diào)節(jié)系統(tǒng)TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸配備了德國(guó)依納公司的依納氣門(mén)正時(shí)器（下稱正時(shí)器）。（1）氣門(mén)組排氣門(mén)為充鈉排氣門(mén)，進(jìn)、排氣門(mén)與氣門(mén)座的接觸面具有耐磨涂層，氣門(mén)彈簧的彈力較大。高強(qiáng)度的鑄鐵材料滿足了 TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)高機(jī)械負(fù)荷和高熱負(fù)荷的要求。氣缸體。TSI 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)如表 。 發(fā)動(dòng)機(jī)主要配備的車型有（1）一汽大眾邁騰轎車（2）一汽大眾速騰轎車（3）上海大眾新帕薩特（4）上海大眾途觀17 / 39 采用了全新的 BOSCH 電控系統(tǒng)，發(fā)揮了缸內(nèi)直噴技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。兩者的結(jié)合，改善了起步加速，也具有充足的后勁，相對(duì)來(lái)說(shuō)動(dòng)力損耗減低到最小。圖 3