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1、途观1.8TSI发动机结构组成及常见故障诊断摘要：汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏一一发动机技术的进步显得更受关注。这就要求我们要对发动机的组成和原理有肯定深度的相识。通过本课题的要就让我们弄懂途观1.8TSI发动机的组成和基本工作原理，另外还介绍了该型发动机的常见故障及诊断思路。关键词：途观1.8TSI发动机；结构组成：直喷原理：故障诊断一、概述（一）TSI发动机的含义及技术特点1、TSI发动机的含义TSI（Turbo-chargingSuper-chargingInjeCtiOn）缸内直喷涡轮增压汽油机。2、该TSl发动机的技术特性D发动机限制策略采纳基于扭矩限制。2）增压器在发动机
2、停止后有独立冷却系统。3）具有电子超速回流限制，防止增压器损坏。4）连续可变进气配气相位（曲轴转角60度），令油耗降低，提高功率。5）链条传动。寿命长，终身免换，牢靠性远远高于以前的齿带传动。（二）大众途观1.8TSI发动机的外形及基本参数1、途观1.8TSI发动机的外形介绍如图1所示。图1途观发动机的外形图12、途观1.8TSI发动机的性能参数如表1、图2所示。/嚏观性能参数鳄字CEACGii排量1.1.7981.984功率KW118147扭矩Nm20280缸住mm82.582.5仃桂mm84.192.8Jtfc缩比9.69.6ROZ97/9397警僻点火装置FSIFSI忠火侬次1-3-4-
3、21-3-4-2箴宸限是是增压是是施严否否号簪世是是SF1是是那仝否否图2途观的速度特性曲线图2二、大众途观1.8TSI发动机的组成（一）曲柄连杆机构曲柄连杆机构如图3所示，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴E轮组等组成。功能：曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，E轮释放能量乂把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。图3曲柄连杆机构1、曲轴曲轴由经过感应淬火
4、的钢材制成。为了达到内部的一个最佳平衡，它拥有五个轴承和八个配重。为了改善曲轴箱的刚性，内部的三个主要轴承的轴承盖是用螺钉垂直地拧紧固定，侧面也是用螺钉跟曲轴箱连接的。曲轴卜面的五个半轴承盖拥有一个润滑槽，并且可以通过不同厚度的半盖对曲轴进行径向调整。轴向间隙的调整通过间轴承中的轴向轴承盖进行。2、连杆连杆如2.0升的TFSI-发动机中的一样，是脉冲式连杆。为了更好地进行力的安排，连杆头设计成梯形的，并且活塞连杆瓦是用黄铜合金制成的。上面的轴承盖和卜面的轴承盖是用不同的材料材料制成的，为了保持高的力度等级，这里的上盖是深颜色的，是由一种有阻抗的材料制成的。3、活塞跟2.()升的TFSl-发动机
5、完全一样，这里上面的活塞部分运用的也是个环形托架。另外还保留了活塞套的轻型结构，以及石墨涂层，这样就能达到一种许久的耐用性，一种高度安静的运行和一种微小的摩擦损失。活塞头新的造型为产生一种最佳的匀称混合起到了重要的作用。4、齿轮模块曲轴向各种不同的限制链条进行力的输送是通过一个齿轮模块来进行的。曲轴螺栓起到了个连接的作用，即锲形唇皮带的皮带盘和齿轮模块跟曲轴之间的连接，这样一来，全部三个元件都固定地，并且相互地连接起来了。除此之外，为了增加接触面积，在全部三个元件的侧面都装有齿轮，使它们相互啮合在起，这样就能够用个小直径的部件来传送个大的扭矩了。曲轴末端上的齿轮可以将个高的曲轴扭矩传送给限制驱
6、动的装置.在全部的侧面齿轮上都插入了一个宽齿，这样，对于全部的三个元件来说都是只具有一个唯一可以安装的位置了。5、缸体途观1.8TSI发动机缸体如图4所示。图4发动机缸体4(二)配气机构配气机构的功用是依据发动机的工作依次和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。它主要由进气门、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成，结构如图5所示。图5配气机构途观采纳了双顶置凸轮轴(DOHC),凸轮轴干脆驱动摇臂，省去了挺柱和推杆，使往复运动质量大大减小，因此适用于高速发动机。但正是传动机构困难，且为拆装缸盖造成肯定困难。顶置双凸轮轴即为进、排气
7、门各为一根轴限制。其罩盖用铝合金浇铸而成。进气阀门和排气阀门都由滚子凸轮随动件驱动。塑料盖子旋转后可以打开，其作用是在不拆缸头的状况下，拆卸缸盖螺栓。增压机跟废气弯管一起组成了一个单元，在其下侧借助于一条夹紧板固定在气缸头上，这样的话，拆和装都便利。在吸气侧上有一个连接接头，是用于连接曲轴箱排气管道的，另外一个是用于连接排放出之于燃油槽的油气的。增压机是用水进行冷却和用油进行涧滑的。增压机包括电磁阀门N75,它是用来限制增压压力的，还有相应的过压阀门以及循环空气的阀门N249o它拥有个装在增压机压力接管出口处的谐振消音器，它的存在能够减小由于压力脉冲而产生的噪音。增压机的结构如图6所示。图6增
8、压机组成图（三）燃油供应系统汽油机燃料供应系的功用是依据发动机的要求，配制出肯定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去。燃油供应系统是由一根输送燃油的真空管道一个高压泵，个高压燃油安排管道和四个喷油嘴组成的，如图7所示。真空安排器管道不仅具有个真空传感器，还有个过压，或者叫做回流的阀门。须要的燃油压力由发动机限制器进行计算，限制器通过一个PwM-的信号来限制装在燃油储罐中的电动泵J538,使得在真空循环中产生出所须要的压力在4Bar-8Bar之间。6图7燃油系统的组成图图8燃油高压泵的位置图如图8所示，燃油高压泵是通过装在排气凸轮轴末端上的一个四边形的凸轮来驱动的
9、，如图8所示。凸轮轴是通过一个滚柱推杆来驱动泵的活塞，这样的话就削减了摩擦由链条输送的力。这样得到的效果是：磨损小，发动机的运行安静度高，产生的噪音小，以及降低了燃油的消耗。在高压循环系统中取消了过压阀J,取而代之的是装在机械泵中的个调整阀门，这个阀门在200Bar的压力下起先开启，并且将燃油送回到真空循环中去，这样就阻挡了零部件因为过压而可7能造成的损坏了，尤其是在发动机加热以后的推动阶段和工作阶段。燃油安排器管道运用不锈钢材料制成的，是在真空的状况下将燃油输送到喷油阀门中去的。高压循环系统中的压力是通过调整阀门N276进行调整的，这个阀门是在机械高压泵中的。高压循环系统中的压力可以依据发动
10、机的负荷存在于50-150Bar之间。发动机限制器通过压力传感器G247能够识别到每个时间点的，安排器管道中的压力，调整阀门N276可以对其进行调整，使其跟高压循环中的系统压力相匹配。压力传感器N247可以在200Bar以下的压力范围内进行调整。喷油嘴示意图如图9所示。图9喷油嘴示意图1径向补偿件；2-燃烧室密封环：3-喷嘴；4-隔离环；5-0型环；6-支撑环(四)点火系统点火系统的功用是按规定时刻刚好点燃气缸中的压缩混合气。由曲轴位置传1感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器、电控单元(ECM)、点火线圈、火花塞等组成。电脑依据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器以及其他传感器的信号计算出最佳点火时
11、刻和通电时间，限制点火线圈的初级电路导通及截止，从而点燃各缸的混合气，同时利用爆燃传感器对缸体的爆燃状况进行分析，从而提高点火系统的限制精度。途观的点火方式为单缸独立点火，点火依次为1-3-4-2,每个缸有独立的点火线圈。点火系统的主要部件如图10所示。8图10点火系统组成图I-爆震传感器：2-带功率输出级的点火线圈：3-火花塞：4-螺栓；5-螺栓：6-霍尔传感器G40；7-0形圈（五）冷却系统冷却系统组成：水冷式由水套、水泵、散热器、风扇、节温器等组成。风冷式由风扇和散热片等组成。功能：冷却系的功用是将受热零件汲取的部分热量刚好散发出去，保证发动机在最相宜的温度状态卜工作。这个冷却循环是依据
12、横流原理进行工作的。冷却液从冷却器流到冷却液泵中，然后再由泵送入发动机组，如图11所示。跟其他充电的燃油发动机一样，这里的冷却循环也有一个电动泵V51,用于冷却液再循环的。这个泵对调整好的发动机的增压机的过热进行爱护，并且阻挡了聚集在透平轴上的油发生焦化。电动泵是由发动机限制器限制的，当发动机停止以后，它最多能工作15分钟。在这个操作阶段，泵将冷却液泵入相反的方向，即从冷却器到增压机。图11冷却液循环图图12冷却系统原理图从冷却器中出来的冷却液通过泵送入发动机组，如图12所示。冷却液从发动机组的吸入侧流向排放侧，同时冲淋着气缸。接着将冷却液送入气缸头，并且从排放侧到吸入侧对其进行冷却。变热了的
13、冷却液聚集在个室内，然后送往冷却液泵，这其中有衡热器。依据这个测量点上的冷却液温度，将冷却液送到冷却器中进行冷却（节温器自95摄氏度时开启），或者是干脆进入泵（节温器关闭）-通过发动机组中进行运行的一个小沟槽将一部分的冷却液送至油的冷却器，这个油的冷却曙是装在协助机架上的。在气缸头E轮那侧的末端，也有一部分10的冷却液送至加热装置的热交换器和冷却液的平衡罐。冷却液泵，冷却液的温度传感器G62和恒温器都是属于一个共同的模块的。这个模块装在发动机外壳上的进气管道下面，是用螺钉固定的。吸气侧上的平衡轴通过一个皮带驱动装置来驱动冷却液泵，所运用的两个传动轮的作用产生了个变速比，并因此而降低了转速，这个
14、转速差不多跟曲轴的转速持平。为了达到这个变速比，冷却液泵的传动轴上运用了一个直径较大的驱动轮，在这个轴上还有一个跟驱动轮焊接在一起的翼形齿轮。这个翼形齿轮担当了风机的功能，并能给皮带驱动装置引入空气和冷却。这个带皮带驱动装置的冷却系统是不须要保养的。不过，节温器，温度传感器和皮带的罩盖都是可以单独地进行更换的。为了保证节温器正确的安装位置，在外壳上装有一个中心销。（六）润滑系统组成：由油底壳、机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器、曲轴箱通风系统等组成。油盘结构如图13所示。图13油盘示意图油盘是以尽可能地紧凑为目的进行设计的，这样就能减小了发动机的结构高度。这个目标是通过变更曲轴箱中平衡轴
15、的安装位置才得以达到的。油盘是由三部分组成的：油盘的上面部分，它是由一种铝合金材料制成的，并且是用螺钉跟曲轴箱连接起来的，作为曲轴箱的协助加固以及油泵的底座，油盘的密封是在跟曲轴箱连接的连接侧上，通过运用种液态的密封剂来完成的。要拆下油盘的上面部分时必需先拆下飞轮，这样才能接触到双侧的螺钉。油盘的中间部分是由聚酰胺材料制成的，油盘的上面部分就是用螺钉固定在它上面的。这个中间部分的作用是为了防止油盘中的油进水。油盘的下面部分，是由钢板制作的。为了保证密封，这个零件是在是运用一种液态密封材料的状况下跟油盘的上面部分用螺钉连接在起的。油盘的下面部分集油，并通过一个排放螺钉进行排油。油泵装在油盘的上方
16、，是用螺钉固定的，是由曲轴通过一个链条驱动装置来驱动的。泵中的油压调整是通过一个调整阀门进行的。这个阀门在循环中能够保持个恒定的压力，它是由个金属活塞和个调整弹簧构成的，如图14所示。它调整BYT发动机的压力是3.5Bar（对于BZB-发动机是调整到2. 9Bar的）。个由一个金属球和个调整到IIBar的调整弹簧构成的平安阀门，对这个系统的过压进行爱护，尤其是对它的冷启动进行爱护。图14机油泵示意图油过滤器是装在协助机架上的，是用螺钉固定的，并且可以从发动机的上侧接触到过滤器。对于己经装入的，并且已经用螺钉固定好了的油过滤器，从油冷却器里出来的，带着压力的油涌流着通过过滤器。由于所存在的油压，
17、过滤器内部的回流阀门开启,如图15所示,这样，经过过滤的油就能够流回到发动机的润滑循环中去了。在更换过滤器时，机架中的聚酰胺材质的锁芯开启，随着锁芯的开启，一根回流管也开启了，这样，尚留在油过滤踹中的聚集起来的油能够流回到油盘中去了。必需将过滤器拧下来才能进行更换，在完全取下过滤器之前要等待2-3秒钟，避开有流出来的油进入发动机。图15机油流向图三、缸内直喷技术（一）缸内直啧概念缸内直喷又称FSI（FuelStratifiedInjection）,即燃料分层喷射技术。喷油嘴设置在进排气门之间，高压燃油干脆注入燃烧室平顺高效地燃烧，缸内直喷所宣扬的是通过匀称燃烧和分层燃烧实现了高负荷、尤其是低负
18、荷下的燃油消耗降低，动力还有很大提升的一种技术。（二）缸内直啧原理通过高压燃油泵供应所需的100bar以上的压力，将汽油供应应位于汽缸内的电磁喷射器，如图16所示。然后通过ECU限制喷射器将燃料在最恰当的时间I二脆注入燃烧室，其限制的精确度接近亳秒，其关键是考虑喷射器的安装，必需在汽缸上部留给其肯定的空间。由于汽缸顶部已经布置了火花塞和多个气门，已经相当紧凑，所以将其布置在靠近进气门侧。由于喷射器的加入导致了对设计和制造的要求都相当的高，假如布置不合理、制造精度达不到要求导致刚度不足甚至漏气只能得不偿失。另外FSI引擎对燃油品质的要求也比较高，途观TSI发动机必福运用97号汽油且建议运用上海大
19、众生产的汽油添加剂。此外，FSI技术采纳了三种不同的注油模式，即分层模式、均质希混合气模式、均质混合气模式。图16缸内直喷结构图1、分层模式发动机低速或中速运转时采纳分层注油模式，如图17所示。此季节气门为半开状态，空气由进气管进入汽缸撞在活塞顶部，由于活塞顶部制作成特别的形态从而在火花塞旁边形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时，少量的燃油由喷射器喷出，形成可燃气体。这种分层注油方式可充分提高发动机的经济性，因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞四周须要形成浓度较高的油气混合物外，燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可，而FSI使其及志向状态特别接近。图17分层注油模式示意图2、均质稀混
20、合气模式进气及分层充气相同，节气门大开，此时进气歧管翻板关闭。燃油约在点火上止点前300时喷入（吸气行程）空燃比约=1,55。混合气形成可用时间较长。燃烧发生在整个燃烧室内，点火时间可自由选择。如图18所图18均质希混合气模式示意图153、均质模式节气门依据油门踏板的位置来打开，进气歧管翻板依据工作点来打开或关闭。该模式在中等负荷和转速范围时是关闭的。喷油、混合气形成和燃烧及均质稀混合气模式是一样的，空燃比=1,如图19所示。图19匀称模式示意图四、常见故障诊断（一）诊断工具配备有上海大众专用仪器VS5052,如图20所示。图20VAS5052A外观图16(二)常见故障诊断流程图图21发动机不
21、能起动诊断流程图（三）常见故障案例分析1、故障案例一故障现象：途观1.8TSI发动机运转至热车后怠速只有400rpm,踩卜油门踏板就可以复原到正常的怠速转速。发动机排放灯及EPC灯同时点亮。故障检修过程，1、用电脑检测发动机的故障代码无故障。2、清洗了节气门后重新匹配进行试车故障未解除。3、读取发动机数据组140组发觉怠速高压压力为69bar压力很不稳定并且持续波动，找来了相同车型的车进行了数据对比发现正常的压力为39.33bar到40bar波动，由此该怀疑该车是由于上述缘由造成，进而检查该车汽油供应系统进行了逐一排查先后检查了高压油泵、汽油格及汽油泵，及同样车型的高压油泵进行互换试车还是存在
22、这个故障，于是拆下汽油滤清器进行检查发觉该车的汽油滤清器里面的燃油特别脏，所以就怀疑是油品问题造成的故障，我们确定拆下油箱中的汽油泵进行检查，发觉汽油泵上的滤网粘满了黑黑的东西，汽油泵的滤网已经堵塞，在进行了上述检查后做了更换汽油泵、清洗油箱、更换汽油滤清楷的修理方案，在安装好后对发动机的140组的数据进行读取，数据复原正常值，经过段时间的试车后故障未出现，故障解除。（以上故障时由于车子在加油站加了品质特别恶劣的燃油造成）。数据如图22所示。图22故障案例1数据图故障解除：更换汽油泵、清洗油箱、更换汽油滤清器。2、故障案例二故障现象：途观2.OT定速巡航失效，仪表板显示里程位置出现感叹符号，同
23、时发动机EPC灯亮起，车辆加速无力！一般简单出现的时间是早上第一次启动时，在车辆定速后比较简单出现。故障检修过程：用5052A诊断仪检查发动机限制单元故障是：节气门踏板位置传感器开关B电路性能范围（静态）。1：节气门位置传感器B是在节气门位置，用5O52A读取节气门位置传感器的数据流未发觉异样数据流正常；2：依据修理手册检查节气门到发动机限制单元线路未发觉异样。3：更换节气门限制单元试车故障未消退；4:经过插拔节气门线束插头后用5052A检查发动机限制单元故障节气门踏板位置传感器开关B电路性能范围（间歇式）处理节气门插脚，然后清除故障后经过试车，但是故障并未解除。经过分析在经过拔插节气门限制单
24、元插头后故障变为偶发故障而且更换过新的节气门限制单元故障应当是出现在发动机线束上而，更换发动机线束后经过试车故障未出现，故障解除。数据如图23所示。图23故障案例2数据图故障解除：更换发动机线束后经过试车故障未出现，故障解除。】9结束语本设计的完成是在蒋老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺当的进行、从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了蒋老师许多的珍贵时间和精力，在此向蒋老师表示诚心地感谢！导师严谨的治学看法，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！这次论文写作，不仅熬炼了自己的写作实力，也使理论学问的学习和实习中的实践相结合，增加了对发动机整体的相识。通过及老师的沟通，对论文的修改使我了解到目前自己的不足，在今后的学习工作过程中要接着熬炼。再次感谢蒋老师对我的大力帮助和教育。20参考文献1大众途观修理手册J.上海大众汽J车公司出版，20192大众途观用户手册J.上海大众汽车公司出版，20193陈博伟.上海大众途观发动机培训教材M.2019.74关文达.汽车构造第三版M.北京：机械工业出版社，20195张德军.汽车电子限制系统原理及检修M.北京：机械工业出版社.201921
