桑塔纳2000型轿车发动机的故障_诊断与维修-职业学院毕业论文

包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 包头职业技术学院车辆工程系包头职业技术学院车辆工程系 毕业综合技能训练任务书毕业综合技能训练任务书 课题课题 桑塔纳桑塔纳 20002000 型轿车发动机的故障型轿车发动机的故障 诊断与维修诊断与维修 学生姓名 班级 学号 起止日期 指导教师 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 1 摘 要 随着世界汽车整车产业的发展，汽车运用技术不断成熟，人们对 汽车的性能要求不断的提高，特别在发动机方面最为突出，人们大多 喜欢采用节能环保的车型， 针对这一发展趋势汽车生产商必须在这一 方面下大功夫，桑塔纳 2000 的发动机就是其中的一部分，而发动机 在汽车节能和环保方面起到了重要作用。桑塔纳 2000 型轿车采用了 电子控制燃油喷射系统,提高了发动机的功率,降低了油耗,减轻了排 气污染的程度,同时还获得了良好的起动、怠速、加速及大负荷的工 作性能。但是发动机的结构复杂了,成本昂贵,维修技术要求高。为此 本文通过对桑塔纳 2000 发动机的元件介绍，分析故障和诊断排除。 关键词：发动机常见故障故障诊断与分析 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 2 目目 录录 1 1 前言前言.3 2 2 概述概述.4 2.1 现状.4 2.2 内容.4 2.3 意义.4 3 桑塔纳桑塔纳 2000 发动机发动机.6 3.1 概述.6 3.2 发动机构造6 3.3 发动机工作原理.8 4 桑塔纳桑塔纳 2000 发动机的故障诊断与维修发动机的故障诊断与维修.9 4.1 发动机的故障诊断技术9 4.2 发动机的常见故障11 4.3 曲轴飞轮组的结构与维修.19 5 桑塔纳桑塔纳 2000 发动机的故障诊断与实例发动机的故障诊断与实例.25 总结总结27 参考文献参考文献28 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 3 1 前前 言言 发动机是汽车的心脏，40%的汽车故障来源于此，所以高效、准确的对发动 机进行故障分析并排除是汽车检修和维护的一项重要工作。 发动机是复杂的机电设备，由机、电、液等不同的子系统组成。因此，要求 各个子系统和机构之间协调配合， 任何一个部分或几部分工作不良或相互影响时 都会造成故障的发生。 因此在发动机不解体的情况下， 对所发生的故障做出及时、 准确的判断是非常必要的。 通常的故障分析方法是根据故障征兆和故障原因之间 的因果关系推理得到的，但对于具有复杂结构的发动机来说，这种因果关系一般 并不是确定的一一对应的映射关系，而是表现为随机性和不确定性。导致这种不 确定性的原因有多种，主要因素是诊断对象的复杂性、测试手段的局限性、知识 表达的不精确等。当发动机表现出某一具体故障时，有可能是从一种故障状态向 另一故障状态的过渡或者是多种故障交替存在的结果， 很难确切地判断出真正故 障发生的部位。本设计首先介绍汽车发动机故障诊断技术的发展情况，然后分析 桑塔纳 2000 汽车发动机的构成和性能，在此基础上，对发动机不同部位的故障 分析方法和常用的一般分析方法进行分析，最后针对几种发动机的常见故障，给 出具体的故障排除方法。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 4 2 概述概述 2.1 现状现状 汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器（AT)、机械无 级自动变速器 （CVT)、 电控机械自动变速器 （AMT)、 双离合器自动变速器 （Dual Clutch Transmission-DCT） 。目前轿车普遍使用的是 AT，AT 几乎成为自动变速 器的代名词。 AT 是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传 递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是 AT 最重要的部件，它 由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。因而对汽车维修 人员的技术要求越来越高，对维修设备的科技含量要求越来越高，对故障诊断与 分析的方法要求也越来越高。为了及时发现和排除故障，各国都纷纷投入大量的 人力、物力对汽车发动机故障诊断进行研究、开发。桑塔纳 2000 作为一款经典 的车型，其故障诊断技术已日益趋于完善。 2.2 内容内容 本课题的研究对象是桑塔纳 2000 的变速器，在本课题中，桑塔纳 2000 的变速器的构成和性能将得到详细的介绍，并在此基础上介绍变速器的诊断技 术， 结合桑塔纳 2000 在日常使用中的故障，总结出桑塔纳 2000 的变速器常见故 障，最后将介绍几种常见的桑塔纳 2000 的变速器故障诊断实例。 2.3 意义意义 驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展 方向。 装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯 注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱，在汽车中起到至关重要的作用， 其运行状态的好坏直接影响到整个汽车的安全性和可靠性。 随着汽车发动机工作 性能的不断完善，自动化程度的不断提高，再加上工作环境的恶劣，使其故障发 生的概率也越来越大，并且其诊断难度也在提高。变速器故障诊断技术是伴随着 变速器技术不断进步而逐步完善的过程。 变速器由过去单一的机械结构为主体的产品到目前已机、电、液相结合的 复杂的产品，使其故障诊断问题发生了质的变化。产品结构复杂化、系统功能多 样化、 控制自动化以及显示信息智能化都成为变速器故障诊断过程中值得注意而 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 5 且必须考虑的关键问题。 为了改变和突破变速器故障诊断已经验和技艺为主的传 统观点，已现代故障诊断理论和技术为基础，建立科学、系统、合理、完善的变 速器故障检测诊断系统，已成为目前汽车变速器故障检测诊断行业的必然要求。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 6 3 桑塔纳桑塔纳 2000 变速器变速器 3.1概述概述 上海桑塔纳 2000 系列轿车发动机为四冲程、四缸直列、自然吸气、火花塞 点燃、二气门、电子控制喷射系统（2000GLi、2000GSi 型）水冷式发动机。 发动机是一种动力源。发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。 燃油发动机的作用是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能， 再把热能通过膨胀转 化为机械能，对外输出动力。 3.2 发动机构造发动机构造 自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组 成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部 分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制 阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿 轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。 1、液力变矩器 液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用 与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。 它利用油液循环流动过程中动能的变 化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在 一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。 2、变速齿轮机构 自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮 式两种。采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数 车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。 变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 7 自动变速器 行星齿轮机构， 是自动变速器的重要组成部分之一， 主要由于太阳轮 （也 称中心轮） 、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速 的机构， 速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现 的。在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因 而实现了动力换挡。 换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件 的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越 离合器等组成。 离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主 动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越 离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一， 其作用和多片式离合器及制动器基 本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本 元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。 3、供油系统 液力自动变速器内部结构 自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组 成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 8 器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为 自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的 液压油。油压的调节由调压阀来实现。 4、自动换挡控制系统 自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速 度， 按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油 路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动比，从 而实现自动换挡。 自动变速器 自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压 （电子） 控制两种。 液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的， 阀门和油路设置 在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所 不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。 在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制 的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡 系统。 5、换挡操纵机构 自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的 操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制 系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压 自动控制原理或电子自动控制原理， 按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执 行机构的工作，实现自动换挡。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 9 3.3 发动机工作原理发动机工作原理 如图 3-1 所示： 图 3-1 气缸示意图 自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置 或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作， 自动换 挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合 和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位 的变换。 传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化， 自动变速 挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油 压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元 件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合 器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实 现自动变速。 电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而 形成的。 它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态， 接受驾驶员的指令， 并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号，通过 电磁阀控制液压控制装置的换挡阀， 使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的 油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 10 4 桑塔纳桑塔纳 2000 发动机的故障诊断与维修发动机的故障诊断与维修 4.1 发动机的故障诊断技术发动机的故障诊断技术 4.1.1 自动变速器结构复杂，故障形式也较多。在没有专用诊断设备时，可 通过观察和必要的试验等手段进行简易诊断。 1、汽车不能前进或倒退。 首先进行基本检查，包括外表是否漏油、线路连接是否可靠、各操纵 机购是否正常等，尤其要注意手动选档机构有无脱落，工作是否可靠等。 无异常时，应进行时间滞后试验，应有档位结合感觉。若以上正常， 则应检查油量、油质颜色等。油质检查，较准确的方法是卸下油店壳，若 池底壳及滤网上粘有金属屑、离合器碎片时，则应对变速器进行解体检修。 2、自动变速器打滑。 即前进或倒车时有滑转、起步或换档时，发动机出现空转现象。首先 检查油量、油质和颜色及节气门等操纵机构有无异常。若正常，可进行时 间滞后试验，时间滞后过长，说明变速器内部磨损严重，应解体修理。解 体前若能通过路试确定何种条件下有打滑现象，将使维修更具针对性。苦 时间滞后试验正常，可进行失速试验确诊。失速试验前应仔细检查发动机 的工作状况，如节气门能否全开、点火时刻等，防止将发动机无力误诊为 变速器打滑。 3、自动变速器换档规律不正确。 此故障原因很多，且故障率大，因此诊断和修理也较困难。首先进行 基本检查，特别应注意节气门阀操纵机构是否正常，再进行路试，确定不 能换入的档位、换档时的车速等是否符合规定。若四档自动变速器不上四 档时，还应检查超速档控制是否符合规定。若四挡自动变速器换不上四档 时，还应检查超速档控制开关和水温传感器的工作状况是否正常。 根据路试结果，再做油压试验。先检测调速器油压，油压结果正 常时，应通过失速试验检查液力变矩器。当油压低于标准值时，说明故障 不在变速器，只需拆下离心调速器修复。对于利用车速传感器产生车速信 号的（没有离心调速器），应检查传感器和有关电路是否正常。若上述正 常时，换档规律仍不正常，一般是因为主油路压力不正常引起的，可调整 调压阀或节气门阀操纵机构。若调整后仍不正常时，应检修或更换控制阀 体。 4.2 发动机的常见故障发动机的常见故障 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 11 4.2.1、自动变速器在使用过程中常见的故障有自动换档不良、换挡时冲击较 大、挂上档后不能行驶、挂入 P 位不能将车停稳、变速器打滑、升档迟缓、 跳档频繁等。自动变速器发生故障时，首先应对以下几项进行检查： 1、 自动变速器油量的检查（参见养护）。 2、 检查自动变速器油的质量：在检查自动变速器油的数量时， 同时检查自动变速器油的质量。若自动变速器油变色或有焦臭味，则应尽 快将汽车送到修理厂进行拆检。 4.34.3六大误区 误区 1 自动变速器车辆长时间停车时，换挡杆仍挂在 D 挡 装备自动变速器的车辆在等待通过信号或堵车时，一些驾驶员常将换 挡杆保持在 D 挡，同时踩下制动踏板，若时间很短，这样做是允许的。但 若停车时间长最好换入 N 挡（空挡），并拉紧驻车制动。因为换挡杆在 D 挡时，自动变速器汽车一般有微弱的前移，若长时间踩住制动踏板，等于 强行制止这种前移，使得变速器油温升高，油液容易变质，尤其在空调系 统工作时，发动机怠速较高的情况下更为不利。 误区误区 2 2 自动变速器车辆高速行驶或下坡时，把换挡杆拨在自动变速器车辆高速行驶或下坡时，把换挡杆拨在 N N 挡位滑行挡位滑行 有些驾驶员为了节油，在高速行驶或下坡时，将换挡杆拨到 N 挡滑行， 这很可能烧坏变速器。因为此时变速器输出轴转速很高，而发动机怠速运 转，变速器油泵供油不足，润滑状况恶化，而且对变速器内部的多片离合 器来说，虽然动力已经切断，但其被动片在车轮带动下高速运转，发动机 驱动的主动片转速很低，两者间隙又很小，容易引起共振和打滑现象，产 生不良后果。当下长坡确需滑行时，可将换挡杆保持在 D 挡滑行，但不可 使发动机熄火。 误区误区 3 3 在自动变速器在自动变速器 P P 或或 N N 以外挡位起动发动机以外挡位起动发动机 有些驾驶员在 P 或 N 以外挡位起动发动机，虽然发动机不能运转（因 为连锁机构保护，只能在 P 和 N 挡才能起动），但有可能烧坏变速器的空 挡起动开关。因为自动变速器上装有空挡启动开关。使得变速器只能在 P 或 N 挡才能起动发动机，避免在其他挡位误起动时使汽车立刻起步往前窜。 因此，起动发动机前一定要确认换挡杆是否在 P 或 N 挡。 误区误区 4 4 装备自动变速器或三元催化转换器的汽车用推动车辆法来起动装备自动变速器或三元催化转换器的汽车用推动车辆法来起动 发动机发动机 装备自动变速器和三元催化转换器的汽车因蓄电池缺电不能起动，而 采用人推或其他车辆拖动的方法起动，这是非常错误的。因为，采用上述 方法是不能把动力传递到发动机上，反而会损坏三元催化转换器。 误区误区 5 5 自动变速器车辆坡道停车时不使用驻车制动自动变速器车辆坡道停车时不使用驻车制动 装有自动变速器的汽车在坡上停车时，有些驾驶员只是使用 P 挡，而 不使用驻车制动，这样做极容易引发事故。因为虽然装有自动变速器的汽 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 12 车在 P 挡位设有的停车锁止机构一般是很少失效的，但一旦失效就会造成 意外事故。因此，在坡道停车时，还是应该使用驻车制动器。 误区误区 6 6 自动变速器汽车只要自动变速器汽车只要 D D 挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡起步，一直加大油门就可以换到高速 挡挡 有些驾驶员认为只要 D 挡起步，一直加大油门就可以换到高速挡，殊 不知这种做法是错误的。因为换挡操作应是“收油门提前升挡，踩油门提 前降挡”。也就是在 D 挡起步后，保持节气门开度 5%，加速到 40km/h，快 松油门，能提高到一个挡位，再加速到 75km/h，松油门又能提高一个挡位。 降低时按行车车速，稍踩油门，即回到低挡。但必须注意，油门不能踩到 底。否则，会强行挂入低速挡，可能造成变速器损坏。 总之，自动变速器汽车相对于手动变速器汽车而言，省去了离合器踏 板，不必频繁地踩踏板，使汽车驾驶变得简单、轻松。但若操作不当，会 人为地增加自动变速器的故障发生率，降低其使用寿命。正确使用自动变 速器，不仅可以避免或减少故障的发生，还会降低油耗，减少污染。 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 13 5 桑塔纳桑塔纳 2000 变速器的故障诊断实例变速器的故障诊断实例 下面是桑塔纳 2000 变速器的几个常见故障诊断分析实例，通过举例说明发 动机故障诊断、分析过程。 例例 1：故障现象： 一辆（俊杰）桑塔纳 2000，装配 01N 自动变速箱，因行驶无力、上坡无法 起步。到本厂维修。 笔者接车后，试车发现（因有时车主报修的问题与实际故障有出入）该车 不但有上述故障，而且挂挡还有很大冲击，路试变速箱根本没有自动换挡，拉到 一挡上坡才能起步。解码器读出 00652 号故障码意为“挡位监控到不可靠信号” ， 此码一般是变速箱内部打滑，电脑利用输入、输出传感器，挡位开关检测到当前 速比，并与电脑内设定速比相互比较后，计算出滑差过大而设置，数据流中显示 已锁在三挡，各电磁阀停止工作，油压升位最高，变速箱进入保护模式。 经检查 ATF 发黑有焦味，表明波箱内部已烧毁。 解体发现内部的 K3 挡磨擦 片严重烧毁，钢板拉伤。更换了有问题的磨搽片，钢板，活塞，滤网，清洗阀体， 变扭器，冷却器。装车路试后正常交车。 几天后，该车返厂，出现挂挡熄火故障，笔者试车，在挂 R 或 D 挡时冲击 过大并立即熄火。根本不能行驶。 众所周知，像此类故障多为发动机工作异常， 变速箱闭锁离合器， ，挡位开关及主要传感器故障引起 ，检查发动机无故障码， 数据流基本正常，怠速，加速平稳。开空调有提速，但不知挂挡是否有提速，人 为提高发动机转速，挂挡无好转，仪器检查 TCM 并未存储故障代码，因挂挡时 立即熄火无法提取挂挡过程中各项数据，给维修带来很大不便。 接着拔掉变速箱电磁阀线束，主油压升至最高，发动机却不熄火了，为什么 不熄火了呢？本以为此举已将故障范围缩小至变扭器，阀体，电控部分了！谁 知？做失速实验，发动机转速在标准范围内，变扭器无异响、漏油、发蓝等 现象。基本表明变扭器本身没有问题。再次清洗检查阀体，发现 N91（闭锁电磁 阀）内铝阀闭锁控制阀稍有磨损，动作卡滞，因此阀直接关系到变扭器工作 问题.于是更换此阀并对换 N91 和 N93（油压电磁阀） ，装车照样熄火，怀疑阀体 内部窜油，为确保万无一失先后更换了阀体、电脑。基本设定后，试车未果，维 修陷入困境。 面对如此问题，绝不能掉以轻心了!稍息片刻，缕清头绪再来分析，因该车 先后更换过电脑、阀体，变速箱已大修过，并无好转，说明问题不在部变速箱部 分 。但该车挂挡熄火时还伴有过大冲击。(因冲击直接影响入档时间)决定先从 冲击上入手维修，根据原理：除变速箱本身，底盘外（已检查） ，可能引起冲击 包头职业技术学院车辆工程系毕业论文 14 的还有发动机系统，因发动机电脑不易损坏，暂不做考虑。先重点检查各主要传 感器，检查了节气门位置传感器、水温传感器、点火系统、正时等基本正常。就 在读取空气流量计数据流时；发现该数据比其他同型车辆偏小=2.2g/s（正常车辆 怠速为 2.72.9g/s） ，但在维修手册规定范围内(2。0-5.0g/s).因担心非原厂解码器 |决定用万用表实测空气流量计.测试发现传感器竟然没有信号电压输出，电脑还 没有设置故障代码！实际空气流量计已损坏。更换原厂空气流量计后为 2.8g/s. 反复路试，变速箱入档、换挡、闭锁、全程平顺、利落，一切正常，故障完全排 出。 例 2：故障现象: 一辆桑塔纳 2000 俊杰轿车，搭载大众 AG4 01N 型电控自动变速器，用户反 映当变速器换挡杆挂入倒挡倒车时会突然感觉到变速器一振， 同时当换挡杆再挂 入 D 挡时也会感到剧烈地振动。 维修人员连接故障诊断仪 V.A.G1552 对变速器电子控制系统进行了检测， 结 果发现了“00293 025多功能开关 F125 未定义开关状态；01236 031自动 变速器换挡锁止电磁阀 N110 接地线断路/短路”2 个故障代码。根据故障码描述 的含义提示，他们先检查了与自动变速器控制系统相关的熔丝，结果发现 15 号 熔丝被烧断。经查阅该车相关线路图，得知 15 号熔丝为倒车灯、挡位指示灯及 换挡操纵杆锁止电磁阀熔丝。更换该熔丝后故障排除，换挡杆反复又重新挂入