帕萨特B5轿车发动机故障诊断(1)

帕萨特 B5 轿车发动机起动故障诊断 专业 专业 汽车服务工程汽车服务工程 班级 班级 200801 姓名 姓名 陈元昌陈元昌 青岛理工大学汽车与交通学院青岛理工大学汽车与交通学院 二二 一一年一二月一一年一二月 目 录 1 汽车发动机工作原理 1 1 1 发动机工作原理 1 1 2 汽车发动机分类 2 2 帕萨特 B5 发动机的组成 2 2 1 电子喷射系统的工作原理及优点 4 2 2 空气供给系统 5 2 3 燃油供给系统 5 2 4 电子控制系统 7 3 帕萨特 B5 轿车介绍 8 3 1 帕萨特 B5 轿车整车介绍 8 3 2 帕萨特 B5 轿车发动机介绍 8 3 3 帕萨特 B5 轿车发动机的技术优势 10 4 帕萨特 B5 轿车发动机不能起动故障分析 12 4 1 帕萨特 B5 轿车起动时发动机不运转 12 4 2 帕萨特 B5 轿车起动时发动机运转有异响但不着火 13 5 帕萨特 B5 轿车发动机不能起动故障案例 15 1 帕萨特帕萨特 B5 轿车发动机起动故障诊断轿车发动机起动故障诊断 帕萨特 PASSAT B5 轿车是德国大众汽车公司研发生产的第五代新车型 该车与奥迪 A4 轿车共用一个底盘 上海大众汽车有限公司于 1999 年底引进生 产的上海大众帕萨特 B5 轿车 是在德国 1996 年问世的帕萨特 B5 型轿车基础 上改进而成的 1 汽车发动机工作原理 1 11 1 发动机工作原理发动机工作原理 汽车发动机是靠燃料在发动机气缸内燃烧从而对外输出功率 发动机是将 某一种形式的能量转换为机械能的机器 其功用是将液体或气体的化学能通过 燃烧后转化为热能 再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力 发动机 是一部由许多结构和系统组成的复杂机器 其结构形式多种多样 但由于基本 工作原理相同 所以其基本结构也大同小异 发动机的总体结构图如 1 1 所示 图 1 1 发动机的总体结构图 2 1 21 2 汽车发动机分类汽车发动机分类 发动机是汽车的动力来源 曾经用过的发动机有蒸汽机 电动机 内燃机 现代汽车大多数使用内燃机 现在也有小部分开始采用电动机 汽车内燃机是 燃料直接在气缸内燃烧 使热能转化为机械能 通过传动机构驱动车辆行驶的 动力装置 按不同的方式 可对内燃机进行分类 1 按活塞运动方式分类 可分为往复活塞式和旋转活塞式 2 按所用的燃料分类 根据所用的燃料不同 常见的发动机可分为汽油发动 机 简称汽油机 和柴油发动机 简称柴油机 两种 汽油机以汽油为燃料 柴油 机以柴油为燃料 近年来 由于世界能源紧缺和对环保要求的不断提高 人们 十分重视发动机代用燃料的研究 甲醇 乙醇 液化石油气等作为在发动机上 得到应用 故又有甲醇 乙醇 液化石油气发动机 而在一些汽车发动机上 则同时以汽油和液化石油气作为燃料 称双燃料发动机 3 按燃料方式供给方式分类 可分为化油器式汽油机 将汽油和空气在化 油器内混合为可燃混合气 再进入气缸燃烧作功 和直接喷射式汽油机 汽油 直接喷入气缸或进气管内 同空气混合成可燃混合气燃烧作功 4 按发动机工作循环分类 可分为二冲程和四冲程发动机 5 按冷却方式分类 根据冷却方式不同 发动机可分为水冷式和分冷式两 种 水冷式发动机以水为冷却介质 风冷式发动机以空气作为冷却介质 汽车 发动机多为水冷式 6 按气缸数分类 发动机只有一个气缸的称单缸发动机 有 2 个以上气缸 的称为多缸发动机 广泛使用的为四缸 六缸和八缸电动机 7 按进气系统是否采用增压方式分类 内燃机按照进气系统是否采用增压 方式可以分为自然吸气式 非增压式 发动机和强制进气式 增压式 发动机 汽油机常采用自然吸气式 现代汽车发动机通常采用往复活塞式 四冲程 水冷式 多缸汽油机 图 1 2 为四缸汽油电喷发动机的基本结构图 3 2 帕萨特 B5 发动机的组成 汽油发动机一般由两大机构和五大系统组成 即由曲柄连杆机构 配气机 构 燃料供给系 润滑系 冷却系 点火系和起动系组成 柴油发动机由以上两大 机构和四大系统组成 即由曲柄连杆机构 配气机构 燃料供给系 润滑系 冷却系和起动系组成 柴油机是压燃的 不需要点火系 1 曲柄连杆机构 它由机体组 活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成 该机构主 要由汽缸体 汽缸盖 活塞 连杆曲轴和飞轮等机件组成 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 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 飞轮释放能量又把曲轴 的旋转运动转化成活塞的直线运动 图 1 2 四缸汽油电喷发动机的基本结构图 空气滤清器 纸质滤芯 空气流量计 凸轮轴 节温器 散热器 齿形皮带 曲轴 交流发电 机 机油泵 集滤器 机油 起动机 蓄电池 飞轮 曲轴位置传感器 转速 进气歧管 三元催化净化器 汽油滤清器 节气门控制部件 燃油分配管 进气软管 点火线圈 水套 排 气 门 点火开关 至消声器 进 气 门 喷油器 火花器 活塞 机油滤清器 电控单元 ECU 接汽油泵 水泵 4 2 配气机构 它由气门 气门弹簧 凸轮轴 挺杆 凸轮轴传动机构等组 件等组成 配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程 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 3 燃料供给系统 化油器式由汽油箱 汽油泵 汽油滤清器等组成 电控 燃油喷射式由空气供给系统 燃油供给系统和电子控制系统组成 汽油机燃料 供给系的功用是根据发动机的要求 配制出一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 柴油机燃料供给系的功用是 把柴油和空气分别供入气缸 在燃烧室内形成混合气并燃烧 最后将燃烧后的 废气排出 4 点火系统 传统式由蓄电池 发电机 点火线圈 断电器 火花塞等组 成 普通式和传统式点火系统类似 只是用电子元件取代了断电器 电子点火 式全部是全电子点火系统 完全取消了机械装置 由电子系统控制点火时刻 包括蓄电池 发电机 点火线圈 火花塞和电子控制系统等 功能 在汽油 机中 气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的 为此在汽油机的气缸盖上装有 火花塞 火花塞头部伸入燃烧室内 能够按时在火花塞电极间产生电火花的全 部设备称为点火系 5 冷却系统 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 冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散 发出去 保证发动机在最适宜的温度状态下工作 6 润滑系统 它由机油泵 集滤器 限压阀 油道 机油滤清器等组成 润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油 以实现液体 摩擦 减小摩擦阻力 减轻机件的磨损 并对零件防腐防锈 密封 及清洗和 冷却的作用 7 起动系统 它由起动机及其附属装置组成 要使发动机由静止状态过渡 到工作状态 必须先用外力转动发动机的曲轴 使活塞作往复运动 气缸内的 可燃混合气燃烧膨胀作功 推动活塞向下运动使曲轴旋转 发动机才能自行运 转 工作循环才能自动进行 因此 曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始 自动地怠速运转的全过程 称为发动机的起动 完 5 8 成起动过程所需的装置 称为发动机的起动系 2 12 1 电子喷射系统的工作原理及优点电子喷射系统的工作原理及优点 要提高发动机的动力性 燃油经济性和降低排放污染 就必须根据汽车运 行工况的变化精确控制供往汽缸的混合气浓度 传统的化油器存在诸如易发生 气阻 结冰 节气门响应不灵敏等现象 在多缸发动机中供油不均 引起工作 不稳 不利于大功率设计 电控喷射 EFI 系统能实现混合气浓度的 即空燃 比 高精度控制 比化油器式汽油机供给系统和 K 型 KE 型汽油喷射系统有明 显的优越性 因为电子控制的灵活性和电脑强有力的综合处理能力 使电控系 统能够根据发动机运行工况和运行环境的变化 如起动 暖机 怠速 加速 满负荷 部分负荷 滑行 环境湿度 海拔高度和燃油品质等 实现最佳空燃 比控制及最佳点火提前角控制 以优化发动机各种运行工况 从而取得良好的 皆有和排气净化等效果 电控燃油喷射工作原理如图 2 1 所示 电控燃油喷射系统的形式多样 但 其组成相同 都是由三个子系统组成 空气供给系统 燃油供给系统和控制系 统 该系统利用各种传感器检测发动机的各种状态 经电脑的判断 计算 使 发动机在不同工况下均能获得合适浓度的可燃混合气 电子控制喷油系统是通 过空气流量计 歧管绝对压力传感器或节气门位置传感器来检测发动机进气量 电子控制单元根据各种传感器的信号进行判断 计算 修正控制喷油器喷油的 持续时间 使发动机获得该工况下运行所需的最佳可燃混合气浓度 2 22 2 空气供给系统空气供给系统 空气供给系统的功用是为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常功能工 作时的进气量 系统工作原理如图 2 2 发动机工作时 空气经空气滤清器过 滤后通过空气流量计 L 型 节气门体进入进气总管 再通过进气歧管分配 给各缸 节气门体中设有节气门 用以控制进入发动机的空气量 从而控制发 动机的输出功率 负荷 在节气门体的外部或内部设有与住进气道并联的旁 通怠速进气通道 并有怠速控制阀控制怠速时的进气量 在 L 型电控燃油喷射系统中 图 2 2a 流经怠速控制阀的空气首先进过 空气流量计测量 而在 D 型喷射系统中 图 2 2b 绝对压力传感器测量的是 6 进气管内的绝对压力 流经怠速控制阀的空气也在检测范围之内 怠速控制阀 有 ECU 直接控制 2 32 3 燃油供给系统燃油供给系统 燃油供给系统的功用是供给喷油器一定压力的燃油 喷油器则根据电脑指 令喷油 电子控制系统燃油供给系统空气供给系统 冷启动喷油器 正时开关 传感器统 冷却液温度 传感器 空气温度传 感器 节气门位置 传感器 启动开关信 号 氧传感器 点火信号 发动机转速 ECU 电子控制元件 燃油喷射 体积控制 空气流量计 或 进气歧管压力 传感器 油箱 油箱 燃油滤清器 冷启动喷油器 压力调节器 喷油器 空气滤清器 空气流量计 节气门体 空气阀 进气总管 进气歧管 气缸 L EFI D EFI 图 2 1 汽油机电控燃油喷射系统的组成图 7 燃油供给系统原理如图 2 3 所示 电动燃油泵将汽油自油箱内吸出 经滤 清器过滤后 由压力调节器调节 通过油管输送给喷油器 喷油器根据电脑指 令向进气管喷油 输油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱 燃油泵一般装在 油箱内 喷油器由电控制 有些发动机上还装有冷起动喷油泵 冷起动喷油泵 安装在进气总管上 仅在发动机低温起动时喷油 以改善发动机的低温起动性 能 图 2 2 L 型与 D 型进气系统原理图 空气滤清器空气流量计节气门体进气总管 怠速控制 ISC 阀 进气歧管 a L 型 b D 型 空气滤清器节气门体进气总管进气歧管 怠速控制 ISC 阀 进气管绝对压力传感器 油箱电动燃油泵燃油滤清器压力调节器 喷油管 低压回油管 图 2 3 燃油供给系统原理图 8 2 42 4 电子控制系统电子控制系统 在电控燃油喷射系统中 喷油量的控制是最基本的也是最重要的控制内容 其原理如图 2 4 所示 ECU 根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本的喷油时间 喷油量 再根据其它传感器 如冷却液温度传感器 节气门位置传感器等 对喷油时 间进行修正 并按最后确定的喷油时间向喷油器发出指令 使喷油器喷油 通 电 或断油 断电 3 帕萨特 B5 轿车介绍 3 13 1 帕萨特帕萨特 B5B5 轿车整车介绍轿车整车介绍 上海帕萨特 PASSAT B5 轿车在原德国 PASSAT B5 轿车的基础上 在 B 柱 上加长了 100mm 从而提高了行驶稳定性和舒适性 新车的开发过程中 优先 考虑的是轻量化 因此 新车型的整车重量比老款的 PASSAT B4 约减轻了 40Kg 图 2 4 控制系统原理图 发动机转速感应塞 感应塞 其它传感器 喷油量 基本喷油量 修正喷油量 空气流量计或进气 管绝对压力传感器 ECU 9 新车型的车身外形设计采用了大量弧线 其流线的车身具备了良好的空气 学特性 使整车的风阻系数达到了 0 28 奥迪 A4cd 0 29 桑普的 cd 0 36 新车型装备全新的 1 8 9 2KW ANQ 水冷直列四缸四冲程五气门恒流电子控 制多点喷射汽油发动机 该发动机采用了双顶置凸轮轴 三进二排的五气门可 变进气系统 可变凸轮轴的配气相位控制 使发动机的性能大为提高 表 3 1 给出的是 PASSAT B5 轿车的动力系数性能参数 3 23 2 帕萨特帕萨特 B5B5 轿车发动机介绍轿车发动机介绍 1 取消了中间轴 机油泵由曲轴通过链条直接驱动 简化了缸体的结构 表 3 1 PASSAT B5 轿车的动力系数性能参数 发动机水冷 直列四缸 四冲程 五气门电喷发动机 缸径 行程 82 5mm 86 4mm 排气量 2771cc 压缩比 10 1 1 最大功率 140kw 6000rpm 驱动方式前轮驱动 3200rpm 最大扭矩 260N M 3200rpm 2 进排气管设置在缸体两侧 进气管加长截面积增加 提高了充气量 使 功率和扭矩增大 3 在油底壳上加装了一个油位 油温传感器 油底壳采用铝合金散热性能 好 4 控制单元采用 MOTRPNIC3 8 3 多点顺序喷射 5 空气流量采用热模式空气流量计直接测量 在空气流量计内没有流动件 因而不存在运动阻力 使空气流量计可靠性好精确度高 6 节气门控制阀体 既为传感器又为执行器 直接在节气门上控制减少发 生漏气的可能 7 取消分电器 点火正时有控制单元控制 凸轮轴前段增加隔板转子 带 霍尔传感器 用来识别第一缸的位置 10 8 曲轴上装有一个 60 齿的触发轮 其中缺少 2 齿用来识别 1 缸和 4 缸的 位置 用于产生曲轴转角信号 比分电器产生的曲轴转角信号更加准确 9 装有独立点火线圈 直接安装在火花塞上 取消了高压线 点火线圈内 带放大器 10 装有 2 个爆震传感器 控制爆震的能力更强 11 发动机内齿形皮带采用自动涨紧轮 12 采用 4 孔喷油嘴比单孔喷油嘴的雾化效果更好 13 发动机皮带采用自动涨紧轮 14 采用双凸轮轴 凸轮轴采用空心结构 减轻了重量 15 装有硅油离合器 当温度高于 55 C 时自动运转 减轻发动机的负荷 16 排气门头部内部充钠 钠在大约 970 C 时成为液体 有良好的散热 效果 17 对固定缸盖的螺栓孔加套 增加缸盖的强度 为了提高充气系数 每 个气缸设有 5 个气门 每个气缸各有 3 个进气门 2 个排气门 提高了发动机的 性能 3 33 3 帕萨特帕萨特 B5B5 轿车发动机的技术优势轿车发动机的技术优势 上海帕萨特 PASSAT B5 轿车上装备的 ANQ 型发动机采用了非常先进的没 气缸五气门技术 图 3 1 有三个进气门和二个排气门 三个进气门使气缸 能够充分进气 并且排列的位置错开 同时 打开的时间也不同 中间的进气 门先打开 使发动机吸入的新鲜空气产生漩涡 减速和优化了混合气的雾化 提高了发动机的功率和扭矩 图 3 1 ANQ 五气门发动机 11 1 可变长度进气管 ANQ 发动机中有一个具有双进气道的进气歧管 双进 气歧管的设计特点是能够在长进气道和短进气道之间进行切换 如图 3 2 所示 长进气道可以对气缸进行最优化的配气 从而在低速范围内产生高扭矩 短进 气道可以在高速范围内获得较高的输出功率 该装置由发动机控制单元 J220 直接控制进气歧管压力变换阀 N159 在通过真空装置执行的 2 可变气门正时的原理 如图 3 3 可变气门正时的原理图所示 发动机在 低速时 进气管内的空气流量较小 进气阀必须较早的被关闭 这样可以使燃 油 空气混合物不会被活塞在向上运动时压进进气歧管 发动机在高速时进气歧 管的 图 3 2 可变长度进气管 图 3 3 可变气门正时原理图 12 流量很大 使混合气在活塞向上运动时还能不断的进入气缸 所以进气阀可以 晚一些关闭 具有可变气门正时的发动机中 进气阀的关闭可以根据发动机的 转速进行调节 在低速抵挡行驶中提高高扭矩 节省燃油并降低废气的排放 在高速行驶时提高功率和高扭矩的输出 在不进行气门调节时 链条的上部较 长而下部较短 进气阀关闭的迟从而使发动机在高速时产生高功率 通过链条 的张紧装置 使其在运动中缩短上部链条并加长下部链条 由于排气凸轮受到 正时皮带制约不能转动 从而使进气凸轮偏转一个角度 较早的关闭进气门 使发动机在中低速范围内能产生高扭矩 可变气门正时调节是由发动机控制单元 J220 控制可变气门正时阀 N205 调节进入可变气门调节器的机油来实现的 如图 3 4 所示 图 3 4 可变气门调节器 13 4 帕萨特 B5 轿车发动机不能起动故障分析 要满足发动机正常起动工作所涉及的范围很广 主要存在以下两个方面 一是起动时发动机不运转 二是起动时发动机运转 有异响 但不着火 4 14 1 帕萨特帕萨特 B5B5 起动时发动机不运转起动时发动机不运转 此类现象主要有以下几个方面引起 1 电瓶桩头松动或腐蚀 2 蓄电池过度放电或损坏 3 起动马达出现故障 起动电源线路出现故障 4 点火开关无电源 点火开关 50b 信号不可靠 5 点火开关至起动机信号线路出现故障 6 发动机有发卡或抱死的现象等 当其起动车辆的时候 如果只能听到轻微的 咔哒 声或连续发出 嗒 嗒 嗒 说明蓄电池没有足够的电力开启起动马达 检查蓄电池电力是否充足 一般是在发动机不起的情况下 把点火开关旋转到 ON 位置 打开雨刮器 如果雨刮器比平时慢很多 那很有可能是电瓶桩头松动或蓄电池过度放电损坏 如果电瓶电源充足起动线路正常 在起动马达的时候有明显的 咔嗒 响声 这有可能是发动机发卡或抱死现象 应用专用工具转动发动机曲轴或凸轮轴 看发动机是否有发卡或抱死现象 当起动车辆的时候没有听到任何声音 这意 味着起动马达没有工作 说明前面说的某个环节出现了问题要进行全面检查 4 24 2 帕萨特帕萨特 B5B5 起动时发动机运转有异响但不着火起动时发动机运转有异响但不着火 针对该现象我们要做的三听 1 发动机有无异响 2 气缸压缩声音是否正常 3 燃油泵工作是否正常 如果发动机起动时运转无异响 气缸压缩声音正常 对于电控发动机应用故障解码仪对相关电气系统进行故障查询和数据读取 发 现有引起不能着火的故障必要时优先排除 比如防盗系统是否锁止 转速及霍 尔信号 水温传感器信号等数据是否在规定范围内 如果气缸压缩声音不正常就要进行如下步骤的检查 1 检查正时皮带是否打滑 错齿所引起的配气相位不对 2 用内窥镜检查发动机气门积碳是否过多 14 3 检查配气机构机械部分有无故障 4 必要时检查机油压力是否过高 引起气门关闭不严 如果燃油泵未工作就要检查如下几个方面 1 检查燃油泵供电电路及搭铁线路 如果线路正常就要考虑燃油泵是否损 坏 2 如果没有供电电压就应检查供电电路 燃油泵继电器 保险以及 J220 输出信号 如果以上全都正常应该从如下几个方面入手检查 1 检查燃油供给系统的燃油压力 燃油品质和喷油器的喷油状况是否良好 2 检查各缸压力 正常缸压不小于 7 5bar 偏差不小于 3bar 3 检查发动机的点火系统看火花塞有无火花产生 还是有火花但却很微弱 4 检查进排气系统是否顺畅 进气管道是否存在有漏气现象 5 检查控制系统 J220 是否有输出信号 如图 4 1 为起动时发动机运转 有异响 但不着火检查树形图 图 4 1 起动时发动机运转 有异响 但不着火检查树形图 检查 电流 电压 及桩 头是 否松 动 以上正常 不运转 起动发动机 看发动机是否运转 器 运转 检查 1 紧固 桩头 2 测量 电瓶电 压必要 时充电 或更换 发动 机有 无异 响 气缸 压缩 声音 是否 正常 燃油 泵是 否工 作 用解 码仪 检查 相关 系统 三听 有异响 要诊断 排除发 动机机 械方面 的故障 1 检查正时 机构配气 相位 2 气 门积碳是 否过多 3 检查机油 压力是否 过高导致 气门关闭 不严 1 检查燃油 泵供电线 路及电压 正常说明 起动机损 坏 2 没电 压则要查 供电线路 及燃油泵 继电器 对相关电 器系统进 行故障查 询和数据 读取 如 有必要时 要先进行 排除 检查 起动 电源 及起 动信 号 50b 正常 则是 气动 马达 出现 故障 异常则 要检查 1 起动 电源线 路 2 检查点 火开关 电源及 50b 信 号 发动 机机 械故 障 转动发 动机看 有无发 卡或抱 死现象 检测结束 1 检查燃油压力 燃油质量及喷油器的喷油是否良好 2 检查各缸气压 正常缸压不小于 7 5bar 偏差不大于 3bar 3 检查发动机的点火系统 看火花塞有无火花产生 4 检查进排气系统是否顺畅 进气管道有无漏气现象 5 检查控制系统 J220 是否有输出信号 15 5 帕萨特 B5 轿车发动机不能起动故障案例 故障故障 1 1 冷车起动困难 冷车起动困难 一辆帕萨特 B5 GLi 型轿车 冷车起动不着车 但起动机运转正常 用脚轻 踩油门踏板 连续起动几次 可将发动机起动 利用 08 功能对数据块进行检查 未发现其他异常情况 经询问驾驶员 了 解到该车已行驶 2 万公里没换过空气滤芯 打开空气滤清器 只见滤芯粘满尘 土 将其更换并对进气管路进行了清理 再次用 V A G1552 清除故障码 根 据对故障现象的分析 可能是空气流量计热膜上粘附了粉尘造成进气质量信号 失准所致 用压缩气体对热膜清洁后 故障排除 故障故障 2 2 仪表故障导致发动机不能起动 仪表故障导致发动机不能起动 一辆帕萨特 B5 GSi 型轿车 停放了一段时间后 发动机起动时只能维持运 16 转 2s 之后便自行熄火 根据故障现象 很明显可以看出车辆是进入了防盗状态 但电子防盗装置 指示灯却没有闪亮 由于该车型的防盗控制单元与组合仪表合为一体 首先使 用故障诊断仪 V A G1552 进入地址词 17 然后进入 02 功能查询故障 在诊 断仪没有查到故障的情况下 考虑到钥匙可能被外界磁场消磁 判