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【摘要】在对能源和环保要求日趋严格的今天,即使是多点燃油喷射这样的技术也不能满足人们的要求了,于是更为精确的燃油喷射技术诞生,那就是缸内直喷技术。本文简单介绍缸内直喷TSI发动机的概念,分析TSI发动机的原理和优点,并结合大众车系的迈腾1.8TSI和奥迪A6l轿车的故障实例阐述其诊断方法。
【关键词】缸内直喷 TSI发动机 故障诊断
随着汽车工业的发展,汽车电子技术、新能源技术及检测维修技术逐渐成为汽车技术的新热点,各大汽车厂家纷纷推出直喷汽油机,如大众公司的TSI(均质燃烧)、通用公司的SIDI(点燃式缸内直喷)、宝马公司的HPI(高压直喷)、三菱公司的GDI(汽油缸内直喷)等。
本文就大众的TSI发动机为话题,系统的介绍了TSI发动机的发展和在现今汽车上的运用,以及对于TSI发动机在检修方面的一些经验
一、TSI发动机的概述
(一)TSI的含义
TSI中的T表示双增压,即涡轮增压(Turbocharger)和机械增压(Supercharger)、S表示分层喷射(Stratified)、I表示直喷(Injection)。不过,国内生产的1.4T发动机则取消了机械增压和分层燃烧,仅保留了涡轮增压和缸内直喷。大众1.8/2.0 TSI中的"TSI"则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,通过字母表面意思可以理解为涡轮增压+分层燃烧+缸内直喷的意思,国内则省掉了分层燃烧。
(二)TSI发动机的应用与发展
FSI和TSI发动机是德国大众研发的具有世界领先技术的发动机。所谓FSI发动机,通俗讲,就是缸内分层直喷汽油发动机,它的特点是将空气与汽油喷射的结合达到分层直喷和分层燃烧的"精细"程度,达到用油最少、最合理和燃烧最充分,从而实现动力的最大化和用油的最少化。而TSI发动机则是将增压技术与FSI技术有机结合起来,其核心就是把增压技术与汽油直喷技术结合。目前,FSI和TSI发动机已经广泛运用到奥迪、迈腾、斯柯达等车型上,成为大众的主流发动机。
二、 TSI发动机的技术分析
(一)TSI发动机的优点
1.节省燃油
2.减少废气排放
3.提升动力性能
4.减少发动机振动
5.喷油的准确度提高
6.发动机更耐用
7.各缸工作不均匀性改善
8.良好的瞬态效应
(二)TSI发动机的工作原理
TSI发动机是把燃油以极高的压力(100bar以上)通过高压油嘴直接喷入缸内。传统的发动机的空燃比是14.7:1,也叫理想空燃比。而TSI发动机喷入的燃油浓度非常稀。理论情况下是不能燃烧的。为了实现稀薄燃烧从而达到省油的目的,从而利用了点燃浓混合气引燃稀混合气,这个浓混合气就是在火花塞附近的混合气。利用活塞顶部的ω形设计,保证火花塞附近的混合气较浓,配合精确地点火时间,从而达到在燃油浓度很低的情况下发动机的正常运转。
三、TSI典型故障的诊断和排除
迈腾1.8TSI发动机怠速抖动
(一)故障现象
发动机怠速时抖动明显(700r/min~1800r/min)。
询问车主:车辆在正常行驶时一切正常,只有在等红灯时或发动机回到怠速时,发动机明显抖动。经测试,在冷车时怠速基本正常,但是当热车回到正常怠速时故障现象明显。路试一起正常,动力无明显变化
(二)故障诊断
首先用诊断仪VAS5051读取控制单元的故障存储:
1.在发动机控制单元内故障存储
(1)1Fault found
(2)00022-Bank1:CMP Sensor(G40)/Engine Speed Sensor(G28):Incorrect Correlation。
凸轮轴位置传感器G40和曲轴位置传感器G28位置关系错误。
2.在ABS控制单元内故障存储
(1)01314-Engine Control Module。
(2)013-Check DTC Memory-Intermittent。
检查发动机故障存储器-偶发故障。
3.在自动变速器控制单元内故障存储
(1)1Fault found
(2)01314-Engine Control Module。
(3)013-Check DTC Memory。
检查发动机故障存储器。
其次,检查火花塞和缸压。火花塞未见异常。使用专业工具VAG1763测量缸压,缸压检测结果
维修手册规定缸压范围在1.1~1.4MPa(11~14bar)。
这个缸压过高的原因有两个方面:
①积碳等原因导致燃烧室容积变小。
②配气或增压等原因导致进气量过大。
根据故障存储的含义:凸轮轴位置传感器G40和曲轴位置传感器G28位置关系错误,分析故障产生在配气方面的可能性较大,于是用VAS5051示波器功能了G28与G40的相位波形。结果发现车辆的配气相位在怠速时提前调整太大,从而是车辆在怠速时进气门提前开启,进气量太大,导致进气波动和气缸压力高故障。
根据波形分析,故障点应该出现在进气凸轮轴调整上,首先用VAS5051执行元件诊断功能测试N205电磁阀没有问题,进一步拆解进气凸轮轴内部的液压滑阀时发现滑阀有轻微拉伤。至此,确定故障点,更换了新的液压滑阀后,故障排除。
(三)故障原因分析
液压阀卡滞引起凸轮轴角度提前,进而进气门提前开启,进气量增大,导致缸压过高,进气波动致使车辆怠速不稳。
参考文献
[1] 李伟主编.新型直喷、混合动力发动机构造原理与故障排除.机械工业出版社.2011
[2]马巧林主编.汽油缸内直喷技术的研究现状及技术难点
[3]孙勇,王燕军,王建昕.缸内直喷式汽油机的研究进展及技术难点
[4]百度百科
【关键词】缸内直喷 TSI发动机 故障诊断
随着汽车工业的发展,汽车电子技术、新能源技术及检测维修技术逐渐成为汽车技术的新热点,各大汽车厂家纷纷推出直喷汽油机,如大众公司的TSI(均质燃烧)、通用公司的SIDI(点燃式缸内直喷)、宝马公司的HPI(高压直喷)、三菱公司的GDI(汽油缸内直喷)等。
本文就大众的TSI发动机为话题,系统的介绍了TSI发动机的发展和在现今汽车上的运用,以及对于TSI发动机在检修方面的一些经验
一、TSI发动机的概述
(一)TSI的含义
TSI中的T表示双增压,即涡轮增压(Turbocharger)和机械增压(Supercharger)、S表示分层喷射(Stratified)、I表示直喷(Injection)。不过,国内生产的1.4T发动机则取消了机械增压和分层燃烧,仅保留了涡轮增压和缸内直喷。大众1.8/2.0 TSI中的"TSI"则代表着Turbo Fuel Stratified Injection,通过字母表面意思可以理解为涡轮增压+分层燃烧+缸内直喷的意思,国内则省掉了分层燃烧。
(二)TSI发动机的应用与发展
FSI和TSI发动机是德国大众研发的具有世界领先技术的发动机。所谓FSI发动机,通俗讲,就是缸内分层直喷汽油发动机,它的特点是将空气与汽油喷射的结合达到分层直喷和分层燃烧的"精细"程度,达到用油最少、最合理和燃烧最充分,从而实现动力的最大化和用油的最少化。而TSI发动机则是将增压技术与FSI技术有机结合起来,其核心就是把增压技术与汽油直喷技术结合。目前,FSI和TSI发动机已经广泛运用到奥迪、迈腾、斯柯达等车型上,成为大众的主流发动机。
二、 TSI发动机的技术分析
(一)TSI发动机的优点
1.节省燃油
2.减少废气排放
3.提升动力性能
4.减少发动机振动
5.喷油的准确度提高
6.发动机更耐用
7.各缸工作不均匀性改善
8.良好的瞬态效应
(二)TSI发动机的工作原理
TSI发动机是把燃油以极高的压力(100bar以上)通过高压油嘴直接喷入缸内。传统的发动机的空燃比是14.7:1,也叫理想空燃比。而TSI发动机喷入的燃油浓度非常稀。理论情况下是不能燃烧的。为了实现稀薄燃烧从而达到省油的目的,从而利用了点燃浓混合气引燃稀混合气,这个浓混合气就是在火花塞附近的混合气。利用活塞顶部的ω形设计,保证火花塞附近的混合气较浓,配合精确地点火时间,从而达到在燃油浓度很低的情况下发动机的正常运转。
三、TSI典型故障的诊断和排除
迈腾1.8TSI发动机怠速抖动
(一)故障现象
发动机怠速时抖动明显(700r/min~1800r/min)。
询问车主:车辆在正常行驶时一切正常,只有在等红灯时或发动机回到怠速时,发动机明显抖动。经测试,在冷车时怠速基本正常,但是当热车回到正常怠速时故障现象明显。路试一起正常,动力无明显变化
(二)故障诊断
首先用诊断仪VAS5051读取控制单元的故障存储:
1.在发动机控制单元内故障存储
(1)1Fault found
(2)00022-Bank1:CMP Sensor(G40)/Engine Speed Sensor(G28):Incorrect Correlation。
凸轮轴位置传感器G40和曲轴位置传感器G28位置关系错误。
2.在ABS控制单元内故障存储
(1)01314-Engine Control Module。
(2)013-Check DTC Memory-Intermittent。
检查发动机故障存储器-偶发故障。
3.在自动变速器控制单元内故障存储
(1)1Fault found
(2)01314-Engine Control Module。
(3)013-Check DTC Memory。
检查发动机故障存储器。
其次,检查火花塞和缸压。火花塞未见异常。使用专业工具VAG1763测量缸压,缸压检测结果
维修手册规定缸压范围在1.1~1.4MPa(11~14bar)。
这个缸压过高的原因有两个方面:
①积碳等原因导致燃烧室容积变小。
②配气或增压等原因导致进气量过大。
根据故障存储的含义:凸轮轴位置传感器G40和曲轴位置传感器G28位置关系错误,分析故障产生在配气方面的可能性较大,于是用VAS5051示波器功能了G28与G40的相位波形。结果发现车辆的配气相位在怠速时提前调整太大,从而是车辆在怠速时进气门提前开启,进气量太大,导致进气波动和气缸压力高故障。
根据波形分析,故障点应该出现在进气凸轮轴调整上,首先用VAS5051执行元件诊断功能测试N205电磁阀没有问题,进一步拆解进气凸轮轴内部的液压滑阀时发现滑阀有轻微拉伤。至此,确定故障点,更换了新的液压滑阀后,故障排除。
(三)故障原因分析
液压阀卡滞引起凸轮轴角度提前,进而进气门提前开启,进气量增大,导致缸压过高,进气波动致使车辆怠速不稳。
参考文献
[1] 李伟主编.新型直喷、混合动力发动机构造原理与故障排除.机械工业出版社.2011
[2]马巧林主编.汽油缸内直喷技术的研究现状及技术难点
[3]孙勇,王燕军,王建昕.缸内直喷式汽油机的研究进展及技术难点
[4]百度百科