⑴ 求一篇題目是《淺析現代汽車渦輪增壓器的原理及使用》的畢業論文,字數要求不少於5000字。
淺析現代汽車渦輪增壓器的原理及使用,原創的幫助你完成。
⑵ 渦輪畢業設計
前言
我國進入WTO以來,大量的進口汽車湧入國門,國
外先進的維修技術、維修工藝、維修觀念、管理模式等,
對我國汽車維修企業的發展與改革起到了很好的借鑒作
用,使得國內汽車製造維修技術上了一個新台階。我們身處在汽車維修行業如何應對日新月異的汽車維修技術,使自己不落後於時代,我個人認為只有不斷的學習充電,借鑒成功的經驗,樹立質量第一,用戶至上的服務意識,才能使自己真正的與時俱進。
渦輪增壓器故障原因分析及使用維護
摘 要:
裝有渦輪增壓的車輛已經越來越多了,也越來越多的被人們所知悉,他的好壞決定著現代汽車動力性,本文主要淺談凱迪拉克SLS車型 2.0T渦輪增壓的使用維護及簡單故障原因分析
關鍵字:渦輪增壓、使用維護、故障分析
一、引言:
隨著國民經濟的迅猛發展,我國汽車產量逐年增加,汽車保有量越來越多,2011年已達7400萬輛,車型也越來越復雜。尤其是高科技的飛速發展,一些新技術、新材料在汽車上得到廣泛應用,而渦輪增壓在汽車上的應用則賦予汽車更加強大的動力性,且渦輪增壓發動機的耗油量也並不比不增壓的發動機耗油量高多少。在汽車使用中,增壓器難免會有問題,而這將直接影響發動機的動力性,分析研究增壓器故障,現象,探索和研究增壓器的結構原因具有重大的現實意義。本文重點通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障,更好的使用和維護增壓器。
二、渦輪增壓的日常應用:
渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量,從而增加發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。渦輪增壓的英文名字為Turbo,一般來說,如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T,即表明該車採用的發動機是渦輪增壓發動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型,譬如奧迪A6的1.8T,寶來1.8T賽威2.0T等等
三、渦輪增壓的原理與類型
3.1分類
(1)廢氣渦輪增壓系統:這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了,其優點是增壓器與發動機無任何機械聯系,因此基本不會損耗發動機原有的功率。它是利用發動機工作所產生的高溫高壓廢氣推動渦輪高速運轉,從而帶動連到一根軸上的泵輪,泵輪將空氣加壓輸送到進氣歧管,增加了發動機進氣效率,可以提供更多的燃油完全燃燒,從而提高了發動機的功率,降低了燃油的消耗,同時由於燃燒條件的改善,減少了廢氣中有害物質的排放,增壓後發動機的功率可提高20%~40%左右。
(2)機械增壓系統:這個裝置安裝在發動機上並由皮帶與發動機曲軸相連接,從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉,從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優點是渦輪轉速和發動機相同,因此沒有滯後現象,動力輸出非常流暢。但是由於裝在發動機轉動軸裡面,因此還是消耗了部分動力,增壓出來的效果並不高。
(3)復合增壓系統:即廢氣渦輪增壓和機械增壓並用,機械增壓有助於低轉速時的扭力輸出,但是高轉速時功率輸出有限;而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出,但低轉速時則力不從心。發動機的設計師們於是就設想把機械增壓和渦輪增壓結合在一起,從而解決兩種技術各自的不足,同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上採用比較多,汽油機上採用雙增壓系統(復合增壓系統)的車型還比較少,大眾的1.4 TSI發動機(這款發動機兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉速時,由機械增壓提供大部分的增壓壓力,在1 500rpm時,兩個增壓器同時提供增壓壓力。隨著轉速的提高,渦輪增壓器能使發動機獲得更大的功率,與此同時,機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機械增壓通過電磁離合器控制,它與水泵集合在一起。在轉速超過3500rpm時,由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力,此時機械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發動機分離,防止消耗發動機功率)採用了了這一系統。其發動機輸出功率大、燃油消耗率低、雜訊小,只是結構太復雜,技術含量高,維修保養不容易,因此很難普及
(4)氣波增壓系統:利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統增壓性能好、加速性好但是整個裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車裡面,這里就不多做介紹了。
3.2原理
眾所周知發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由於輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處於最佳狀態,想再增加輸出功率,只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸內來增加燃料量,從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術條件下,渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓器是一種利用內燃機作功所產生的廢氣驅動空氣壓縮機,從而令機器效率提升的裝置。利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。如下圖所示:
首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上,然後增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,最後渦輪和泵輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好。
渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的泵輪,泵輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸,當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,泵輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。本文著重介紹凱迪拉克賽威 2.0T雙渦流增壓器的工作原理,如下圖所示:
可以使四缸發動機的1、4缸使用一條單獨排氣通道,而2、3缸使用另一條單獨的排氣通道,兩條通道在渦輪處會和,共同作用到渦輪上,以避免出現各缸之間的排氣壓力干擾,提高發動機低速時的渦輪增壓回應,減少渦輪遲滯的出現。排氣旁通閥控制是指通過改變排氣旁通閥開度,來控制渦輪增壓器渦輪轉速,然後控制進氣增壓的壓力變化。排氣旁通閥關閉,發動機廢氣全部作用到渦輪上,渦輪高速運轉,以實現進氣壓力的增加。排氣旁通閥打開,發動機廢氣部分通過渦輪,部分通過排氣旁通閥泄放掉,渦輪速度下降,泵輪速度隨之下降,進氣壓力穩定不再增加或減少,以防止增壓壓力過高損壞發動機。在車輛正常高速行駛時,進氣旁通閥關閉,進氣被渦輪增壓器增壓進入進氣歧管,進氣歧管保持高壓。車輛突然減速,進氣旁通閥打開,進氣歧管內高壓空氣通過進氣旁通閥形成內部循環,減少渦輪增壓器阻力,使得渦輪增壓器泵輪維持高速運轉,並減小因進氣阻力形成的噪音。重新加速後,因泵輪維持高速運轉,避免出現重新加速的遲滯現象。
四、渦輪增壓的使用與維護
凱迪拉克賽威車的渦輪增壓器,是利用發動機排出的廢氣驅動渦輪,它再怎麼先進也還是一套機械裝置,由於它工作的環境經常處於高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上,增壓器的轉速也非常高,因此為了保證增壓器的正常工作,對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法:
4.1汽車在起動時,高速空轉或突然加速會導致渦輪增壓器的軸承損壞,因此不能急踩加速踏板,應先怠速運轉三分鍾,這是為了使機油溫度升高,流動性能變好,從而使渦輪增壓器得到充分潤滑,然後才能提高發動機轉速,起步行駛,這點在冬天顯得尤為重要,至少需要熱車5分鍾以上。
4.2發動機長時間高速運轉後,不能立即熄火。原因是發動機工作時,有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的,正在運行的發動機突然熄火後,機油壓力迅速下降為零,機油潤滑會中斷,渦輪增壓器內部的熱量也無法被機油帶走,這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到軸承中間,軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉,這樣就會造成渦輪增壓器轉軸與軸套之間「咬死」而損壞軸承和軸。此外發動機突然熄火後,此時排氣歧管的溫度很高,其熱量就會被吸收到渦輪增壓器殼體上,將停留在增壓器內部的機油熬成積炭。當這種積炭越積越多時就會阻塞進油口,導致軸套缺油,加速渦輪轉軸與軸套之間的磨損。因此發動機熄火前應怠速運轉三分鍾左右,使渦輪增壓器轉子轉速下降,同時也降低了排氣歧管的溫度。此外值得注意的就是渦輪增壓發動機同樣也不適宜長時間怠速運轉,一般應該保持在10分鍾之內。
4.3選擇機油的時候一定要注意,由於渦輪增壓器的作用,使進入燃燒室的空氣質量與體積有大幅度的提高,發動機結構更緊湊、更合理,較高的壓縮比,使發動機的工作強度更高。機械加工精度也更高,裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發動機的內部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件,所以在選用渦輪增壓轎車車用機油時,就要考慮到它的特殊性,所使用的機油必須抗磨性好,耐高溫,建立潤滑油膜塊,油膜強度高和穩定性好,所以機油最好選用全合成機油、半合成機油等高質量潤滑油或者凱迪拉克原廠專用機油
4.4發動機機油和濾清器必須保持清潔,防止雜質進入,因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小,如果機油潤滑能力下降,就會造成渦輪增壓器的過早報廢。
4.5需要按時清潔空氣濾清器(另外注意:在空氣濾清器或空氣濾清器殼體已被拆下時,不要起動發動機),防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪,造成轉速不穩或軸套和密封件加劇磨損。
4.6需要經常檢查渦輪增壓器的密封環是否密封。因為如果密封環沒有密封住,那麼廢氣會通過密封環進入發動機潤滑系統,將機油變臟,並使曲軸箱壓力迅速升高,此外發動機低速運轉時機油也會通過密封環從排氣管排出或進入燃燒室燃燒,從而造成機油的過度消耗產生「燒機油」的情況。
4.7渦輪增壓器要經常檢查有沒有異響或者不尋常的震動,潤滑油管和接頭有沒有滲漏。
4.8渦輪增壓器轉子軸承精密度很高,維修及安裝時的工作環境要求很嚴格,因此當增壓器出現故障或損壞時應到指定的維修站進行維修,而不是到普通的修理店。
五、渦輪增壓的常見故障及原因分析
渦輪增壓器(見圖)利用發動機排出的廢氣驅動發動機主動葉輪,與主動葉輪同軸的從動葉輪也以同樣轉速轉動。怠速時,葉輪轉速約為12000r/min,當加速踏板踩到底時,葉輪轉速約為135000r/min,,因從動葉輪在發動機進氣端,故加大了進氣壓力和進氣量,避免發動機在較高轉速下進氣遲滯;能大幅度提高發動機功率和轉矩,且最大轉矩峰值呈平直線狀。
5.1故障原因
(1)增壓器突然停止運轉。其原因多為增壓器軸承損壞、轉子組燒壞,外界物將渦輪、泵輪葉片打壞而卡死等。
(2)增壓器渦輪或泵輪端「排油」。當增壓器轉子軸磨損嚴重,轉子軸密封環失去作用,或操作不當造成潤滑條件惡劣致使密封環磨損、拉傷而失效時,渦輪端或泵輪端會出現「排油」故障。渦輪端「排油」,會使排氣管、消聲器產生大量油污和積炭,增大排氣阻力,降低增壓器的轉速,使發動機動力下降;泵輪端「排油」,會使發動機進氣管道存有大量機油,機油消耗加大,進氣阻力增大,發動機動力便下降。
(3)增壓器振動劇烈且有雜訊。其主要原因是由於轉子軸嚴重磨損,使軸承間隙加大產生振動,渦輪與泵輪損壞或沾有油泥使轉子動平衡被破壞而產生雜訊和振動。若雜訊明顯表現出是金屬摩擦,則是泵輪或渦輪葉片與殼體碰擦。
(4)增壓器氣喘。因進氣系統堵塞,如空氣濾清器堵塞、進氣道油灰沉積等原因,造成發動機增壓壓力下降且產生較大波動,在增壓器泵輪端發出如氣喘的異響,伴隨發動機工作不穩,動力下降,排氣管冒黑煙。
(5)增壓器增壓力下降。進氣管道堵塞、軸承與軸磨損、渦輪或泵輪葉片變形或損壞、與殼體摩擦等均會造成增壓壓力下降。
5.2故障檢修
(1)外觀檢查觀察渦輪與泵輪以外排、進氣聯接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現象,特別要觀察增壓器「排油」現象是否嚴重。這點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。若該接頭處僅表現為輕微地滲油,仍屬正常現象。若此地漏油嚴重,表明增壓器已不能再使用。此外發動機停機後,用聽診器可以聽到增壓器轉子依靠慣性轉動的聲音,聲音若持續1min以上的時間,表明增壓器性能良好。
(2)壓氣機泵輪部分檢修拆卸壓氣機與進氣管道的連接,觀察壓氣機葉輪和泵殼的摩擦情況、漏油情況以及葉片的損壞情況。若發現葉輪與泵殼有摩擦,而泵殼摩擦部位附著物較堅固,表明泵輪內有損壞;如果發現是外來物損傷了泵輪,或者泵輪軸漏油現象嚴重,均應對增壓器進行維修。
(3)旋轉組件檢修若檢查渦輪與泵輪沒有明顯損壞,用手迅速轉動增壓器轉子,應該旋轉自如,無明顯的研磨雜訊和阻滯現象,否則表明軸已燒損。用千分尺檢查轉子軸軸向間隙以及渦輪端和泵輪端的徑向間隙,其值不得超過標准范圍。分解拆裝旋轉組件時,必須做好壓氣機葉輪、轉子軸及鎖緊螺母的相對位置記號。更換壓氣機葉輪要做動平衡試驗。安裝渦輪端和泵輪端兩密封環時,開口互成180o,相對中間殼進油口成90o。壓氣機葉輪鎖緊螺母要按規定扭矩擰緊。
(4)渦輪機渦輪部分檢修從渦輪機出氣口將排氣管道拆除,檢查渦輪葉片以及殼體摩擦情況、漏油情況和葉片損壞情況。若發現葉片與殼體有摩擦,而殼體上的附著物堅硬而牢固,可能是渦輪內有損壞,此時必須拆卸修理。若發現積油嚴重,則應觀察該油是從排氣系統帶來的,還是從渦輪中心排出的,若積油來自軸心且較嚴重,表明渦輪軸的密封環失效,應對增壓器拆檢維修。若積油來自排氣系統,而葉輪上積油較多,就將渦輪拆卸清洗
六、渦輪增壓維修實例
故障:發動機機油消耗高
車型:賽威 2.0T
故障現象:客戶反應說該車燒機油,拔出油尺一看已經到最底刻度線了,由於該車已經行駛了不到4000公里了,可以經行首次保養了,於是建議客戶首保後行駛1000公里再到我站檢查。行駛1000公里後到我站檢查發現確實少了近350毫升機油。
檢查分析:根據該車的具體結構分析,導致發動機機油消耗高的原因有5個:①氣門油封漏油。②活塞與氣缸筒密封不嚴。③曲軸箱強制通風PCV閥故障。④渦輪增壓器油封漏油。⑤發動機油底殼襯墊、油封等處泄漏。
圖1所示:渦輪增壓器未漏油
該車行駛里程很短,基本全新,外觀沒有漏油現象,說明所減少的機油是進入氣缸內消耗的。經檢查排氣管無明顯藍煙冒出的現象,然後拆開渦輪增壓中冷器的連接管,發現中冷器內壁很乾凈,根據以往經驗,如果渦輪增壓器(圖1)油封漏油,在中冷器內會積存大量機油,所以該發動機的渦輪增壓器油封沒有損壞。說明消耗機油的大部分在發動機內被加熱而變成了積炭,進而懷疑氣門油封泄漏。經拆下4隻噴油器用內窺鏡觀察進氣門,發現1缸進氣門的背面有很多積炭,由此判斷是1缸進氣門油封損壞。
故障排除:由於該車行駛里程很短,不大可能存在其它損壞,我們決定只更換16隻氣門油封,並採用了不拆氣缸蓋換氣門油封的方法。於是拆下氣門室罩和1-4缸火花塞,將曲軸轉動到第1缸壓縮行程上止點,拆下進排氣凸輪軸,向第1缸內充入壓縮空氣,更換了第1缸進排氣門油封,其它3缸依此類推。更換了全部進排氣門油封後,再將車輛交付用戶並電話跟蹤回訪,用戶反映該車在2次換機油保養之間未缺機油。
七、結束語
本文介紹了渦輪增壓器故障,現象,探索和研究了增壓器的結構原因,通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障原因、解決辦法,維修方式,以及如何正確使用、維護汽車渦輪增壓器,盡量避免增壓器的故障發生,延長使用壽命。
對於未來,隨著汽車對動力性的需求量逐漸增大,渦輪增壓的使用也會越來月頻繁,不僅是在貨車領域,在小汽車領域的的發展也將成為主流,而正確認識和使用渦輪增壓器也將是我們每個人都應該象英語與開車一樣被我們所接受。
八、致謝
由於本人水平有限,寫作能力不強,如果有不夠全面和深入的問題,請老師批評指正。
⑶ 關於汽車的畢業論文(6000字)
汽車ABS技術的發展趨勢研究 在汽車防抱死制動系統出現之前,汽車所用的都是開環制動系統。其特點是制動器制動力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動力的分配調節以及制動器的尺寸和型式有關。由於沒有車輪運動狀態的反饋信號,無法測知制動過程中車輪的速度和抱死情況,汽車就不可能據此調節輪缸或氣室制動壓力的大小。因此在緊急制動時,不可避免地出現車輪在地面上抱死拖滑的現象。當車輪抱死時,地面的側向附著性能很差,所能提供的側向附著力很小,汽車在受到任何微小外力的作用下就會出現方向失穩問題,極易發生交通事故。在潮濕路面或冰雪路面上制動時,這種方向失穩的現象會更加嚴重。汽車防抱死制動系統(Anti-lock Braking System簡稱ABS)的出現從根本上解決了汽車在制動過程中的車輪抱死問題。它的基本功能就是通過感測器感知車輪每一瞬時的運動狀態,並根據其運動狀態相應地調節制動器制動力矩的大小以避免出現車輪的抱死現象,因而是一個閉環制動系統。 它是電子控制技術在汽車上最有成就的應用項目之一,汽車制動防抱死系統可使汽車在制動時維持方向穩定性和縮短制動距離,有效提高行車的安全性。 一、ABS的工作原理 汽車制動時由於車輪速度與汽車速度之間存在著差異,因而會導致車輪與路面之間產生滑移,當車輪以純滾動方式與路面接觸時,其滑移率為零;當車輪抱死時其滑移率為100%。當滑移率在8%~35%之間時,能傳遞最大的制動力。制動防抱死的基本原理就是依據上述的研究成果,通過控制調節制動力,使制動過程中車輪滑移率控制在合適的范圍內,以取得最佳的制動效果。ABS系統硬體構成主要由感測器(包括輪速感測器、減速度感測器和車速感測器)、電子控制裝置、制動壓力調節器三大部分組成,形成一個以滑移率為目標的自動控制系統。感測器測量車輪轉速並將這一數據傳送至電子控制裝置上,控制裝置是一個微處理器,它根據車輪轉速感測器信號來計算車速。在制動過程中,車輪轉速可與控制裝置中預先編制的理想減速度的特性曲線相比較。如果控制裝置判斷出車輪減速度太快和車輪即將抱死時,它就發出信號給液壓調節器,液壓調節器可根據來自控制裝置的信號對制動器的卡鉗或輪泵的油壓進行控制(作用、保持、釋放、重新作用)。這一動作,每秒鍾能出現10次以上。 二、ABS技術的發展及應用現狀 基於制動防抱理論的制動系統首先是應用於火車和飛機上。1936年,德國博世公司(BOSCH)申請一項電液控制的ABS裝置專利,促進了ABS技術在汽車上的應用。汽車上開始使用ABS始於1950年代中期福特汽車公司,1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國航空公司的ABS裝置,這種ABS裝置控制部分採用機械式,結構復雜,功能相對單一,只有在特定車輛和工況下防抱死才有效,因此制動效果並不理想。機械結構復雜使ABS裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高。ABS技術在汽車上的推廣應用舉步艱難。直到70年代後期,由於電子技術迅猛發展,為ABS技術在汽車上應用提供了可靠的技術支持。ABS控制部分採用了電子控制,其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高,制動效果也明顯改善,同時其體積逐步變小,質量逐步減輕,控制與診斷功能不斷增強,價格也逐漸降低。這段時期許多家公司都相繼研製了形式多樣的ABS裝置。 進入90年代後,ABS技術不斷發展成熟,控制精度、控制功能不斷完善。現在發達國家已廣泛採用ABS技術,ABS裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達90%以上,轎車ABS的裝備率在60%左右,運送危險品的貨車ABS的裝備率為100%。ABS裝置製造商主要有:德國博世公司(BOSCH),歐、美、日、韓國車採用最多;美國德科公司(DELCO),美國通用及韓國大宇汽車採用;美國本迪克斯公司(BENDIX),美國克萊斯勒汽車採用;還有德國戴維斯公司(TEVES)、德國瓦布科(WABCO)、美國凱爾西海斯公(KELSEYHAYES)等,這些公司的ABS產品都在廣泛地應用,而且還在不斷發展、更新和換代。 近年來,ABS技術在我國也正在推廣和應用,1999年我國制定的國家強制性標准GB12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》中已把裝用ABS作為強制性法規。此後一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始採用ABS技術,但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識產權。 國內研究ABS主要有東風汽車公司、交通部重慶公路研究所、濟南捷特汽車電子研究所、清華大學、西安交通大學、吉林大學、華南理工大學、合肥工業大學等單位,雖然起步較晚,也取得了一些成果。在氣壓ABS方面,國內企業包括東風電子科技股份有限公司、重慶聚能、廣東科密等都已形成了一定的生產規模。液壓ABS由於技術難度大,國外技術封鎖嚴密,國內企業暫時不能獨立生產,但在液壓ABS方面也在做自主研發,力圖突破國外跨國公司的技術壁壘,已經取得了一些新的進展和突破。如清華大學和浙江亞太等承擔的汽車液壓防抱死制動系統(ABS)「九五」國家科技攻關課題,在ABS控制理論與方法、電子控制單元、液壓控制單元、開發裝置和匹配方法等關鍵技術方面均取得了重大成果。採用的耗散功率理論,避免了傳統的邏輯門限值研究方法的局限性,取得了理論上的突破,研發ABS成功且進入產業化、批量生產階段。其試樣在南京IVECO輕型客車上匹配使用全面達到了國家標准GB12676-1999和歐洲法規EECR13的要求。這對振興我國汽車工業與汽車零部件業具有劃時代意義,標志著我國汽車液壓ABS國產化已邁出堅實的一步。同時合肥工業大學也研製出國內具有自主知識產權的液壓制動電子防抱系統,率先在HF6700輕型汽車上匹配使用獲得成功。國內液壓ABS技術含量與國外雖有一定的差距,但在政府的大力支持和國內豐富的人力資源配合下,相信國內可以在較短的時間內在ABS技術某些領域趕超國際水平
⑷ 汽車專業畢業論文(3000字)
汽車ABS技術的發展趨勢研究
在汽車防抱死制動系統出現之前,汽車所用的都是開環制動系統。其特點是制動器制動力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動力的分配調節以及制動器的尺寸和型式有關。由於沒有車輪運動狀態的反饋信號,無法測知制動過程中車輪的速度和抱死情況,汽車就不可能據此調節輪缸或氣室制動壓力的大小。因此在緊急制動時,不可避免地出現車輪在地面上抱死拖滑的現象。當車輪抱死時,地面的側向附著性能很差,所能提供的側向附著力很小,汽車在受到任何微小外力的作用下就會出現方向失穩問題,極易發生交通事故。在潮濕路面或冰雪路面上制動時,這種方向失穩的現象會更加嚴重。汽車防抱死制動系統(Anti-lock Braking System簡稱ABS)的出現從根本上解決了汽車在制動過程中的車輪抱死問題。它的基本功能就是通過感測器感知車輪每一瞬時的運動狀態,並根據其運動狀態相應地調節制動器制動力矩的大小以避免出現車輪的抱死現象,因而是一個閉環制動系統。
它是電子控制技術在汽車上最有成就的應用項目之一,汽車制動防抱死系統可使汽車在制動時維持方向穩定性和縮短制動距離,有效提高行車的安全性。
一、ABS的工作原理
汽車制動時由於車輪速度與汽車速度之間存在著差異,因而會導致車輪與路面之間產生滑移,當車輪以純滾動方式與路面接觸時,其滑移率為零;當車輪抱死時其滑移率為100%。當滑移率在8%~35%之間時,能傳遞最大的制動力。制動防抱死的基本原理就是依據上述的研究成果,通過控制調節制動力,使制動過程中車輪滑移率控制在合適的范圍內,以取得最佳的制動效果。ABS系統硬體構成主要由感測器(包括輪速感測器、減速度感測器和車速感測器)、電子控制裝置、制動壓力調節器三大部分組成,形成一個以滑移率為目標的自動控制系統。感測器測量車輪轉速並將這一數據傳送至電子控制裝置上,控制裝置是一個微處理器,它根據車輪轉速感測器信號來計算車速。在制動過程中,車輪轉速可與控制裝置中預先編制的理想減速度的特性曲線相比較。如果控制裝置判斷出車輪減速度太快和車輪即將抱死時,它就發出信號給液壓調節器,液壓調節器可根據來自控制裝置的信號對制動器的卡鉗或輪泵的油壓進行控制(作用、保持、釋放、重新作用)。這一動作,每秒鍾能出現10次以上。
二、ABS技術的發展及應用現狀
基於制動防抱理論的制動系統首先是應用於火車和飛機上。1936年,德國博世公司(BOSCH)申請一項電液控制的ABS裝置專利,促進了ABS技術在汽車上的應用。汽車上開始使用ABS始於1950年代中期福特汽車公司,1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國航空公司的ABS裝置,這種ABS裝置控制部分採用機械式,結構復雜,功能相對單一,只有在特定車輛和工況下防抱死才有效,因此制動效果並不理想。機械結構復雜使ABS裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高。ABS技術在汽車上的推廣應用舉步艱難。直到70年代後期,由於電子技術迅猛發展,為ABS技術在汽車上應用提供了可靠的技術支持。ABS控制部分採用了電子控制,其反應速度、控制精度和可靠性都顯著提高,制動效果也明顯改善,同時其體積逐步變小,質量逐步減輕,控制與診斷功能不斷增強,價格也逐漸降低。這段時期許多家公司都相繼研製了形式多樣的ABS裝置。
進入90年代後,ABS技術不斷發展成熟,控制精度、控制功能不斷完善。現在發達國家已廣泛採用ABS技術,ABS裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達90%以上,轎車ABS的裝備率在60%左右,運送危險品的貨車ABS的裝備率為100%。ABS裝置製造商主要有:德國博世公司(BOSCH),歐、美、日、韓國車採用最多;美國德科公司(DELCO),美國通用及韓國大宇汽車採用;美國本迪克斯公司(BENDIX),美國克萊斯勒汽車採用;還有德國戴維斯公司(TEVES)、德國瓦布科(WABCO)、美國凱爾西海斯公(KELSEYHAYES)等,這些公司的ABS產品都在廣泛地應用,而且還在不斷發展、更新和換代。
近年來,ABS技術在我國也正在推廣和應用,1999年我國制定的國家強制性標准GB12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》中已把裝用ABS作為強制性法規。此後一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始採用ABS技術,但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識產權。
國內研究ABS主要有東風汽車公司、交通部重慶公路研究所、濟南捷特汽車電子研究所、清華大學、西安交通大學、吉林大學、華南理工大學、合肥工業大學等單位,雖然起步較晚,也取得了一些成果。在氣壓ABS方面,國內企業包括東風電子科技股份有限公司、重慶聚能、廣東科密等都已形成了一定的生產規模。液壓ABS由於技術難度大,國外技術封鎖嚴密,國內企業暫時不能獨立生產,但在液壓ABS方面也在做自主研發,力圖突破國外跨國公司的技術壁壘,已經取得了一些新的進展和突破。如清華大學和浙江亞太等承擔的汽車液壓防抱死制動系統(ABS)「九五」國家科技攻關課題,在ABS控制理論與方法、電子控制單元、液壓控制單元、開發裝置和匹配方法等關鍵技術方面均取得了重大成果。採用的耗散功率理論,避免了傳統的邏輯門限值研究方法的局限性,取得了理論上的突破,研發ABS成功且進入產業化、批量生產階段。其試樣在南京IVECO輕型客車上匹配使用全面達到了國家標准GB12676-1999和歐洲法規EECR13的要求。這對振興我國汽車工業與汽車零部件業具有劃時代意義,標志著我國汽車液壓ABS國產化已邁出堅實的一步。同時合肥工業大學也研製出國內具有自主知識產權的液壓制動電子防抱系統,率先在HF6700輕型汽車上匹配使用獲得成功。國內液壓ABS技術含量與國外雖有一定的差距,但在政府的大力支持和國內豐富的人力資源配合下,相信國內可以在較短的時間內在ABS技術某些領域趕超國際水平
⑸ 汽車進氣渦輪增壓技術原理與維護--畢業論文
汽 車 維 修 技 師 專 業 技 術 論文
標題: 渦輪增壓器故障原因分析及使用維護
關鍵字:渦輪增壓、使用維護、故障分析
工作單位:寧波凱迪汽車銷售有限公司
作 者: 何一建
日 期: 二零一一年三月十八日
目錄
前言
摘要
關鍵字
一、引言
二、渦輪增壓的日常應用
三、渦輪增壓的原理與類型
四、渦輪增壓的使用與維護
五、渦輪增壓的常見故障及原因分析
六、渦輪增壓維修實例
七、結束語
八、致謝
前言
我國進入WTO以來,大量的進口汽車湧入國門,國
外先進的維修技術、維修工藝、維修觀念、管理模式等,
對我國汽車維修企業的發展與改革起到了很好的借鑒作
用,使得國內汽車製造維修技術上了一個新台階。我們身處在汽車維修行業如何應對日新月異的汽車維修技術,使自己不落後於時代,我個人認為只有不斷的學習充電,借鑒成功的經驗,樹立質量第一,用戶至上的服務意識,才能使自己真正的與時俱進。
渦輪增壓器故障原因分析及使用維護
摘 要:
裝有渦輪增壓的車輛已經越來越多了,也越來越多的被人們所知悉,他的好壞決定著現代汽車動力性,本文主要淺談凱迪拉克SLS車型 2.0T渦輪增壓的使用維護及簡單故障原因分析
關鍵字:渦輪增壓、使用維護、故障分析
一、引言:
隨著國民經濟的迅猛發展,我國汽車產量逐年增加,汽車保有量越來越多,2011年已達7400萬輛,車型也越來越復雜。尤其是高科技的飛速發展,一些新技術、新材料在汽車上得到廣泛應用,而渦輪增壓在汽車上的應用則賦予汽車更加強大的動力性,且渦輪增壓發動機的耗油量也並不比不增壓的發動機耗油量高多少。在汽車使用中,增壓器難免會有問題,而這將直接影響發動機的動力性,分析研究增壓器故障,現象,探索和研究增壓器的結構原因具有重大的現實意義。本文重點通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障,更好的使用和維護增壓器。
二、渦輪增壓的日常應用:
渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量,從而增加發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。渦輪增壓的英文名字為Turbo,一般來說,如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T,即表明該車採用的發動機是渦輪增壓發動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型,譬如奧迪A6的1.8T,寶來1.8T賽威2.0T等等
三、渦輪增壓的原理與類型
3.1分類
(1)廢氣渦輪增壓系統:這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了,其優點是增壓器與發動機無任何機械聯系,因此基本不會損耗發動機原有的功率。它是利用發動機工作所產生的高溫高壓廢氣推動渦輪高速運轉,從而帶動連到一根軸上的泵輪,泵輪將空氣加壓輸送到進氣歧管,增加了發動機進氣效率,可以提供更多的燃油完全燃燒,從而提高了發動機的功率,降低了燃油的消耗,同時由於燃燒條件的改善,減少了廢氣中有害物質的排放,增壓後發動機的功率可提高20%~40%左右。
(2)機械增壓系統:這個裝置安裝在發動機上並由皮帶與發動機曲軸相連接,從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉,從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優點是渦輪轉速和發動機相同,因此沒有滯後現象,動力輸出非常流暢。但是由於裝在發動機轉動軸裡面,因此還是消耗了部分動力,增壓出來的效果並不高。
(3)復合增壓系統:即廢氣渦輪增壓和機械增壓並用,機械增壓有助於低轉速時的扭力輸出,但是高轉速時功率輸出有限;而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出,但低轉速時則力不從心。發動機的設計師們於是就設想把機械增壓和渦輪增壓結合在一起,從而解決兩種技術各自的不足,同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上採用比較多,汽油機上採用雙增壓系統(復合增壓系統)的車型還比較少,大眾的1.4 TSI發動機(這款發動機兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉速時,由機械增壓提供大部分的增壓壓力,在1 500rpm時,兩個增壓器同時提供增壓壓力。隨著轉速的提高,渦輪增壓器能使發動機獲得更大的功率,與此同時,機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機械增壓通過電磁離合器控制,它與水泵集合在一起。在轉速超過3500rpm時,由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力,此時機械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發動機分離,防止消耗發動機功率)採用了了這一系統。其發動機輸出功率大、燃油消耗率低、雜訊小,只是結構太復雜,技術含量高,維修保養不容易,因此很難普及
(4)氣波增壓系統:利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統增壓性能好、加速性好但是整個裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車裡面,這里就不多做介紹了。
3.2原理
眾所周知發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由於輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處於最佳狀態,想再增加輸出功率,只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸內來增加燃料量,從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術條件下,渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓器是一種利用內燃機作功所產生的廢氣驅動空氣壓縮機,從而令機器效率提升的裝置。利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。如下圖所示:
首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上,然後增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,最後渦輪和泵輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好。
渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的泵輪,泵輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸,當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,泵輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。本文著重介紹凱迪拉克賽威 2.0T雙渦流增壓器的工作原理,如下圖所示:
可以使四缸發動機的1、4缸使用一條單獨排氣通道,而2、3缸使用另一條單獨的排氣通道,兩條通道在渦輪處會和,共同作用到渦輪上,以避免出現各缸之間的排氣壓力干擾,提高發動機低速時的渦輪增壓回應,減少渦輪遲滯的出現。排氣旁通閥控制是指通過改變排氣旁通閥開度,來控制渦輪增壓器渦輪轉速,然後控制進氣增壓的壓力變化。排氣旁通閥關閉,發動機廢氣全部作用到渦輪上,渦輪高速運轉,以實現進氣壓力的增加。排氣旁通閥打開,發動機廢氣部分通過渦輪,部分通過排氣旁通閥泄放掉,渦輪速度下降,泵輪速度隨之下降,進氣壓力穩定不再增加或減少,以防止增壓壓力過高損壞發動機。在車輛正常高速行駛時,進氣旁通閥關閉,進氣被渦輪增壓器增壓進入進氣歧管,進氣歧管保持高壓。車輛突然減速,進氣旁通閥打開,進氣歧管內高壓空氣通過進氣旁通閥形成內部循環,減少渦輪增壓器阻力,使得渦輪增壓器泵輪維持高速運轉,並減小因進氣阻力形成的噪音。重新加速後,因泵輪維持高速運轉,避免出現重新加速的遲滯現象。
四、渦輪增壓的使用與維護
凱迪拉克賽威車的渦輪增壓器,是利用發動機排出的廢氣驅動渦輪,它再怎麼先進也還是一套機械裝置,由於它工作的環境經常處於高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上,增壓器的轉速也非常高,因此為了保證增壓器的正常工作,對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法:
4.1汽車在起動時,高速空轉或突然加速會導致渦輪增壓器的軸承損壞,因此不能急踩加速踏板,應先怠速運轉三分鍾,這是為了使機油溫度升高,流動性能變好,從而使渦輪增壓器得到充分潤滑,然後才能提高發動機轉速,起步行駛,這點在冬天顯得尤為重要,至少需要熱車5分鍾以上。
4.2發動機長時間高速運轉後,不能立即熄火。原因是發動機工作時,有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的,正在運行的發動機突然熄火後,機油壓力迅速下降為零,機油潤滑會中斷,渦輪增壓器內部的熱量也無法被機油帶走,這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到軸承中間,軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉,這樣就會造成渦輪增壓器轉軸與軸套之間「咬死」而損壞軸承和軸。此外發動機突然熄火後,此時排氣歧管的溫度很高,其熱量就會被吸收到渦輪增壓器殼體上,將停留在增壓器內部的機油熬成積炭。當這種積炭越積越多時就會阻塞進油口,導致軸套缺油,加速渦輪轉軸與軸套之間的磨損。因此發動機熄火前應怠速運轉三分鍾左右,使渦輪增壓器轉子轉速下降,同時也降低了排氣歧管的溫度。此外值得注意的就是渦輪增壓發動機同樣也不適宜長時間怠速運轉,一般應該保持在10分鍾之內。
4.3選擇機油的時候一定要注意,由於渦輪增壓器的作用,使進入燃燒室的空氣質量與體積有大幅度的提高,發動機結構更緊湊、更合理,較高的壓縮比,使發動機的工作強度更高。機械加工精度也更高,裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發動機的內部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件,所以在選用渦輪增壓轎車車用機油時,就要考慮到它的特殊性,所使用的機油必須抗磨性好,耐高溫,建立潤滑油膜塊,油膜強度高和穩定性好,所以機油最好選用全合成機油、半合成機油等高質量潤滑油或者凱迪拉克原廠專用機油
4.4發動機機油和濾清器必須保持清潔,防止雜質進入,因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小,如果機油潤滑能力下降,就會造成渦輪增壓器的過早報廢。
4.5需要按時清潔空氣濾清器(另外注意:在空氣濾清器或空氣濾清器殼體已被拆下時,不要起動發動機),防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪,造成轉速不穩或軸套和密封件加劇磨損。
4.6需要經常檢查渦輪增壓器的密封環是否密封。因為如果密封環沒有密封住,那麼廢氣會通過密封環進入發動機潤滑系統,將機油變臟,並使曲軸箱壓力迅速升高,此外發動機低速運轉時機油也會通過密封環從排氣管排出或進入燃燒室燃燒,從而造成機油的過度消耗產生「燒機油」的情況。
4.7渦輪增壓器要經常檢查有沒有異響或者不尋常的震動,潤滑油管和接頭有沒有滲漏。
4.8渦輪增壓器轉子軸承精密度很高,維修及安裝時的工作環境要求很嚴格,因此當增壓器出現故障或損壞時應到指定的維修站進行維修,而不是到普通的修理店。
五、渦輪增壓的常見故障及原因分析
渦輪增壓器(見圖)利用發動機排出的廢氣驅動發動機主動葉輪,與主動葉輪同軸的從動葉輪也以同樣轉速轉動。怠速時,葉輪轉速約為12000r/min,當加速踏板踩到底時,葉輪轉速約為135000r/min,,因從動葉輪在發動機進氣端,故加大了進氣壓力和進氣量,避免發動機在較高轉速下進氣遲滯;能大幅度提高發動機功率和轉矩,且最大轉矩峰值呈平直線狀。
5.1故障原因
(1)增壓器突然停止運轉。其原因多為增壓器軸承損壞、轉子組燒壞,外界物將渦輪、泵輪葉片打壞而卡死等。
(2)增壓器渦輪或泵輪端「排油」。當增壓器轉子軸磨損嚴重,轉子軸密封環失去作用,或操作不當造成潤滑條件惡劣致使密封環磨損、拉傷而失效時,渦輪端或泵輪端會出現「排油」故障。渦輪端「排油」,會使排氣管、消聲器產生大量油污和積炭,增大排氣阻力,降低增壓器的轉速,使發動機動力下降;泵輪端「排油」,會使發動機進氣管道存有大量機油,機油消耗加大,進氣阻力增大,發動機動力便下降。
(3)增壓器振動劇烈且有雜訊。其主要原因是由於轉子軸嚴重磨損,使軸承間隙加大產生振動,渦輪與泵輪損壞或沾有油泥使轉子動平衡被破壞而產生雜訊和振動。若雜訊明顯表現出是金屬摩擦,則是泵輪或渦輪葉片與殼體碰擦。
(4)增壓器氣喘。因進氣系統堵塞,如空氣濾清器堵塞、進氣道油灰沉積等原因,造成發動機增壓壓力下降且產生較大波動,在增壓器泵輪端發出如氣喘的異響,伴隨發動機工作不穩,動力下降,排氣管冒黑煙。
(5)增壓器增壓力下降。進氣管道堵塞、軸承與軸磨損、渦輪或泵輪葉片變形或損壞、與殼體摩擦等均會造成增壓壓力下降。
5.2故障檢修
(1)外觀檢查觀察渦輪與泵輪以外排、進氣聯接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現象,特別要觀察增壓器「排油」現象是否嚴重。這點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。若該接頭處僅表現為輕微地滲油,仍屬正常現象。若此地漏油嚴重,表明增壓器已不能再使用。此外發動機停機後,用聽診器可以聽到增壓器轉子依靠慣性轉動的聲音,聲音若持續1min以上的時間,表明增壓器性能良好。
(2)壓氣機泵輪部分檢修拆卸壓氣機與進氣管道的連接,觀察壓氣機葉輪和泵殼的摩擦情況、漏油情況以及葉片的損壞情況。若發現葉輪與泵殼有摩擦,而泵殼摩擦部位附著物較堅固,表明泵輪內有損壞;如果發現是外來物損傷了泵輪,或者泵輪軸漏油現象嚴重,均應對增壓器進行維修。
(3)旋轉組件檢修若檢查渦輪與泵輪沒有明顯損壞,用手迅速轉動增壓器轉子,應該旋轉自如,無明顯的研磨雜訊和阻滯現象,否則表明軸已燒損。用千分尺檢查轉子軸軸向間隙以及渦輪端和泵輪端的徑向間隙,其值不得超過標准范圍。分解拆裝旋轉組件時,必須做好壓氣機葉輪、轉子軸及鎖緊螺母的相對位置記號。更換壓氣機葉輪要做動平衡試驗。安裝渦輪端和泵輪端兩密封環時,開口互成180o,相對中間殼進油口成90o。壓氣機葉輪鎖緊螺母要按規定扭矩擰緊。
(4)渦輪機渦輪部分檢修從渦輪機出氣口將排氣管道拆除,檢查渦輪葉片以及殼體摩擦情況、漏油情況和葉片損壞情況。若發現葉片與殼體有摩擦,而殼體上的附著物堅硬而牢固,可能是渦輪內有損壞,此時必須拆卸修理。若發現積油嚴重,則應觀察該油是從排氣系統帶來的,還是從渦輪中心排出的,若積油來自軸心且較嚴重,表明渦輪軸的密封環失效,應對增壓器拆檢維修。若積油來自排氣系統,而葉輪上積油較多,就將渦輪拆卸清洗
六、渦輪增壓維修實例
故障:發動機機油消耗高
車型:賽威 2.0T
故障現象:客戶反應說該車燒機油,拔出油尺一看已經到最底刻度線了,由於該車已經行駛了不到4000公里了,可以經行首次保養了,於是建議客戶首保後行駛1000公里再到我站檢查。行駛1000公里後到我站檢查發現確實少了近350毫升機油。
檢查分析:根據該車的具體結構分析,導致發動機機油消耗高的原因有5個:①氣門油封漏油。②活塞與氣缸筒密封不嚴。③曲軸箱強制通風PCV閥故障。④渦輪增壓器油封漏油。⑤發動機油底殼襯墊、油封等處泄漏。
圖1所示:渦輪增壓器未漏油
該車行駛里程很短,基本全新,外觀沒有漏油現象,說明所減少的機油是進入氣缸內消耗的。經檢查排氣管無明顯藍煙冒出的現象,然後拆開渦輪增壓中冷器的連接管,發現中冷器內壁很乾凈,根據以往經驗,如果渦輪增壓器(圖1)油封漏油,在中冷器內會積存大量機油,所以該發動機的渦輪增壓器油封沒有損壞。說明消耗機油的大部分在發動機內被加熱而變成了積炭,進而懷疑氣門油封泄漏。經拆下4隻噴油器用內窺鏡觀察進氣門,發現1缸進氣門的背面有很多積炭,由此判斷是1缸進氣門油封損壞。
故障排除:由於該車行駛里程很短,不大可能存在其它損壞,我們決定只更換16隻氣門油封,並採用了不拆氣缸蓋換氣門油封的方法。於是拆下氣門室罩和1-4缸火花塞,將曲軸轉動到第1缸壓縮行程上止點,拆下進排氣凸輪軸,向第1缸內充入壓縮空氣,更換了第1缸進排氣門油封,其它3缸依此類推。更換了全部進排氣門油封後,再將車輛交付用戶並電話跟蹤回訪,用戶反映該車在2次換機油保養之間未缺機油。
七、結束語
本文介紹了渦輪增壓器故障,現象,探索和研究了增壓器的結構原因,通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障原因、解決辦法,維修方式,以及如何正確使用、維護汽車渦輪增壓器,盡量避免增壓器的故障發生,延長使用壽命。
對於未來,隨著汽車對動力性的需求量逐漸增大,渦輪增壓的使用也會越來月頻繁,不僅是在貨車領域,在小汽車領域的的發展也將成為主流,而正確認識和使用渦輪增壓器也將是我們每個人都應該象英語與開車一樣被我們所接受。
八、致謝
衷心感謝寧波交通技工學校和職業技能鑒定中心老師專家能夠對本人精心指導,使本人對汽車維修能有一個全新的認識,在此表示誠懇感謝!
由於本人水平有限,寫作能力不強,如果有不夠全面和深入的問題,請老師批評指正。
參考文獻:《2011凱迪拉克SLS 2.0T維修手冊》
《汽車維修與保養》2007年第一期 主編:黃為
《汽車維修技師》2003年3月第一版 主編:丁鳴朝
⑹ 汽車系畢業論文範文
畢 業 論 文(設計)
題目:汽車發動機冷卻系統維護
所在院系
專業班級
學 號
學生姓名
指導教師
2010 年 03月 21 日
目 錄
摘要 ………………………………………………………………………………1
關鍵詞 ……………………………………………………………………………1
1引言…………………………………………………………………………………2
2 冷卻系統的作用……………………………………………………………2
3 冷卻系統的組成………………………………………………………………2
4 冷卻系統的構造及維護……………………………………………………………2
5 冷卻系統的工作原理……………………………………………………………4
6 冷卻系統的特點……………………………………………………………………4
7 冷卻系統的檢修……………………………………………………………………4
8冷卻系統智能控制……………………………………………………………………6
8.1 系統組成……………………………………………………………………6
8.2 單片機控制系統工作原理……………………………………………………………6
8.3 單片機系統控制工作過程……………………………………………………………6
結論…………………………………………………………………………………10
謝辭…………………………………………………………………………………11
參考文獻 ………………………………………………………………………12
摘 要
本文論述了冷卻系統的作用、組成、主要構造、工作原理、日常維護、故障的檢測步驟和排除方法,同時論述了冷卻系統系統化、模塊化設計方法,以及冷卻系統的智能控制,並舉例做出簡單介紹。
關鍵詞:冷卻系統 冷卻系統維護 溫度設定點 冷卻系統智能控制
1 引言:如果一台發動機,冷卻系統的維修率一直居高不下,往往會引起發動機其他構件損壞,特別是隨著車輛行駛里程的增加,冷卻系統的工作效率逐漸下降,對發動機的整體工作能力產生較大影響,冷卻系統的重要性在於維護發動機常溫下工作,尤如人體的皮膚汗腺,如果有一天,人體的汗腺不能正常工作,那麼身體內的熱量將無法散去,輕則產生中暑,重則休克。
2 冷卻系統的作用
冷卻系統的功用是帶走引擎因燃燒所產生的熱量,使引擎維持在正常的運轉溫度范圍內。引擎依照冷卻的方式可分為氣冷式引擎及水冷式引擎,氣冷式引擎是靠引擎帶動風扇及車輛行駛時的氣流來冷卻引擎;水冷式引擎則是靠冷卻水在引擎中循環來冷卻引擎。不論采何種方式冷卻,正常的冷卻系統必須確保引擎在各樣行駛環境都不致過熱。
3 冷卻系統的組成
水冷卻系統一般由散熱器、節溫器、水泵、水道、風扇等組成。散熱器負責循環水的冷卻,它的水管和散熱片多用鋁材製成,鋁制水管做成扁平形狀,散熱片帶波紋狀,注重散熱性能,安裝方向垂直於空氣流動的方向,盡量做到風阻要小,冷卻效率要高。散熱器又分為橫流式和垂直流動兩種,空調冷凝器通常與其裝在一起。
水泵和節溫器
發動機是由冷卻液的循環來實現的,強製冷卻液循環的部件是水泵,它由曲軸皮帶帶動,推動冷卻液在整個系統內循環。目前最先進的水泵是寶馬新一代直六發動機上採用的電動水泵,它能精確的控制水泵的轉速,並有效的減少了對輸出功率的損耗。這些冷卻液對發動機的冷卻,要根據發動機的工作情況而隨時調節。當發動機溫度低的時候,冷卻液就在發動機本身內部做小循環,當發動機溫度高的時候,冷卻液就在發動機—散熱器之間做大循環。實現冷卻液做不同循環的控制部件是節溫器。可以將節溫器看作一個閥門,其原理是利用可隨溫度伸縮的材料(石蠟或乙醚之類的材料)做開關閥門,當水溫高時材料膨脹頂開閥門,冷卻液進行大循環,當水溫低時材料收縮關閉閥門,冷卻液小循環。
空氣的流動
為了提高散熱器的冷卻能力,在散熱器後面安裝風扇強制通風。以前的轎車散熱器風扇是由曲軸皮帶直接帶動的,發動機啟動它就要轉,不能視發動機溫度變化而變化,為了調節散熱器的冷卻力,要在散熱器上裝上活動百頁窗以控制風力進入。現在已經普遍使用風扇電磁離合器或者電子風扇,當水溫比較低時離合器與轉軸分離,風扇不動,當水溫比較高時由溫度感測器接通電源,使離合器與轉軸接合,風扇轉動。同樣,電子風扇由電動機直接帶動,由溫度感測器控制電動機運轉。這兩種形式的散熱器電扇運轉實際上都由溫度感測器控制。
散熱器
散熱器兼作儲水及散熱作用,再此之上還裝有膨脹水箱。因為單純依賴散熱器有幾個缺點,一是水泵吸水一側因壓力低而容易沸騰,水泵的葉輪容易穴蝕;二是氣水分離會產生氣阻;三是溫度高冷卻液容易沸騰。因此設計師就加裝了膨脹水箱,它的上下兩根水管分別與散熱器上部和水泵進水口聯接,防止上述問題的產生。
冷卻介質
雖然我們稱其為水冷但冷卻介質並不是單純的水,而是由水、防凍液和各種專門用途的防腐劑組成的混合物,也稱為冷卻液。這些冷卻液中的防凍液含量佔30%~50%,提高了液體的凝固點,防止在低溫下結冰而損壞發動機。整個冷卻系統並不與大氣相通,相當於高壓鍋的作用,水箱蓋則相當於高壓閥,一般情況下,轎車冷卻液的允許工作溫度可達攝氏120度,提高傳熱能
4 冷卻系統的構造及維護
汽車發動機的冷卻系統是保持發動機正常工作的重要部件,如果發動機冷卻系統的維修率很高,就會引起發動機其他部件的損壞,使發動機的整體工作能力受到影響,因此,汽車發動機冷卻系統的維護與保養就顯得尤為重要,那麼,怎樣才能使汽車發動機的冷卻系統保持良好的狀態呢?馳耐普的汽車美容養護專家告訴我們,正確堆護發動機的冷卻系統,首先應了解常用的水冷式發動機的主要部件:
第一、冷卻液,冷卻液指清潔的軟水,不是什麼水都可以當作冷卻液的,越嬌貴的車對水質的要求越高。比如,清澈的泉水,雖然清澈,看起來也干凈,但泉水中含有大量的礦物質,如果加入發動機的冷卻系統中,就會產生大量的水垢,影響冷卻系統正常作用的發揮,可見,冷卻液水質的好壞是相當重要的,國際上普遍使用的乙二醇型冷卻液是在軟化水中按比例添加防凍劑乙二醇,配以適量的金屬緩蝕劑、阻垢劑等添加劑進行科學調和,達到冬季防凍、夏季防沸、且能防腐蝕、防水垢等作用。
1、防凍。用乙二醇配製的冷卻液最低可在-70℃環境下使用。市場上銷售的冷卻液,乙二醇濃度一般保持在33~50%之間,也就是冰點在-20℃~-45℃之間,往往根據不同地域的實際需要合理選擇,以滿足使用要求。
2、防沸。加到水中的乙二醇會改變冷卻液的沸點。乙二醇濃度越高,冷卻液的沸點也就越高,-20℃時冷卻液的沸點為104.5℃,而-50℃時沸點達到108.5℃。如果冷卻系統採用壓力蓋,冷卻液的實際沸點會更高,即使在炎熱的夏天,也能有效的防止冷卻液「開鍋」。
3、防腐。冷卻液最主要的功能是防腐蝕。腐蝕是一種化學、電化學和浸蝕作用,逐步破壞冷卻系統內的金屬表面,嚴重時可使冷卻系統的壁穿孔,引起冷卻液漏失,導致發動機損壞。使用去離子水及適當的添加劑能防止各種腐蝕的出現。
4、防銹。銹蝕是由於冷卻系統內的氧化作用造成的。熱量和濕氣使銹蝕的過程加速。銹蝕留下的殘余物會阻塞冷卻系統,加速磨損和降低熱傳導的效率。冷卻液中的添加劑有助於防止冷卻系統通道內銹蝕的出現。
5、防垢。水源中所含的各種雜質,其中包括金屬離子、無機鹽等,決定了結垢和沉澱的形成,會大大地降低冷卻系統的導熱效率,在許多情況下會對發動機造成嚴重損害。冷卻液所使用的去離子水,可以避免結垢和沉澱的形成,從而保護發動機。
第二、汽缸水套,它相當於發動機燃燒室周圍的水道,當發動機產生大量的熱時,汽缸水套將發揮降溫的作用在發動機中,水和油的管道涇渭分明、互不幹涉,如果發現冷卻液中有油,就說明水路和油路發生了穿孔現象,一旦出現這種情況,水溫表的水溫會急劇上升,這時一定要及時採取措施。
第三、散熱水箱和冷卻風扇,散熱水箱從外觀看狀似蜂窩,做成這種形狀是為了增加水箱的散熱面積,以增強散熱效果;冷卻風扇有在正面安裝的,也有在側面安裝的,汽車在高速行駛過程中,冷卻風扇將外面的空氣吸引進來,利用自然風,起到冷卻的作用。冷卻系和空調冷凝器共同的風扇是直流永磁電動機風扇,用裝在散熱器上的溫度控制開關來控制,當散熱器中冷卻液溫度下降至93℃-98℃時風扇停轉。由於電動風扇的電源不受點火開關的控制,因此發動機熄火後,散熱器中液溫若高於88℃-93℃,電動風扇運轉是不正常的。如果低於88℃時風扇仍轉,則是不正常的;而溫度高於98℃時,仍不轉也是不正常的。當溫度高於105℃時,溫控開關高溫部分接通,電源接通電動機便高速運轉;當溫度達到120℃時,冷卻水溫過高,報警指示燈閃亮,為風扇有故障或冷卻液不足。如電動機風扇不轉,先檢查和更換熔斷絲,或檢修溫控開關,必要時再查看電風扇有無損壞。
第四、冷卻水泵和節溫器,冷卻液在冷卻系統中的流動,主要依靠冷卻水泵的動力;節溫器能感知發動機的工作溫度,低溫時,它封住水套中的水,令其在水套內流動,當達到一定溫度時再打開,讓水經過散熱水箱,發揮散熱作用。這里值得說明的是,切勿將節溫器摘掉,否則會導致發動機過冷而難以啟動。正確維護發動機的冷卻系統,應了解經常出現的幾種冷卻系統故障:
1、由於冷卻液水質不好,水箱中經常會出現銹污和水垢,它們積聚在水箱通道結合處、彎角處,阻礙水流暢通,造成散熱不良,如果出現這種情況,應及時清洗干凈,日常加水時,盡量加清潔軟水,如果用除垢防銹液,養護效果會更好,這里給您推薦馳耐普的S-510冷卻系快速除垢劑,它可以迅速溶解冷卻系統中形成的水垢、油泥和銹皮,恢復冷卻系統的功能,使冷卻液循環順暢,防止過熱、開鍋而引發的發動機損壞及動力不足;另外,馳耐普的S-520冷卻系防銹潤滑劑也是一款不錯的產品,它能防止冷卻系統銹蝕和腐蝕,有效抑制水垢生成,潤滑水泵、節溫器,消除水泵異響,保護銅、鋁、錫和其它金屬部件,延長水箱壽命,防止水箱開鍋,使發動機在正常溫度下工作。維護時清除冷卻系水垢措施:可採用2%苛性鈉水溶液加入冷卻系統,使汽車行駛一天後全部放出,再用清水沖洗;然後再加入同樣苛性鈉溶液,使用一天後放凈,最後用清水沖凈即可。也可在冷卻系統中加滿清水後,從膨脹箱的加水口加入1kg蘇打,讓汽車行駛一天放凈後,使發動機低速運行,並不斷從加水口加入清水,即可徹底清除水垢。
2、漏水,只要是流體,都有泄漏的可能,汽缸水套中的水一旦發生泄漏,水溫表的水溫就會急劇上升,出現這種情況,您一定要及時採取必要的措施,以免發生不必要的麻煩,這里給您介紹馳耐普的S-530冷卻系止漏劑,它對於冷卻系統的修復和保護作用等同於「99超強修復劑」和「S-201」,對於發動機的修復和保護,對於阻止水箱、散熱器、水泵、節溫器等部件的滲漏是獨到的,它可與任何冷卻液相融使用,並可減緩冷卻系統雜質的產生。
總的來講,冷卻系統還有很多故障,不能一一列舉。一般情況下,各位車主應遵循這樣一個原則,車輛每行駛1000千米,就應查看一下發動機的工作情況。另外,汽車剛停車時,不可立即打開水箱蓋,以免出現燙傷的情況。
5 冷卻系統工作原理
冷卻系的功用就是使發動機在任何工況下都得到適度的冷卻,從而保持在適宜的溫度(冷卻液溫度)下工作。
夏利TJ376Q型發動機採用閉式強制循環水冷卻系,其組成如圖所示。
圖1-1 發動機的冷卻系
(A)冷卻系的布置示意圖;(b)發動機機體內的水套
l-風扇;2-散熱器;3-散熱器出水管;4-水泵;5-節溫器;6-進氣管;7-風扇電機控制開關;8-空閥散熱器進水管;9-旁通軟管;10-蓄電池;11-點火開關;12-膨脹水箱;13-空調散熱器出水管;14-散熱器進水管;l5—風扇電機;I6-進氣管底部水套;17-氣缸蓋水套;l8-氣缸體水套;A-到空調散熱器去;B-由空調散熱器來
當發動機工作時,在水泵4的作用下,進入水泵4中的冷卻液被壓入缸體水套l8中,並進入缸蓋水套l7中,然後經缸蓋側向水道進入進氣管底部的水套16中,對進氣管6進行加熱,以促進其中的混合氣中的汽油蒸發、混合。在進氣管6的後端裝有節溫器5,在冷卻液溫度低於82℃時,節溫器閥門關閉,冷卻液僅經空調散熱器進水管8、空調散熱器、空調散熱器出水管l3流入散熱器出水管3。如果空調暖風開關處於關閉,冷卻液則不流經空調散熱器,而直接由空調散熱器進水管8經旁通管9流進散熱器出水管3,最後進入水泵4,即進行小循環;在冷卻液溫度高於82℃時,節溫器閥門打開,冷卻液除進行上述小循環外,還經散熱器進水管8流入散熱器2中冷卻降溫,再沿散熱器出水管3流入水泵4,即進行大循環。冷卻液如此不斷地循環流動,就使得發動機能在適宜的溫度下進行工作。
冷卻液的循環路線如圖2-2所示。
圖2-2 冷卻液循環路線示意圖
圖3-3 散熱器蓋
(A)壓力閥打開;(B)真空閥打開
1-溢流管;2-壓力閥彈簧;3-壓力閥;4-散熱器加水口;5-真空閥
6 冷卻系統的特點
傳統冷卻系統的作用是可靠地保護發動機,而還應具有改善燃料經濟性和降低排放的作用。為此,現代冷卻系統要綜合考慮下面的因素:發動機內部的摩擦損失;冷卻系統水泵的功率;燃燒邊界條件,如燃燒室溫度、充量密度、充量溫度。
先進的冷卻系統採用系統化、模塊化設計方法,統籌考慮每項影響因素,使冷卻系統既保證發動機正常工作,又提高發動機效率和減少排放。
6.1 溫度設定點
發動機工作溫度的極限值取決於排氣門周圍區域最高溫度。最理想的情況是按金屬溫度而不是冷卻液溫度控製冷卻系統,這樣才能更好地保護發動機。由於冷卻系統設定的冷卻溫度是以滿負荷時最大散熱率為基礎,因此,發動機和冷卻系統在部分負荷時處於不太理想狀態,如市區行駛和低速行駛時,會產生高油耗和排放。
通過改變冷卻液溫度設定點可改善發動機和冷卻系統在部分負荷時的性能。根據排氣門周圍區域溫度極限值,可升高或降低冷卻液或金屬溫度設定點。升高或降低溫度點都各有特點,這取決於希望達到的目的。
6.2 提高溫度設定點
提高工作溫度設定點是一種比較受歡迎的方法。提高溫度有許多優點,它直接影響發動機損耗和冷卻系統的效果以及發動機排放物的形成。提高工作溫度將提高發動機機油溫度,降低發動機摩擦磨損,降低發動機燃油消耗。
研究表明,發動機工作溫度對摩擦損失有很大影響。將冷卻液排出溫度提高到150℃,使氣缸溫度升高到195℃,油耗則下降4%-6%。將冷卻液溫度保持在90-115℃范圍內,使發動機機油的最高溫度為140℃,則油耗在部分負荷時下降10%。
提高工作溫度也明顯影響冷卻系統的效能。提高冷卻液或金屬溫度會改善發動機和散熱氣熱傳遞傳遞的效果,降低冷卻液的流速,減小水泵的額定功率,從而降低發動機的功率消耗。此外,可採用不同的方式,進一步減小冷卻液的流速。
6.3 降低溫度設定點
降低冷卻系統的工作溫度可提高發動機充氣效率,降低進氣溫度。這對燃燒過程、燃油效率及排放有利。降低溫度設定點可以節省發動機運行成本,提高部件使用壽命。
研究表明,若氣缸蓋溫度降低到50℃,點火提前角可提前3℃A而不發生爆震,充氣效率提高2%,發動機工作特性改善,有助於優化壓縮比和參數選擇,取得更好的燃油效率和排放性能。
7 冷卻系統的檢修
常見引起發動機過熱的原因有:冷卻空氣流量減少(如散熱器阻塞等);散熱風扇不工作;低速上坡,環境溫度過高;V型皮帶過松,轉動效率差;以及缸體有水垢,節溫器失效,水泵損壞,熱敏開關失靈等。
為防止冷卻液溫度過高,在使用中必須保持散熱器和水套清潔、冷卻液數量充足、風扇皮帶張緊適當,以防發動機在負荷工作時間過長。必須注意以下要點:
1.保持冷卻系(尤其散熱器)外部和內部清潔,是提高散熱效能的重要條件。散熱器外部沾有泥污或碰撞變形,均合影響風量流通,使冷卻液溫度過高,必要時清洗或修復。
2.按規定使用防凍冷卻液,保持冷卻液數量充足。正確的冷卻液液面高度:當發動機處於冷態時,冷卻液液面在膨脹箱內,位於最高和最低標志之間。膨脹箱內裝有自動液位報警感測器,當箱內液面過低時、位於儀錶板上的冷卻液溫度報警燈問爍,應及時予以添加。
3.應保持風扇皮帶張緊力適當,風扇正常工作。皮帶過松影響水循環,加劇其磨損;過緊易損壞軸承。
4.熱敏開關連接良好,若有松動會影響風扇換檔變速及正常運轉;如果發現冷卻系溢水,應及時檢查節溫器技術狀況。
5.防止發動機大負荷、長時間工作,以免水溫過高;上坡及時換檔,減輕負荷。汽車長時間坡道行駛、擋住低或是環境溫度較高時,應注意散熱。
更換冷卻液時,將儀錶板的暖風開關撥至右端使暖風控制閥全開,拆下冷卻液膨脹箱蓋,松開水泵口軟管夾箍,拉出冷卻液軟管,放出冷卻液後再將軟管夾箍擰緊。在膨脹箱中加入冷卻液,直到液面高度與最高標志齊平為止。擰緊膨脹箱蓋。啟動發動機,直到風扇運轉,將發動機熄火,檢查冷卻液高度,必要時補充。膨脹箱內冷卻液不能注滿,加註1/2即可,一般使用2年左右更換一次。
8 冷卻系統智能控制
系統由於汽車運行過程中產生強烈的振動、熱輻射和電磁干擾,因此對該系統電路有特殊要求:1.電路要有較高的抗振動能力,以適應不同路況、車況的要求。提高系統整體的可靠性和穩定性。2.電路應採取有效的防護隔離措施,以提高其抗干擾能力。
8.1 系統組成
該系統由電控冷卻風扇、電控節溫器、電控導風板、微控制機構組成。電控冷卻風扇由電動機驅動;電控節溫器利用電加熱引起雙金屬片變形,由雙金屬片變形帶動節溫閥旋轉運動,來改變大小循環;電控導風板由雙向電動機通過傳動機構使之打開或關閉;微控制機構是利用89C51開發的單片機控制系統。
8.2 單片機控制系統工作原理
由溫度感測器感受發動機水溫的變化,同時把溫度信號轉變為同其成反比關系的電壓模擬信號。這些信號經過處理(電容器低通濾波、校正和電壓跟隨器耦合)送入A/D轉換器(ADC0809)中INO信號通道。由A/D轉換器把採集來的模擬電壓信號轉換為數字信號並讀入單片機,89C510單片機89C51根據不同的輸入信號分析處理去控制驅動電路,實現對節溫器繼電器、導風板繼電器和風扇繼電器的控制。即可實現對發動機冷卻能力的智能控制。
8.3 單片機 系統控制過程
當發動機預熱時(發動機水溫(70℃),單片機根據檢測來的溫度數據處理分析向執行元件發出控制信號,使其完成如下操作。
a.電控冷卻風扇不工作;
b.電控導風板關閉狀態;
c.電控節溫器處於小循環狀態。
由於導風板關閉,冷卻風扇不工作,以至冷卻空氣不能進入散熱器;同時節溫器處於小循環(加熱電阻絲通電),發動機水溫上升很快。當水溫升至75℃,單片機根據檢測來的溫度數據處理分析向執行元件發出控制信號,使電控節溫器的加熱電阻絲斷電(讓其進入大循環控制狀態)。當水溫達到80℃時,單片機又發出指令,使電控導風板處於敞開狀態。
此時可充分利用汽車行駛迎面風對散熱器的冷卻作用,盡量減少冷卻風扇的工作時間。當水溫高達95℃時,單片機經數據分析發出控制指令使電控冷卻風扇工作,而讓節溫器仍處於大循環狀態,導風板仍處於敞開狀態。這時冷卻系統的冷卻能力最大,實現快速降溫。當發動機水溫降至89℃時,單片機根據采樣數據分析處理發出控制指令,使執行元件完成以下操作。
a.電控冷卻風扇不工作;
b.電控導風板處於敞開狀態;
c.電控節溫器處於大循環狀態。
這樣,直到發動機水溫返升至95℃,電控冷卻風扇又重新工作。
結 論
汽車冷卻系統對汽車來說是至關重要的,發動機就如同人類的心臟,如果不好好保護就會受到威脅,現在隨著科技發展,冷卻系統不象以往那樣只是單純的水冷循環,現在冷卻系統智能控制很受歡迎,所以在以後的汽車發展中,單純的冷卻系統不會站主導位置了,雖然智能控制要求很高,但是在高級轎車中很實用,它代表著未來冷卻系統的發現方向,智能冷卻系統控制將會作為標准裝置在汽車上,未來一段時間在冷卻系統中將佔主導位置;而智能控制將會提高發動機的使用壽命,保障汽車的安全行駛,提高人身安全等原因,將來智能控製冷卻系統的發展將佔主導位置.
謝 辭
時間過的很快,兩年的大學生活就這么結束了,有些匆忙、有些不舍,卻也很充實。感謝我的母校黑龍江旅遊職業技術學院讓我有一段值得回憶的快樂充實的大學生活。
感謝我的輔導員XXX老師。他給予我學習上的指導和生活上的無私幫助,表示衷心感謝!祝X老師工作順利,桃李滿天下!
謝我的論文導師,XX老師,X老師在我寫論文過程中為我提出了許多寶貴建議,指正了我論文中的諸多不足,使我的論文得以順利完成,在此對導師的細心指導表示衷心感謝!
在兩年的大學生活中還有很多老師和同學給予我學習和生活上的幫助,在此我向他們表示我衷心地感謝!
最後,祝母校蒸蒸日上!祝所有老師工作順利!
參考文獻
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[5] 黃虎等.現代汽車維修.上海:上海交通大學出版社,2001
⑺ 求一份汽車渦輪增壓器的畢業設計,需要說明書和CAD圖紙。萬分感謝
汽車渦輪增壓器俺給圖紙和說明書
⑻ 汽車動力的畢業論文6000字
這個走的知道具體的題目還有具體的要求那些必須要知道。
不然很不好確定的。
⑼ 我是汽修的學生現在在校寫畢業論文,是寫關於渦輪增壓的,哪位師傅能幫忙給幾個案例幫我度過難關!!!
汽 車 維 修 技 師 專 業 技 術 論文
標題: 渦輪增壓器故障原因分析及使用維護
關鍵字:渦輪增壓、使用維護、故障分析
工作單位:寧波凱迪汽車銷售有限公司
作 者: 何一建
日 期: 二零一一年三月十八日
目錄
前言
摘要
關鍵字
一、引言
二、渦輪增壓的日常應用
三、渦輪增壓的原理與類型
四、渦輪增壓的使用與維護
五、渦輪增壓的常見故障及原因分析
六、渦輪增壓維修實例
七、結束語
八、致謝
前言
我國進入WTO以來,大量的進口汽車湧入國門,國
外先進的維修技術、維修工藝、維修觀念、管理模式等,
對我國汽車維修企業的發展與改革起到了很好的借鑒作
用,使得國內汽車製造維修技術上了一個新台階。我們身處在汽車維修行業如何應對日新月異的汽車維修技術,使自己不落後於時代,我個人認為只有不斷的學習充電,借鑒成功的經驗,樹立質量第一,用戶至上的服務意識,才能使自己真正的與時俱進。
渦輪增壓器故障原因分析及使用維護
摘 要:
裝有渦輪增壓的車輛已經越來越多了,也越來越多的被人們所知悉,他的好壞決定著現代汽車動力性,本文主要淺談凱迪拉克SLS車型 2.0T渦輪增壓的使用維護及簡單故障原因分析
關鍵字:渦輪增壓、使用維護、故障分析
一、引言:
隨著國民經濟的迅猛發展,我國汽車產量逐年增加,汽車保有量越來越多,2011年已達7400萬輛,車型也越來越復雜。尤其是高科技的飛速發展,一些新技術、新材料在汽車上得到廣泛應用,而渦輪增壓在汽車上的應用則賦予汽車更加強大的動力性,且渦輪增壓發動機的耗油量也並不比不增壓的發動機耗油量高多少。在汽車使用中,增壓器難免會有問題,而這將直接影響發動機的動力性,分析研究增壓器故障,現象,探索和研究增壓器的結構原因具有重大的現實意義。本文重點通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障,更好的使用和維護增壓器。
二、渦輪增壓的日常應用:
渦輪增壓的主要作用就是提高發動機進氣量,從而增加發動機的功率和扭矩,讓車子更有勁。渦輪增壓的英文名字為Turbo,一般來說,如果我們在轎車尾部看到Turbo或者T,即表明該車採用的發動機是渦輪增壓發動機了。相信大家都在路上看過不少這樣的車型,譬如奧迪A6的1.8T,寶來1.8T賽威2.0T等等
三、渦輪增壓的原理與類型
3.1分類
(1)廢氣渦輪增壓系統:這就是我們平時最常見的渦輪增壓裝置了,其優點是增壓器與發動機無任何機械聯系,因此基本不會損耗發動機原有的功率。它是利用發動機工作所產生的高溫高壓廢氣推動渦輪高速運轉,從而帶動連到一根軸上的泵輪,泵輪將空氣加壓輸送到進氣歧管,增加了發動機進氣效率,可以提供更多的燃油完全燃燒,從而提高了發動機的功率,降低了燃油的消耗,同時由於燃燒條件的改善,減少了廢氣中有害物質的排放,增壓後發動機的功率可提高20%~40%左右。
(2)機械增壓系統:這個裝置安裝在發動機上並由皮帶與發動機曲軸相連接,從發動機輸出軸獲得動力來驅動增壓器的轉子旋轉,從而將空氣增壓吹到進氣岐道里。其優點是渦輪轉速和發動機相同,因此沒有滯後現象,動力輸出非常流暢。但是由於裝在發動機轉動軸裡面,因此還是消耗了部分動力,增壓出來的效果並不高。
(3)復合增壓系統:即廢氣渦輪增壓和機械增壓並用,機械增壓有助於低轉速時的扭力輸出,但是高轉速時功率輸出有限;而廢氣渦輪增壓在高轉速時擁有強大的功率輸出,但低轉速時則力不從心。發動機的設計師們於是就設想把機械增壓和渦輪增壓結合在一起,從而解決兩種技術各自的不足,同時解決低速扭矩和高速功率輸出的問題。這種裝置在大功率柴油機上採用比較多,汽油機上採用雙增壓系統(復合增壓系統)的車型還比較少,大眾的1.4 TSI發動機(這款發動機兼顧了低速扭力輸出和高速功率輸出。在低轉速時,由機械增壓提供大部分的增壓壓力,在1 500rpm時,兩個增壓器同時提供增壓壓力。隨著轉速的提高,渦輪增壓器能使發動機獲得更大的功率,與此同時,機械增壓器的增壓壓力逐漸降低。機械增壓通過電磁離合器控制,它與水泵集合在一起。在轉速超過3500rpm時,由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力,此時機械增壓器在電磁離合器的作用下完全與發動機分離,防止消耗發動機功率)採用了了這一系統。其發動機輸出功率大、燃油消耗率低、雜訊小,只是結構太復雜,技術含量高,維修保養不容易,因此很難普及
(4)氣波增壓系統:利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統增壓性能好、加速性好但是整個裝置比較笨重,不太適合安裝在體積較小的轎車裡面,這里就不多做介紹了。
3.2原理
眾所周知發動機是靠燃料在汽缸內燃燒作功來產生功率的,由於輸入的燃料量受到吸入汽缸內空氣量的限制,因此發動機所產生的功率也會受到限制,如果發動機的運行性能已處於最佳狀態,想再增加輸出功率,只能通過壓縮更多的空氣進入汽缸內來增加燃料量,從而提高燃燒作功能力。因此在目前的技術條件下,渦輪增壓器是惟一能使發動機在工作效率不變的情況下增加輸出功率的機械裝置。
我們平常所說的渦輪增壓裝置其實就是一種空氣壓縮機,通過壓縮空氣來增加發動機的進氣量,一般來說,渦輪增壓器是一種利用內燃機作功所產生的廢氣驅動空氣壓縮機,從而令機器效率提升的裝置。利用排出廢氣的熱量及流量,渦輪增壓器能提升內燃機的馬力輸出。如下圖所示:
首先是渦輪室的進氣口與發動機排氣歧管相連,排氣口則接在排氣管上,然後增壓器的進氣口與空氣濾清器管道相連,排氣口接在進氣歧管上,最後渦輪和泵輪分別裝在渦輪室和增壓器內,二者同軸剛性聯接。這樣一個整體的渦輪增壓裝置就做好。
渦輪增壓都是利用發動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪,渦輪又帶動同軸的泵輪,泵輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣,使之增壓進入汽缸,當發動機轉速增快,廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快,泵輪就壓縮更多的空氣進入汽缸,空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料,相應增加燃料量和調整一下發動機的轉速,就可以增加發動機的輸出功率了。本文著重介紹凱迪拉克賽威 2.0T雙渦流增壓器的工作原理,如下圖所示:
可以使四缸發動機的1、4缸使用一條單獨排氣通道,而2、3缸使用另一條單獨的排氣通道,兩條通道在渦輪處會和,共同作用到渦輪上,以避免出現各缸之間的排氣壓力干擾,提高發動機低速時的渦輪增壓回應,減少渦輪遲滯的出現。排氣旁通閥控制是指通過改變排氣旁通閥開度,來控制渦輪增壓器渦輪轉速,然後控制進氣增壓的壓力變化。排氣旁通閥關閉,發動機廢氣全部作用到渦輪上,渦輪高速運轉,以實現進氣壓力的增加。排氣旁通閥打開,發動機廢氣部分通過渦輪,部分通過排氣旁通閥泄放掉,渦輪速度下降,泵輪速度隨之下降,進氣壓力穩定不再增加或減少,以防止增壓壓力過高損壞發動機。在車輛正常高速行駛時,進氣旁通閥關閉,進氣被渦輪增壓器增壓進入進氣歧管,進氣歧管保持高壓。車輛突然減速,進氣旁通閥打開,進氣歧管內高壓空氣通過進氣旁通閥形成內部循環,減少渦輪增壓器阻力,使得渦輪增壓器泵輪維持高速運轉,並減小因進氣阻力形成的噪音。重新加速後,因泵輪維持高速運轉,避免出現重新加速的遲滯現象。
四、渦輪增壓的使用與維護
凱迪拉克賽威車的渦輪增壓器,是利用發動機排出的廢氣驅動渦輪,它再怎麼先進也還是一套機械裝置,由於它工作的環境經常處於高速、高溫下工作,增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上,增壓器的轉速也非常高,因此為了保證增壓器的正常工作,對它的正確使用和維護十分重要。主要我們要遵循以下的方法:
4.1汽車在起動時,高速空轉或突然加速會導致渦輪增壓器的軸承損壞,因此不能急踩加速踏板,應先怠速運轉三分鍾,這是為了使機油溫度升高,流動性能變好,從而使渦輪增壓器得到充分潤滑,然後才能提高發動機轉速,起步行駛,這點在冬天顯得尤為重要,至少需要熱車5分鍾以上。
4.2發動機長時間高速運轉後,不能立即熄火。原因是發動機工作時,有一部分機油供給渦輪增壓器轉子軸承潤滑和用於冷卻的,正在運行的發動機突然熄火後,機油壓力迅速下降為零,機油潤滑會中斷,渦輪增壓器內部的熱量也無法被機油帶走,這時增壓器渦輪部分的高溫會傳到軸承中間,軸承支承殼內的熱量不能迅速帶走,而同時增壓器轉子仍在慣性作用下高速旋轉,這樣就會造成渦輪增壓器轉軸與軸套之間「咬死」而損壞軸承和軸。此外發動機突然熄火後,此時排氣歧管的溫度很高,其熱量就會被吸收到渦輪增壓器殼體上,將停留在增壓器內部的機油熬成積炭。當這種積炭越積越多時就會阻塞進油口,導致軸套缺油,加速渦輪轉軸與軸套之間的磨損。因此發動機熄火前應怠速運轉三分鍾左右,使渦輪增壓器轉子轉速下降,同時也降低了排氣歧管的溫度。此外值得注意的就是渦輪增壓發動機同樣也不適宜長時間怠速運轉,一般應該保持在10分鍾之內。
4.3選擇機油的時候一定要注意,由於渦輪增壓器的作用,使進入燃燒室的空氣質量與體積有大幅度的提高,發動機結構更緊湊、更合理,較高的壓縮比,使發動機的工作強度更高。機械加工精度也更高,裝配技術要求更嚴格。所有這些都決定了渦輪增壓發動機的高溫、高轉速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點。同時也就決定了發動機的內部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件,所以在選用渦輪增壓轎車車用機油時,就要考慮到它的特殊性,所使用的機油必須抗磨性好,耐高溫,建立潤滑油膜塊,油膜強度高和穩定性好,所以機油最好選用全合成機油、半合成機油等高質量潤滑油或者凱迪拉克原廠專用機油
4.4發動機機油和濾清器必須保持清潔,防止雜質進入,因為渦輪增壓器的轉軸與軸套之間配合間隙很小,如果機油潤滑能力下降,就會造成渦輪增壓器的過早報廢。
4.5需要按時清潔空氣濾清器(另外注意:在空氣濾清器或空氣濾清器殼體已被拆下時,不要起動發動機),防止灰塵等雜質進入高速旋轉的壓氣葉輪,造成轉速不穩或軸套和密封件加劇磨損。
4.6需要經常檢查渦輪增壓器的密封環是否密封。因為如果密封環沒有密封住,那麼廢氣會通過密封環進入發動機潤滑系統,將機油變臟,並使曲軸箱壓力迅速升高,此外發動機低速運轉時機油也會通過密封環從排氣管排出或進入燃燒室燃燒,從而造成機油的過度消耗產生「燒機油」的情況。
4.7渦輪增壓器要經常檢查有沒有異響或者不尋常的震動,潤滑油管和接頭有沒有滲漏。
4.8渦輪增壓器轉子軸承精密度很高,維修及安裝時的工作環境要求很嚴格,因此當增壓器出現故障或損壞時應到指定的維修站進行維修,而不是到普通的修理店。
五、渦輪增壓的常見故障及原因分析
渦輪增壓器(見圖)利用發動機排出的廢氣驅動發動機主動葉輪,與主動葉輪同軸的從動葉輪也以同樣轉速轉動。怠速時,葉輪轉速約為12000r/min,當加速踏板踩到底時,葉輪轉速約為135000r/min,,因從動葉輪在發動機進氣端,故加大了進氣壓力和進氣量,避免發動機在較高轉速下進氣遲滯;能大幅度提高發動機功率和轉矩,且最大轉矩峰值呈平直線狀。
5.1故障原因
(1)增壓器突然停止運轉。其原因多為增壓器軸承損壞、轉子組燒壞,外界物將渦輪、泵輪葉片打壞而卡死等。
(2)增壓器渦輪或泵輪端「排油」。當增壓器轉子軸磨損嚴重,轉子軸密封環失去作用,或操作不當造成潤滑條件惡劣致使密封環磨損、拉傷而失效時,渦輪端或泵輪端會出現「排油」故障。渦輪端「排油」,會使排氣管、消聲器產生大量油污和積炭,增大排氣阻力,降低增壓器的轉速,使發動機動力下降;泵輪端「排油」,會使發動機進氣管道存有大量機油,機油消耗加大,進氣阻力增大,發動機動力便下降。
(3)增壓器振動劇烈且有雜訊。其主要原因是由於轉子軸嚴重磨損,使軸承間隙加大產生振動,渦輪與泵輪損壞或沾有油泥使轉子動平衡被破壞而產生雜訊和振動。若雜訊明顯表現出是金屬摩擦,則是泵輪或渦輪葉片與殼體碰擦。
(4)增壓器氣喘。因進氣系統堵塞,如空氣濾清器堵塞、進氣道油灰沉積等原因,造成發動機增壓壓力下降且產生較大波動,在增壓器泵輪端發出如氣喘的異響,伴隨發動機工作不穩,動力下降,排氣管冒黑煙。
(5)增壓器增壓力下降。進氣管道堵塞、軸承與軸磨損、渦輪或泵輪葉片變形或損壞、與殼體摩擦等均會造成增壓壓力下降。
5.2故障檢修
(1)外觀檢查觀察渦輪與泵輪以外排、進氣聯接法蘭和接頭有無裂紋、漏氣等現象,特別要觀察增壓器「排油」現象是否嚴重。這點在壓氣機至進氣管之間的橡膠管接頭上最為明顯。若該接頭處僅表現為輕微地滲油,仍屬正常現象。若此地漏油嚴重,表明增壓器已不能再使用。此外發動機停機後,用聽診器可以聽到增壓器轉子依靠慣性轉動的聲音,聲音若持續1min以上的時間,表明增壓器性能良好。
(2)壓氣機泵輪部分檢修拆卸壓氣機與進氣管道的連接,觀察壓氣機葉輪和泵殼的摩擦情況、漏油情況以及葉片的損壞情況。若發現葉輪與泵殼有摩擦,而泵殼摩擦部位附著物較堅固,表明泵輪內有損壞;如果發現是外來物損傷了泵輪,或者泵輪軸漏油現象嚴重,均應對增壓器進行維修。
(3)旋轉組件檢修若檢查渦輪與泵輪沒有明顯損壞,用手迅速轉動增壓器轉子,應該旋轉自如,無明顯的研磨雜訊和阻滯現象,否則表明軸已燒損。用千分尺檢查轉子軸軸向間隙以及渦輪端和泵輪端的徑向間隙,其值不得超過標准范圍。分解拆裝旋轉組件時,必須做好壓氣機葉輪、轉子軸及鎖緊螺母的相對位置記號。更換壓氣機葉輪要做動平衡試驗。安裝渦輪端和泵輪端兩密封環時,開口互成180o,相對中間殼進油口成90o。壓氣機葉輪鎖緊螺母要按規定扭矩擰緊。
(4)渦輪機渦輪部分檢修從渦輪機出氣口將排氣管道拆除,檢查渦輪葉片以及殼體摩擦情況、漏油情況和葉片損壞情況。若發現葉片與殼體有摩擦,而殼體上的附著物堅硬而牢固,可能是渦輪內有損壞,此時必須拆卸修理。若發現積油嚴重,則應觀察該油是從排氣系統帶來的,還是從渦輪中心排出的,若積油來自軸心且較嚴重,表明渦輪軸的密封環失效,應對增壓器拆檢維修。若積油來自排氣系統,而葉輪上積油較多,就將渦輪拆卸清洗
六、渦輪增壓維修實例
故障:發動機機油消耗高
車型:賽威 2.0T
故障現象:客戶反應說該車燒機油,拔出油尺一看已經到最底刻度線了,由於該車已經行駛了不到4000公里了,可以經行首次保養了,於是建議客戶首保後行駛1000公里再到我站檢查。行駛1000公里後到我站檢查發現確實少了近350毫升機油。
檢查分析:根據該車的具體結構分析,導致發動機機油消耗高的原因有5個:①氣門油封漏油。②活塞與氣缸筒密封不嚴。③曲軸箱強制通風PCV閥故障。④渦輪增壓器油封漏油。⑤發動機油底殼襯墊、油封等處泄漏。
圖1所示:渦輪增壓器未漏油
該車行駛里程很短,基本全新,外觀沒有漏油現象,說明所減少的機油是進入氣缸內消耗的。經檢查排氣管無明顯藍煙冒出的現象,然後拆開渦輪增壓中冷器的連接管,發現中冷器內壁很乾凈,根據以往經驗,如果渦輪增壓器(圖1)油封漏油,在中冷器內會積存大量機油,所以該發動機的渦輪增壓器油封沒有損壞。說明消耗機油的大部分在發動機內被加熱而變成了積炭,進而懷疑氣門油封泄漏。經拆下4隻噴油器用內窺鏡觀察進氣門,發現1缸進氣門的背面有很多積炭,由此判斷是1缸進氣門油封損壞。
故障排除:由於該車行駛里程很短,不大可能存在其它損壞,我們決定只更換16隻氣門油封,並採用了不拆氣缸蓋換氣門油封的方法。於是拆下氣門室罩和1-4缸火花塞,將曲軸轉動到第1缸壓縮行程上止點,拆下進排氣凸輪軸,向第1缸內充入壓縮空氣,更換了第1缸進排氣門油封,其它3缸依此類推。更換了全部進排氣門油封後,再將車輛交付用戶並電話跟蹤回訪,用戶反映該車在2次換機油保養之間未缺機油。
七、結束語
本文介紹了渦輪增壓器故障,現象,探索和研究了增壓器的結構原因,通過增壓器的結構原理及一些日常維護,正確認識增壓器故障原因、解決辦法,維修方式,以及如何正確使用、維護汽車渦輪增壓器,盡量避免增壓器的故障發生,延長使用壽命。
對於未來,隨著汽車對動力性的需求量逐漸增大,渦輪增壓的使用也會越來月頻繁,不僅是在貨車領域,在小汽車領域的的發展也將成為主流,而正確認識和使用渦輪增壓器也將是我們每個人都應該象英語與開車一樣被我們所接受。
八、致謝
衷心感謝寧波交通技工學校和職業技能鑒定中心老師專家能夠對本人精心指導,使本人對汽車維修能有一個全新的認識,在此表示誠懇感謝!
由於本人水平有限,寫作能力不強,如果有不夠全面和深入的問題,請老師批評指正。
參考文獻:《2011凱迪拉克SLS 2.0T維修手冊》
《汽車維修與保養》2007年第一期 主編:黃為
《汽車維修技師》2003年3月第一版 主編:丁鳴朝