动力性不足

汽车检测与故障诊断 课程设计 学 院：汽车与交通学院 专业班级：09汽车服务工程1班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 设计内容：奥迪A6运行动力性不足 2013年01月11日 前言 《汽车检测与故障诊断》系统地介绍了汽车检测与故障诊断的，检测方法、标准，诊断方法以及现代汽车检测设备的原理和应用。内容包括汽车检测和诊断基础知识，发动机、底盘及整车技术状况的检测方法，汽车常见故障的诊断方法等。《汽车检测与故障诊断》力求结构合理，内容上既有较强的理论基础又加强了针对性和应用性，突出新设备、新技术和新标准的应用，侧重检测和诊断结果的分析，以培养学生分析问题和解决问题的能力。 《汽车诊断技术》课程设计是汽车服务工程专业学生在学习课程《汽车检测与故障诊断技术》后安排的一门延伸性的专业实践性教学环节；通过本设计，让学生进一步的熟悉、掌握教学内容，掌握汽车性能或工作能力检测、诊断的理论、原理和方法；以便科学地确定汽车的技术状况，查明故障原因和确定其故障部位。 本次课程设计的内容是奥迪A6轿车运行动力不足的原因分析及故障诊断。查找所选汽车相关部分的结构及工作原理，确定发生故障的可能原因及影响因素，确定检测参数，确定使用的检测仪器，及测试方法，绘制故障树。 1奥迪A6汽车基本概况 汽车的动力性 汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。汽车是一种高效率的运输工具，运输效率之高低很大程度上取决于汽车的动力性。所以动力性是汽车各种性能中最基本的，最重要的性能。 汽车动力性指标： 汽车动力性主要由三个方面指标来评定。 1汽车的最高车速 2汽车的加速时间 3汽车最大爬坡度 最高车速：在水平良好的路面上汽车能达到的最高行驶速度。 汽车的加速时间：汽车的加速能力，包括原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步加速时间是指汽车由一档或者二档起步，并以最大的加速强度（包括选择前大得换挡时机）逐步由某一较低车速全速至某一高速的时间。超车加速时间是指用最高档或者次高档某一速度全力加速至某一较高速所用的时间。因为汽车超车是与被超车车辆并行，容易发生安全事故，所以超车加速能力强，并行行驶的时间就短，行驶就安全。一般常用0-100米的秒数来表明汽车原地起步能力，对超车加速能力还没有一致的规定。 汽车爬坡能力：用满载或者一部分负载的汽车在良好的路面上的最大爬坡度表示的，显然，这个爬坡度是一档的最大爬坡度（一档的牵引力是最大的，因为经过变速箱和减速器作用，所谓减速器距）。越野车的最大爬坡度大概都是60%，也就是角度制的31度左右。以上的三个方面应该都是在无风的条件下测定的。 2与动力性有关的汽车结构及工作原理 2.1发动机 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧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，其结构型式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异，发动机的总体结构图如下所示。 发动机代码 ANQ 排量 升 1.781 功率 kW/rpm 92/5700 扭矩 Nm/rpm 168/3500 缸径 Фmm 81.0 行程 mm 86.4 压缩比 10.3 喷射/点火系统 Bosch Motronic 爆震控制 有 自诊断 有 催化净化器 有 增压 无 废气再循环 无 进气歧管转换 有 凸轮轴调整 有 气门升程(且气门间隙为0mm时) 1mm 上止点前进气门打开 16° 下止点后进气门关闭 38° 下止点前排气门打开 38° 上止点后排气门关闭 8° 奥迪A6发动机技术参数 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。 2.1.1曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 工作原理：曲柄连杆机构是内燃机实现工作循环，完成能量转换的传动机构，用来传递力和改变运动方式。工作中，曲柄连杆机构在作功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，对外输出动力，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。总的来说曲柄连杆机构是发动机借以产生并传递动力的机构。通过它把燃料燃烧后发出的热能转变为机械能。 曲柄连杆机构是通过曲柄和滑块的连接如图，通过去并转动带动滑块左右移动，达到所需的用途。 2.1.2配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成。其作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下置式、中置式和上置式。 凸轮轴下置 凸轮轴上置 气门顶置式配气机构的工作原理：当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，由曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小，直至最后关闭。压缩和做功行程中，气门在弹簧张力的作用下严密关闭。 2.1.3燃料供给系 奥迪A6轿车采用的是汽油柴油双燃料供应系，汽油机燃料供给系组成为：（1）汽油供给装置：汽油箱、汽油泵和油管、汽油滤清器，完成汽油的贮存、输送及滤清任务。（2）燃油喷射控制装置。（3）空气供给装置：空气滤清器。（4）可燃混合气供给和废气排出装置：进气管、排气管及排气消声器。 工作原理：内置在电子控制器中的存贮器存放着汽油喷射控制的全部程序和与喷油量、喷油时刻等有关的数据与算法→接通点火开关→电子控制器开始执行程序，并在程序控制下工作→系统初始化、接通汽油泵等为起动发动机作好准备→控制系统收到起动信号，立即进入起动控制程序，并向喷油器发出起动控制脉冲，使发动机起动→发动机起动后，自动转入正常运行程序。 柴油机燃料供给系由燃油箱、输油泵、喷油泵、柴油滤清器、进排气管和排气消声器等组成，其作用是向气缸内供给纯空气并在规定时刻向缸内喷入定量柴油，以调节发动机输出功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 2.1.4润滑系 润滑系组成：油底壳、机油集滤器、机油泵、机油滤清器、主油道、分油道（通向凸轮轴轴承）、（通向摇臂轴），此外还有机油散热器、机油压力表、机油压力传感器、限压阀和旁通阀等。 工作原理：机油泵通过曲轴旋转及传动齿的带动将机油从油底壳通过一定的压力泵送至 ┌→曲轴连杆机构（曲轴、连杆、活塞销、汽缸壁） 机粗滤→机细滤→主油道→│→凸轮气门机构（凸轮轴、气门摇臂、正时齿轮） └→附件（空压机、高压油泵、增压器） 然后通过各工位溢出的润滑油清洗冲刷带出工件摩擦产生的金属屑、杂物等，回流到油底壳。 2.1.5点火系 点火系由电源（蓄电池和发电机）、点火线圈、分电器和火花塞等组成，其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。 2.2底盘 2.2.1离合器 离合器组成：（1）主动部分；（2）从动部分；（3）压紧机构；（4）分离和操纵机构。 工作原理：离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。 2.2.2轮胎 轮胎通常有由外胎、内胎和垫带三部分组成。 功用：支持车辆的全部重量，承受汽车的负荷；传送牵引和制动的扭力，保证车轮与路面的附着力；减轻和吸收汽车在行驶时的震动和冲击力，防止汽车零部件受到剧烈震动和早期损坏，适应车辆的高速性能并降低行驶时的噪音，保证行驶的动力性、安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。 3故障发生的原因及影响因素 发动机: 3.1配气机构的主要原因：气缸的压缩压力：活塞、活塞环，气缸严重磨损造成活塞、活塞环与气缸的配合间隙增加，密封性变差，导致气缸盖漏气，使气缸压缩压力降低。轴箱由于密封性不好，漏气，使吸力减小。 气门间隙调整不当，配气正时失准，气门关闭严，影响气缸压力降低，发动机的功率下降。 由于磨损，活塞环与气缸壁之间的间隙过大；气缸垫密封不严，造成气缸压缩压力不足。根据发动机的汽缸直径不同，活塞裙部和汽缸壁之间的间隙的要求也不同，缸径大的，间隙也大，一般常见小型发动机的活塞裙部和汽缸壁间隙为0.04-0.12mm，超过极限间隙后，会因为活塞裙部摆动量过大产生噪音，并 引起活塞环磨损加剧，使汽缸密封性下降，压缩性能变差，机油消耗增加，汽车动力性下降。 气缸密封不严原因有：（1）活塞环的侧隙、开口端隙过大，或气环开口的迷宫路线变短，或活塞环的密封；面磨损后，其密封性变差。（2）活塞与气缸磨损过大使配缸间隙增大"活塞在气缸内运动摇摆，影响活塞环与气缸的良好贴合密封。（3）因活塞环结胶、积炭而卡在活塞环槽内使环的自身弹性不能发挥，失去了气环与气缸壁的第一密封面。（4）装用了不匹配的活塞。如有的发动机它所选用的活塞顶部凹坑深度不一，用错后将影响气缸压力。 3.2燃油供给系的原因： （1）由于油箱盖通气孔堵塞，油箱开关、燃油滤清器及油箱至化油器之间的油管部分堵塞，不能满足所需油量的供应，导致混合气过稀、发动机工作无力。 （2）由于空气滤清器长期使用未及时清洗产生堵塞，空气量不足都将造成可燃混合气过浓，使得发动机功率下降。 （3）使用低辛烷值的汽油，使用的汽油存放过久，由于挥发变质导致辛烷值过低，容易引起爆震，使发动机功率下降。 （4）火花塞等部位积炭，油耗增加。 （5）油路中存有水和空气，将影响燃油畅通。 （6）消声器积炭过多，增加排气阻力。 检查燃油供给系，燃油管道中是否有堵塞或气阻现象、汽油泵工作是否正常、化油器浮子室油面高度是否符合规定要求、空气滤清器是否堵塞、排气系统是否堵塞等。 3.3点火系的原因：火花塞间隙不符合标准；分电器 HYPERLINK "http://wenwen.soso.com/z/Search.e?sp=S%E5%88%86%E7%81%AB%E5%A4%B4&ch=w.search.intlink" \t "_blank" 分火头损坏；各缸点火次序错乱：点火正时失准，点火过早，引起可燃混合气早燃及爆震高压火弱；电子点火器及脉冲信号发生器内部有故障等，由于点火系统的故障，引起的火花塞断火或火花塞火花弱。 首先检查点火系各缸火花塞间隙是否在0.7-0.9mm之间、分电器分火头是否损坏、点火正时是否正确、高压线有无漏电现象、点火线圈是否短路等，发现故障应进行针对性的修理；然后检查电子点火器、霍尔信号发生器工作是否正常，必要时对各损坏部件或不符合要求的零件进行修复、调整或更换，保证点火系工作无误。 3.4冷却系的原因：（1）发动机过热：由于各种原因造成的可燃混合气燃烧不完全，使燃烧室内的积炭过多，以致散热不良，发动机负荷增加产生过热。（1）水泵发生故障，使泵水压力减小，影响了冷却液的循环。水泵把系统的冷却液加压，使之在水套中流动，如果水泵发生故障，则压力减小，水循环受到影响，使发动机动力不足，进而导致发动机经济性下降。（2）节温器故障，阀门不能正常开启，冷却液只能进行小循环，使发动机运转过热。（3）冷却液量不足，由于冷却液泄露或蒸发而使冷却液量不足，使发动机运转过热。 3.5润滑系的原因：曲轴箱内的润滑油过多或过少，润滑油变质或脏污，润滑油道堵塞，影响发动机的功率。 滤清器的作用是滤掉机械杂质和胶质，保持润滑油的清洁，延长其使用期限。若其堵塞，则杂志增多，润滑不良，汽车动力性下降。 底盘： 3.6离合器： （1）离合器磨损：离合器磨损后，导致离合器分离困难，换档出现问题，发动机动力性受阻，动力性下降。（2）离合器间隙过小：离合器间隙过小会使离合器分离不彻底，发动机怠速运转时，离合器踏板已踩到底，但换挡困难，变速齿轮有撞击声。勉强挂上档时，尚未完全放松离合器踏板，汽车就已行驶或熄火，动力性下降。 3.7轮胎气压过低：发动机动力性下降的很重要的一个原因。轮胎在气压不足的情况下行驶，轮胎与地面的接触面会增大，势必增加轮胎与路面行驶中的滚动阻力，致使发动机的一部分功率用来消耗在克服因轮胎气压不足而产生的阻力上，因此给车辆的使用、动力性能带来一定影响。 其他故障： 3.8机油品质差，汽油品质低 检查发动机机油的品质是否符合要求，不符合要求则应更换；检查气缸盖垫、进排气歧管垫是否破损，必要时予以更换。 4检测参数  汽车动力性是汽车在行驶中能达到的最高车速、最大加速能力和最大爬坡能力，是汽车的基本使用性能。汽车属高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。这是因为汽车行驶的平均技术速度越高，汽车的运输生产率就越高。而影响平均技术速度的最主要因素就是汽车动力性。 随着我国高等级公路里程的增长，公路路况与汽车性能的改善，汽车行驶车速愈来愈高，但在用汽车随使用时间的延续其动力性将逐渐下降，不能达到高速行驶的要求，这样不仅降低了汽车应有的运输效率及公路应有的通行能力，而且成为交通事故、交通阻滞的潜在因素。因此，在交通部1990年发布的13号令中，特别要求对汽车动力性进行定期检测。动力性检测合格是营运汽车上路运行的一项重要技术条件。1995年交通部为了提高在用汽车的技术性能，发布了JT/T198-95《汽车技术等级评定标准》，将动力性作为第一项主要性能进行评定。另外早在1983年国家颁布的GB3798《汽车大修竣工出厂技术条件》第2.6项中对汽车大修后的加速性能规定了最低要求，这都说明了国家对在用汽车动力性的重视。 汽车检测部门一般常用汽车的最高车速、加速能力、最大爬坡度、发动机最大输出功率、底盘输出最大驱动功率作为动力性评价指标。 最高车速：指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，能够达到的最高稳定行驶速度 加速能力：汽车加速能力是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常用汽车加速时间来评价。加速时间是指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，由某一低速加速到某一高速所需的时间。 (1)原地起步加速时间：称起步换档加速时间，系指用规定的低档起步，以最大的加速度（包括选择适当的换档时机）逐步换到最高档后，加速到某一规定的车速所需的时间，其规定车速各国不同，如0-50 km/h，对轿车常用0-80 km/h，0-100 km/h，或用规定的低档起步，以最大加速度逐步换到最高档后，达到一定距离所需的时间，其规定距离一般为0-400m，0-800m，0-100Om，起步加速时间越短，动力性越好； (2)超车加速时间亦称直接档加速时间，指用最高档或次高档，由某一预定车速开始，全力加速到某一高速所需的时间，超车加速时间越短，其高档加速性能  3.最大爬坡度Imax(%) 最大爬坡度是指汽车满载，在良好的混凝土或沥青路面的坡道上，汽车以最低前进档能够爬上的最大坡度。由于受道路坡道条件的限制，汽车综合性能检测站通常不做汽车爬坡测试。 5汽车动力性台架检测方法     汽车动力性室内台架试验的方式，主要是用无外载测功仪检测发动机功率，底盘测功机检测汽车的最大输出功率、最高车速和加速能力。室内台架试验不受气候、驾驶技术等客观条件的影响，只受测试仪本身测试精度的影响，测试条件易于控制，所以汽车检测站广泛采用汽车动力性室内台架试验方式。为了取得精确的测量结果，底盘测功机的生产厂家，应在中给出该型底盘测功机在测试过程中本身随转速变化机械磨擦所消耗的功率，对风冷式测功机还需给出冷却风扇随转速变化所消耗的功率。另外，由于底盘测功机的结构不同，对汽车在滚筒上模拟道路行驶时的滚动阻力也不同，在说明书中还应给出不同尺寸的车轮在不同转速下的滚动阻力系数值。     1.汽车底盘输出功率的检测方法 通过底盘测功机检测车辆的最大底盘驱动功率，用以评定车辆的技术状况等级。 (1)在动力性检测之前，必须按汽车底盘测功机说明书的规定进行试验前的准备。台架举升器应处于升状态，无举升器者滚筒必须锁定；车轮轮胎表面不得夹有小石子或坚硬之物；   (2)汽车底盘测功机控制系统、道路模拟系统、引导系统、安全保障系统等必须工作正常；   (3)在动力性检测过程中，控制方式处于恒速控制，当车速达到设定车速(误差±2km/h)并稳定5s后(时间过短，检测结果重复性较差)，计算机方可读取车速与驱动力数值，并计算汽车底盘输出功率。   (4)输出检测结果。     2.发动机功率的检测方法     用发动机无外载检测仪检测发动机功率，使用方便，检测快捷，在规范操作的前提下，可对发动机动力性检测与管理提供有效依据。还可以用于同一发动机调试前后、维修前后的功率对比，因此也得到广泛使用。     (1)起动发动机并预热至正常状态，与此同时接通无外载测功仪电源，连接传感器；     (2)按仪器使用说明书进行操作； (3)从测功仪上读取(或算成)发动机的功率值。 6故障树 故障树分析法是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树枝状逐步细化的分析方法。 第1级中间事件 第2级中间事件 底端事件 事件代号 发动机故障T1 曲柄连杆机构失效T11 活塞、活塞环磨损 X111 活塞环结胶 X112 曲轴箱密封性不好 X113 配气机构失效T12 气门间隙调整不当 X121 燃油供给系统失效T13 空气滤清器堵塞 X131 火花塞等部位积炭 X132 油路中存有水和空气 X133 燃油管道堵塞 X134 冷却系统失效 T14 水泵失效 X141 节温器失效 X142 冷却液泄露 X143 点火系统失效 T15 点火正时不准确 X151 点火线圈损坏 X152 底盘故障T2 传动系统失效 T21 离合器磨损 X211 行驶系统失效 T22 轮胎气压过低 X221 其他故障T3 油品质量不好T31 机油品质差 X311 发动机经济性下降：T 1︽ 机械系统故障：T3 发动机电控系统故障：T1 底盘故障：T2 1︽ 燃油供给系统失效T13 失效T12 点火系统 失效T14 1︽ 发动机动力性不足故障树 X134 X133 X132 X152 X151 X142 X141 传动系统 失效T21 行驶系统 失效T22 X211 X221 1︽ X311 曲柄连杆失效T11 失效T12 X112 X113 X111 X131 冷却系统 失效T14 X143