奥迪A6涡轮增压器的检修.doc

浙江工贸职业技术学院 毕业设计（论文）课题名称：奥迪A6涡轮增压器的检修专 业： 汽车检测与维修班 级： 汽修1101班姓 名： 学 号： 1110203148指导教师： 完成时间2014年 3月10日目 录前言11涡轮增压器的概述11.1涡轮增压的定义11.2增压方式21.3增压发动机的特点31.4涡轮增压器的组成及工作原理32涡轮增压器的常见故障分析52.1增压压力不足52.2增压器涡轮进口温度过高52.3增压器的冷却水温度过高62.4废气倒流62.5异响与振动62.6涡轮端或泵轮端排油63奥迪A6涡轮增压器的故障诊断与排除73.1涡轮增压器的故障诊断流程及排除74.奥迪A6涡轮增压器典型故障案例分析94.1案例一94.2案例二105总结106结束语11参考文献111奥迪A6涡轮增压器的检修胡家贞浙江工贸职业技术学院汽车与机械工程学院，汽车检测与维修技术1101摘要：本文通过汽车故障诊断的基本原理和故障诊断的基本思路及基本流程，对奥迪A6轿车涡轮增压器故障进行诊断分析，主要从奥迪A6涡轮增压器常见故障、故障现象、诊断与排除方法等方面作以论述。关键词：奥迪A6；涡轮增压器；故障诊断与排除前言涡轮增压器，一个近十年出现的词语。人们只知道汽车排量后面带 T 的车辆就是带有涡轮增压器的发动机，汽车的加速就会快，性能也好。涡轮增压器会产生更大的扭矩以满足驾驶乐趣。为了满足发动机不同转速下的需求，1989 年出现了可变增压的涡轮增压器（VNT）。在发动机低速时，涡轮增压器减小喉口，提高增压；在发动机全速运转时，涡轮增压器喉口增大，保证增压不会超出需求。喉口可用真空管控制。涡轮增压发动机在不改变排气量的情况下可以提高输出功率10%以上。它的应用无疑对我国的汽车尾气排放标准、环保及能源利用产生深远的影响。现代涡轮增压器也改变了人们对汽油机的看法，涡轮增压器已经成为提高动力性能的主流方向。1涡轮增压器的概述1.1涡轮增压的定义涡轮增压器实际上是种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。1.2增压方式 1.2.1机械增压系统：这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同，因此没有滞后现象，动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面，因此还是消耗了部分动力，增压出来的效果并不高。1.2.2废气涡轮增压系统：这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了，增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及扭矩要增大20%-30%。 图1废气涡轮增压系统的结构图1.2.3复合增压系统：即废气涡轮增压和机械增压并用，机械增压有助于低转速时的扭力输出，但是高转速时功率输出有限；而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出，但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起，来解决两种技术各自的不足，同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多，汽油机上采用双增压系统（复合增压系统）的车型还比较少，大众的1.4 TSI发动机（这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。1.3废气涡轮增压发动机的特点进气增压可以提高发动机的功率。功率相同时，发动机的空间尺寸减少，质量减轻，这有利于提高车用发动机的经济性。通过增压器的合理设计，可以将扭矩特性改进为低速高扭矩，这对车用发动机非常有利。在达到额定输出功率时，摩擦损耗相对较小，在部分负荷时，增压发动机的工况更接近最大效率设计工况点。可通过增压度来弥补随行驶地区海拔高度升高而导致的功率下降。 降低噪声。柴油机增压后，由于混合气工作温度升高，着火延迟期缩短，燃烧过程变得柔和，对直喷式柴油机更是有利。通过增压可以降低有害气体排放。机械随时减少，经济性得到改善。增压机主要零部件的机械负荷和热负荷均增加。1.4废气涡轮增压器的组成及工作原理1.4.1工作原理：涡轮增压器连接到发动机的排气歧管。气缸内排出的尾气带动涡轮旋转，与燃气轮机类似。涡轮通过轴与安装在空气过滤器与吸气管之间的压缩机相连。压缩机把空气压缩到气缸中，气缸排出的尾气流过涡轮叶片，使涡轮旋转。流过叶片的尾气越多，涡轮旋转速度就越快。 图2涡轮增压器压缩机与涡轮部分的简图在连接涡轮的轴另一端，压缩机将空气抽到气缸中。压缩机是一种离心泵，它在叶片的中心位置吸入空气，并在旋转时将空气甩到外面。为了适应高达150,000转/分的转速，必须小心支撑涡轮轴。大部分轴承在这样的高速下会爆炸，所以绝大多数的涡轮增压机使用的是液压轴承。这类轴承能使轴浮于一层薄薄的油膜上，这些油从轴四周恒定抽入。这可以起到两个作用：一方面能够降低轴和一些其他涡轮增压机部件的温度，另一方面能够减小轴在旋转时遇到的摩擦。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。1.4.2组成:涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。 图3涡轮增压器与发动机的连接2废气涡轮增压器的常见故障分析2.1增压压力不足 增压压力下降是一项综合性的故障，其中增压器转子的转速下降是主要原因一般是：发动机在额定转速运转（2500转/分以上）时，增压器转子转速高达15万转/分，使增压压力达额定值。当轴承与轴磨损、涡轮或泵轮的叶片变形、损坏或是由于转子与壳产生摩擦等种种原因使转子转速下降时，增压压力即随之下降。增压压力下降会直接影响发动机动力。2.2增压器涡轮进口温度过高 若发现增压器涡轮进口温度超过600时，说明排气不顺畅，从而导致发动机动力性下降。主要原因：涡轮机的排气背压过高，出口管道有阻塞，使气流不能畅通。涡轮机叶片变成弓形，使通道截面积变小，而引起进口的温度过高。 图4涡轮增压器剖视图2.3增压器的冷却水温度过高运转中，如果增压器的冷却水出口温度过高会使零件过热，使磨损加剧。冷却水温度过高的原因：进入增压器的冷却水温度过高。这时，需要采取有效措施降低进水温度。增压器冷却水腔堵塞，使冷却水量减少。这时，需要停车将增压器冷却水腔堵塞之物清除。运转中，若发现增压器冷却水温度过高时，应降低负荷或减速运行一段时间。在此期间要密切注意润滑油温度是否正常，一旦润滑油温度也升高时，则应立即停车检查，在降低负荷或减速运转期间来分析判断水温过高的原因。原因大致确定后，即可停车处理。2.4废气倒流排出的废气倒回气缸，又从进气阀处窜入进气管道。废气倒流不仅使排气温度上升，还会使进气管内的温度上升，使气缸的充气效率降低，导致功率的下降。废气倒流主要的原因：增压器涡轮机喷管堵塞或喷管通道太狭窄，因而增大了废气排出的阻力，使此处积聚的压力增高甚至超过了进气压力。当进、排气阀重叠同时处于开时，废气便经排气管倒流回进气管道，并且发出像敲鼓一样的“咚咚”声音。继而引起喘振。遇到这种情况，只需拆卸涡轮机部分进行检查，排出涡轮机喷管的堵塞物即可。 2.5异响与振动 增压器运转中产生强烈振动的主要原因是由于转子轴严重磨损，使轴承间隙加大产生振动。涡轮与泵轮由于损坏或者由于灰尘油泥使转子动平衡遭到破坏产生振动及噪音。如果噪音明显表现出来的是金属摩擦的声音，则显然是由于轴承松旷，使涡轮或泵轮与壳体相摩擦，或是由于涡轮、泵轮叶片变形而与壳体摩擦。如果是周期性的噪音，则可能是涡轮、泵轮叶片变形或局部灰尘油污沉积所致。 2.6涡轮端或泵轮端排油 涡轮增压器转子轴上采用的是全浮式滑动轴承，为了确保其润滑，从发动机主轴道上直接引出一根机油管线通向增压器轴承腔给转子轴提供润滑。为了不使机油进入涡轮壳与泵轮壳，在轴承两端分别设置有活塞环式的密封环。当转子轴磨损、特别是转子轴径向间隙超差较大时，该密封环将失去作用。有时由于运作不当造成润滑条件恶劣，使密封环磨损、拉伤都会使密封失效而产生向涡轮端或泵轮端“排油”的故障。严重时会使排气管、消音器造成大量油污和积炭，增大了排气阻力，降低了增压器的转速，使发动机动力下降。向泵轮端“排油”严重时，会使增压器至中冷器的管道中存有大量机油，中冷器被油污部分堵塞，增大了进气阻力，也会使发动机动力下降。因此，当发动机的机油消耗量增大时，如果不是发动机本身的问题，就应检查增压器是否“排油”严重。 3奥迪A6涡轮增压器的故障诊断与排除 3.1涡轮增压器的故障诊断流程及排除3.1.1在车上进行故障检查：首先检查发动机基本工作条件、压缩和泄漏，及点火系和燃油供给系。如果供油量和压力都正常，则再检查点火系的穿透电压是否足以点燃由涡轮增压后产生的高度压缩混合气，点火时刻是否正确。3.1.2目测软管、垫片和管道：目测全部软管、垫片和管道，看装配是否正确，有无损伤、磨蚀。如破损或变质，；将使涡轮装置不能正常工作，导致增压过高或过低。如果上述零件有损坏，更换零件，则故障排除。3.1.3检查进气管真空泄露：用真空接在空气流量计至增压器之间, 检查位置进气管真空泄漏情况。 A6发动机在怠速时的真空度为0.50.6bar。不符合要求,则检查进气管、曲轴箱通风管等有无破裂。进气管或曲轴箱通风管破裂会使真空压力降低，从而影响涡轮增压器的增压压力。更换部件及故障消除。3.1.4拆检涡轮增压器：如果以上各项检查合格，下一步检查涡轮增压器。如果必须从车上拆下涡轮增压器，则在检修时务必保持清洁，任何脏物或污染都会导致严重后果。在拆卸涡轮机前，应将壳体和零件的相对位置加上标志，以保证重新装配时正确无误。拆开涡轮装置，仔细观察增压涡轮和动力涡轮，检查是否存在弯曲、破裂或过度磨损现象。检查涡轮壳体内部是否存在由于轴的摆动范围过量、进入脏物或润滑不当而造成的磨损或冲击损伤。用手旋转涡轮，手感阻力应是均匀的，不应过大，转动应无粘滞感，即应无擦伤或任何接触。由于对轴承间隙有严格要求，应按生产厂规定的程序检查轴向和径向间隙，大众奥迪汽车的涡轮增压器为例。可将百分表插入涡轮机壳的孔中，使其接触轴端，沿轴向移动涡轮机轴，测量轴的轴向间隙不应大于011mm，测量轴的径向间隙不应大于015mm。若轴向间隙或径向间隙不符合要求，则更换涡轮增压器，故障排除。3.1.5增压控制电磁阀的检测基本检查：连接故障诊断仪，选择读取测量数据块(功能08)。从增压控制电磁阀(N75)上拆下软管。接上辅助软管。起动执行元件诊断，并触发增压控制电磁阀(N75)。电磁阀将发出“咔嚓”声 图5检测增压控制电磁阀(N75)的显示内容响并打开和关闭(通过向辅助软管吹气来检查)。如果电磁阀无“咔嚓”声，对增压压力控制电磁阀进行电气检查，见“增压控制电磁阀(N75)的电气检测”。 当没有电信号时，电磁阀常闭。如电磁阀有“咔嚓”声但不正常地打开和关闭，更换增压控制电磁阀(N75)，则故障消失。 3.1.6 增压控制电磁阀(N75)的电气检测: 拔下电磁阀的供电插头。用万用表测量其电阻值应该是2535。如果没有达到规范值，更换增压压力控制电磁阀(N75)。如果达到了规范值，检查增压压力控制电磁阀的供电。3.1.7增压压力控制电磁阀(N75)的供电检测: 使起动机短时工作(允许发动机短时起动)，用万用表(电压测量档)测量端子1、2处的电压应该是蓄电池电压。如果没有达到规范值，检测增压控制电磁阀的触发情况。拔下电磁阀(N75)的供电插头并把二极管检测灯串接在线束侧端子1和2之间。起动执行元件诊断并触发增压控制电磁阀，二极管检测灯应闪亮。如果二极管检测灯不闪亮或常亮，检测线束的插接。把检测盒VAGl59822接到发动机电控装置的线束上，检测端子2与检测盒VAGl59822触点64间的导线是否断路或对正极、对负极短路。如果上述检查时，哪个步骤有问题，更换其部件，则故障排除。 3.1.8涡轮增压器的故障诊断流程图如下： 图6涡轮增压器的故障诊断流程4奥迪A6涡轮增压器典型故障案例分析4.1案例一故障现象：一辆奥迪A6、1.8T发动机，怠速时发动机有轻微的异响，在市区行驶时动力不足没有那么明显，在高速公路上行驶动力明显不足，油耗也大。故障诊断：接车后用解码器读取故障码，无故障码。检查进气管道，无漏气现象。拆出空气滤清器检查，发现空气滤清器很脏，用气枪对其进行清洁。为了保险起见，对节气门也进行了拆洗。装起拆下的零部件之后，进行试车，发现故障没有消除。对排气系统进行检查，发现三元催化器与排气管无堵塞现象。对喷油器也进行了拆洗。进行试车后，故障还是未排除。涡轮增压器系统故障也会使增压压力降低，从而导致增压发动机功率下降。首先对涡轮增压器表面进行检查，未发现裂纹启动发动机，将转速保持在2000转左右，检查涡轮增压器无漏气现象仔细查看废气涡轮增压器时，发现废气涡轮增压器有异响，这说明增压器系统的故障，拆下废气涡轮增压器发现压力控制阀门的调整螺丝有松动。 图7压力控制阀的调整螺丝故障排除：紧固调整螺丝，异响也随之消失。经过试车，高速动力正常。维修心得：影响发动机动力的因素有很多，例如进、排气管堵塞、喷油器积碳、火花塞点火不良、涡轮增压器故障等，都会影响发动机的动力性。因此我们在检修发动机动力性故障时要仔细、全面，这样才能更好的解决问题。4.2案例二故障现象：一辆奥迪A6、1.8T发动机，发动机内部会出现涡轮增压器两端漏油的情况。故障诊断：增压器转速很高，其浮动轴承的润滑全靠来自油底壳的润滑油润滑。以正常压力进入轴承间隙的机油在通过轴承工作面后，机油压力变为零，靠自身重力流回油底壳，不会从增压器两端流出。并且在正常工作时，增压器两叶轮之间有一定的压力，机油是不会从低压的轴承区流向两端高压区的，况且两叶轮和浮动轴承之间还有密封环，一般情况不会发生漏油现象。如果漏油的话只有几种可能：发动机长时间怠速运转也会造成增压器漏油。空气滤清器太脏或堵塞。回油不畅。浮动轴承磨损。经过检查发现浮动轴承磨损。故障排除：更换浮动轴承之后，漏油现象消失。维修心得：有时运作不当造成润滑条件恶劣，使密封环磨损、拉伤都会使密封失效而产生向涡轮端或泵轮端“排油”的现象。因此在检查的时候要仔细查找出漏油的原因，从根本上解决问题。5总结本文介绍了奥迪A6涡轮增压器的结构、故障现象、诊断流程、工作原理及案例分析，通过增压器的结构原理及常见故障，正确认识增压器故障原因、解决办法，维修方式。经过上述废气涡轮增压器的维修，最终使我认识到，在现代汽车维修中，要想正确地、完整地排除一个故障，不懂得汽车理论知识，不了解汽车各系统的工作原理，是修不好车的。所以，我们广大汽车维修人员要不断学习，努力提高自己的业务水平和操作技能。企业应重视维修技术人员的培训，特别是培养维修技术人员的发散思维。此篇文章对维修人员修理涡轮增压器的故障有一定的作用。6结束语本文在指导老师悉心的指导下完成了，感谢任课老师及专业老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。同时也感谢厂里的师父们对我无微不至的关怀。参考文献1 张西振.汽车发动机电控技术M.北京：机械工业出版社,2009.62 黄伟.汽车构造与维修M.北京：北京理工大学出版社，2008.73 刘仲国.现代汽车检测与诊断技术M.北京：机械工业出版社，2001.84 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