554途观18TSI发动机结构组成及常见故障诊断详解.docx
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554途观18TSI发动机结构组成及常见故障诊断详解
途观1.8TSI发动机结构组成及常见故障诊断
摘要：
汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步显得更
受关注。
这就要求我们要对发动机的组成和原理有一定深度的认识。
通过本课题
的要就让我们弄懂途观1.8TSI发动机的组成和基本工作原理，另外还介绍了该
型发动机的常见故障及诊断思路。
关键词：
途观1.8TSI发动机；结构组成；直喷原理；故障诊断
一、概述
（一）TSI发动机的含义及技术特点
1、TSI发动机的含义
TSI（Turbo-chargingSuper-chargingInjection）缸内直喷涡轮增压汽油
机。
2、该TSI发动机的技术特性
1）发动机控制策略采用基于扭矩控制。
2）增压器在发动机停止后有独立冷却系统。
3）具有电子超速回流控制，防止增压器损坏。
4）连续可变进气配气相位（曲轴转角60度），令油耗降低，提高功率。
5）链条传动。
寿命长，终身免换，可靠性远远高于以前的齿带传动。
（二）大众途观1.8TSI发动机的外形与基本参数
1、途观1.8TSI发动机的外形介绍如图1所示。
图1途观发动机的外形图
1
2、途观1.8TSI发动机的性能参数如表1、图2所示。
表1
途观性能参数表
标识字母
CEA
CGM
排量
L
1.798
1.984
功率
KW
118
147
扭矩
Nm
250
280
缸径
mm
82.5
82.5
行程
mm
84.1
92.8
压缩比
9.6
9.6
ROZ
97/93
97
喷射装置/
点火装置
FSI
FSI
点火顺序
1-3-4-2
1-3-4-2
爆震控制
是
是
增压
是
是
废气再循环
否
否
可变进气管
是
是
凸轮轴调节
是
是
二次空气
否
否
图2途观的速度特性曲线图
2
二、大众途观1.8TSI发动机的组成
（一）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构如图3所示，是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
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。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
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3曲柄连杆机构
1、曲轴
曲轴由经过感应淬火的钢材制成。
为了达到内部的一个最佳平衡，它拥有五个轴承和八个配重。
为了改善曲轴箱的刚性，内部的三个主要轴承的轴承盖是用螺钉垂直地拧紧固定，侧面也是用螺钉跟曲轴箱连接的。
曲轴下面的五个半轴承盖拥有一个润滑槽，并且可以通过不同厚度的半盖对曲轴进行径向调整。
轴向间隙的调整通过中间轴承中的轴向轴承盖进行。
2、连杆
连杆如2.0升的TFSI-发动机中的一样，是脉冲式连杆。
为了更好地进行力
3
的分配，连杆头设计成梯形的，并且活塞连杆瓦是用黄铜合金制成的。
上面的轴承盖和下面的轴承盖是用不同的材料材料制成的，为了保持高的力度等级，这里的上盖是深颜色的，是由一种有阻抗的材料制成的。
3、活塞
跟2.0升的TFSI-发动机完全一样，这里上面的活塞部分使用的也是一个环形托架。
另外还保留了活塞套的轻型结构，以及石墨涂层，这样就能达到一种长久的耐用性，一种高度平静的运行和一种极小的摩擦损失。
活塞头新的造型为产生一种最佳的均匀混合起到了重要的作用。
4、齿轮模块
曲轴向各种不同的控制链条进行力的输送是通过一个齿轮模块来进行的。
曲轴螺栓起到了一个连接的作用，即锲形唇皮带的皮带盘和齿轮模块跟曲轴之间的连接，这样一来，所有三个元件都固定地，并且互相地连接起来了。
除此之外，为了增加接触面积，在所有三个元件的侧面都装有齿轮，使它们互相啮合在一起，这样就能够用一个小直径的部件来传送一个大的扭矩了。
曲轴末端上的齿轮可以将一个高的曲轴扭矩传送给控制驱动的装置。
在所有的侧面齿轮上都插入了一个宽齿，这样，对于所有的三个元件来说都是只具有一个唯一可以安装的位置了。
5、缸体
途观1.8TSI发动机缸体如图4所示。
图4发动机缸体
4
（二）配气机构
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。
它主要由进气门、排气门、摇臂、凸轮轴、正时齿轮等组成，结构如图5
所示。
图5配气机构
途观采用了双顶置凸轮轴（DOHC），凸轮轴直接驱动摇臂，省去了挺柱和推杆，使往复运动质量大大减小，因此适用于高速发动机。
但正是传动机构复杂，且为拆装缸盖造成一定困难。
顶置双凸轮轴即为进、排气门各为一根轴控制。
其罩盖用铝合金浇铸而成。
进气阀门和排气阀门都由滚子凸轮随动件驱动。
塑料盖子旋转后可以打开，其作用是在不拆缸头的情况下，拆卸缸盖螺栓。
增压机跟废气弯管一起组成了一个单元，在其下侧借助于一条夹紧板固定在气缸头上，这样的话，拆和装都方便。
在吸气侧上有一个连接接头，是用于连接曲轴箱排气管道的，另外一个是用于连接排放出之于燃油槽的油气的。
增压机是用水进行冷却和用油进行润滑的。
增压机包括电磁阀门N75，它是
用来限制增压压力的，还有相应的过压阀门以及循环空气的阀门N249。
它拥有
一个装在增压机压力接管出口处的谐振消音器，它的存在能够减小由于压力脉冲
5
而产生的噪音。
增压机的结构如图6所示。
图6增压机组成图
（三）燃油供给系统
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。
燃油供给系统是由一根输送燃油的真空管道一个高压泵，一个高压燃油分配
管道和四个喷油嘴组成的，如图7所示。
真空分配器管道不仅具有一个真空传感器，还有一个过压，或者叫做回流的
阀门。
需要的燃油压力由发动机控制器进行计算，控制器通过一个PWM-的信号
来控制装在燃油储罐中的电动泵J538，使得在真空循环中产生出所需要的压力在
4Bar-8Bar之间。
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图7燃油系统的组成图
图8燃油高压泵的位置图
如图8所示，燃油高压泵是通过装在排气凸轮轴末端上的一个四边形的凸轮
来驱动的，如图8所示。
凸轮轴是通过一个滚柱推杆来驱动泵的活塞，这样的话
就减少了摩擦由链条输送的力。
这样得到的效果是：
磨损小，发动机的运行平静
度高，产生的噪音小，以及降低了燃油的消耗。
在高压循环系统中取消了过压阀
门，取而代之的是装在机械泵中的一个调节阀门，这个阀门在200Bar的压力下
开始开启，并且将燃油送回到真空循环中去，这样就阻止了零部件因为过压而可
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能造成的损坏了，尤其是在发动机加热以后的推进阶段和工作阶段。
燃油分配器
管道使用不锈钢材料制成的，是在真空的情况下将燃油输送到喷油阀门中去的。
高压循环系统中的压力是通过调节阀门N276进行调节的，这个阀门是在机
械高压泵中的。
高压循环系统中的压力可以根据发动机的负荷存在于50-150Bar
之间。
发动机控制器通过压力传感器G247能够识别到每个时间点的，分配器管
道中的压力，调节阀门N276可以对其进行调节，使其跟高压循环中的系统压力
相匹配。
压力传感器N247可以在200Bar以下的压力范围内进行调节。
喷油嘴示意图如图9所示。
图9喷油嘴示意图
1-径向补偿件；2-燃烧室密封环；3-喷嘴；
4-隔离环；5-O型环；6-支撑环
（四）点火系统
点火系统的功用是按规定时刻及时点燃气缸中的压缩混合气。
由曲轴位置传
1
感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器、电控单元（ECM）、点火线圈、火花塞等
组成。
电脑根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器以及其他传感器的信号计算
出最佳点火时刻和通电时间，控制点火线圈的初级电路导通与截止，从而点燃各
缸的混合气，同时利用爆燃传感器对缸体的爆燃情况进行分析，从而提高点火系
统的控制精度。
途观的点火方式为单缸独立点火，点火顺序为1-3-4-2，每个缸有独立的点火
线圈。
点火系统的主要部件如图10所示。
8
图10点火系统组成图
1-爆震传感器；2-带功率输出级的点火线圈；3-火花塞；4-螺栓；5-螺栓；6-霍尔传感器G40；
7-O形圈
（五）冷却系统
冷却系统组成：
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。
功能：
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。
这个冷却循环是按照横流原理进行工作的。
冷却液从冷却器流到冷却液泵
中，然后再由泵送入发动机组，如图11所示。
跟其他充电的燃油发动机一样，这里的冷却循环也有一个电动泵V51，用于
冷却液再循环的。
这个泵对调整好的发动机的增压机的过热进行保护，并且阻止
了聚集在透平轴上的油发生焦化。
电动泵是由发动机控制器控制的，当发动机停止以后，它最多能工作15分
钟。
在这个操作阶段，泵将冷却液泵入相反的方向，即从冷却器到增压机。
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图11冷却液循环图
图12冷却系统原理图
从冷却器中出来的冷却液通过泵送入发动机组，如图12所示。
冷却液从发动
机组的吸入侧流向排放侧，同时冲淋着气缸。
接着将冷却液送入气缸头，并且从
排放侧到吸入侧对其进行冷却。
变热了的冷却液聚集在一个室内，然后送往冷却
液泵，这其中有衡热器。
根据这个测量点上的冷却液温度，将冷却液送到冷却器
中进行冷却（节温器自95摄氏度时开启），或者是直接进入泵（节温器关闭）。
通过发动机组中进行运行的一个小沟槽将一部分的冷却液送至油的冷却器，
这个油的冷却器是装在辅助机架上的。
在气缸头飞轮那一侧的末端，也有一部分
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的冷却液送至加热装置的热交换器和冷却液的平衡罐。
冷却液泵，冷却液的温度传感器G62和恒温器都是属于一个共同的模块的。
这个模块装在发动机外壳上的进气管道下面，是用螺钉固定的。
吸气侧上的平衡轴通过一个皮带驱动装置来驱动冷却液泵，所使用的两个传
动轮的作用产生了一个变速比，并因此而降低了转速，这个转速差不多跟曲轴的
转速持平。
为了达到这个变速比，冷却液泵的传动轴上使用了一个直径较大的驱动轮，
在这个轴上还有一个跟驱动轮焊接在一起的翼形齿轮。
这个翼形齿轮承担了风机
的功能，并能给皮带驱动装置引入空气和冷却。
这个带皮带驱动装置的冷却系统
是不需要保养的。
不过，节温器，温度传感器和皮带的罩盖都是可以单独地进行更换的。
为了
保证节温器正确的安装位置，在外壳上装有一个中心销。
（六）润滑系统
组成
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