速腾14TSI发动机结构原理与常见故障.docx

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速腾14TSI发动机结构原理与常见故障

毕业设计文件

设计论文题目速腾1.4Tsi发动机结构原理与常见故障

摘要

一汽-大众始终致力于科技创新，在为客户提供超值驾乘体验的同时，更关注创造发展与环境之间的和谐共生，为此在国内最先应用了TSI发动机，为客户制造了动力卓越，绿色环保的时代座驾。

一汽一大众是首家使用1.4TSI发动机的中国汽车生产企业。

为了追赶世界先进水平，为给国内用户提供更加完美的产品，响应全球节能降耗战略和国家政策的号召，体现高度的企业社会责任，一汽-大众适时引进了L4TSI这款高效、经济、方能、环保的先进涡轮增压缸内直喷发动机，现此款发动机已经应用到速腾车上。

本论文主要介绍了L4TSI发动机进气系统、冷却系统、供油系统及发动机管理系统，和大多数增压发动机一样，这个TSI发动机也只有一个废气涡轮增压，而不同的是该涡轮增压具有两个冷却系统,这样就能够延长涡轮增压器的使用寿命。

在供油方而，此款发动机采用了由凸轮轴驱动的机械式高压油泵，日后维护简单，成本较低。

管理系统采用的是博世MotronicMED17,此系统是在博世MotronicMED9基础上发展得到的。

区别主要在以下几个方而：

更快的处理器、阶越式氧传感器、氧传感器、取消K线、-30°C低温下高压分层启动。

关键词：

1.4TSI；涡轮增压；直喷；速腾

Abstract

FAW-Volkswagenhasalwaysbeencommittedtotechnologicalinnovation,valuingforthedrivingexperienceofcustomers,whilealsoconcernedaboutcreatingtheharmonybetweendevelopmentandenvironment.Todothis,it'sthefirstdomesticcompanywhichapplicantstheTSIengine,andcreateatimeofexcellentpower,greenenvironmental.FAW-Volkswagenisthefirstautomobilemanufacturertouse1.4TSIengineinChina.Inordertocatchupwithadvancedleveloftheworld,providingmoreperfectproductforthedomesticusers,respondingtothecalloftheglobalenergysavingstrategiesandnationalpolicies,andreflectingthehighdegreeofcorporatesocialresponsibility,FAW-Volkswagenintroduced1.4TSIadvancedturbodirectinjectionengine,whichisefficient,economical,energysavingandenvironmental,nowtheenginehasbeenappliedtoSagitar.

Thispaperintroducesthe1.4TSIengineintakesystem,coolingsystem,fuelsystemandenginemanagementsystem,asmostofsuperchargedengines,TSIenginealsohasanexhaustgasturbocharger,andthedifferenceisthattheturbochargerhastwocoolingsystems,soitcanextendthelifeoftheturbocharger.Inoilterms,thisengineusesmechanicalhighpressureoilpump,whichisdrivenbycamshaft,thefuturemaintenanceissimple,lowcost.ManagementsystemusesBoschMotronicMED17,whichhasbeendevelopedbasedontheBoschMotronicMED9.Differencemainlyinthefollowingaspects:

Quickerprocessors,orderstyleoxygensensor,theoxygensensor,canceltheKline,High-pressurelayerstartupunder-30"Clowtemperature.

Keywords：

1.4TSI;turbocharged;DISI；Sagitar

绪言1

1技术特点与数据1

2主要系统与部件2

2.1进气系统2

2.12缸盖3

2.3单增压的废气涡轮增压器4

2.4冷却系统6

2.5供油系统9

3发动机管理系统12

3.1系统概览12

3.2博世MotronicMED17.5.2013

3.3传感器14

3.4执行元件15

4故障案例16

4.1速腾1.4TSI加速无力16

总结19

致谢20

参考文献21

绪言

大众1.4TSI发动机是大众集团在发动机领域一个里程碑式的产品。

它的出现使得大众集团在小排量发动机设计上有了质的提高。

在大盘集团的理论指导下设计出的这款发动机在动力性、经济性、稳定性和环保安全性方面绐用户超乎想象的感觉。

这款发动机是在1.4TSI双涡轮增压发动机的基础上改进而成.虽只使用了个废气涡轮增压器，但和同级别其他发动机相比.其优势从参数来看是显而易见的。

该款发动机已经装备在了高尔夫A6和速腾上，日后大众集团还有计划装备在迈腾上。

从主要技术参数进行纵向对比，其扭矩值超过了宝来、宝来R和速腾上装备的L8T发动机（非TSI）的数值。

比传统的2.0L发动机的各项数据更是有着天壤之别，其性能的提升显而易见。

1技术特点与数据

与之前的两款TSI不同的是，这款L4LTSI只使用了一个涡轮增压，见图1-1。

特殊的设计实现了在常用的低转速具有较大的扭矩。

从1500rpm到4000rpm都可以实现最大扭矩200Nm,特性曲线见图1-2。

另外一个特别之处是在进气歧管中有一个的水冷式的中冷器，由于进气门和活塞的改

进，从而取消了进气歧管翻板。

图1-11.4LTSI发动机

图1-2特性曲线

2主要系统与部件

2.1进气系统

进气系统从空气滤清器开始，经过废气涡轮增压器、节气门控制单元以及进气歧管直接到进气门。

为了改善在低转速时的废气涡轮增压器的工作性能，进气系统设计为一个尽可能紧凑的构造。

在进气系统中装配了两个具有进气温度传感器的压力传感器，它们分别处于节气门控制单元之前以及在进气歧管之上的增压空气冷却器之后。

涡轮增压对进气的压缩导致进气的压力和温度的升高，增压气体通过冷却来保证气缸内足够的进气量。

在以前的双涡轮增压发动机上，通过装在机舱前端的中冷器来实现，1.4LTSI则是通过液体冷却器实现的。

冷却器通过发动机水冷系统工作，安装在进气歧管上，见图2-1。

增压气体流过冷却器，将大部分热量传递给气体冷却器和冷却液。

冷却液依靠水泵的动力被泵到气体冷却器，然后回流到前端的散热器来冷却。

增压气体冷却系统是一个独立的系统，涡轮增压的冷却也连在这个系统中，如图2-2。

图2-1进气系统

冷却后的增压气体

增压气体冷却云

未冷却的潜江气体

冷却波过水

合井液循环泵V50

图2-2增压气体的冷却

冷却在啕米

2.2缸盖

缸盖基本上和L4LTSI双涡轮增压的发动机是一样的。

由于燃烧控制的改进，不再需要进气歧管翻板的控制。

为保证气缸内形成很好的涡流，进气道的角度被调整到几乎水平的角度，见图2-3o在气门座上有一个倾斜的凸峰来保证进气吹过气门顶在汽缸内形成特殊的涡流通过采用4个凸轮来驱动高压泵使得凸轮轴的升程可以更小，从而使得凸轮轴和凸轮轴室的直径可以小一些。

因此，总共减轻了大约450克的重量。

图2-3缸盖

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2.3单增压的废气涡轮增压器

和大多数增压发动机一样，这个TSI发动机也只有一个废气涡轮增压。

由于很小的增压压力就能达到最大输出功率90KW,所以它可以很好的达到低速大扭矩和燃油消耗率的设计要求。

和以前的TSI发动机一样，涡轮增压和排气道共同构成一个总成。

为了在发动机关闭后，涡轮增压的轴承温度不致过高，涡轮增压器和冷却系统连通，同时也和润滑系统相连来保证轴承的润滑和冷却。

另外，电控的涡轮增压循环阀和用于旁通阀式的增压压力限制的压力单元也都集成在涡轮增压器总成上，见图2-4o

机油管

（用于增压压力隈制）

S405.027

图2-4废气涡轮增压㈱

使用涡轮增压的目的是为了保证动力性和燃油经济性。

这就意味着，在经常使用的低转速区域，需要一个最大的扭矩输出。

它是通过尽量减小涡轮增压器的转动元件的转动惯量来实现的。

这样设计的结果就是在1250rpni的时候，就可以达到最大输出扭矩的80%,在1500rpm的时候就达到了最大输出扭矩200Nm,最大输出功率在5000到5500rpm之间达到。

排气歧管的材料可以承受950。

C的高温。

和之前的TSI发动机相比涡轮和叶轮的尺寸分别从45mm降至37mm和从51mm降至

41mm。

IIIlit,涡轮迟滞现象得到减缓，废气需要驱动的质量变小了，可以更快的产生需要的压力。

旁通阀和压力单元内的膜片的直径都增大到26mm,从而一个比较低的压力就可以打开旁通阀，见图2-5。

这样就可以实现在低转速区域保持比较大的增压压力来保证好的动力性，同时:

在部分负荷的时候降低增压压力来满足燃油经济性。

图2-5旁通阀

图2-6说明了涡轮增压系统的构成和进气的路径。

和双涡轮增压的TSI最大的区别就是没有使用空气压缩机，同时增压气体是通过进气歧管内的冷却液冷却器来冷却的。

新鲜空气经过空气滤清器被吸入，然后在涡轮增压器内被叶轮增压。

最大增压压力达到1.8bar的绝对压力。

增压压力的控制主要是靠增压压力传感器G31和进气温度传感器G299。

图2-6增压系统结构

增压压力再循环控制的是增压后的进气量。

两个都带进气温度传感器的进气压力传感器的信号配合使用来保证精确控制。

它们分别是增压压力传感器G31和进气温度传感器G299、进气压力传感器G71和进气温度传感器G42,见图2-7。

增压压力传感器G31用来控制增压压力。

进气温度传感器G299用于对增压压力的修正，因为温度对增压空气的密度有影响。

另外，当温度过高的时候，会通过降低增压压力的方式来保护发动机。

发动机控制单元通过安装在进气歧管上的进气压力传感器和进气温度传感器来计算冷却器后的进气歧管内的进气量。

根据计算出的进气量，按照迈普图来调整增压压力直至达到最高的L8bar的绝对压力。

进气压力传感器在发动机管理系统内用于测量大气压力，被用来修正增压压力再循环的控制，因为随着海拔的增加，进气的密度会降低。

增压压力限制阀由发动机电脑控制，通过接通压