大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者:凌凯汽车技术编写组 组织编写 于海东 主编

出版社:化学工业出版社

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大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析

大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析试读:

前言

国内大众、奥迪汽车的保有量在持续增多。大众、奥迪汽车维修技术的关注程度相比其他车系也更高。在各类推广平台上如头条号、百家号,我们发布的大众汽车维修技术的文章阅读量相当可观。目前大众汽车正从之前的PQ平台全面过渡到MQB和MLB平台,平台的过渡意味着汽车新技术的发展及应用。新技术的应用势必为汽车维修行业带来新的变革。为了满足广大汽车维修与检测相关人员不断获取新车型维修新技能的实际需求,我们以新技术剖析、案例分析等形式,撰写了《大众汽车·奥迪汽车技术详解及常见故障精析》一书。

本书主要内容为一汽大众、奥迪汽车的发动机、底盘、变速器以及车身电气等系统的新技术剖析、常见故障和技术通报。在各部分开篇介绍大众、奥迪汽车各系统技术特点,如发动机部分先详细介绍两车系目前装配的EA211系列(三缸、四缸1.0T、1.2T、1.4T、1.5L和1.6L)、EA888系列(1.8T、2.0T)、EA837系列(3.0TSI)、EA839系列(3.0TSI)发动机的机械结构、特殊结构,以及发动机的共性问题,再对各车型发动机常见故障案例分析、排除进行详细介绍。底盘首先介绍大众、奥迪汽车所有手动变速器、双离合器变速器(前置前驱型DQ200、DQ250、DQ380、DQ500,横置后驱型DL382、DL501)等变速器异同点及特点,再对各车型变速器故障案例分析、排除方法进行详细介绍。

本书资料新(所选年款均为主流车型较新年款,正处于维修期或即将处于维修期,同时兼顾目前最新款)、内容全(涵盖目前大众全部发动机、变速器、底盘等资料)、维修参考价值高。本书不仅适合广大维修工阅读使用,还适合各类汽车院校针对大众车型培训使用,同样适用于汽车爱好者了解大众汽车构造使用。

本书由凌凯汽车技术编写组组织编写,于海东主编,参加编写的还有邓冬梅、邓晓蓉、邢磊、谭强。

由于涉及的车型较多,技术较新,加之笔者水平有限,书中难免有不足之处,敬请广大读者批评指正。编者1.1 大众、奥迪车系发动机技术特点

目前大众、奥迪车型(包含斯柯达车系)采用的发动机主要有EA211、EA888、EA837、EA839、EA824这几个类型,各类型下又细分出不同排量、不同技术特点的发动机。1.1.1 EA211发动机参数及技术特点

目前大众、奥迪新款车型最常用的EA211发动机有1.2T、1.4T、1.5L三个排量,技术参数如表1-1-1所示。表1-1-1 EA211发动机不同排量的参数

下面以EA211 1.4T发动机为例介绍其结构特点。(1)机体

① 气缸体和气缸套 EA211发动机缸体采用敞顶式,铝合金压铸而成。这种类型的气缸体优点是气缸在较热时的冷却效果更佳;缸盖和缸体之间拧紧螺栓连接时,缸套的变形很小;对活塞环受力很有好处,且可降低机油消耗;缸体内浇铸有压力机油供应通道、机油回流通道和曲轴箱排气通道,这样就减少了附加部件的数目。缸套采用灰口铸铁材料,通过珩磨加工并经粗糙锻造技术与缸体贴合。气缸体组件如图1-1-1所示,气缸套组件如图1-1-2所示。图1-1-1 气缸体组件图1-1-2 气缸套组件

② 气缸盖 EA211 1.4T发动机气缸盖集成排气歧管,取消了带有歧管的三元催化器,靠近发动机侧安装了主三元催化器。冷却液进水口在气缸盖内,燃烧室冷却充分,减少了爆震的可能性。集成排气歧管式气缸盖及其冷却示意如图1-1-3所示。图1-1-3 集成排气歧管式气缸盖及其冷却示意

③ 气缸盖罩盖(凸轮轴壳体) 气缸盖罩盖与两根凸轮轴加工在一起,形成模块化设计。将凸轮轴直接安装到气缸盖罩盖壳体内,结构更加紧凑,有利于发动机小型化布置。同时气缸盖罩盖上还开有机油加注口和高压燃油泵驱动开口,便于加注机油和安装高压燃油泵。气缸盖罩盖如图1-1-4所示。图1-1-4 气缸盖罩盖(2)曲轴连杆组件

EA211 1.4T发动机曲轴连杆组件如图1-1-5所示。图1-1-5 曲轴连杆组件

因TSI发动机承受的负荷较高,该发动机中使用锻钢曲轴。为减重,连杆轴颈采用空心设计。

连杆采用裂解工艺制成。在承受较低负荷的区域内,将连杆小头轴承设计为梯形。这样能进一步减少重量和摩擦力。

活塞由铝合金压铸而成,顶部采用扁平设计,这是因为取消了用于加强内部混合气形成的活塞壁导向件。取消这一导向件除了重量减轻外,燃烧产生的热量能够更均匀地在活塞顶上分配,从而防止缺火现象的发生。

活塞环由气环和油环组成,因活塞环的安装公差增加,由此减小了摩擦力。(3)配气机构与可变气门正时机构

① 配气机构 EA211 1.4T发动机配气机构如图1-1-6所示。图1-1-6 配气机构

发动机采用4气门设计,进气门以21°角安装,排气门以22.4°角安装。进、排气门均安装在燃烧室顶部,由带有液压挺柱的滚子摇臂驱动。

② 可变气门正时机构 所有EA211发动机都采用无级进气凸轮轴调节。输出功率为103kW或更高的高功率型发动机还采用无级排气凸轮轴调节。凸轮轴上的凸轮轴调节器根据发动机负荷和转速进行调节。由直接集成在机油回路内的凸轮轴调节阀进行调节。两个霍尔传感器用于识别调节角度。可变气门正时机构如图1-1-7所示。图1-1-7 可变气门正时机构

两个凸轮轴调节器功能相同,安装在凸轮轴驱动链轮内部。凸轮轴调节器内部安装有叶片式调节器。叶片式凸轮轴调节器如图1-1-8所示,由转子、壳体、腔室1和腔室2等组成。转子根据凸轮轴控制阀控制机油流入的腔室,机油流入腔室1,在机油的压力下转子顺时针旋转,与转子连接的凸轮轴也顺时针旋转;机油流入腔室2,在机油的压力下转子逆时针旋转,与转子连接的凸轮轴也逆时针旋转。从而调节进、排气门正时。图1-1-8 叶片式凸轮轴调节器(4)润滑系统

EA211 1.4T发动机润滑系统如图1-1-9所示,主要由增压器供应油道、主油道、机油泵等组成。图1-1-9 润滑系统

机油泵为可调节式外啮合齿轮泵,通过螺栓固定到油底壳的上部(图1-1-10),且机油泵可根据负荷和发动机转速在两种压力(约[注]1.8bar和3.3bar)下运行。该机油泵由曲轴通过免维护链条传动机构进行驱动,且不需链条张紧器。相应的机油压力根据泵送的机油量进行调节。图1-1-10 机油泵安装位置

可调节式外啮合齿轮泵的壳体和壳盖由铝合金制成,并且还有几个用于调节机油压力的控制通道。控制活塞和滑动装置会通过控制通道对来自机油回路的机油进行施压,根据这一情况,泵送的机油量和机油压力会发生变化。可调节式外啮合齿轮泵如图1-1-11所示。图1-1-11 可调节式外啮合齿轮泵

机油被泵送至两个相互啮合的齿轮(泵轮)。一个泵轮位于驱动轴上,由曲轴通过链条驱动。可纵向移动泵轮位于另一根轴上。泵轮和轴一起构成滑动装置。

如图1-1-12(a)所示,当两个泵轮完全啮合时,机油输出压力最大。当滑动装置的泵轮移动到图1-1-12(b)所示位置时,机油泵输出压力最小。改变两个泵轮的啮合状态可增加或减小机油输出压力。图1-1-12 机油泵在最大和最小输出时的泵轮啮合状态(5)冷却系统

所有EA211发动机中均使用双回路冷却系统。在此系统中,冷却液在不同温度下通过各自的通道流经气缸体和气缸盖。温度调节由节温器壳体中的两个节温器进行控制。相应的冷却液温度因不同的发动机而异。双回路冷却系统如图1-1-13所示。图1-1-13 双回路冷却系统

发动机的双回路冷却系统通过集成在节温器壳体内的冷却液泵将冷却液泵送到气缸盖和气缸体中。节温器壳体安装在变速器侧的气缸盖上。冷却液泵由排气凸轮轴通过齿形带驱动。集成有冷却液泵的节温器壳体如图1-1-14所示。图1-1-14 集成有冷却液泵的节温器壳体

节温器1(气缸盖节温器)在87℃或更高的温度下打开,即打开了从散热器至冷却液泵的通道。在1.5L MPI发动机中,当冷却液温度为80℃或更高时,节温器即打开。

节温器2(气缸体节温器)在105℃或更高的温度下打开,即打开了从气缸体至散热器的热冷却液通道,整个冷却回路打开。1.1.2 EA888发动机参数及技术特点

从2006年奥迪公司主导开发第一代EA888发动机到现在,EA888发动机已经开发了到了3B阶段。各阶段主要特点和改进如表1-1-2所示。表1-1-2 EA888各开发阶段主要特点和改进

目前大众、奥迪新款车型中EA888发动机有1.8T和2.0T两个排量,技术参数如表1-1-3所示。表1-1-3 EA888发动机不同排量的参数

这里以EA888 2.0T发动机为例介绍其结构特点。(1)具有气门升程切换功能的气缸盖

EA888发动机开发了全新气缸盖,将排气歧管集成到气缸盖中。这样废气再循环冷却可在气缸盖内进行,废气在气缸盖内流动。进气和排气凸轮轴有可变气门正时功能。排气凸轮轴还有气门升程切换功能,可使气门在两个不同的凸轮轮廓上打开和关闭。

冷却液温度传感器通过螺钉拧入变速器侧的气缸中。该传感器安装在气缸盖中最热的位置,它可准确地记录温度变化,防止冷却液沸腾。与EA211发动机不同的是EA888发动机凸轮轴安装在气缸盖内。具有气门升程切换功能的气缸盖如图1-1-15所示。图1-1-15 具有气门升程切换功能的气缸盖(2)可变气门升程技术(AVS)

大众/奥迪可变气门升程技术主要通过排气凸轮轴上的电子气门上的气门升程切换以及进、排气门凸轮轴上的可变正时实现对每个气缸气体交换的优化控制,发动机电子控制单元根据当前发动机负荷情况决定使用哪个凸轮。较小的凸轮仅用于低转速。

可变气门升程有以下好处:优化气体交换;防止废气回流到之前的180°排气缸;进气门打开的时间更早,气体填充程度更充分;通过燃烧室内的较少高压余气提升响应性;在较低转速和较高增压压力下达到更高的转矩。

大众/奥迪可变气门升程如图1-1-16所示。图1-1-16 大众/奥迪可变气门升程

① 凸轮轴构造 为了在排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间相互切换,凸轮轴上安装有4个可移动凸轮件(带有内花键)。每个凸轮件上都装有两对凸轮,其凸轮升程是不同的。通过执行器对两种升程进行切换。执行器接合每个凸轮件上的滑动槽,并移动凸轮轴上的凸轮件。每个凸轮件有两个执行器用于在两种升程之间来回切换。

凸轮轴中的弹簧加载式球体将凸轮件锁定在其各自的端部位置。凸轮轴的滑动槽和轴向推力轴承会限制凸轮件的移动,如图1-1-17所示。图1-1-17 大众/奥迪可变气门升程凸轮轴

② 执行器 在两个电执行器(电磁阀)[气缸1~4的排气凸轮轴执行器(电磁阀)A/B]的辅助下,排气凸轮轴上的每个凸轮件在两个切换位置之间被来回推动。每个气缸的一个执行器切换到更大的气门升程,另一个执行器切换到更小的气门升程。

每个执行器由发动机控制单元的接地信号启动,通过主继电器提供电压。执行器的电流消耗约为3A,执行器的位置、结构与原理如图1-1-18所示。图1-1-18 执行器位置、结构与原理

当电流通过执行器电磁线圈时,金属销在18~22ms内被移动。伸展的金属销接合到排气凸轮轴上凸轮件的相关滑动槽中,并通过凸轮轴旋转推动滑动槽到相应的切换位置。销通过机械方式在滑动槽(相当于一个复位斜面)的作用下缩进去。

凸轮件的两个执行器被启动时,总是只有一个执行器上的金属销移动。

③ 发动机转速低时的凸轮轴位置及切换 如图1-1-19所示。图1-1-19 发动机在低转速时的凸轮轴位置及切换

为了使这个负载范围内的气体交换性能更佳,发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。气门升程切换至更小的排气凸轮轮廓,而且右执行器移动金属销。它接合滑动槽,并将凸轮件移至小凸轮轮廓。

气门现在沿着较小的气门轮廓上下移动。两个小凸轮的位置在某种程度上是交错的,确保气缸两个排气门的开启时间是错开的。这两项措施会使在废气被从活塞中排到涡轮增压器中时,废气气流的脉动减小,从而可在低转速范围内达到较高的增压压力。

④ 发动机在部分负荷和全负荷下的凸轮轴位置及切换 如图1-1-20所示。图1-1-20 发动机在部分负荷和全负荷下的凸轮轴位置及切换

驾驶员踩加速踏板,并从部分负荷改变为全负荷。气缸内的气体交换必须适应更高的性能需求。发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。为达到最佳的气缸填充性能,排气门需要最大的气门升程。为达到此目的,左执行器被启动,由左执行器移动其金属销。

金属销通过滑动槽将凸轮件移向大凸轮。排气门现在以最大的升程打开和关闭。凸轮件也通过凸轮轴中的弹簧加载式球体被固定在此位置。(3)创新型热能管理系统

热能管理是针对发动机和变速器的一项智能冷启动和暖机程序,可对冷却液液流进行目标控制,热能管理系统的核心元件是带冷却液泵的旋转阀组件(图1-1-21)。图1-1-21 带冷却液泵的旋转阀组件

带冷却液泵的旋转阀组件由冷却液泵、两个旋转阀、紧急模式节温器、发动机温度调节执行器、带转向角度传感器的齿轮等组成。

如图1-1-22所示,旋转阀1通过一根轴由发动机温度调节执行器直接驱动。旋转阀2通过一个中间齿轮(针齿轮)在旋转阀1上齿形门的作用力下运转。图1-1-22 旋转阀组件分解图

旋转阀1和2是通过机械方式联动的,在运转时会互相影响。另外节温器带有扩张元件,其功能是作为一项安全装置(紧急节温器),旋转阀系统发生故障时,在冷却液温度达到113℃下启动。

发动机控制单元通过电机控制旋转阀1,可实现不同开关位置,从而使发动机暖机更快,并将发动机温度保持在86~107℃之间。

当旋转阀1上的齿形门处于145°位置时,它会通过中间齿轮驱动旋转阀2。冷却液液流流向气缸体,随着旋转阀2旋转,液流增加。当旋转阀1处于85°位置时,旋转阀2在达到其最大旋转角度时断开连接,冷却液液流流向气缸体的通道完全打开。(4)燃油双喷射技术

EA888发动机从第3代开始引入燃油双喷射技术,兼具高压缸内直喷(FSI)和进气歧管多点喷射(MPI)。

燃油双喷射高压直喷和低压进气歧管喷射组件安装位置如图1-1-23所示。图1-1-23 EA888发动机双喷射组件安装位置

双喷射运行模式如下。

① 发动机启动时 当发动机冷启动且冷却液温度低于45℃时,每次发动机启动,在压缩冲程,通过高压喷油器进行缸内直喷。

② 暖机后 此阶段,在进气和压缩冲程,低压系统和高压系统同时喷射。点火提前角有一定的延迟。

③ 发动机低负荷范围 发动机温度高于45℃,且发动机在低负荷范围内运行,燃油喷射切换到低压喷油系统,高压喷油系统关闭。

④ 发动机全负荷下 在此工作状态下,基于高性能模式,燃油系统切换至高压喷油和低压喷油共同工作模式。在进气和压缩冲程,进行燃油双喷射。

⑤ 紧急运行模式 如果任一喷油系统发生故障,发动机使用另一系统在发动机控制系统的管理下喷油,从而保证车辆继续行驶,组合仪表中的红色发动机故障报警灯点亮。1.1.3 EA837/EA839发动机参数及技术特点

EA837第4代发动机是一款排量为3.0L V型6缸带机械增压、燃油双喷射发动机,广泛用在大众/奥迪高端3.0排量车型中。EA837系列发动机于2009年首次使用在我国版的奥迪A6车型上,此后在奥迪A7、A8、途锐等3.0L车型都有使用。

EA839发动机是在EA837发动机的基础上进行技术升级而来的一款3.0L V6 TFSI发动机,这款发动机采用了双涡管涡轮增压器,除此之外,技术升级处还有机油循环中加入了节温器控制,气缸盖带有一体式排气管,并采用热端在内(HIS)技术,更新了新的带有平衡轴的正时机构,采用新的燃烧方式(米勒循环),喷油器布置在中间。

EA839发动机首次使用在奥迪S4车型中。2018年款全新A8L中也采用了该款发动机。

EA837/EA839发动机技术参数如表1-1-4所示。表1-1-4 EA837/EA839发动机技术参数(1)机械增压系统

与涡轮增压相比,机械增压压缩机直接由发动机曲轴驱动。需要时可立刻获得增压压力,增压压力是连续的,且转速越高增压压力越大。机械增压器后的气体由于没有被废气加热,因此增压气体冷却控制更容易。装配机械增压器的发动机还具有以下优点。

① 发动机转矩增加快,可提前达到最大转矩值,因此起步性能好。

② 压缩空气到气缸的路径非常短,空气体积小,因此反应非常快。

③ 废气特性好,因为催化转化器可以更快地达到工作温度。而对于使用废气涡轮增压器的发动机来说,一部分热能要用于驱动废气

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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