奥迪A4发动机故障诊断与排除

宜宾职业技术学院
毕业论文
题目：奥迪A4发动机故障诊断与排除
系部现代制造工程系
专业名称汽车运用技术专业
班级汽车1092班
姓名胡杨
学号200911923
指导教师郝孟军
2011年9月25日
奥迪A4发动机故障诊断与排除
摘要
发动机作为汽车的核心部件，对汽车的整体性能有着重要的影响。

本文以奥迪A4轿车为研究对象，对奥迪A4轿车发动机的结构及工作原理进行了介绍与分析，并列举出了一些相关的数据作为参考，对常见的故障诊断与排除方法进行了归纳，通过几个案例的详细分析总结出对发动机寻找故障的技巧和排除方法。

关键词：发动机；故障；排除
Audi A4Engine Troubleshooting
Abstract
Author:Hu Yang
Tutor:Hao Mengjun The core components of a vehicle engine,the car's overall performance has an important impact.In this paper,as the research object Audi A4sedan,Audi A4car engine on the structure and working principle of the introduction and analysis,and outlines a number of related data as a reference,the common fault diagnosis and troubleshooting is summarized by a few A detailed analysis of cases summarized on the engine to find the fault tips and troubleshooting.
Key words:engine;fault;remove
目录
1概述 (1)
1.1汽车发动机的概述 (1)
1.2汽车发动机的技术现状与发展方向 (1)
2奥迪A4发动机的介绍 (3)
2.1奥迪A4发动机的组成 (3)
2.2奥迪A4发动机工作原理 (7)
3奥迪A4发动机常见故障分析与排除 (8)
3.1奥迪A4常见故障分析 (8)
3.2奥迪A4常见故障排除 (15)
4奥迪A4发动机案例分析 (17)
4.1故障案例一奥迪A4轿车发动机抖动 (17)
4.2故障案例二奥迪A4轿车加速不良 (19)
结论 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
1概述
1.1汽车发动机的概述
汽车工业是国民经济支柱产业，随着汽车工业的发展，汽车不断的更新换代，汽车的全车电子化已经达到相当高的程度，电控燃油喷射发动机就是在这一前提下产生的，电控燃油发动机是在原有的机械部件上增加了一套电控系统，电控系统主要由电控单元、多个传感器和执行器以及控制系统的自诊断功能构成。

目前电子控制燃油系统可分为三种，分别为：电控分配泵燃油系统、电控直列泵燃油系统、电控高压共轨燃油系统。

前两种燃油系统是在传统的机械式燃油系统的基础上增加了一套精确控制发动机喷油量和喷油时间的电子装置，从而大大降低了发动机排放污染并提高了燃油经济性。

第三种燃油系统是一种全新的燃油喷射系统，它是通过各种传感器检测出发动机的实际运行状态，通过计算机的计算和处理，可以对发动机的喷油量、喷油时间、喷油压力和喷油率进行最佳控制，从而实现了柴油发动机综合性能的又一次飞跃。

电控发动机的控制系统一般都是一个总成，在发生局部故障，其他的元件工作正常．一但发生故障，复杂的系统信号会影响我们的判断，让我们很难找到故障的正确位置，而不得不让我们应为局部的影响更换整体零件。

为避免不必要的损失，我们必须全面了解发动机的组成，掌握各个部分的功能和作用。

准确找出故障原因，达到精准排除故障的目的。

1.2汽车发动机的技术现状与发展方向
内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。

近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。

汽车用内燃机作动力并发展成为支柱产业，在历史上有几次革命性的进步，第一次是石油作为内内燃机的燃料，这使发动机摆脱了最初建立在煤气为燃料基础上的固定式发动机，从而迈向移动式的车用动力。

第二次革命是汽车生产的工业化。

第三次是电子技术与发动机技术相结合。

电子技术最初在汽油机上的应用是实现电子点火，然后到电控燃油喷射，至今天点火和喷射的集成管理。

现代发动机的几乎所有最新技术都与电子技术紧
密结合，电子技术是使发动机成为当今集高新技术于一身的高技术产品的灵魂。

目前已有电动风扇取代机械风扇，将来会以电动水泵取代机械水泵，将会把起动机、发电机和飞轮合成一体，气门也采用电动，汽油机不再需要节气门。

这样汽车的冷车加热时间更短，运行中的刹车能量、下坡能量都能得以回收，将会使发动机更加经济。

未来的发动机除还继续需要燃料燃烧，还需要曲柄连杆机构输出动力之外，其余的部件均可以由电子、液压来控制，成为真正的机、电、液一体化的产品.
2奥迪A4发动机的介绍
2.1奥迪A4发动机的组成
奥迪A4发动机由由两大机构和五大系组成：曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、启动系、点火系（如图2-1所示）。

图2-1发动机的总体结构
（1）曲柄连杆机构：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等组成。

（2）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。

进、排气门的开闭由凸轮轴控制。

凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。

进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成排气机构
（3）燃料供给系：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。

（4）冷却系：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。

水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

（5）润滑系：润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。

并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

（6）启动系：曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。

完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。

（7）点火系：火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。

当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系。

（a）发动机的组成图
(b）配气机构的组成和作用
（c）曲柄连杆机构的组成和作用
（d）点火系的组成和作用
（e）燃料供给系的组成和作用
（f）冷却系的组成和作用
（g）启动系的组成和作用
（h）润滑系的组成和作用
图2-2发动机各机构和系统的组成和作用
（a）-发动机的组成图（b）-配气机构的组成和作用
（c）-曲柄连杆机构的组成和作用（d）-点火系的组成和作用
（e）-燃料供给系的组成和作用（f）-冷却系的组成和作用
（g）-启动系的组成和作用（h）-润滑系的组成和作用
2.2奥迪A4发动机工作原理
基本理论：汽油发动机将汽油的能量转化为动能来驱动汽车，最简单的办法是通过在发动机内部燃烧汽油来获得动能。

因此，汽车发动机是内燃机----燃烧在发动机内部发生。

奥迪A4采用4冲程发动机，4冲程分别是：进气、压缩、燃烧、排气。

完成这4个过程，发动机完成一个周期(2圈)。

活塞，它由一个活塞杆和曲轴相联，过程如下：1．活塞在顶部开始，进气阀打开，活塞往下运动，吸入油气混合气。

2．活塞往顶部运动来压缩油气混合气，使得爆炸更有威力。

3．当活塞到达顶部时，火花塞放出火花来点燃油气混合气，爆炸使得活塞再次向下运动。

4．活塞到达底部，排气阀打开，活塞往上运动，尾气从汽缸由排气管排出。

凸轮轴控制进气阀和排气阀的开闭。

火花塞火花塞放出火花点燃油气混合气，使得爆炸发生。

火花必须在适当的时候放出。

阀门进气、出气阀分别在适当的时候打开来吸入油气混合气和排出尾气。

在压缩和燃烧时，这两个阀都是关闭的，来保证燃烧室的密封。

活塞环在气缸壁和活塞中提出密封：1．防止在压缩和燃烧时油气混合气和尾气泄漏进润滑油箱。

2．防止润滑油进入汽缸内燃烧。

3奥迪A4发动机常见故障分析与排除
3.1奥迪A4常见故障分析
3.1.1发动机抖动
发动机抖动的定义：发动机正常工作时，为了保证发动机较低的怠速，同时，兼顾良好的舒适性能，在怠速时发动机的扭矩主要用于克服发动机的阻力和附加载荷。

当发动机发出的扭矩小于外部载荷时，发动机出现不规则运转—怠速下降、加不起速、游车、车身在静态下加减速车身不明显，舒适性能明显下降的现象称为发动机的发抖。

发动机发抖的主要原因：1电脑控制部分：2燃油系统部分；3进排气系统部分；4点火系统部分；5机械部分。

点火系统部分：
（1）点火线圈内部的烧蚀、锈蚀或无信号供电能量不足会引起发动机间歇性失火，车辆在行驶途中偶尔发耸，而长期熄火会使发动机工作不稳，三元催化器烧。

（2）分电器烧蚀间隙过大或者分火头损坏。

（3）缸线插头处腐蚀漏电。

（4）火花塞间隙过大、电极烧熔或积碳卡住。

对点火系统检修一般会用V.A.G5050等设备检查车辆是否有失火现象，然后检查火花塞、点火线圈的方法维修，但要特别注意一下两点：首先发动机失火故障不能够简单的认为是点火系统出现故障引起的，它是发动机各缸功率不平衡的反映，产生的原因很多。

其次发动机控制系统检测到的失火现象可能和实际的不一样（双点火系统高速失火检查会提前一个缸，4缸失火会报3缸失火）。

燃油系统部分：
（1）油泵压力不足间歇性工作，使车辆加速无力、熄火特别是在热车状态急加速无力，偶尔还使车辆无法减速。

（2）喷油嘴积碳阻塞或滴漏，积碳堵塞使冷车起动时车辆抖动。

滴漏使车辆偶尔抖动熄火，短时间内车辆无法起动。

喷油嘴积碳一般采取清洗的方法维修，
同时检查喷油量和喷油形状；滴漏一般采取保压压力和死活后检查喷油嘴有无湿润现象。

（3）调节阀出现故障一般有以下情况，压力失准（压力过高或过低）膜片破裂真空管进油；调节阀渗漏会引起燃油压力故障，膜片破裂真空管进油，初期会使发动机短时熄火启动困难，严重时使车辆无法加速自动熄火。

（4）燃油滤清器堵塞通常会造成燃油压力过低、流量不够，燃油泵出现噪音。

进排气系统：
（1）进气管道的节气门位置装配不到位，会发生漏气和进气量不稳定的现象，使发动机怠速不稳、熄火。

（2）中冷器出现裂口车辆在加速时会伴有啸叫，车辆在大负荷时增压压力偏低。

（3）真空管单向阀漏气会使混合气变稀，如果控制管路损坏或漏气除影响混合气外海可能影响别的部分的功能：真空管路故障会造成松开油门后发动机抖动，空气滤清器有喘气声，真空罐漏气会造发动机3、4缸过早磨损。

（4）废气管漏气使混合气过稀，除影响发动机抖动外还会使发动机转速升高；废气管堵塞时影响曲轴箱通风，最终会导致机油消耗过高，发送机密封件损坏而漏油。

（5）气门密闭不严一般会伴有失火现象出现在怠速和高速，在面对此类故障时要慎重。

进气管积碳会是发动机在冷车状态下抖动或无法起动。

电脑控制部分：
进气系统和控制部分的故障可以通过发动机喷油量、氧传感器修正数据和其他的基本数据来进行判断。

（1）过量空气系数与调节—只适应值的参数如表4-1所示。

表3-1过量空气系数与调节—只适应值参数
理论范围实际范围备注
过量空气系数10.95—1.05
过量空气系数反映实际进气量与理论进气
量的比值，比值大于1混合气过稀；比值小
于1混合气过浓。

调节自适应值-5%—5%-3%—3%负值说明混合气片浓，正值说明混合气偏
稀。

（2）λ氧传感器调节值：催化器前的氧传感器调节值在-10%—10%（此显示值必须波动变化，否则说明氧调节被关闭）。

（3）催化器前的氧传感器的电压值为0.13V～3.60V,该电压值经ECU处理并稳为1.5V，正常电压为1.4V～1.6V，高电压说明和你和气过稀，低电压说明混合气过浓。

电压值大于4.8Vλ氧传感器信号线对正极短路，传感器损坏。

电压值小于0.13Vλ氧传感器信号线对负极短路传感器损坏。

（4）催化器后的λ氧传感器数据：该传感器的电压值为0.10V～1.00V催化器尾部的传感器不仅可以帮助控制系统在更长时间内维持混合气成分的稳定，还可用作评价三元催化器工作效率的工具。

以上的数据彼此之间相互联系、相互影响，通过动态检测两个传感器的数据，以及控制单元记录的长期修正值，ECU根据这些数据修正后来控制下一个循环，知道闭环控制达到有效范围为止。

机械部分：
（1）凸轮轴正时信号不正确，影响点火正时。

气门点蚀及气门座圈磨损。

气缸磨损压力异常，EGR阀发卡、漏气和损坏主要影响发动机的怠速运转不良和容易熄火。

（2）三元催化器堵塞会影响发动机的增压压力，判断三元催化器是否存在故障，可以通过增压压力、进气真空度、发动机阻尼等数据进行判断。

（3）发动机扭矩自学习值，在不打转向盘、不开用电器的情况下，其数据代数和一般应在8%以下，如果数值高于8%则说明发动机系统阻尼力矩偏大，可能存在发动机排气管堵塞，发动机附件阻尼力矩偏大的情况。

如表4-2所示的相关数据。

表3-2发动机扭矩自学习值相关参数
功能测量值额定值单位发动机转速760740/920RPM
凸轮轴调节关闭
凸轮轴调节值0-3/25凸轮轴转角
凸轮轴调节角度范围7-20/25凸轮轴转角
发动机负荷22.5613.5/150%
发动机负载18.813/45%
增压压力理论值1010环境压力/2000Pa
增压压力实际值1000环境压力/2000Pa
3.2.2发动机不能启动
要满足发动机正常起动工作所涉及的范围很广，主要存在以下两个方面：1、起动时发动机不运转；2、起动时发动机运转（有异响）但不着火。

一、起动时发动机不运转：针对该现象主要有以下几个方面引起：
（1）电瓶桩头松动或腐蚀；
（2）蓄电池过度放电或损坏；
（3）起动马达出现故障，起动电源线路出现故障；
（4）点火开关无电源，点火开关50b信号不可靠
（5）点火开关至起动机信号线路出现故障；
（6）；发动机有发卡或抱死的现象等。

当其起动车辆的时候如果只能听到轻微的“咔嗒”声或连续发出“嗒、嗒、嗒”说明蓄电池没有足够的电力开启起动马达。

检查蓄电池电力是否充足，一般是在发动机不起的的情况下，把点火开关旋转到“ON”位置，打开雨刮起，如果雨刮比平时慢很多，那很有可能是电瓶桩头松动或蓄电池过度放电损坏。

如果电瓶电压充足起动线路正常，在启动马达的时候有明显的“咔嗒”响声，这有可能是发动机发卡或抱死现象，应用专用工具转动发动机曲轴或凸轮轴看发动机是否有发卡或抱死现象，当起车辆的时候没有听到任何声音，这意味着启动马达没有工作，说明前面8个方面中某一环节出问题要进行全面检查。

二、起动时发动机运转（有异响）但不着火：针对该现象我们要做到三听（1）发动机有无异响；（2）气缸压缩声音是否正常；（3）燃油泵工作是否正常。

如果发动机起动时运转无异响、气缸压缩声音正常，对于电控发动机应用故障解码仪对相关电气系统进行故障查询和数据读取，发现有引起不能着火的故障必要时优先排除，比如防盗系统是否锁止、转速及霍尔信号、水温传感器信号等数据是否在规定范围内。

如果气缸压缩声音不正常就要进行以下步骤的检查：（1）检查正时皮带是否打滑、错齿所引起的配气相位不对。

（2）用内窥镜检查发动机气门积碳是否过多。

（3）检查配气机构机械部分有无故障。

（4）必要时检查机油压力是否过高，引起气门关闭不严。

如果燃油泵未工作就要检查一下几个方面：
（1）检查燃油泵供电电路及搭铁线路，如果线路正常就要考虑燃油泵是否损坏。

（2）如果没有供电电压应检查供电电路、燃油泵继电器、保险以及J220输出信号。

如果以上全都正常应该从以下几个方面入手检查：
（1）检查燃油供给系统的燃油压力、燃油品质和喷油器的喷油状况是否良好。

（2）检查各缸压力，正常缸压不小于7.5bar偏差不小于3bar。

（3）检查发动机的点火系统看火花塞有无火花产生，还是有火花但却很微弱。

（4）检查进排气系统是否顺畅，进气管道是否存在有漏气现象。

（5）检查控制系统J220是否有输出信号。

如图4-1起动时发动机运转（有异响）但不着火检查树形图所示。

图3-1起动时发动机运转（有异响）但不着火检查树形图
3.1.3发动机在各种运速下有突突的声音
造成这一现象的原因：
（1）少数气缸火花塞工作不良或不工作
（2）少数高压分线脱落或插错
（3）高压分线漏电或损坏
（4）分电器旁插孔漏电或串电
(5)断电器凸轮棱角磨损不均匀
(6)气缸磨损过甚
(7)活塞环对口或折断
(8)缸盖或缸垫漏水
(9)气门间隙不当或气门烧蚀
(10)气门座圈松动
3.1.4动机低、中速良好，转速不能升到高速，汽车行驶中动力明显不足造成这一现象的原因：
(1)断电器触点间隙过大
(2)活动触点臂弹片弹力过弱
(3)活动触点绝缘套与轴装配过紧
(4)浮子室油平面调整过低
(5)节气门开度不足
(6)机械式省油器量孔或油道堵塞
(7)真空省油器量孔或油道堵塞
(8)气缸压力低
(9)燃料不符合标准
3.1.5发动机不易起动；起动后不易提速，汽车行驶无力
造成这一现象的原因：
(1)断电器触点间隙过小
(2)点火时间不正时
(3)化油器主量孔或径向孔部分堵塞
(4)浮子室油平面调整过低
(5)油管接头松动或部分堵塞
(6)油管接头松动或部分堵塞
(7)汽油滤清器部分堵塞
(8)汽油滤清器部分堵塞
(9)汽油泵外摇臂磨损过甚
（10）外摇臂叉口间隙过大
（11）油阀和出油阀关闭不严
（12）渗漏或膜片紧固螺钉松动或滤网过脏
3.1.6发动机温度正常，在低、中、高速时工作均良好，放松加速踏板后，出现转速过高或怠速不稳甚至熄火
造成这一现象的原因：
（1）板回位弹簧拉力过弱
（2）拉杆调整不当或卡滞
（3）轴与座孔配合松旷或节气门下方轻微漏气
（4）油器柱塞磨损过甚
（5）量孔或怠速油道堵塞
（6）孔堵塞或本体松动
（7）速油量孔闷头螺钉漏装
(8)底座衬垫或进气歧管漏气
（9）通风单向阀严重堵塞或卡滞后通风截面过大
（10）风单向阀至进气歧管间的气管严重漏气
3.2奥迪A4常见故障排除
3.2.1发动机无法启动或者是启动机不运转，以及发动机运转但不火
解决方法:
(1)喇叭及点亮大灯的方法来做个初步判断。

如果喇叭声音嘶哑而启动机不运转，此时应该检查蓄电池。

当普通蓄电池极板露出来或是免维护蓄电池观察孔
的颜色不是绿色时，就可以断定是蓄电池电力不足造成的发动机无法启动。

遇上普通蓄电池电力不足时，补充蒸馏水，也可用纯净水应急。

如果是免维护电池电力不足，只能用跨接的方法请其他车辆上的蓄电池帮忙了。

此时一定要注意随车携带发动机的电缆线，在借用其他车辆蓄电池电量时，电池的正极连正极，负极连负极。

注意被借方车辆发动机一定要先启动，使发动机处于速运转状态。

宝马轿车发动机选择积碳清除产品
(2)喇叭及点亮大灯都无异常，但汽车会发出声音。

应检查蓄电池桩头是否氧化，联接是否松动。

此时可以选择用砂纸清理接头圆柱。

当没有砂纸时，可以用钳子夹住左右轻轻转动来清理圆桩。

(3)：喇叭良好，而启动机不运转，可以考虑启动机是否通电。

如果发动机本身出现故障，如电磁开关失效等，就必须采用拆下启动机，更换零部件的措施了。

3.2.2发动机在运转过程中，发出难闻的味道。

原因：燃油品质不佳或发动机烧机
解决方法:车辆使用一段时间后，一些橡胶密封件老化，机油就会从密封件中泄漏，滴在排气歧管上，随着排气歧管温度升高，机油在短时间内蒸发，就会发出油烧焦的气味。

只需更换密封件即可。

3.3.3发动机水温过高，甚至超过红线。

原因：节温器故障造成发动机过热。

节温器一般安装在发动机出水管部位，如节温器出现故障，会使发动机不能进行大循环而造成水温过高。

解决方法：冷却水不足造成的发动机过热。

此时记住千万不要立即打开水箱盖。

首先将车开放到通风、阴凉的地方。

然后打开发动机罩，发动机冷却水水温下降。

不得已要马上打开时，可用一张在水中浸泡过的大毛巾，盖在水箱盖上，再试着慢慢打开盖。

当蒸汽时，手迅速离开，等到蒸汽消散后，最后再将盖打开，将冷却水加入。

4奥迪A4发动机案例分析
4.1故障案例一奥迪A4轿车发动机抖动
故障现象：一辆奥迪A4采用1.8T型发动机、手动变速器，行驶里程8万km，怠速时发动机有轻微的抖动，并不严重，但是抖动的频率非常高，而且比较有规律。

加油时，发动机随着转速的升高抖动加剧，而且发动机的加速性能很好。

启动车辆，坐在驾驶室内可以感觉到车身不断抖动。

故障诊断与排除:（1）接车后进行故障确认，发动机确实抖动。

连接VAG1551故障诊断仪无故障码，进入08读取数据002、003显示组：发动机转速800r/min 左右(标准值为720～920r/min)，喷油脉宽6.0ms(标准范围2.0～7.0ms)，空气流量计为5g/s(标准范围2～6g/s)，节气门开度为4%(标准范围0.5%～5%)，点火提前角8°BDTC(标准范围0°BDTC～15°BDTC)；004组水温95℃，进气温度50℃；033显示组的氧调节器调节为-10%，氧传感器电压为0.6～0.8V。

分析以上数据：空气流量、喷油时间、节气门开度与标准值相比也接近极限。

造成空气流量、喷油时间两个数据比标准值偏高(标准值取范围的中间值)的原因是由于空气流量计给ECU输入了错误的信号造成。

虽然ECU根据氧传感器反馈的信号对喷油脉宽进行了调整，减少喷油量但已调到极限(-10%)。

由于空气流量已接近极限，混和汽过浓，于是更换空气流量计，清洗喷油器。

考虑到大众系列轿车节流阀体过脏对怠速及加速都有影响的特点，将其拆洗装车并用诊断仪对其进行基本设定(01-04-060)后，发现故障没有好转，发动机怠速依旧抖动。

（2）连接燃油压力表，进行油压测试：怠速状态下油压为350kPa、急加速时油压能在300～400k Pa 之间摆动，关闭点火开关10min后，燃油压力能保持在250kPa，油压值符合标准，说明燃油泵工作性能良好、燃油压力调节器及管路正常。

检查火花塞，发现火花塞电极间隙过大且发黑，更换火花塞后试车，故障依旧。

（3）用真空表进行测量。

在发动机怠速工况下，进气管真空度稳定在57.6～71.1k Pa之间，迅速加减油门，真空表指针在6.7～84.6kPa之间摆动，此数据说明进气管真空度对节气门开度的随动性较好，各部位在各种工况的密封性较好，进气系统无漏气现象。

拆下火花塞，燃烧良好并且无故障码出现，那说明发动机高速时无缺火现象。