毕业设计（论文）劣质汽油对发动机性能及故障形成的分析.doc

技术应用性设计成果劣质汽油对发动机性能及故障形成的分析 届 别： 2014届 二级学院（部）： 汽车技术学院 专业名称： 汽车检测与维修技术 班级名称： 学生姓名： 学生学号： 指导教师（学院）： 指导师傅（企业）： 2014年 5月 20 日目 录 1.引言2 2.汽油燃烧造成的发动机故障3 2.1 汽油的基本知识3 2.2 汽油的不合理使用导致的发动机故障4 2.3 汽油质量问题导致的发动机故障5 2.3.1汽油杂质过多产生的故障5 2.3.2含硫量过高产生的故障5 2.3.3个别汽油样品辛烷值偏低产生的故障73. 大众途锐3.0L发动机故障分析7 3.1 故障症状描述7 3.2 故障检查过程7 3.3 结果分析7 3.4 排除故障8 4.总结评价8 参考文献 10 致谢 11劣质汽油对发动机性能及故障的分析成建国 指导教师(学院)：骆美富 指导师傅(企业)：吕飞鹏摘要：本文通过在进口大众途锐3.0L发动机上发生的劣质汽油导致的气门破裂故障进行讨论。对汽油的各种性能的分析，及我国汽油油品所处的现状，在使用的时候对发动机的性能带来的影响和劣质汽油在燃烧过程中产生的故障分析，对汽油发动机应如何应对这一问题做了具体的介绍。关键词：劣质汽油 发动机 性能 故障 胶质1. 引言汽油含义和主要成分：汽油是 C 4 C 12 烃类，为混合烃类物品之一。是一种无色或淡黄色、易挥发和易燃液体，具有特殊臭味。汽油不溶于水，易溶于苯、二硫化碳和醇， 极易溶于脂肪。工业上主要用作汽油机的燃料，也用于橡胶、制鞋、印刷、制革、油漆、洗染等行业，也可用作机械零件的清洗剂。汽油有一个重要的物理特性，即它非常容易气化，挥发性强。有时我们用肉眼也能看到汽油液面有一层蒸腾着的雾气。 1升 汽油能挥发成 100400升蒸气，扩散到很大的空间。有时火源离开汽油似乎很远，但与汽油蒸气接触仍会引起燃烧。 汽油的成分比较复杂，主要是烷烃，从碳四到碳十二，其中以碳五到碳九为主。各种汽油的组分有不同，所以它们的理化常数也不一样，有一定的幅度，比如：沸点为 40200，闪点为5810，比重为0.670.71，爆炸极限约为1.36%。标记为辛烷值 90、93、95、97或更高，号俞大，性能俞好。表征汽油内在质量的主要检验项目有：汽油的抗爆性（研究法辛烷值、马达法辛烷值、抗爆指数）、硫含量、蒸汽压、烯烃、芳烃、苯含量、腐蚀、馏程等。辛烷值是衡量汽油抗暴性大小的质量指标，包括马达法辛烷值和研究法辛烷值两种；并人为规定纯异辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）和正庚烷的辛烷值分别为100和0。分子量相近的不同烃类，其辛烷值以正构烷烃最低，高度分支的异构烷烃、异构烯烃和芳香烃的辛烷值最高，环烷烃和分支少的异构烷烃、正构烯烃介于中间。对于同一族烃类，分子量越小，沸点越低，其抗暴性越好。 汽油分为车用汽油与溶剂或洗涤汽油，车用汽油以前采用直馏汽油，即石油在常压条件下蒸馏出的汽油馏分，但直馏汽油辛烷值较低、抗爆震效果差，目前主要用来作为溶剂汽油或洗涤汽油，还可以作为石脑油的主要成分用来生产乙烯。催化裂化汽油有较高的辛烷值，目前是车用汽油的主要原料，催化重整汽油也有较高的辛烷值，与催化裂化汽油一起用来调制车用汽油。2. 汽油燃烧造成的发动机故障2.1 汽油的基础知识汽油英文名为Gasoline（美）/Petrol（英），外观为透明液体，可燃，主要成分为C4C12脂肪烃和环烃类，并含少量芳香烃和硫化物。按研究法辛烷值分为90号、93号、95号、97号四个型号。汽油具有较高的辛烷值和优良的抗爆性，用于高压缩比的汽化器式汽油发动机上，可提高发动机的功率，减少燃料消耗量；具有良好的蒸发性和燃烧性，能保证发动机运转平稳、燃烧完全、积炭少；具有较好的安定性，在贮运和使用过程中不易出现早期氧化变质，对发动机部件及储油容器无腐蚀性。蒸发性指汽油在汽化器中蒸发的难易程度。对发动机的起动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响。汽油的蒸发性由馏程、蒸气压、气液比3个指标综合评定。馏程，指汽油馏分从初馏点到终馏点的温度范围。航空汽油的馏程范围要比车用汽油的馏程范围窄。蒸气压，指在标准仪器中测定的38蒸气压，是反映汽油在燃料系统中产生气阻的倾向和发动机起机难易的指标。车用汽油要求有较高的蒸气压，航空汽油要求的蒸气压比车用汽油低。气液比，指在标准仪器中，液体燃料在规定温度和大气压下，蒸气体积与液体体积之比。气液比是温度的函数，用它评定、预测汽油气阻倾向，比用馏程、蒸气压更为可靠。抗爆性指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值是这样规定的：异辛烷的抗爆性较好，辛烷值定为100；正庚烷的抗爆性差，辛烷值定为0。汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，使其产生的爆震强度与试样相同，标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。辛烷值高，抗爆性好。汽油的等级是按辛烷值划分的。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。汽油抗爆能力的大小与化学组成有关。带 支链的烷烃以及烯烃、芳烃通常具有优良的抗爆性。提高汽油辛烷值主要靠增加高辛烷值汽油组分，但也通过添加四乙基铅等抗爆剂实现。安定性指汽油在自然条件下，长时间放置的稳定性。用胶质和诱导期及碘价表征。胶质越低越好，诱导期越长越好，碘价表示烯烃的含量。腐蚀性用总硫、硫醇、铜片和酸值表征。 2.2 汽油的不合理使用导致的发动机故障汽油最重要的性能为蒸发性和抗爆性。 蒸发性指汽油在汽化器中蒸发的难易程度。对发动机的起动、暖机、加速、气阻、燃料耗量等有重要影响。 抗爆性指汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。是指汽油辛烷值指标。90，93，97，98。所谓的97汽油，就是97的异辛烷，3的正庚烷。在引擎压缩比高者应采用高辛烷值汽油，若压缩比高而用低辛烷值汽油，会引起不正常燃烧，造成震爆、耗油及行驶无力等现象。 汽油标号的高低只是表示汽油辛烷值的大小，应根据发动机压缩比的不同来选择不同标号的汽油。压缩比在8.59.5之间的中档轿车一般应使用93汽油；压缩比大于9.5的轿车应使用97号汽油。目前国产轿车的压缩比一般都在9以上，最好使用93或97汽油。 高压缩比的发动机如果选用低标号汽油，会使汽缸温度剧升，汽油燃烧不完全，机器强烈震动及爆震，从而使输出功率下降，机件受损车子无力等现象。低压缩比的发动机硬要用高标号油，就会出现“滞燃”现象，即压到了头它还不到自燃点，一样会出现燃烧不完全现象，对发动机也没什么好处。 车辆越高档对燃油质量的要求也越高，例如30万元以上的中高档车，就只能加95或97汽油，而这里说的95和97代表的只是汽油中的辛烷值能量的大与小，并不能说明97汽油就比93汽油清洁。而高档汽车对汽油的清洁度却要求极高，如果汽油的标号不够，对车辆的影响很快就能表现出来，如加完油后马上出现加速无力的现象；如果汽油杂质过多，对汽车的影响就要一段时间后才能反应出来，因为积碳或胶质增多到一定程度才会影响汽车行驶。 汽油选用方法：汽油牌号是按发动机的压缩比大小选用，压缩比是指汽缸总容积与燃烧室容积的比值,反映了汽油混合气被压缩的程度。按照压缩比理想选用的汽油牌号压缩比汽油牌号7.58.090#93#8.08.593#95#8.59.095#97#9.09.597#98#9.5以上98#以上 2.3 汽油质量问题导致的发动机故障 2.3.1汽油杂质过多产生的故障堵塞燃油系统。伪劣汽油杂质超标，当发动机运转时，劣质汽油充满供油系统，油开关滤网、汽油滤清器、喷油嘴这些有小孔或起滤清作用的部件很容易被劣质汽油中的杂质堵塞，造成供油不畅，发动机功能下降。含有杂质的汽油不能充分燃烧，直接造成排气不畅，尾气不合格，发动机工作不稳定，加速无力，总体经济性能差，而且费油。如果加油后出现加速不畅，急轰油回火，转速不稳，爆震等现象，就应考虑可能是伪劣汽油在从中作祟。 2.3.2含硫量过高产生的故障积炭。汽油中的含硫类杂质一般都以胶质的形态存在汽油中，即使它们通过了滤清装置，也会在进气门、进气道、汽缸内淤积，天长日久形成坚硬的积炭，它对汽油有吸附作用，会造成混合气稀，影响发动机的工作。更严重的是胶质粘住气门，活塞上行时与未回位的气门相撞，造成发动机毁坏。发动机在高负荷或急加速时，有明显敲击声，冷车启动困难，启动后冒蓝烟，明显动力不足。缸内、进气门口积碳严重（气门上有很厚的胶质）进气门弯曲，正时链条断裂，进气门顶杆折断等严重的后果。 劣质汽油与优质汽油的对比图一（劣质汽油） 图二（优质汽油） 劣质汽油与优质汽油燃烧室的对比图三（劣质汽油燃烧室） 图四（优质汽油燃烧室） 2.3.3个别汽油样品辛烷值偏低产生的故障所加的汽油辛烷值偏低就会导致发动机动力不足，汽油在燃烧时，有很浓的黑烟，黑烟中有丝状的胶质物，并且燃烧不尽。如果太低的情况下还会伴随这有金属的敲击声的出现。3大众途锐3.0L发动机故障分析3.1 故障症状描述在前一段时间车主感觉自己车辆的发动机工作不正常，而且动力方面比新车的时候差，车主以为是燃油不好，因为之前加的油不怎么干净，更换了新的汽油还是一样，而且发动机故障指示灯EPC灯也亮，发动机运行不平稳，感觉有缺缸的现象。3.2 故障检查过程公司里的维修工先是用解码器给他的车测量了一下，读取故障码：P0305汽缸5识别到失火及其他一些相关故障，但主要故障出现在5缸。他们拆下火花塞看了看，闻了闻，火花塞上全湿了，我同事闻了闻，又让我闻了闻，问我是不是汽油味，我闻了闻像机油的味道，而且不是一点点，是很重。我们继续用气缸压力表测发动机五缸的压力，压力位“0”我同事他也没说什么，用内窥镜看了看汽缸里，全是机油。最后这台发动机被抬了下来，被分解是由于气门缺了一个角，机油从气门的密封圈里流下来的。3.3 结果分析 在分解发动机的过程中：拆下缸盖，燃烧室内积炭严重，且积炭呈黑色、块状、胶状；5缸有一个进气门关闭不了，查看进气道、排气道：进气道内、进气门背面有一些胶状积炭；排气道内、排气门背面及气门杆上积炭十分严重，综合判断该故障为汽油品质不良导致。汽油燃烧后留下大量胶状积炭，粘住气门杆，致使气门不能回位，被活塞给顶破，导致发动机抖动。图五（发动机的气门实况图）3.4 故障排除目前国内各地区、各油站的汽油品质良莠不齐，难免遇到不合格的汽油；同一油站不同批次的汽油也有可能存在差异，所以不能简单从汽油标号判断油品质量。根据检查情况，说明该车曾经使用过品质不良的汽油，在气缸内留下异常的积炭，影响了发动机的正常工作；但不能确定油箱内的汽油就是引起发动机故障的不良油品。由于这辆车是前一段时间的进水车，也就行驶了20000KM，公司只能给他做发动机索赔。更换发动机总成。 4总结评价劣质汽油可分为以下几种：1. 可见杂质含量高。2. 实际胶质含量高。3. 标号不足。4. 含有水。5. 含铅量超标。当燃油中含有一定量的杂质时，会在油路中形成阻塞如同血液中的胆固醇沉积会造成血管疾病一样。汽车即使在正常使用情况下，行驶一定里程以后，汽油的油路也会发生堵塞，需要清洗。如果汽油质量高，且车主按规定定期保养，及时更换空气滤清器和汽油滤清器，一般情况下行驶15 000km可以清洗一次油路。油路的阻塞包括堵塞汽油泵及滤清器、喷油嘴等件，造成空燃比不正确，混和气过浓，燃油没有充分燃烧便排出，使得车子怠速抖动、功率下降、加速不良甚至熄火。还会出现排气管冒黑烟，油耗增加等现象，修理时解体发动机会发现在氧传感器、火花塞上覆盖着大量积炭，使得氧传感器作用受损甚至失效，从而无法正常调节混和气浓度，使故障更加严重。在气门及活塞上也会形成厚厚的积炭，使气门关闭不严，汽缸压力降低，功率下降，活塞也有可能由于积炭而过度早期磨损，严重时报废。如果使用杂质含量超标的汽油引起故障，需要清洗全部油路，包括清洗汽油泵、油箱、喷油嘴或化油器，空气流量计，节气门阀；清洗或更换氧传感器及火花塞，气门及活塞也需要清洗或更换。当加入的汽油由于提炼不纯，精度不够，实际胶质过高时，也会在燃烧过程中产生胶质、积炭，从而损坏发动机，引起一系列故障。初期会出现起动困难、冷车发动机异响、热车趋于正常，而严重时则冷热车均发动机异响，怠速抖动，动力严重不足，甚至发动机无法起动，此时发动机已经受到严重损坏。维修时我们会发现在气门及活塞上都有大量粘稠状胶质及厚厚积炭，从而造成活塞与缸筒磨损严重，更加严重时活塞报废，而气门则被胶质粘住而无法正常开闭，致使汽缸无法工作，甚至气门与活塞发生碰撞而顶坏，气门活塞均报废。在这种情况下，就需要清洗或更换气门及活塞并清洗油路。当加入的汽油标号过低时，会产生爆震、发动机功率下降、车子无力等现象。这时发动机电脑可根据爆震传感器的信号推迟点火时刻来减弱爆震，而化油器车则就得通过人工调整分电器，推迟点火提前角来进行调节。如果汽油中含有水，车辆行驶中会突然熄火。这时我们发现虽然电力充足，启动机也可正常运转，点火系统没有问题，油表显示油箱中也还有油，但是车子就是无法启动。拆下火花塞会发现上面带有水珠。这时应彻底清洗油箱，并换上符合标准的汽油。有些车主习惯于将汽油用完再加油，这种习惯不好。由于汽油工作压力高，汽油泵一般为设置在油箱中的潜油泵，故行驶中油箱内汽油量不要太低，更应避免油表指针到红区内，应该提前加油。过少的燃油会使汽油泵在油箱内处于暴露状态，于是当汽油泵在油箱中因吸不到油而发生干磨时，汽油泵易磨损烧毁，从而造成油压降低，运转时“吱吱”异响，直至彻底损坏。且这时发动机也易发生怠速抖动、加速不良，直至熄火。另外当油过少时，汽油泵也易把油底中脏物吸上来而堵塞汽油泵及喷油嘴，从而造成油路故障。使用含铅含铅量高于5 mg/L的汽油时，将易导致三元催化器铅中毒而失效。三元催化器只要受到一次损坏，将无法逆转与挽回。发生铅中毒的车辆，尾气排放会超标，拆下氧传感器及火花塞呈桔红色。这时视实际损坏情况就只能更换三元催化器及氧传感器。参考文献1张新德.汽油发动机工作原理M.机械工程出版社,2010.2罗念宁.汽车诊断与检测技术M.北京：北京大学出版社，2009.3嵇伟等.轿车电喷发动机故障诊断与分析M.北京: 机械工业出版社,2008.4吴森,徐尔强.汽油机管理系统M.北京理工大学出版社,2009.5刘淑芝,张红梅.汽车用油品知识300问M.化学工业出版社,2005.致 谢时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。离校日期已日趋临近，毕业论文的的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!大学两年，生活其实很简单，只是一些读书、写字和考试的周而复始。如果把这种单调的生活看作一场场循环的演出，那么我只是一个安静的演员。这篇毕业论文也称不上什么精彩的台词，只不过是这种循环演出即将告一段落时的谢幕词。但是无论多么蹩脚的演员，无论台下有多少观众，即使是只说给自己听，在他谢幕时也总要感激一些人，是这些人帮助他走上舞台，成功或者不那么成功地“演出”。感谢浙江元通捷通有限公司和那里的师傅和同事们！你们给了我丰富的实践土壤，使我从中汲取了无限的养分，让我能够站在理论和实践的基础上完成我的论文。这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助，其中我的论文指导老师骆美富老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题，我最先做的就是向骆老师寻求帮助，而骆老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后一起商量解决的办法。骆老师平日里工作繁多，但我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，论文提纲的确定，中期论文的修改，后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，骆老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向骆老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。当然，在我求学期间，还要感谢我深爱的父母亲一直以来对我无怨无悔的付出、支持、关爱、尊重和信任，在我学习、生活、感情、工作上遇到困难时，是您们帮我抵御风霜，谢谢您们。我是幸运而幸福的，我知足并且义无反顾的在大家的关爱下坚持自己的信念和理想一路前行。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！ 成建国2012年5月20日