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1、技技 师师 专专 业业 论论 文文 工种：汽车修理工工种：汽车修理工 题题 目：浅谈排气背压对宝马目：浅谈排气背压对宝马X5动力性影响分析动力性影响分析姓姓 名：蒋文海名：蒋文海 身份证号：身份证号：522527198309260511等等 级：技级：技 师师准考证号：准考证号：20090734培训单位：昆明市交通行业职业技术培训站培训单位：昆明市交通行业职业技术培训站鉴定单位：鉴定单位：日日 期：期：2009年年12月月5日日浅谈排气背压对宝马5动力性浅谈排气背压对宝马浅谈排气背压对宝马5动力性影响分析动力性影响分析 作者：蒋文海 （昆明市帅车汽车维修有限公司）时间：2009年12月21日摘
2、要：本文主要介绍一辆宝5 3.0L型越野车因三元催化转换器堵塞而引起发动机无力，加速不良，自动变速器没有超速档的故障，通过对该故障的分析、诊断、排除总结了解决一般故障的思路和方法，同时也介绍了三元催化器净化原理及基本诊断方法等内容。关键词：发动机无力、排气背压、电子点火器关键词：发动机无力、排气背压、电子点火器论文内容：本人在汽车维修工作中，据一位宝马5 3.0L型野越车车主反映，他驾驶的宝马5 3.0L型野越车最近一段时间以来，出现发动机无力，特别是上坡时发动机动力性更差，在高速行驶时加速不良，自动变速器没有超速档。该车进入本公司之后，我与本公司技术员和检验员对该车进行检查，并通过路试之后，
3、证实了该车故障与车主所说的故障吻合，经过与公司技术部的多次路试及故障的不断检修过程，得出了三元催化器的一些检测方法。一、故障现象一、故障现象 一辆2003年款宝马5越野车，配备N52 3.0升 306s3直列六缸发动机，6速自动变速器四驱越野车，据车主陈述发动机无力，特别是上坡时最明显，车速在130km/h时速度很难加上去，但是发动机在怠速和低负荷时动转正常。我与本公司技术员路试发现该车速在90km/h时，明显感觉加速吃力，如果在路况较好的平路行驶时，缓慢加油时车速可勉强上130mk/h，若在将油门踩到底，发动机声音加大，但是车速却怎么也上不去。二、故障的诊断与排除二、故障的诊断与排除1、常规
4、检查 将车辆用举升机举起来检查，传动系统及刹车系统，经检查，传动系统和刹车系统都没有导常。2、发动机检查（1）首先使用电脑故障诊断仪，电眼睛431故障解码器进入发动机系统自动和变速箱系统、ABS系统，经电眼睛431故障解码器读出故障码为三缸电子点火器和五缸电子点火器有失火故障，其它系统都没有故障码。 1）因用电眼睛431电脑故障解码器读出了故障三缸电子点火器和五缸电子点火器失火，先用电脑解码器进行故障码清除，发现了三缸电子点火器和五缸电子点火器失火故障清除不了，那么断定该故障码为实际故障，再用试波器读出波形，如图1： 浅谈排气背压对宝马5动力性 发现了三缸电子点火和五缸电子点火器的波形不正常，
5、接下来把三缸电子点火器和五缸电子点火器拆下来检查，用万用表测量电阻值为无穷大，再把其它几只点火器拆下来测量得的电阻值为03标准值为（06）。把火花塞拆下来检查，火花塞燃烧正常，于是根据以上检测结果，把火花塞和三缸电子点火器和五缸电子点器更换，再读取故障码，发现电子点火器故障清除，系统正常，路试发现故障依然存在。 2）燃油压力和供油系统进行检测 检查燃油压力发动机的怠速，加速情况下，怠速状态下燃油压力为250kpa，加速状态下燃油压力为300kpa均为正常3）使用汽缸压力表测量气缸压力，各气缸压力均在1000Kpa标准值为（1100kpa）在规定范围内。4）EGR折检无发现卡滞，脏堵现象5）接下
6、来用电脑眼睛431故障解码器再来读发动机系统数据流，在发动机工作温度正常情况下，怠速状态发动机转速为780r/min，开空调发动机转速为830r/min，进气歧管压力40kpa;怠速马达开度40步，水温95，从数据流的情况看发动机电控系统没有问题。会不会是进气系统在发动机高转速或发动机大负荷时，可变进气系统里的DISA执行机构（风门）打不开，引起发动机进气量不足。导致动力下降，接下来对进气系统检查。6）检查进气系统 首先检查空滤芯、节气门、经检查空滤芯没有堵塞，节气门干净无发卡并且开启关闭良好，接下来检查进气支管。该车发动机动力能在不同的转速下产生较高的扭矩，很大程度上取决于进气行程中能获得足
7、够的新鲜空气（进气质量），因此为了能够在中等发动机转速范围内也能产生较高的扭矩，N52装有一个三级DISA可变进气装置。下图列出了这种三级DISA可变进气装置的效果，通过DISA执行机构的同转换档位（风门）可在整个转速范围内都实现较高扭矩 图1浅谈排气背压对宝马5动力性在进气支管里装有两个DISA执行机构，DISA执行机构分别由相应的电机控制。电机和DISA执行机构构成了一个单元,两个DISA执行机构的尺寸不同。 一个安装在溢流管内，另一个装在振荡管前的进气集气管内。检查在怠速运转和转速范围较低时，DISA执行机构1和2处于关闭状态。进气经过节气门进入谐振管。在谐振管内分配进气量并通过集气管和
8、振荡管送至各个气缸内，这样每个气缸都可获得等量进气量。图2图3浅谈排气背压对宝马5动力性检查在发动机处于中等转速范围时DISA执行机构2打开，在本示例中，3假设第一个气缸的进气门刚关闭。气体的移动在关闭的进气门上产生一个压力峰值。该压力峰值通过振荡管和集气管送至点火顺序中的下一个气缸处，从而改善下一个准备进气缸的新 鲜空气进气量。如图4检查在发动机转速较高时，两个DISA执行机构都处于开启状态 。 此时也假设第一个气缸的进气门刚刚关闭 ， 关闭的进气门前也产生了一个压力峰值 ， 进气量通过振荡 ， 溢流管和集气管进行输送到各个气缸。如图 5图5图4浅谈排气背压对宝马5动力性 经检查三级DISA
9、可变进气装置在各个转速下开启和关闭都正常，确定了进气系统没有问题。 经过以上这些检查没有找到明显的故障点，按照常规的操作程序，更换了空气滤芯，汽油滤芯，清洗了喷油嘴，节气门之后，试车故障现象还是没有变，根据上面的这些检查，发动机可能出现与故障有关的几个方面电控系统、点火系统、进气系统、供油系统都逐一排除了，既然发动机没有问题，车辆高速加速无力，问题点应为变速器内部故障。 接下来做失速失验：做失速试验时，车辆应停放在水平路面上，车辆前方应无障碍物，把手制动拉紧，发动机怠速运转，左脚将刹车踏板用力踩下，将排档杆挂入“D”档位置，然后将油门踏板踩到底，使节气门完全打开，但是时间不能超过5秒，在发动机
10、转速不再升高时，迅速读出发动机失速转速，这时读出的转速 1400 r/min ，与标准值相比明显偏底标准 1900-2200 r/min ，于是断定是自动变速器动力传递故障。 将自动变速器抬下，拆检摩擦片，离合器，制动器均未发现导常，这时问题陷入困境。 变速器内部没有问题，是否为液力变矩器故障呢？因我公司有一个专修自动变速器的公司，（全球自动变速器维修昆明分厂）因条件允许，于是从其它正常车拆下来相同型号的变矩器装上，按照自动变速器的常规操作程序，把摩擦片制动器还有一些密封胶圈全部更换，把阀体拆检并经专业清洗装上，装上自动变速器之后试车故障依旧，由此可以肯定自动变速器没有问题。 再次用电脑诊断仪
11、电眼睛431故障解码器读取自动变速器和发动机数据流进行分析，仔细观察后发现挂上四档时，使用电眼睛431故障解码器读数据流时，在节气门开度78%，车速才90kn/h左右时，若再将油门踩到底（99%）车速仍上升缓慢随后观察变速器已切换为三档，查看节气门开度和速度换档图，也在正常换档范围内，这时维修思路又陷入困境，既然发动机没有发现问题，传动系统没有异常，刹车系统没有拖刹的现象；自动变速器已肯定没有问题，那会是什么问题呢？只好将另一辆正常的同一车型的电脑数据在同一状态下进行比对。从正常车辆捕捉到的数据中看到，同样为90km/h时，两辆车的发动机系统数据系统有以下区别。检查项目 节气门开度% 发动机转
12、速（K/min） 进气岐管压力（kpr） 车速（km/h） 喷油pw/n平均值（毫秒） 变速器档位 大气压力 正常车 73%1900949011.84101故障车 78%2100999017.43101浅谈排气背压对宝马5动力性表1发动机系统数据流比对 从图中可以看出相同车速时，故障车发动机，节气门开度、喷油量明显偏高，结合发动机失速试验转速偏低的情况综合分析，认为还是发动机最大输出功率不足，导致发动机在高速行驶时加速无力，没有超速档。 根据上面数椐对比，发动机电控系统、电子点火系统、刹车系统、进气系统、自动变速器都没有发现问题，难道是发动机排气不畅通引起？ 接下来进行尾气排放检测，用尾气检测
13、仪在发动机怠速状态下测得CO、HC值偏高，疑为三元催化器失效，应该对它进行进一步的确诊，该车的三元催化器所装的位值。如图6图6浅谈排气背压对宝马5动力性 将三元催化前氧传感器拆下，使用尾气背压测试表以排气管做背压测试，将尾气背压测试表装在拆下的前氧传达感器原有孔上，做背压测试，结果发动机在怠速状态下的排气背压力为6.5kpa，发动机达到正常工作温度时，在空加油发动机转速2500r/min时，排气管背压为18Kpa，在失速状态下检测到的排气背压高达26kpa,而该车的正常背压值，在怠速状态下应为4.5kpa。在空加油发动机转速为2500r/min时排气背压标准值应在13.8kpa以下，根据检测的
14、数据明显高于标准值，由此确认三元催化器确有催化失效，堵塞现象，再用红外测温仪检查三元催化器前进气口温度比后出口温度差有18。也就是三元催器进口处的温度高于出口处的温度，然而正常的三元催化器出口温度应高于进口温度1015%，说明三元催化器工作不正常。 在不装氧传感器下，让排气管里的废气不通过三元催化器，直接从氧传感器的安装孔排入大气，把氧传感器安装孔周围的零部件用隔热板隔好，再启动发动机，做失速试验发现发动转速正常。拆下来三元催化器检查，发现有接近3/4面积烧结。如图7图7浅谈排气背压对宝马5动力性 4、故障原因 1）因为该车三元催化器有3/4面积堵塞，从而造成排气阻力变大，形成排气背压过高，造
15、成发动机在大负荷进气时，进气量不足，虽然喷油量增加，但是没有足够的新鲜混合气在缸里燃烧，发动机功率就没法提高，而发动机转速也因为排阻力过大，无法提高太多，从而导致发动机输出功率无法达到出厂标准，最终造成在高速成行驶时及上坡时加速性能差，发动机动力性下降，且最高车速达不到出厂标准，230km/h。 2）由此分析：排气背压过高会导致发动机出现诸多故障 A、发动机排气背压过高，汽缸内混合气燃烧后生成的废气很难排出去剩余的废气只能返流。导致真空管路堵塞，进气真空度降底，空气流量传感器、进气压传感器，怠速空气阀以及节气门等被污染和运动卡滞，并使怠速时节气门的开启角度过大，引起混合气过稀，由于废气排出不充
16、分，废气回流到进气歧管使进气歧管真空降低，进气真空度降低造成新鲜混合气不能被顺利吸入气缸，影响汽缸的充气量，同时由于废气的稀释作用使混合气相对稀薄，造成发动机功率下降。 三、故障原因分析 1、燃油质量无法保障，在与车主聊天过程中，了解到该车保养不善，该车在地州县上，有时为了加油方便，经常在一些小加油站加油，而且有时在加油站没有符合该车要加的97号油时，就加了低油标号的汽油。有的小型加油站了为利润，往往会用低标号汽油掺兑或加入添加剂，以提高抗爆性能。有的小加油甚至还在使用含铅汽油，因为含铅汽油燃烧后，铅颗粒会随废气排经三元催化器，铅颗粒就会覆盖在三元催化器表面，使催化剂工作面积减少，从而大大降低
17、催化器的转换效率。低标号汽油还会因为抗爆性差造成非正常烯烧，导致发动机工作性能恶化，产生大量未燃烧的碳氧化合物在三元催化器中燃烧，造成三元催化器烧结。 2、混合气燃烧不充分时，由于该车保养不当，经常在小加油加油，且每次9000多公里换一次机油，而且每次换的机油都达不到该车的使用标准，再加上喷油嘴节气门很少清洗，空气滤芯很少更换，这些因素都会造成三元催化器工作面堵塞，造成背压提高，使车辆动力下降，尾气排放也无法达标，严重时会使三元催化器完全烧结堵塞，三元催化器的使用寿命大大缩短。浅谈排气背压对宝马5动力性 由此分析：保养不当和使用低标号的汽油及非正品的机油是会千造成此例三元催化器堵塞故障的根本原
18、因。 三元催化器，是安装在汽车排气系统中重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用变为无害的二氧化碳、水和氮气，由于这种催化器可同时将废气里的工种主要有害物质转化为无害物质，随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，二氧化碳和氮气，故又称之为三元（效）催化转化器。 三元催化器的工作原理是：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合
19、物在高温下氧化成水（H2o）和二氧化碳（CO2）；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。汽车三元催化转换器。浅谈排气背压对宝马5动力性四、维修后体会 通过对这个故障的排除及查阅相关资料总结了对排气背压和三元催化器的检查方法，供广维修同行参考。 1、外观检查 2、背压试验 3、真空试验 4、加热法其它方法五、总结 汽车加速不良有多种原因引起。包括进气系统、燃油系统、点火系统、正时机构、汽缸密封性、气门机构、废气再循环、传动系统以及刹车系统等等都会有影响。随着国家对尾气排放的重视，电喷 发动机三元催化器的广泛使用，由三元催化引起的故障越来越值得广大汽车维修人员的重视
20、，有关三元催化的知识及发展状况更值得我们关注。 三元催化器故障具有一定的隐蔽性，在症状不是很明显很难察觉。、尤其是部分堵塞时而电喷系统又运转良好的情况下，氧传感器反馈正常的情况下，优其难以察觉。因此我通过对这次故障的排除学习并掌握了三元催化的有关知识、催化原理、失效形式，是判断三元催化器故障的理论依据。在排除汽车发动机动力性差、各种油耗大、加速不良等故障诊断中，能够从众多的故障特征中区别出其故障特点，尽快找到故障所在。避免盲目拆装检查造成人力、财力、时间上的浪费。六、致谢 在论文撰写即将结束之前，衷心感谢在撰写这程中给予指导的刘仪清赵龙庆、周勇以及评审组的各位老师，感 谢你们对我的指导和点评。 浅谈排气背压对宝马5动力性参考文献：参考文献：1王建昕、汽车排气污染治理及催化转化器M北京：化工出版社20002童志权、陈焕钦工业废气污染控制与利用M北京：北京出版社会19883何锁乱、三元催化转化器的开发应用与探讨J汽车运输2000（5）：13144宝马维修资料 浅谈排气背压对宝马5动力性
