丰田发动机故障检测与维修

哈尔滨剑桥学院毕业论文

丰田发动机故障检测与维修

1绪论

1.1 发动机故障检测的重要性

汽车是一个复杂的机械系统，它由数千种的零件所构成，发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基本技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。它产生的故障占全车的比例最高(在全车中约占19.8%)，单位里程的配件消耗(在全车中约占75.6%)、保修工时消耗(在全车中约:1124.0%)汽车发动机也占首位，发动机的故障诊断和维修水平在汽车修理中最为重要，因此发动机综合性能的检测对报车性能的了解至关重要。

1.2 发动机故障产生的主要原因和表现

汽车发动机一般都采用往复活塞式内燃机，其结构复杂，工作条件恶劣，在长期使用过程处于各种的环境中，承受着各种应力，如外部的环境应力、内部功能应力和运动应力以及总成、部件等由于结构和使用条件，如道路、气候、使用强度、行驶_I二况等的不同，发动机技术状况参数，将以不同规律和不同强度发生变化，或性能参数劣化，最终将导致故障。发动机故障是指发动机部分或完全丧失工作能力的现象，通常表现为声响异常、流体泄漏、温度过高、动力下降、油耗过大、工况突变、外观异常、机身振动等。

1.3 发动机故障诊断技术

发动机故障诊断技术，是在汽车不解体或不完全解体的前提下，依靠先进的传感器技术与检测技术，采集发动机的各种具有某些特征的动态信息，并对这些信息进行各种分析和处理、区分、识别并确认其异常表现，预测其发展趋势，查明其产生原因、发生部位和严重程度，提出针对性的维修措施和处理方法，并提供公正的、科学的数据。主要对汽车 的动力性、经济性、安全性、可靠性以及噪声、污染排放等状况进行检测。

1.4 发动机故障检测与维修的意义

随着汽车用途日益广泛，保有量急剧增长，及其结构和技术不断进步，使汽车检测与诊断技术必须改变比较原始的检测方法，以新的检测诊断技术和方法来保证汽车运行的安全、节能、降低车辆排放和噪卢，减少运用、维修成本，以延长经济使用寿命。

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2丰田公司的简介

丰田汽车公司简称“丰田”（TOYOTA），创始人为丰田喜一郎。1895年，丰田喜一郎出生于日本，毕业于东京帝国大学工学部机械专业。1929年底，丰田喜一郎亲自考察了欧美的汽车工业。1933年，在“丰田自动织布机制造所”设立了汽车部。丰田喜一郎的同学隈部一雄从德国给他买回一辆德国DKW牌前轮子驱动汽车，经过两年的拆装研究，终于1935年8月造出了一辆GI牌汽车。该车是二冲程双缸，木制车身，车顶用皮革缝制。

1934年，丰田喜一郎决定创立汽车生产厂。1937年成立了“丰田汽车工业株式会社”，地址在爱知县举田盯，初始资金1200万日元，员工300多人。

1936年底至1937年初，丰田制造的卡车因质量差销售一直不景气。日本发动了侵华战争后，陆军大批采购卡车，丰田公司的所有库存车一售而空，丰田公司赚了大钱。

1950年4月，丰田汽车乐售公司成立，1950年6月，朝鲜战争爆发，美军46亿日元的巨额订货，丰田迅速发展起来。1952年3月27日，丰田喜一郎因患脑溢血去世。1974年，丰田与日野、大发等16家公司组成了丰田集团，同时与280多家中小型企业组成协作网。1982年7月，丰田汽车工业公司和丰田汽车销售公司重新合并，正式更名为丰田汽车公司。

丰田的产品范围涉及汽车、钢铁、机床、电子、纺织机械、纤维织品、家庭日用品、化工、建筑机械及建筑业等。1993年，总销售额为852.83亿美元，位居世界工业公司第5位。全年生产汽车445万辆，占世界汽车市场的9.4％。目前，丰田是世界第三大汽车公司，在世界汽车生产业中有着举足轻重的作用。

丰田是世界十大汽车工业公司之一，日本最大的汽车公司，创立于1933年。早期的丰田牌、皇冠、光冠、花冠汽车名噪一时，近来的克雷西达、凌志豪华汽车也极负盛名。丰田公司的三个椭圆的标志是从1990年初开始使用的。标志中的大椭圆代表地球，中间由两个椭圆垂直组合成一个T字，代表丰田公司。它象征丰田公司立足于未来，对未来的信心和雄心。

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3 丰田发动机的工作原理和结构

3.1 发动机的工作原理

发动机是汽车的动力源,是汽车的心脏部分，能量转换机器。发动机最早诞生在英国，所以，发动机概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。随着科技的进步，人们不断地研制出不同用途多种类型的发动机，发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。分析一下这个过程：

一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。

四行程汽油机经过进气、压缩、作功和排气行程完成一个工作循环。

理解4冲程

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。

注意：发动机最终产生的运动是转动的，活塞的直线往复运动最终由曲轴转化为转动，这样才能驱动汽车轮胎[1]

3.2发动机的结构

发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。

（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组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，

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飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

（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。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。

（3）燃料供给系统

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）润滑系统

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。

（5）冷却系统

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。

（6）点火系统

在汽油机中，气缸内的可燃混合气是K电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。

（7）起动系统

要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸内的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。因此，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。

汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系[2]

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