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1、实验一 发动机气缸密封性检测及发动机点火波形的分析一、实验目的1掌握发动机气缸密封性检测基本原理和方法，并能正确分析故障原因。2学习汽车发动机点火系的诊断方法，能通过点火波形正确分析故障原因；3掌握相关仪器设备的测量原理和使用方法。二、实验内容1. 采用气缸压力表气对各缸密封性检测；2. 利用金德K100或博世FSA740发动机综合性能检测仪进行点火波形测量分析。三、实验设备及仪具 奔驰S320汽车一台，发动机2台，博世FSA740一台，气缸压力表等一般常用工具。四、实验原理1气缸密封性检测气缸密封性是衡量活塞式内燃发动机技术状况的一项重要内容， 如果气缸漏气， 则压缩压力将受影响，会导致功率
2、下降、比油耗增大，烧机油严重， 启动困难。因此， 气缸密封性参数的测量， 对于确定在用发动机的质量是十分必要的。气缸密封性的测量方法， 国内外目前使用的有气缸压缩压力检查， 气缸漏气率测试， 曲轴箱漏气量测试、气缸压缩均衡程度的检测等。气缸密封性常规的检查方法是采用气缸压力表。用它测量起动电机拖动时的最大气缸压缩压力。这种方法操作简单， 使用方便， 利用它可了解气缸、活塞组、气门、气缸垫等部位的技术状况。2发动机综合性能检测仪（点火波形测量分析）发动机综合性能检测装置千差万别，形式各异。概括起来不外乎由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统三大部分组成。 1）信号提取系统信号提取系统的任务在
3、于拾取汽车被测点的结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适用不同的测试部位。 电感式或电容式夹持器7分别钳于一缸点火线上和点火线圈高压线上以获得点火信号，件12实际上是一个电流互感器，夹持在蓄电瓶上，可感应出起动电流。因为高压电和强电流直接直接接触测量极为困难。以上都是对电量参数的提取，对于非电量参数就必须先经过某一类型的传感器将非电量转变成电量，这就是第三类，如件5电磁式TDC传感器提供上止点信号，频闪灯8可寻找点火提前角，压力传感器12可将进气管或喉管真空度转变成电量，而件13为一热敏电阻，可将机油温度和冷却水温度等参数转变为电压值。对于电控燃油喷射（EFI）发动机，因计算机喷
4、油脉宽和自动控制过程的需要，各非电量已被植入各系统的传感器直接转换成电量，它们的提取可用件9通过不同的转接头来完成，但为了不中断计算机的控制功能，必须通过T形接头来提取信号。 2）信号预处理系统 信号预处理系统也称前端处理器，俗称“黑盒”，它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于多路测试系统中的多功能二次仪表集合，工作框图如图1-05所示，它可将发动机的所有传感信号（图示为20个），经衰减、滤波、放大、整形，并将所有脉冲和数字信号直接输入（HSI），也可经FV转换后变成05v或010v的支流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡。 发动机上装配的传感器是发动机控制和判断发动机故障的关键部件，但
5、其输出的电信号千差万别，不能被车载计算机或发动机分析仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理转换成标准的数字信号后送入计算机。 车载传感器的输出信号从电子学角度分，无外于模拟信号和频率信号两种，应采用不同的处理方法。 对于模拟信号，如温度传感器、压力传感器、气门位置传感器等其幅值为05v，频率变化也比较慢，主要的处理手段是对其进行低通滤波和信号隔离。经低通滤波后的纯净低频信号再经过隔离装置送入A/D转换器，以消除模拟电路和数字电路的共地干扰。 对于频率信号，如发动机的转速、判缸信号等。由于多选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号本身即为数字脉冲，但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等
6、原因，也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形，这多用电压比较器或施密特触发器进行实现，整形后输出的标准数字脉冲，再经高速光电隔离器送入后继电路，以消除其干扰，提高系统的工作可靠性。 为了实现传感器的准确测量，不影响发动机的正常运转，进行信号提取时必须保证电路有足够高的输入阻抗，而且为了保证预处理系统的主板安全，对各路输出信号均采取了限幅措施。 3）采控与显示装置 发动机综合性能分析仪多采用14英寸彩色CRT显示器，手提便携式则用小型液晶显示器，现代分析仪都能醒目地显示操作菜单，实时显示当前动态参数和波形，十字光标可显示曲线任一点的数值，同时也可显示极限参数的数值，配以色棒显示以示醒目，可任意
7、设定显示范围和图形比例。 为捕捉喷油爆震等高频信号，采集卡一般具有采集功能，采样率可达10Msps，量化精度不低于10Bit并行通道，有存储功能以提供波形回取，锁定波形供观察分析或输出、打印之用。四、实验步骤1用汽缸压力表检测汽缸压力首先预热发动机至正常热状况（冷却水温达70C80C）后停机，拆下各缸火花塞（或喷油嘴）以减少曲轴转动时的阻力，将化油器的节气门和阻风门全开，将专用的汽缸压缩压力表（图）的锥形橡胶塞压在火花塞（或喷油嘴）孔上，然后用起动机带动曲轴旋转3s5s，对汽油机转速应130r/min250r/min；柴油机转速应500r/min，压力表指示值即为该缸的压缩压力。为保证测量数据
8、准确，各缸应重复测量23次，依次测量各缸。并把结果记录于下表1-01表1-01测量次数1缸（MPa）2缸（MPa）3缸（MPa）4缸（MPa）1232. 点火次级波形 怠速点火次级平列波形。用点火次级平列波形显示测试作为有效的行驶能力检查，已有三十年的历史了。点火的次级平列波形主要被用来检查短路或开路的火花塞高压线，或引起点火不良的污损火花塞。这个试验可以为提供一个关于各个气缸燃烧质量情况有价值的资料。由于点火二次波形明显地受到各种不同的发动机、燃油系统和点火条件的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件，故障波形的不同部分能够指明在任何气缸中的某一部件或系统的
9、故障。 试验方法： 起动发动机或驾驶汽车使行驶性能故障或点火不良等情况出现，调整触发电平直到波形稳定和发动机转速可以清楚的在显示屏上显示出来。 波形结果： 确认幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度，在各缸上都是一致的，各缸的点火峰值电压高度应该相对一致、基本相等，任何峰值高度相互之间的差到都表明有故障，一个相比高出很多的峰值，指示在该气缸点火二次系统中存在着高的电阻，这可能意味着点火高压开路或电阻太大，一个相比低出很多的峰值指示出点火高压线短路或火花塞间隙过小，火花塞污损或破裂。 第一缸的点火峰值显示在左侧，气缸的点火波形显示接发动机点火顺序从左至右。 急加速点火次级平列波形。 点火次级急加
10、速高压测试是为了判定最大电压或确定在一组气缸中某一给定气缸的点火电压，这个测试可以帮助查出在重负荷或急加速时的点火不良，它能够提供关于各缸的点火和燃烧质量非常有价值的资料。由于点火次级波形明显地受到不同发动机、燃油系统和点火状况的影响，所以它能够有效地检测出发动机机械部件和燃油系统部件以及点火系统部件的故障，波形的不同表明任一特定气缸中的部件或系统的故障。 试验方法： 起动发动机或驾驶汽车使行驶性能故障或点火不良等情况出现，确定幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度是各缸一致的，特别是在急加速或高负荷时。 波形结果： 各缸之间点火峰值电压高度应基本相等，在急加速或高负荷条件下由于气缸压力的增加
11、，所有点火峰值高度都将增加，任何其它的信号峰值高度的实际偏离都意味着故障，一个高出很多的峰值说明这个气缸的点火次级电路中有高电阻，这可能意味着点火高压线开路或电阻太大，一个低的峰值指示出点火高压线短路或火花塞间隙过小、火花塞污损或破裂，在有负荷或急加速时点火不良，同时还出现所有气缸的点火峰值高度都低，这可能意示着点火线圈性能差。 点火次级单缸波形。 用点火次级单缸波形测试进行有效的行驶能力检查，已有超过三十年的历史，点火次级单缸波形测试主要用来： a.分析单个气缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)； b.分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线)； c.查出单缸不适当的混合气空燃比(
12、从燃烧线)； d.分析电容性能(白金或点火系统)；e.查出造成气缸失火的火花塞(从燃烧线)。 这个测试能为提供关于每个气缸的燃烧质量非常有价值的资料。如果有必要甚至可以有行驶条件进行此项测试。由于点火次级波形明显受不同发动机、燃油系统和点火条件影响，它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。波形的不同部分能指明任一特定气缸的某些部件和系统的故障。参照波形各部分的指示看波形特定段的相关部件运行状况。汽车示波器屏上用数字的方式显示出波形各部分的判定参数。 试验方法： 按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来起动发动机或驾驶汽车。确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性
13、尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障。 波形结果： 流入点火线圈的电流：观察点火线圈在开始充电时，保持相对一致的波形的下降沿，这表明各缸一致的闭合角及点火正时的精确。 点火线：观察跳火电压的高度一致性，一个太高的跳火电压(它甚至超过了示波器的显示屏)表明在点火次级电路中存在着高电阻(例如开路或损坏的火花塞、高压线或是火花塞过大时间隙)，一个太短的跳火电压线，表明点火次级电路电阻低于正常值(污浊和破裂的火花塞和漏电的火花塞高压线等)。 火花或燃烧电压：观察火花或燃烧电压保持相对一致性，这表明火花塞工作的一致性和各缸空燃比，如果混合比太稀，燃烧电压就比正常值低一些。 燃烧线：观察火花或燃
14、烧线应十分“干净”，没有过多的杂波在燃烧线上，过多的杂波表明气缸点火不良，由于点火过早、喷油器损坏、污浊火花塞或其它原因。燃烧线的持续时间长度表明汽车缸内异常稀或异常浓的混合比。过长的燃烧线(通常超过2毫秒)表示混合气浓，过短的燃烧线(通常少于0.75毫秒)表示混合气稀。 点火线圈振荡：观察在燃烧线后面最少两个，最好多于三个的振荡波，这表明点火线圈和电容器(在白金或点火系统)是好的。 动态峰值检查显示方式对发现各缸点火过程中的间歇性故障十分有用。 电子点火(EI)次级单缸波形。 a.分析单个气缸的点火闭合角(点火线圈充电时间)； b.分析点火线圈和次级高压电路性能(从点火线至点火电压线)； c
15、.查出单缸不适当的混合气空燃比(从燃烧线)； d.分析电容性能(白金或点火系统)； e.查出造成气缸失火的原因(污浊或破裂的火花塞，从燃烧线)。 这个测试能提供关于每个气缸的燃烧质量非常有价值的资料。如果有必要甚至可以在行驶条件进行此顶测试。由于点火次级波形明显受不同发动机、燃油系统和点火条件影响，它对检测发动机机械部分和燃油系统部件及点火系统部件的故障是有用的。波形的不同部分能指明任一特定气缸的某些部件和系统的故障。参照波形图的指示点看波形特定段的相关部件运行状况。汽车示波器显示屏上用数字的方式显示出波形各部分判定参数。 试验方法： 按照行驶性能故障或点火不良等情况出现的要求来起动发动机或驾驶汽车，在排气行程火花塞点火系统，调整示波器电压比例在5千伏至10千伏/格之间，这样可以保持作功行程点火的正常显示。确认各缸幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度的一致性，检查对应特定部件的波形部分的故障，在加速或高负荷下。 波形结果： 点火线：观察各缸跳火电压高度的一致性，在急加速或高负荷时，由于燃烧压力的增加，跳火峰
