二汽车发动机的检测与诊断

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1、第二章 汽车发动机的检测与诊断,主要内容： 发动机功率的检测 气缸密封性的检测与诊断 起动系的检测与诊断 点火系的检测与诊断 燃油供给系的检测与诊断 润滑系的检测与诊断 冷却系的检测与诊断 发动机电子控制系统的检测与诊断,第一节 发动机功率的检测,一、发动机功率检测基本原理 只要能测出发动机输出轴上的转矩和此时的转速，则可通过上式求得发动机有效功率。测功仪器通常是利用这一原理来测功的。可见，发动机有效功率的测量是属于间接测量。,二、发动机功率检测方法,1稳态测功 稳态测功是指发动机在节气门开度一定，转速一定和其他参数都保持不变的稳定状态下，在台架测功器上测定发动机功率的一种方法。 稳态测功时，

2、由于需要对发动机施加外部负荷，因此稳态测功又称为有负荷测功或有外载测功。 稳态测功特点是：测功结果准确可靠，测功过程费时费力，测试成本高。,2动态测功,动态测功是指发动机在节气门开度和转速等参数均处于变化状态下，测定发动机功率的一种方法。检测时，将发动机在怠速或某一空转转速下，突然全开节气门，使发动机加速运转，此时其加速性能的好坏能直接反映发动机功率的大小。 动态测功时，无须对发动机施加外部载荷，因此动态测功又称为无负荷测功或无外载测功。 动态测功特点是：检测仪器轻便，价格便宜，测功速度快，方法简单，但测功精度较低。,三、发动机无负荷测功原理,1. 瞬时功率检测原理 没有外界负荷的发动机，在怠

3、速情况下突然踩下加速踏板时，发动机发出的动力除克服各种机械阻力矩外，其有效转矩将全部用来加速发动机运动部件。推导得发动机有效功率为： 式中： n为转速， C1是与发动机当量转动惯量和功率修正有关的常量。 上式表明，只要测出发动机在加速过程中的转速n和对应的瞬时转速变化率dn/dt，即可求出该转速下的有效功率。,2. 平均功率检测原理,根据功能原理知，发动机驱动曲轴转动所作的功等于曲轴旋转动能的增量。在加速时间T（s）内，可推出平均功率： 式中：C2是与发动机当量转动惯量和起、止转速有关的系数，当测试的起、止转速及J给定时， C2为常量。 上式表明，只要测取某一转速范围的加速时间，则可得到发动机

4、相应的平均功率。,发动机无负荷测功原理,：实际应用中，往往是将额定功率作为发动机的动力性评价指标。因此，应将测出的某一转速范围的平均功率转化为稳态时额定转速下的功率进行对比评价。 根据稳态测功与动态测功的对比试验得知，发动机额定转速下的功率与相应加速状况下测得的平均功率之间存在一近似常量关系。通常人们利用这种关系，根据加速时间T与额定转速下的功率对应情况，来对无负荷测功仪进行标定，这样通过测量加速时间就可直接测得额定转速下的功率。,四、发动机无负荷测功仪及其使用方法,1. 无负荷测功仪的组成及原理无负荷测功仪组成 主要由转速信号传感器、转速脉冲整形装置、起始转速触发器、终止转速触发器、时标、计

5、算与控制装置和显示装置等组成，如图所示。,无负荷测功仪的组成及原理,无负荷测功仪原理 测功时，传感器感应出的发动机转速脉冲信号，送入转速脉冲整形装置整形为矩形触发脉冲，并转变为平均电压信号，该电压值与发动机转速成正比。在发动机加速过程中，当转速达到起始转速时，与起始转速对应的电压信号通过起始转速触发器触发计算与控制电路，使时标信号进入计算器并寄存；当发动机加速到终止转速时，与终止转速对应的电压信号通过终止转速触发器又去触发计算与控制电路，使时标信号停止进入计数器，并把寄存器中时标脉冲数经数模转换成电信号，通过显示装置显示出加速时间或最大功率。,2无负荷测功仪的使用方法,无负荷测功仪既可以制成单

6、一功能的便携式测功仪，又可以与其他测试仪表组合成发动机综合检测仪。 下面以远征EA1000发动机综合性能分析仪为例，来说明无负荷测功仪的使用方法。,3.无负荷测功时应注意的事项,发动机当量转动惯量J值的选取要准确。J值的大小将直接影响无负荷测功的精度，故J值的选取应相当慎重。发动机加速区间的转速n1、n2的选取要适当。通常起始转速n1 应高于发动机怠速转速，常取发动机怠速转速的150%；终止转速n2常取额定转速。检测时，踩加速踏板的速度和力度要均匀，且要求重复性好，以保证检测结果具有良好的稳定性。使用不同的无负荷测功仪时，应严格按各自的使用说明书操作，不可生搬硬套。,五、发动机各缸功率均衡性检

7、测,各缸功率均衡性可通过发动机各单缸功率和单缸断火后的转速变化来反映。 单缸功率检测 预热发动机至正常工作温度，先测出各缸都工作时的发动机功率，然后在某气缸断火（高压短路或柴油机输油管断开）情况下，再测量发动机功率，两功率之差即为断火气缸的单缸功率。,发动机各缸功率均衡性检测,单缸断火后转速变化检测 预热发动机至正常工作温度，使发动机在一定转速下运行，将某缸突然断火，由于发动机的指示功率减少，导致克服原转速的摩擦功率不够，从而使发动机重新平衡运转的转速降低，此时测出其转速的下降值。,六、发动机功率检测分析,1. 发动机功率检测分析 检测标准 无负荷测功检测获得的是在用汽车发动机最大功率，它是评

8、价发动机动力性的一个重要参数，我国在GB 7258-2012机动车运行安全技术条件中就有明确规定：车用发动机功率不得低于原额定功率的75%。大修竣工后，其功率不得低于原设计标定值的90%。 检测分析 若发动机功率偏低，则应首先检查燃料供给系和点火系技术状况。若该两系统正常，则应检查气缸的密封性，以判断发动机机械部分是否存在故障。当怀疑个别气缸技术状况不良而导致整机功率偏低时，可进行单缸断火后测功验证。,2. 发动机各缸功率均衡性检测结果分析,（1）各单缸功率检测分析 检测标准 技术状况良好的发动机，其运转应平稳，各缸发出的功率应一致。 检测分析 若各单缸功率相同，则说明发动机各缸功率均衡性好；

9、若某缸断火后，测得的功率没有变化，则说明其单缸功率为零，该缸完全不工作。若发动机单缸功率偏低，则一般系该缸高压线、分线插座或火花塞技术状况不佳、气缸密封性不良所致，应更换、调整或维修。,（2）单缸断火后转速变化检测分析,检测标准 工作正常的发动机，在某一转速下稳定空转时，发动机的指示功率与摩擦消耗功率是平衡的。此时，若取消任一气缸的工作，发动机转速都会有相同的下降值。下表给出了某些发动机以 1000 r / min 转速稳定工作条件下，单缸断火后转速下降平均值的诊断标准。,单缸断火后转速变化检测分析,检测分析 若各缸轮换断火时，转速下降的幅度大而且基本相同，则说明各缸工作状况良好，各缸功率均衡

10、性好；若各缸转速下降的幅度差别很大，则说明各缸功率均衡性差，有些缸工作不正常；若某缸转速下降的幅度较标准小，则说明其单缸功率小，该缸工作状况不良；若某缸转速下降值等于零，则说明其单缸功率为零，该缸不工作。 检测时，单缸断火后的转速下降值应符合诊断标准，且要求最高和最低下降值之差不大于转速下降平均值的30%。,第二节 气缸密封性的检测与诊断,一、气缸压缩压力的检测与诊断气缸压缩压力是指缸内气体压缩终了的压力。它是气缸密封性最直接评价指标，用来诊断发动机性能和气缸活塞组技术状况。（一）气缸压缩压力的检测1用气缸压力表检测 检测仪表,用气缸压力表检测,检测方法 将发动机运转至正常工作温度（冷却液温度

11、达 7090）后停机。 拧出各缸火花塞或喷油器，汽油机还应将节气 门全开。 将气缸压力表锥形橡胶接头扶正压紧在火花塞 或喷油器安装孔上。 用起动机带动发动机运转，其转速应符合原厂 规定，转动35s，待压力表指针指示并保持最大压力后停止转动。 取下气缸压力表，记下读数，按下单向阀使压力表指针回零。 每缸重复测量 23次，取其平均值作为被测气缸的压缩压力。 依次测量各缸，即可得到各缸的压缩压力。,用气缸压力表检测,检测特点 检测实用可靠，简单易行，经济实惠，适用于气缸组技术状 况的常规诊断。 检测效率低，需拆火花塞或喷油器（柴油机），且一缸一缸 地测量，不适应现代化检测要求。 检测精度受发动机转速

12、变化的影响大。研究表明，在曲轴转 速低于1000r/min的范围内，较小的转速变化会带来较大的气 缸压缩压力值变化。 ：用气缸压力表检测气缸压缩压力是传统检测诊断中应用最广泛的一种方法，适用于各种汽车维修企业。,检测原理 起动机起动阻力矩与起动电流成线性关系。发动机起动阻力矩是由机械阻力矩和气缸内压缩气体的反力矩两部分组成，正常情况下机械阻力矩可认为是常数，而缸内压缩气体的反力矩则是随气缸压缩过程而波动的变量。因此起动发动机时，起动电流的变化与气缸压力的变化存在着对应关系。 利用电流传感器测出起动机起动过程中起动电流的变化，通过仪器屏幕显示其波形，则可以间接测定发动机各缸的压缩压力。,2.用发

13、动机综合性能分析仪检测,检测原理,六缸发动机起动机电流与曲轴转角的关系曲线如图。其电流波形各段的峰值与各缸的最大压缩压力成正比。若能确定某一电流峰值所对应的气缸，则可按点火次序确定各缸所对应的起动电流峰值，其大小可代表相应气缸最大压缩压力值。通常各缸电流波形峰值所对应的缸号是通过点火传感器或喷油传感器先确定第一缸波形的位置而推得的。,用发动机综合性能分析仪检测,检测方法将发动机运转至正常工作温度（冷却液温度达7090）后停机。接通电源，打开分析仪总开关、显示器开关、主机开关，预热仪器。 按仪器使用说明书给定的方法，连接好测试线和传感器。启动检测程序，进入检测程序主、副菜单。用鼠标选择“起动机及

14、发电机”，进入起动电流检测功能。按下“检测”键，起动发动机，仪器屏幕将显示发动机转速、起动电流，同时绘制出起动电流曲线和相对气缸压力的柱方图，从而检测出各气缸压缩压力及其变化量。视需要打印输出检测结果。,用发动机综合性能分析仪检测,检测特点 用发动机综合性能分析仪检测气缸压缩压力，不需拆装火花塞或喷油器（柴油机），且能同时检测各个气缸，因而其检测速度快、效率高。它适用于发动机一般技术状况的定性检查。,（二）气缸压缩压力的诊断,1. 气缸压缩压力诊断标准 发动机气缸压缩压力标准值由制造厂提供。由于发动机结构和压缩比不同，各车型气缸压缩压力的标准值也不尽相同。 GB 185652001营运车辆综合

15、性能要求和检验方法规定，发动机各气缸压缩压力应不小于原设计规定值的85%；每缸压力与各缸平均压力的差：汽油机应不大于8%，柴油机应不大于10%。 GB/T157462011汽车修理质量检查评定办法规定，发动机各气缸压缩压力应符合原设计规定；每缸压力与各缸平均压力的差：汽油机应不大于5%，柴油机应不大于8%。,2. 气缸压缩压力诊断,压力读数时高时低，相差较大，说明其进排气门有时关闭不严。一缸或数缸压力偏低，可用清洁而粘度较大的机油2030mL，注入压力偏低缸火花塞或喷油器孔内再测量气缸压力。若压力上升接近标准压力，则说明该气缸、活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口或气缸臂拉伤等；若压力基本无变化，则说明该缸进排气门关闭不严或气缸衬垫密封不良。相邻两缸压力相当低，而其他缸正常，加注机油后检测其压力仍然很低，说明相邻两缸间气缸衬垫烧损窜气。个别缸压力偏高，说明其缸内可能积炭过多而导致燃烧室容积减少所致。各缸压力都偏高，汽车行驶中又出现过热或爆燃，则可能是：燃烧室积碳过多，或经几次大修因缸径加大、缸盖接合平面修理磨削过度，或气缸衬垫过薄而使压缩比增大所致。,