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1、第三节 汽缸密封性的检测影响汽缸密封性的因素影响汽缸密封性的因素l气缸磨损l活塞环损坏l活塞磨损l气门、气门座损坏l气门导管磨损l气缸垫损坏l气门间隙常用的诊断方法有常用的诊断方法有l测量汽缸压力、l曲轴箱窜气量、l汽缸漏气量与漏气率，l进气管真空度，l汽缸活塞组因磨损过大引起异响的振动测量l曲轴箱内磨损金属等颗粒含量的测定。一、汽缸压缩压力的测量l 汽缸压缩压力是指四冲程发动机压缩终了时的压力。 l 汽缸压力与机油粘度、汽缸活塞组配合情况、配气机构调整的正确性和汽缸垫的密封性等因素有关。所以，测量发动机汽缸的压力，可以诊断汽缸、活塞组的密封情况，活塞环、气门、汽缸垫密封性是否良好和气门间隙是
2、否适当等。 国家标准国家标准 在用汽车发动机各缸压力不少 于原设计标准的85%，每缸压力与 各缸平均压力差：汽油机不大于 8%，柴油机不大于10%。检测汽缸压力的方法检测汽缸压力的方法1用普通汽缸压力表检测汽缸压力表是一种气体压力表，由表头、导管、单向阀和接头等组成， l接头有两种形式。一种为螺纹接头，可以拧紧在火花塞上或喷油器罗纹孔中；另一种为锥形或阶梯型的橡胶接头，可以压紧在火花塞或喷油器的孔上，接头通过导管与压力表相通。导管也有两种：一种为软导管，一种为金属硬导管，软导管用于螺纹管接头与压力表的连接。硬导管用于橡胶接头与表头的连接。 检验条件检验条件l由于汽缸压力受很多因素影响较大，所以
3、，测量汽缸压力，必须在下列条件下进行：1）蓄电池电力充足。2）用规定的力矩拧紧汽缸盖螺栓。3）彻底清洗空气滤清器或更换新的空气滤清器。4）发动机达到正常的工作温度（水温8090，油温7090）。5）用起动机带动卸除全部火花塞的发动机运转，转速为200300r/min，或按原厂规定。检测方法检测方法l先用压缩空气吹净火花塞周围的脏物，l拆下全部火花塞。对于汽油机还应把点火系次级高压线拔下并可靠搭铁，以防止电击或着火。l把专用汽缸压力表的锥形橡皮头插在被测量汽缸的火花塞孔内，扶正压紧，l将节气门（有阻风门的还包括阻风门）置于全开位置，用起动机带动曲轴转动35秒（不少于4个压缩行程），待压力表表针指
4、示并保持最大压力读数后停止转动。l取下压力表，记下读数。按下单向阀使压力表指针回零。按此法依次测量各缸，每缸测量次数不少于2次，每缸测量结果取算术平均值，与标准值相比较，分析结果，判断汽缸工作状况。结果分析结果分析l若测得的结果超出原厂标准，说明燃烧室内积炭过多，汽缸垫过薄或缸体和缸盖结合平面经多次维修磨削过多造成。测得的结果如低于原厂标准，说明汽缸密封性变差，可向该缸火花塞孔内注入20-30ml机油，然后用汽缸压力表重测汽缸压力.l1）第二次测得的压力值比第一次高，接近标准压力，表明是汽缸活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成汽缸密封不严。l2）第二次测得的压力值与
5、第一次略同，即仍比标准压力低，说明进、排气门或汽缸衬垫密封不良。l3）两次结果均表明某相邻汽缸压力都相当低，说明是两相邻处的汽缸衬垫烧损窜气。在测量汽缸压力后，针对压力低的汽缸，常采用如下简易办法： 拆下滤清器，打开散热器盖、加机油口和节气门，用一条胶管，一头接在压缩空气气源（600KPa以上），另一头通过锥型橡皮头插在火花塞或喷油器孔内。 摇转发动机曲轴，使被测汽缸活塞处于压缩终了上止点位置，然后将变速器挂入低速档，拉紧驻车制动器， 打开压缩空气开关，注意倾听发动机漏气声。如果在进气管口处听到漏气声，说明进气门关闭不严；如果在排气消声器口处听到漏气声，说明排气门关闭不严。如果在散热器加水口处
6、看到有气泡冒出，说明汽缸垫不密封造成汽缸与水套沟通；如果在加油口处听到漏气声，说明汽缸活塞配合副磨损严重。 检测缸压注意事项检测缸压注意事项： 1）不能在凉车时测缸压。由于温度和大气压等因素的影响，只有在发动机达到正常的工作温度时测得的缸压才具有实质性的参考价值。 2）对于电喷车在测试中必须拆下然油泵保险或其他继电器、保险再测量，否则往往会导致“淹缸”以及缸压偏低的情况。 3）测试过程中，必须将节气门、阻风门全部打开。否则会由于燃烧室内进气量不足，从而导致缸压偏低。 4）由于缸压测量具有一定的偶然性，只测一次往往不准确，只有经过23次测试然后取其平均值，测试结果才有效。 5）测试中起动机运转时
7、间不能过长或过短。时间过长会过多消耗电能和损害起动机，过短则会达不到测试标准 l 测量结果，还与曲轴转速有关。如发动机汽缸压力与曲轴转速的关系曲线，只有当曲轴转速超过1500r/min以后，汽缸压力曲线才变得比较平缓。但在低速范围内，即在检测条件中由起动机带动曲轴达到的转速范围内，即使较小的n，也能引起汽缸压力的较大变化值p。气缸压力检测气缸压力检测用汽缸压力检测仪检测用汽缸压力检测仪检测 （1）压力传感器式汽缸压力检测仪 它是利用压力传感器拾取汽缸内的压力信号，经A/D转换器进行模、数转换，在显示装置上显示出汽缸压力。测量时，卸下被测汽缸的火花塞，旋上仪器配置的传感器，用起动机带动曲轴旋转3
8、-5秒，读出显示数值即为该汽缸压力值（2）起动电流式汽缸压力检测仪l 这种检测仪的工作原理是：起动机产生的扭矩是起动机电流的函数，而扭矩又与汽缸压缩压力成正比。所以，起动电流的变化和汽缸压缩压力之间存在着相应关系。测量与某汽缸压缩压力相对应的起动电流值，就可以确定该缸压缩压力的大小。 有些仪器，如元征有些仪器，如元征EA2000EA2000型发动机综合性能检测型发动机综合性能检测仪，可以把起动电流的波形变成柱方图来更直观的显示仪，可以把起动电流的波形变成柱方图来更直观的显示各缸的汽缸压力。检测时，起动发动机，仪器自动全部各缸的汽缸压力。检测时，起动发动机，仪器自动全部断油，屏幕上显示出发动机转
9、速、起动电流，同时绘出断油，屏幕上显示出发动机转速、起动电流，同时绘出起动电流曲线和相对汽缸压力的柱方图。起动电流曲线和相对汽缸压力的柱方图。（3）电感放电式汽缸压力检测仪l这种检测仪是通过检测点火系二次电压来确定汽缸压力的仪器，只适用汽油机。点火线圈次极电感放电电压和汽缸压缩压力之间具有近乎直线的对应关系，因此，取得各缸信号经处理电路进行变换处理后，即可显示出汽缸压缩压力。二、曲轴箱漏气量的检测l将活塞固定在压缩终了上止点位置，将一定压力、一定流量的压缩空气经火花塞孔或喷油嘴孔通入汽缸，用压力表测量汽缸的压力变化情况， l 用于测定发动机曲轴箱窜气量,从而考察发动机动态密封,判断发动机磨损,
10、检查缸内故障,检测发动机磨合,气泵漏气量等. l是一种测量气体流量的玻璃流量计简图。它实际是一种压差式气体流量计。测量时，将曲轴箱密封（堵住机油尺，曲轴箱通风进出口），由加机油口处用橡胶管将漏窜气体导出，输入气体流量计，当气体沿图中箭头移动时，由于流量计孔板两边存在压力差，使压力计水柱移动，直至气体压力与水柱落差平衡为止。压力计通常以流量刻度，因而由压力计水柱高度可以确定窜入曲轴箱气体的数量。流量孔板备有不同直径的小孔，可以根据漏窜气体量的范围来选定。l 1-压力计 2-通大气的管 3-流量孔板 4-流量孔板手柄 5-通曲轴箱的胶管 6-刻度板l曲轴箱窜气量与发动机的转速和外部负荷有关，尤其与
11、负荷的大小有关。就车测试时，一般在加载、节气门全开、发动机1000-1600r/min下运转状态下进行。并记下气体流量计每分钟流量的读数。发动机的加载，最好可以在底盘测功实验台上，也可以在坡道上或低档行驶时用制动器进行。 l曲轴箱漏气量大，一般是汽缸、活塞、活塞环磨损量大，活塞环对口、结胶、积炭、失去弹性、断裂或缸壁拉伤等原因造成的。三、汽缸漏气量和漏气率的检测l1-减压阀 l2-进气压力表 l3-测量表 l4校正孔板 l5-橡胶软管 l6-快换管接头 l7-充气嘴 l8-汽缸盖气缸漏气量测试仪气缸漏气量测试仪 l 气缸漏气量检测仪是用于检测汽车发动机 的气缸密封性，是否在允许漏气范围以内，还
12、 可进一步从故障现象分析判断其原因，以便采 用措施，排除故障，该仪器由调压器、进气气 阀、进气压力表、测量表、排气阀、软管、快 换接头等组成，真检验原理是利用外部压缩空 气注入气缸，此时活塞处于行程上止点位置， 测量表所显示数值为气缸漏气量的百分比。 主要技术参数 压力测量范围：0100kPa 进气压力范围:01MPa 工作源压力:0608MPa 2汽缸漏气量的检测方法汽缸漏气量的检测方法 （1）将发动机预热至正常工作温度，用压缩空气吹净缸盖和火花塞孔周围的脏物。 （2）置第一缸活塞与压缩行程上止点。 （3）分电器盖换上活塞位置指示器，指示器的第一缸上止点刻度对准分火头中心（可用带针尖的分火头
13、代替原分火头），为保证压缩空气进入汽缸后不推动活塞下移，可将变速器挂入一挡，并拉紧手制动器。l（4）将仪器接上气源，在仪器出气口完全密封的情况下，调节减压阀使测量表指针指在400KPa上。l（5）在1缸充气嘴上接上快换管接头，向1缸充气，待表针稳定后，读取读数，并记录，同时，在进气管口、排气消声器口，加机油口、散热器加水口和火花塞孔处，测听是否有漏气声。和汽缸压力试验相同，在进气管、排气管和曲轴箱通风口处听是否有漏气声来判断具体漏气的位置。从进气管处漏气，说明进气门泄漏；从排气管处漏气，说明排气门泄漏；从曲轴箱通风口漏气，说明活塞、活塞环及汽缸密封不严；散热器内气泡，说明汽缸衬垫漏气或汽缸体缸
14、盖有裂纹。l若相邻两汽缸漏气量较多，说明汽缸衬垫漏气。可将活塞移至压缩起始时的下止点处，此时测量出的漏气量与压缩上止点处的漏气量差值大小说明活塞、活塞环口和汽缸的漏气量的大小。因为上止点处汽缸磨损最大，下止点处基本没有汽缸磨损，故压缩行程上下止点漏气量差，表征汽缸磨损量的大小。这样的测量方法排除了进排气门泄漏的影响。l（6）转动发动机曲轴，按活塞位置指示器指针对正下一缸的刻度线。同样方法，检测下一缸的漏气量。按发动机点火顺序依次检测完所有汽缸。l（7）各缸测完后重复检测完所有汽缸，取两次测量值的算术平均值。l（8）分析各缸测量结果。当测量表读数大于250KPa时，表明汽缸活塞组密封状况符合要求
15、，发动机可继续使用；若测量表读数小于250KPa时，汽缸活塞组密封状况不，符合要求，发动机需换环或者镗缸。l同样的检验方法还可用于汽缸漏气率的检查。在漏气量试验中，测量表的标定单位不是KPa或MPa，而标定为百分数，即当接通外部气源，在仪器出口密封的情况下，测量表指针为“0”，表示不漏气；而当出气口完全打开与大气相通时，测量表指针指示为“100%”，表示汽缸内的压缩空气百分之百的漏掉。而指针在两者之间则就直观的表示漏掉了百分之几的压缩空气。测量时如图2.13所示，摇转曲轴从活塞位置指示器指针所指的压缩行程开始的位置，到压缩行程终了上止点位置。检测各缸整个压缩过程中不同阶段中的漏气率与漏气部位。
16、l 一般认为：漏气率0-10%表示汽缸密封状况良好，10-20%为一般，20-30%即表示汽缸密封性较差，而当测量表读数达到30-40%时，如果能确认进、排气门、汽缸衬垫、汽缸盖和汽缸的密封没问题，则说明汽缸活塞配合副的磨损已至极限，需换活塞环或镗磨汽缸了。 四、进气管真空度的检测l进气管真空度是衡量发动机技术状况的综合参数，发动机进气岐管真空度随汽缸活塞组的磨损而变化，并与配气机构零件状况以及点火系和供油系的调整有关，利用真空表，检测汽油机进气管的真空度,可以表征汽缸活塞组和进气管的密封性。l 真空表由表头和软管构成，软管一头固定在表头上另一头接在节气门后方的进气管接头上用与取真空。表头的量
17、程为0-101.325KPa（旧式表头量程：公制为0-760mmHg，英制为0-30inHg）。（1）真空度测试方法）真空度测试方法l1）发动机预热达到正常的工作温度。l2）用一条长约30cm的真空管将真空表接到进气歧管处，选择这个长度是为了阻止表针的过量摆动。l3）变速器处于空挡位置，发动机怠速运转。l4）读取真空表的读数。l 考虑大气压的影响，真空度的参数标准应根据测量地点的海拔高度进行修正。一般海拔每增加1000m，真空度将减少10KPa左右。（2）检测结果分析）检测结果分析1）在相当于海拔高度的条件下，发动机怠速运转时，真空表指针稳定的指在57-71KPa范围内，表示正常。l2）迅速开
18、启并立即关闭气门时，表针能随之在6.8-84KPa之间摆动，则进一步说明汽缸密封良好。l3）怠速时，真空表指针在50.6-67.6 KPa之间摆动，表示气门黏滞或点火系有间题。l4）怠速时，若真空表指针低于正常值，主要是活塞环、进气管或化油器衬垫漏气造成的，也可能与点火过迟或配气过迟有关。此种情况下，若突然开启并关闭节气门，指针会回落到，但回跳不到84 KPa。l5）怠速时，真空表指针在33.8-74.3 KPa之间缓慢摆动，且随发动机转速升高加剧摆动，表示气门弹簧弹力不足、气门导管磨损或气缸衬垫泄漏。l6）怠速时，真空表指针有规律地跌落，表示某气门烧毁。每当烧毁的气门工作时，指针就跌落。l7
19、）怠速时，真空表指针逐渐跌落到0，表示排气消音器或排气系统堵塞。l8）怠速时，真空表指针快速地在27-67.6 KPa之间摆动，发动机升速时指针反而稳定，表示进气门杆与其导管磨损松旷。2用示波器观测真空度波形用示波器观测真空度波形l用示波器观测真空度波形，同样会起到分析、判断气缸密封性和诊断相关机件故障的作用。一般的发动机综合性能分析仪都具有这种功能。四缸和六缸发动机标准真空度波形四缸和六缸发动机标准真空度波形故障波形故障波形1.起动测试起动测试l为了使测试结果精确，需保持发动机在热车时进行。如发动机因故障无法着车，也可在冷车时测量，但精确度会降低。测量时关闭节气门，切断点火系统，连接真空表于
20、节气门后方的进气歧管上，起动发动机，观察真空表数值应在1121 kPa之间，如果低于10 kPa，可能原因如下：发动机转速过低(起动机无力)，活塞环磨损(密封不严)，节气门卡滞或烧蚀，进气歧管漏气，过大的怠速旁通气路等。2.怠速测试怠速测试一台性能良好的发动机怠速运转时，真空表数值应稳定在6070 kPa之间。l(1)低而稳定的真空如果真空读数低于正常数值且稳定，可能原因如下。点火正时推迟，配气正时延迟(过松的正时齿带或正时链条)，凸轮轴升程不足。l(2)摆动的真空在怠速时如果真空表数值从正常值下降而又返回，有节奏地来回摆动。可能原因为：个别气门发卡或某一凸轮轴严重磨损，如真空表在5267 k
21、Pa之间摆动，可能的原因为：气门弹簧硬度不够。如真空表在3861 kPa之间来回摆动，原因通常为：气门漏气，气缸垫损坏，活塞损坏，缸筒拉伤。3.背压测试背压测试排气系统内阻力越大，其压力就越高，这一压力被称为背压。l(1)真空表接于节气门后的进气歧管内，起动发动机怠速运转并记录这一数值，提高发动机转速至2 500 r/min，此时真空表数值应等于或接近怠速时真空数值，让节气门快速回到怠速状态，此时真空读数应先快速增加然后又回落。也就是说，从起初高于怠速时读数约17 kPa的读数，快速回落到原始的怠速读数。l(2)如果发动机在2 500 r/min时，真空数值逐渐低于怠速数值或在从2 500 r
22、/min猛然降到怠速时，真空表读数没有增加，说明排气系统内背压过高，其排气阻力过大。可能是转换器堵塞，排气管与消声器堵塞。典型案例典型案例故障现象故障现象l 一辆富康988轿车，停放了一个晚上，第2天早晨无法起动，发动机转动正常，但无着车迹象。经测试高压火花发现有强烈的火花输出，拔下喷油器插头，插入试灯，起动发动机时，试灯闪亮，看来电控系统基本正常。卸下火花塞，发现4个火花塞上面全是汽油，已经淹缸了。更换4个火花塞之后试车，发动机有着火迹象，随后再无任何反应。再次拆检火花塞，发现上面还是有汽油，经过多次更换火花塞，依然如故，卸下4个火花塞起动发动机，逐缸测量气缸压力，缸压均在820 kPa以上
23、，分别检查了燃油品质、配气正时还是一无所获。典型案例典型案例故障分析故障分析l 一般情况下，发动机只要燃油雾化正常，高压火花正常，气缸压力正常，发动机就能正常工作，但该车在以上几方面似乎并无异常，究竟是什么原因造成该车无法起动呢？该车在停放之前一切正常，一夜之后就出现了故障，莫非是排气管堵塞了(当时天气比较冷)？为了证实该想法，在节气门后连接真空表，起动发动机，发现真空表指针在起动时的一瞬间跳动到10 kPa上，随后数值指示到零。为了更进一步确认故障部位，卸下了氧传感器。再次试车，发现每次都能正常起动。卸下排气管，发现排气管尾节的最低处已被冰块堵严。典型案例典型案例故障排除故障排除l 发动机在
24、热车起动时，真空应在1121 kPa之间，最低也不应低于10 kPa，即便是冷车排气系统不堵塞，进气管真空度也应在10 kPa以上。遇到这种情况时如果怀疑排气系统堵塞，可以卸下氧传感器，因为通过氧传感器座孔对排气背压进行调整，支持发动机着火是没有问题的。l下面再列举一个案例：一辆丰田克罗娜轿车，发动机怠速不稳，有点冒黑烟，在起步时需连续抖动油门方可起步，当车速达到40 km/h后加速性能好转。接车后修理工几乎把所有的电控部件都快换完了，已反复修理多次但是故障依旧。笔者接手该车后试车，在起步过程中踩了一脚制动，发现制动踏板发硬。进行反复测试，感觉好像真空助力器不起作用。看来加速无力与制动不灵有着
25、直接关系。进行全面的目视检查，不存在真空管脱落和真空泄漏的情况。卸下火花塞测量气缸压力，均在850950 kPa之间，连接真空表于节气门后，起动发动机怠速运转，真空数值在3750 kPa之间来回摆动，可能是因为节气门关闭不严造成的，因为此数值已经低于标准的数值。拆检缸盖，发现4个气缸16个气门中有2个缸的进气门和1个缸的排气门有着不同程度的漏气。更换一套气门之后，故障完全排除。l此车正常怠速时应稳定在61 kPa，此数值已经远远低于标准数值，一般人会有2个问题：其一是为什么气门漏气而缸压正常。因为在测量时发动机连续运转，在漏气量不是很大时，气缸压力不会降低太大。其二是为什么低速无力而中速以上正常。因为在起步时，发动机各气缸充气量少，而此时由于发动机负荷增大，气门运动速度低，造成漏气量大。而在高速时，由于气门速度加快，漏气量相对减少，功率下降不大，所以高速行车时感觉没有明显异常。
