单元二__发动机的检测与诊断

1发动机的检测与故障诊断主要内容：发动机功率的检测气缸密封性的检测诊断起动系的检测诊断点火系的检测诊断燃油供给系的检测诊断润滑系的检测诊断冷却系的检测诊断发动机电子控制系统的检测诊断2项目一发动机功率的检测学习目标：•了解发动机功率检测的类型•熟悉无负荷测功原理•能利用无负荷测功仪检测发动机功率和各缸功率均衡性•会分析发动机功率及各缸功率均衡性的检测结果3任务一了解发动机功率检测的基本原理和类型一、发动机功率检测的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。4任务一了解汽车检测诊断技术概念及作用二、发动机功率检测类型有负荷测功有负荷测功是指外界提供稳定负载的测功。它必须在专门台架上进行，需要专门的测功设备给发动机加载。特点是：测功准确，测试时间长，测试费用高。无负荷测功无负荷测功是指外界负载为零的测功。它利用曲轴飞轮等旋转件的惯性力矩来平衡发动机的输出转矩，此时发动机转速必须变化。无负荷测功不需将发动机从车上拆下，可实现就车不解体检测。特点是：所用仪器轻便，价格便宜，测功速度快，方法简单，但测功精度较低。5任务二熟悉发动机无负荷测功原理一、无负荷测功原理瞬时功率检测原理没有外界负荷的发动机，在怠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。dtdnnCPe16任务二熟悉发动机无负荷测功原理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，则可得到发动机相应的平均功率。TCPav127任务二熟悉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。8任务二熟悉发动机无负荷测功原理二、无负荷测功仪的组成与工作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、计算与控制装置和显示装置等组成，如图所示。9任务二熟悉发动机无负荷测功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。10任务三掌握发动机无负荷测功方法一、发动机无负荷测功方法无负荷测功前，先将发动机与传动系分离，按说明书规定连接测功仪的传感器、接线并调整及设置测功仪，然后起动发动机并使发动机的温度与转速达到规定值，测功时迅速踩下加速踏板，使发动机加速，当转速超过终止转速时，功率表便可显示被测发动机的功率。为了取得较准确的测量值，应重复测量几次，取平均值。11任务三掌握发动机无负荷测功方法二、各缸功率均衡性检测方法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。单缸功率检测方法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。12任务三掌握发动机无负荷测功方法单缸断火后转速变化检测方法使发动机在一定转速下运行，将某缸突然断火，由于发动机指示功率减少，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。三、无负荷测功仪的使用方法下面以远征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。13任务三掌握发动机无负荷测功方法四、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。14任务四正确分析发动机功率的检测结果一、发动机功率检测结果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，它是评价发动机动力性的一个重要参数，我国在GB7258-2004《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%。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。15任务四正确分析发动机功率的检测结果二、发动机各缸功率均衡性检测结果分析各单缸功率检测结果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；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。16任务四正确分析发动机功率的检测结果单缸断火后转速变化检测结果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800r/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。17任务四正确分析发动机功率的检测结果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%。18项目二气缸密封性的检测诊断学习目标：•了解发动机气缸密封性检测的作用•能利用检测仪检测气缸压缩压力并诊断故障•能利用气缸漏气量检测仪检测气缸漏气量、漏气率并诊断故障•能利用检测仪检测进气真空度并诊断故障19任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法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、用气缸压力表检测气缸压缩压力气缸压力表20任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法气缸压缩压力检测将发动机运转至正常工作温度（冷却液温度达70～90℃）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3～5s，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2～3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。21任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法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。22任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法二、用发动机综合性能分析仪检测气缸压缩压力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。23任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法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。24任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法检测方法将发动机运转至正常工作温度（冷却液温度达70～90℃）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。25任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法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。26任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法三、气缸压缩压力的诊断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。GB18565－2001《营运车辆综合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：汽油机应小于8%，柴油机应小于10%。GB/T15746.2—1995《汽车修理质量检查评定标准发动机大修》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：汽油机应小于8%，柴油机应小于10%。27任务一掌握气缸压缩压力的检测诊断方法压力异常故障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。压力偏低，可用清洁而粘度较大的机油20～30mL，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。28任务二掌握气缸漏气量的检测诊断方法气缸漏气量概念气缸漏气