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1、,第二章 发动机检测技术,主讲：朱 明高级技师、高级技能专业教师、汽车维修高级考评员国家经济师,第二章 发动机检测技术,汽车发动机技术状况影响到汽车运行中的动力性、经济性等，是汽车检测的重点内容。本章就发动机功率检测、气缸密封性检测、汽油机点火波形观测、柴油机供油系检测与波形观测、汽油机点火正时检测、发动机综合性能检测进行讲述，介绍各项检测所用设备的结构、检测原理、检测项目等。,2.1 发动机功率检测.2.2 气缸密封性检测.2.3 汽油机点火波形观测.2.4 柴油机供油系检测与波形观测2.5 汽油机点火正时检测.2.6 发动机综合性能检测.,2.4 柴油机供油系检测与波形观测,柴油的自燃点比
2、汽油约低200，可以在压缩行程末期喷入气缸自行着火燃烧。因此，柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。发动机综合检测仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检测作业中，只能用外卡式油压传感器，如图225所示。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压电荷，经发动机综合检测仪中的电荷放大器放大后供系统分析。,图225 外卡式油压传感器的安装,测试项目：压力波形 针阀升程波形 异常喷射 瞬态压力 供油均匀性 供油正时 转速,波形分析,高压柴油在喷油泵出口到喷油嘴的油管沿程以波动方式传播，即在同一瞬间喷油
3、泵端的压力和喷油嘴端的压力是不同的，右图为实测到的喷油泵出口压力波和喷油嘴端压力波,2.4.1、喷油压力检测,在测试前，按图225所示的方法把发动机综合测试仪的喷油压力拾取及接地线夹在柴油机的某一缸高压油管上，起动发动机。在“柴油机”菜单下用鼠标点击“喷油压力”，进入柴油机喷油压力测试界面。界面说明及操作：在喷油压力测试界面点击“选择缸号”图标，依据压力传感器所夹持的油管选定“第几缸”。（1）点击“测试”图标，系统即自动测定发动机的喷油波形及转速并显示。（2）点击“保存数据”图标，可将检测有效结果进行保存。（3）点击“保存波形”目标，可将波形保存于指定目录。,2.4.2、喷油提前角测定,1、上
4、止点（TDC）传感器TDC传感器有两种结构形式，即磁电式和光学式两种。因光学式精度高，在整个转速范围内分辨率均匀，且安装方便，因此近年来为厂家首选型式，以下以光学TDC传感器为例简述其安装法。首先将反光片（1015mm宽）贴于飞轮或皮带轮上（视被检汽车结构而定），有的车型其皮带轮与扭转减震器为一体，即必须贴于扭转减震器外壳上，注意反光片贴于上止点记号之后方（以旋转方向为前），反光片前缘对准TDC记号，如图227所示，以专用夹持器将光学传感器安置于发动机相应位置，并使其光束对准反光片，光束距离不要超过50cm。为使上止点信号的提取不受发动机震动的影响，TDC传感器不能安装在汽车底盘或车身上。,图
5、227 光学TDC传感器的安装,2.喷油提前角测定 待夹持式油压传感器和TDC传感器安装就位后，并使柴油机暖机达到正常温度，激活分析仪的喷油提前角测试功能。为减小测试的随机误差，提高检测精度，仪器都设计有多个循环测试结果取平均值的功能。因此试验前须设定平均循环数，例如选取8个循环平均值，稍等片刻，CRT即显示所测转速下的喷油提前角值。如图 40所示，并同时显示平均循环数，有的仪器还同时显示参数的模拟量以示醒目。,2、喷油提前角测定待外卡式油压传感器和TDC传感器安装就位后，并使柴油机暖机达到正常温度，即可进行喷油提前角测试。为减少测试的随机误差，提高检测精度，检测仪都设计有多个循环测试结果取平
6、均值的功能。因此，试验前须设定平均循环数。图228为仪器测得喷油提前角随转速变化的曲线。如果不安装TDC传感器，也可用频闪灯测定喷油提前角，方法同后述频闪灯测量汽油机点火提前角。,图228 喷油提前角随转速变化的曲线,.,如果不安装TDC传感器，也可用频闪灯测定喷油提前角。方法如同前述频闪灯测量汽油机点火提前角，其接线如图 42所示，调节频闪灯的电位器，改变闪光脉冲相位直至飞轮(或皮带轮)上止点记号在闪光的照耀下清晰可见，这时CRT上显示的即为该转速下的喷油提前角,2.4.3 供油压力波形,图229 四缸供油压力平列波,图230四缸供油压力并列波,图231 四缸供油压力重叠波,2.4.4 故障
7、喷油压力波的加载分析,喷油压力波与点火波形不同，后者几乎与发动机的负荷无关，而前者正是柴油机的负荷调节方式，因此要正确分析供油压力波，就必须使发动机在有载荷的工况下运行。对于整车调试只能在底盘测功机上吸收汽车底盘输出功率。为了使采集的信号能准确地反映喷油器的工作状态，夹持式传感器应装卡在喷油器进口端。,4.故障喷油压力波的加载分析 在分析供油压力波时，推荐以下几个特征点来判断故障状态：(1)喷油器开启前的压力上升；(2)喷油器开启时刻与压力值；(3)喷油器开启后的压力变化特性；(4)喷油延迟时期；(5)喷油器关闭时刻与压力变化；(6)压力反射波幅值；(7)两次喷射。,图232 喷油器积炭的压力
8、波形,图233 喷油器针阀卡死故障波形,图234 喷油器滴漏故障波形,图236 针阀开启压力过高故障波形,图235 针阀开启压力过低故障波形,波形分析如下：（1）喷油器积炭，图232的虚线为故障波，实线为正常波，相比之下故障波因喷油器积炭而减小了通道截面，使喷油器开启后的压力上升出现尖峰，喷油持续时间加长。（2）喷油器针阀开启状态下卡死，故障曲线上无开启和关闭信号，如图233所示，压力建立不起来，这是喷油器最大也最易于检测的故障。,图232 喷油器积炭的压力波形,图233 喷油器针阀卡死故障波形,波形分析如下：（3）喷油器滴漏，所形成的波形如图234所示，曲线压力上升平缓，喷油延迟期缩短，无明
9、显的喷油器针阀关闭时刻，钩状的光滑曲线是典型的滴漏现象所造成的。（4）喷油压力过低，所形成的波形如图235所示，喷油压力在针阀开启和关闭时都较低，且喷油持续时间过长，这时须调整针阀压力。,图234 喷油器滴漏故障波形,图235 针阀开启压力过低故障波形,波形分析如下：（5）针阀开启压力过高，所形成的波形如图236所示，剩余压力过高，开始喷油时刻推迟，反射波幅加大，其结果是喷油率下降，喷油压力峰值的增高可能损坏喷油泵。,图236 针阀开启压力过高故障波形,25 汽油机点火正时检测,发动机内可燃混合气的燃烧是需要一定时间的，从火花塞开始点火，到燃气烧完，大约需要23ms。为了使活塞到达上止点时，混
10、合气已经充分燃烧，以便发出最大功率，应使火花塞到达上止点之前点火。从点火开始到活塞到达上止点的这段时间，曲轴转过的角度就是点火提前角。点火正时是指正确的点火时间，一般用点火提前角来表示。点火正时对发动机动力性、经济性和排放性能有很大影响，因此，应重视发动机点火提前角的检测及调整，使之处于最佳点火提前角。点火提前角的检测可通过专用检测仪或发动机综合检测仪进行，常用的检测方法有频闪法和缸压法。,2.5.1 频闪法,检测仪器 频闪法点火正时检测仪主要由闪光灯、传感器、整形装置、延时触发装置和显示装置构成，它既可以制成单一功能便携式，又可经和其他仪表组合成多功能综合式。频闪法常用的点火正时检测如图24
11、0所示。检测方法 检测时，先接上正时闪光灯，然后将感应传感器夹持在第1缸高压线上，并擦拭飞轮或曲轴带轮上的正时标记使之清晰露出。置发动机于怠速工况下运转，打开闪光灯并使之对准正时标记（图240），调整电位计旋钮，使活动标记与固定标记对齐，延时越多，点火提前角就越大。此时显示装置显示的读数即为怠速工况下的点火提前角。,图240 点火正时检测示意图,2.5.2 缸压法,（1）检测仪器 缸压法点火正时检测仪主要由缸压传感器、点火感应传感器、处理电路和指示装置等构成。若检测仪还带有油压传感器，则说明该仪器还可检测柴油机的供油提前角。缸压法点火正时检测仪往往与其他仪表组合成多功能综合检测仪。,图241
12、缸压法检测点火提前角波形,（2）检测方法 发动机点火提前角的检测步骤如下：1）运转发动机，使其达到正常工作温度后停机。2）拆下某一缸火花塞，把缸压传感器装在火花塞孔内，接上缸压传感器连接线。3）将拆下的火花塞固定在机体上使旁电极搭铁，将该缸高压线连接在火花塞上，把点火感应传感器夹在该缸高压线上。4）运转发动机，被测缸缸外点火，缸内不燃烧，因而缸压传感器输出的信号反映了气缸压缩压力的大小，其最大值产生于活塞压缩终了上止点。5）按仪器使用说明书的要求操作，可测得被测缸点火波形信号和缸压波形信号（图2-31），并从指示装置上获得该缸从点火信号开始至最高缸压信号出现所对应的点火提前角。6）根据需要变换
13、发动机转速，可测得怠速、规定转速或任一转速下的点火提前角，并打印检测结果。缸压法与频闪法一样，可测得初始点火提前角和不同工况下的总点火提前角、离心点火提前角、真空点火提前角以及电控燃烧油喷射发动机的点火提前角。,4.柴油机供油正时的检测：供油正时：是指喷油泵正确供油时刻，可用供油提前角表示。所谓供油提前角是指，喷油泵开始供油时，该缸活塞到压缩行程上止点所对应的曲轴转角。（检测柴油机供油正时只需确定两个信号，即，喷油泵开始供油信号和一缸压缩行程上止点信号）,注意：由于柴油机无点火系统，因此着火时间依靠供油时间的早晚来调节，即，喷油越早着火越早，反之亦然。所以，对柴油机的供油正时的检测相当与对汽油
14、机点火正时的检测。,供油提前角过大时：（气缸内燃油的速燃期在上止点前发生）发动机工作粗暴、功率下降、油耗增加、怠速不良、加速不灵及启动困难；供油提前角过小时：（气缸内燃油的速燃期在活塞越过上止点下行后逐渐发生）发动机爆发压力峰值降低，使发动机功率下降，油耗增多、加速无力、发动机过热（补燃增多导致）。,（1）闪光法检测供油正时：常见的柴油机供油正时仪，其油压传感器串接在第1缸高压油管与喷油器之间或外卡在高压油管上（见课本45页，图2-6-1），可使油压变为电信号，并触发频率闪光灯（正时灯）。,正时灯每闪光1次表示第1缸供油1次，因此闪光与第1缸供油同步。当用正时灯对准柴油机第1缸压缩终了上止点标
15、记，并按实际供油时间闪光时，可以看到运转中的柴油机在闪光的照耀下，其转动部分（飞轮或曲轴传动带轮）上的供油提前角记号或规定角度还未到达固定标记，即第l缸活塞还未到达上止点。,此时，若调整正时灯上的电位器，使闪光逐渐延迟至转动部分上的供油提前角标记或规定角度正好对准固定标记时，那么延迟闪光的时间就是供油提前的时间，经过变换将其显示到指示装置上，便可读出要测的供油提前角。,（2）用缸压法检测供油正时 用缸压法检测柴油机供油正时时，须拆下被测缸的喷油器，在其孔内安上缸压传感器。拆下的喷油器仍应连接在原来的高压油管上，并在两者之间串接上油压传感器。对于有些型号的柴油机，缸压传感器也可以装在预热塞孔或空
16、气起动活门处。检测中，缸压传感器可采集到被测缸的压缩压力信号，其最大压力点就是活塞压缩终了上止点；油压传感器还可采集到供油开始信号，两者之间的曲轴转角即为供油提前角。,（3）人工经验检查供油正时并校正：用手摇把摇转柴油机曲轴，使第1缸活塞处于压缩行程中。当固定标记对准飞轮或曲轴传动带轮上的供油提前角记号或规定角度时，停止摇转。,检查喷油泵联轴器从动盘上刻线记号是否与泵壳前端面上的刻线记号对正，如下图所示：,若两刻线记号正好对正，说明喷油泵第1缸柱塞开始供油时间是准确的；若联轴器从动盘刻线记号还未到达泵壳前端面上的刻线记号，说明第1缸柱塞开始供油时间晚；反之，若联轴器从动盘上的刻线记号已越过泵壳
17、前端面上的刻线记号，说明第1缸柱塞开始供油时间早。若喷油泵第1缸柱塞开始供油时间过早或过晚，应松开联轴器固定螺钉，在上述一对刻线记号对正的情况下紧固。,进行路试。选择平坦、坚硬的直线道路或专用跑道，汽车走热后以最高档、最低稳定车速行驶，然后将加速踏板猛踩到底，使汽车急加速运行。若能听到柴油机有轻微的敲击声，且随着车速提高逐渐消失，则为供油正时正确；如果听到的敲击声强烈，且车速提高后长时间不消失，则为供油时间过早；,如果听不到着火敲击声，且加速无力，动力不足，则为供油时间过晚。当供油时间过早或过晚时，只要停车松开喷油泵联轴器，使喷油泵凸轮轴逆转动方向或顺转动方向转动少许，反复调试几次就可使供油正
18、时变得准确。,（4）检查喷油泵第1缸柱塞开始供油时间，也可以采用下述方法：摇转曲轴使联轴器从动盘上的刻线记号与泵壳前端面的刻线记号对正（此时1缸柱塞开始供油），然后观察飞轮或曲轴传动带轮上的供油提前角记号或规定角度与固定标记的相对位置。若供油提前角记号或规定角度正好与固定标记对正，说明第1缸柱塞开始供油的提前角是正确的；,若供油提前角记号或规定角度还未转到固定标记，说明第1缸柱塞开始供油的提前角太大，造成供油太早；反之，若供油提前角记号或规定角度已转过固定标记，说明第1缸柱塞开始供油的提前角太小，造成供油太迟。,当把喷油泵从车上拆下并经检修、调试后重新装回时，只要摇转曲轴使供油提前角记号或规定角度与固定标记对正，再使联轴器从动盘与泵壳前端面的两刻线记号对正，在此情况下把联轴器装复并旋紧固定螺钉，就能保证第1缸供油正时。如果还有差异，可在路试中调试。,
