第二章汽车动力性和经济性检测2015

第二章汽车动力性和经济性检测主讲：闫光辉汽车技术状况恶化的主要特征有：动力性下降，燃料与润滑油消耗量增加，起动困难，排放污染物增加，漏水、漏油、漏气、漏电以及运转中有异常响声等。汽车的动力性和燃油经济性是汽车最重要的基本性能。本章汽车的动力性和燃油经济性的检测方法。第二章前言一、发动机动力性的评价指标发动机有效功率Pe（轴功率）;发动机有效扭矩Me，最大扭矩Mmax;额定功率；最大功率。发动机功率是诊断发动机技术状况的综合性能指标。诊断标准：在用车功率不能低于标定功率的75%，大修后不能低于90%。第一节发动机动力性检测知识回顾负荷特性：转速不变，发动机性能参数数值随节气门开度变化规律。速度特性：节气门开度一定，发动机性能参数随转速的变化关系。Pe,kwPeTtqN.mTtqmaxPemaxn,r/min1200200028003600907560200300nminntqnmaxnp发动机外特性曲线PeTeq而Te和Pe这两项动力性指标不能直接用来评价不同排量发动机的优劣或强化程度。要用单位气缸工作容积所发出的功率和扭矩来评价。常见车型的发动机额定功率和额定转速见P34第一节发动机动力性检测二、发动机功率的测试方法1.稳态测功法：测功时在节气门全开的情况下由测功机给发动机加载使发动机以额定转速稳定运转，以便测发动机的动力性称为稳态测功（台架试验法）。2.而汽车的使用或维修单位在对汽车检测中常用动态测功（无负荷测功法）。发动机试验台架1.发动机稳态测功1）测试设备组成转速仪、水温表、湿度计、大气压力计、温度计、计时器、燃料测量仪、测功器。2）测功器的类型水力式、电力式、电涡流式3）电涡流式测功器的结构与工作原理3）电涡流式测功器电涡流式发动机测功器根据记录数据可计算和绘制出Pe、Me、ge—n曲线。台架试验----稳态测功法有效功率：Pe＝Me·n/9549（KW）该测试方法特点：测功结果准确，但需要复杂昂贵的测试设备，需要独立的发动机、多在发动机制造、科研、设计上使用。三、发动机无负荷测功——原理原理：通过测定无负荷的发动机在某一转速下的瞬时加速度或指定转速范围内的平均加速度、加速时间来确定发动机有效输出功率Pe。转动惯量一定，加速度大，功率大。第一节发动机动力性检测三、无负荷测功原理dtdnnJnMPdtdnJdtdJMeee954930954930方法一：通过测量某一定转速时的瞬时加速度，就可以确定出发动机的功率大小。瞬时加速度愈大，则发动机功率愈大。方法二：测出发动机在指定转速范围内急加速时的平均加速度，即可得知发动机的动力性能。三、无负荷测功——方法TAPJJAe21222121动能变化量：第一节发动机动力性检测—无负荷测功1方法１：瞬时功率测量：当发动机结构确定后，其运动部件的转动惯量J为常数。dtdnJdtdJMe30dtdJdtdnnJnMePedtdnnJnMePe955030955095509550309550＝或dtdnnCPCJe11955030令：方法１、瞬时功率测量的修正在节气门突然打开的瞬态工况，瞬时测功测得的发动机有效功率值比稳态测试时的功率值小。则引入k作为与稳态测功的修正系数。记C=k·C1，则结论：功率与瞬时加速度成正比。发动机无负荷瞬时功率的问题，实质上成为测定发动机转速在该转速下的角加速度或曲轴转速变化率的问题。dtdnnCdtdnnCKPe1第一节发动机动力性检测——无负荷测功2方法2、平均功率测量原理：根据动能原理,发动机无负荷加速过程中,其动能增量等于发动机所作的功。即:其中：TCPTnnJCPnemem22122221000)30(21,30＝时间内的平均功率：有：令的单位，以千瓦作为平均功率TAPnJnJJJAe21222122)30(21)30(212121动能变化量：方法2：平均功率测量原理发动机在ΔT的时间内平均功率为：C2为常数，称为平均功率测功系数，一般n1要稍高于怠速转速，n2宜取额定转速。结论：发动机在某一转速范围内n1～n2，其平均功率Pem与加速时间成反比。即：节气门突然全开时发动机转速由n1加速到n2的时间越短，标明发动机的功率越大，动力性越好。这样以来测定某转速范围内的平均功率，实质上就成为测定该转速范围内加速时间的问题。1000)30(21:,2122222nnJCTCPem其中＝平均功率测量后的修正由于n1～n2范围内的平均功率是在急加速变工况条件下测得，其测试值与稳态工况下的测试值有一定差异。修正方法：通过无负荷平均功率的测试值与台架实验发动机功率测试值的比较，找出动态平均功率与稳态有效功率之间的关系，对无负荷测功仪进行标定，以便对Pem进行修正。第一节发动机动力性检测—无负荷测功四、转速、角加速度、加速时间的测试方案１、转速a.电磁感应传感器：高压线电流变化——磁场变化，线圈感应出信号，一个信号表示曲轴转两转。602*nfb.磁感应式：磁场变化切割磁力线。感应电动势的频率等于飞轮每秒转过的齿数。2、角加速度：转速传感器的脉冲信号输入加速度计算器，计算一定时间内输入的脉冲数。3、加速时间测量znf60第一节发动机动力性检测—无负荷测功计算与控制装置n1n2t3、k值的确定：测定各转速下的稳态功率，再测加速到该转速下的瞬态功率（加速时间）。1kPekPe第一节发动机动力性检测—无负荷测功发动机功率检测结果的诊断分析在用车发动机功率不得低于原额定功率的75％，大修后发动机功率不得低于原额定功率的90％。（１）若发动机功率偏低，则可能是燃料供给系调整状况不佳，点火系技术状况不佳，应对油、电路进行调整。若调整后功率仍低时，应结合气缸压力和进气歧管真空度的检查，判断是否是机械部分故障。发动机功率检测结果分析（２）可对个别气缸其进行断火后再测功或测速。单缸断火后转速下降值愈小，则单缸功率愈小。发动机单缸功率偏低，一般系该缸高压分火线或火花塞技术状况不佳、气缸密封性不良、气缸上油（机油）等原因造成，应调整或检修。五、单缸功率检测（功率平衡测试、也叫各缸功率均匀性测试）方法：单缸高压短路、或断开柴油机某缸输油管测量断火气缸功率测单缸断火转速下降值下降幅度应相等，误差t不能过大。注意：因断火后汽油进入断火气缸不燃烧，单缸断火时间不宜过长。第一节发动机动力性检测—无负荷测功六：发动机综合性能检测仪及其功能主要测试功能功能1.汽车万用表功能：该功能主要应用于汽柴油机的电路检测。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能2.汽车示波器功能：主要应用于目前电子控制燃油喷射车型的各种传感器以及执行器和点火波形的测量。示波器具有波形存储，记忆，回放功能。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能3.发动机进气管真空度的检测：检测发动机在不同转速下的真空度。进气管内的进气压力与外界大气压力之差，称为发动机进气管真空度△P进气歧真空度△P的故障诊断原理？△P取决于发动机的工作状态；技术状态良好的发动机：△P=f(α，n)。△P影响因素：一，进气管道和汽缸的密封性；二，空气滤清器和排气系统的“通顺性”；三，点火正时和配气正时控制的准确性；四，混合汽的燃烧性(即完全燃烧、不完全燃烧、未燃烧)。“4性”变差会破坏△P=f(α，n)，△P必失常进气管真空度△P的故障诊断原理？通过实测发动机△P，根据△P=f(α，n)，可以对上述“4性”做出技术状况判断。进气歧管△P的测量方法(1)真空表读数法通过进气总管上预留有△P测试口，利用真空表。然后启动发动机怠速运转，待水温正常后即可测量△P值。(2)波形测量法发动机综合分析仪可直接显示△P的波形△P测试口发动机上的真空管1、燃油压力调节器2、EGR控制阀（真空管）3、碳罐电磁阀（真空管）4、A/C空气进气风门控制5、混合风门6、分电器点火提前真空调节7、MAP传感器真空管（老式车）△P测试口△P数值的特性及典型检测值(1)△P的稳定性△P读数是有规律节奏性的较小波动；汽缸数越多，△P读数稳定性越好；随着发动机转速n的升高，△P读数越趋于稳定。(2)怠速时△P的典型值技术状态良好的发动机正常怠速下，其△P典型值应稳定于60～70kPa。怠速工况时的△P值较大且稳定，同时对导致△P失常的原因较为敏感。怠速工况△P值是发动机重要的诊断参数之一。导致△p失常的原因分析△p增大原因？△p减小：原因一，非法气体进入进气管道。直接导致△P减小。凡是未经控制而进入进气系统的气体总是破坏发动机控制的，均为非法气体。原因二，发动机输出功率损失，引起n下降而间接导致△p减小。导致△p减小的具体原因：①△P减小是△P失常的主要形式。△p失常还表现为忽大忽小不稳定。②人为单缸缺火，n下降约50～100r／min(具体值取决于汽缸数和怠转转速)，△p因而减小通常不低于5kPa。③排气系统阻塞程度的加大，引发进气不畅；④进气管道漏气。直接导致△P减小。⑤活塞和汽缸的气密性变差而漏气，使发动机输出功率损失增大，引起n下降；导致△p减小的具体原因：⑥气门的气密性变差而漏气，不仅直接导致△P减小，同时还使发动机输出功率损失增大，引起n下降；⑦点火正时失准，发动机输出功率损失引起n下降；⑧配气正时失准：其一，换气质量变差，其二，废气倒流进气管道。⑨混合汽燃烧不良(包括未燃烧)。使发动机输出功率损失增大，引起n下降。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能4：发动机的温度性能检测：包括冷却液温度、机油、变速箱油温度的检测等。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能5.汽柴油机的启动系测量：包括启动电压、启动电流、绝对缸压、相对缸压、电瓶压降、启动转速、启动电压波形、电流波形、缸压波形。启动系常见故障：启动没有反应，启动转速不够，启动有转速但不着车。启动系常见故障一、起动机不转原因：1．蓄电池严重亏电。2．导线连接处接触不良。3．起动开关损坏。4．继电器故障。继电器触点氧化污损，使电磁开关电路无法接通；触点间隙过大或继电器线圈短路、断路，都使继电器触点不能闭合，电磁开关电路不通。5．起动机故障包括电磁开关故障、换向器氧化、电刷接触不良、电枢绕组和磁场绕组断路、短路等。启动系常见故障二、起动机运转无力原因：1．蓄电池电量不足。2．导线连接处接触不良。3．起动机故障：电枢绕组或磁场绕组匝间短路，使电枢电流强度和磁场强度减弱，使起动机运转无力。换向器污损、电刷弹簧弹力不足或电刷过度磨损，使电路中电阻值增大，电动机的扭矩降低。轴承过紧会加大机械损失，这些故障也都会导致起动机运转无力。启动系常见故障三、发动机启动后，起动机运转不停原因？自查四、起动机空转，发动机不能启动原因：是单向离合器打滑所致。五、驱动齿轮与飞轮齿圈不能啮合且有异响，故障在两齿啮合处，原因：1．单向离合器的驱动齿轮损坏。2．飞轮齿圈损坏。3．起动机安装螺栓松动，使两齿不能正常啮合。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能6.汽油机点火系测量：（1）点火线圈初级波形测试（2）点火线圈次级波形测试（3）缸压法点火提前角测试（4）单缸动力性能测试七：发动机综合性能检测仪及其功能功能7.汽柴油机的动力系测量：包括加速时间。减速时间。加速功率。平均功率。而且可以显示功率波形。功能8.柴油机的供油系测量：（1）外卡传感器测试：可在不拆卸喷油器的情况下测试各缸的喷油情况并进行波形比较。（2）喷油压力测试：可测各缸喷油压力的大小以及喷油波形（3）缸压法供油提前角测试。七：发动机综合性能检测仪及其功能功能9.汽柴油机的充电系测量：包括充电转速、充电电压、电流、并具有动态波形。功能10.汽柴油机的油耗检测：可以测量发动机在各种状态下的燃油消耗情况。功能11.电控发动机解码功能检测：可以为各种电喷发动