汽车检测诊断技术与设备第5章发动机综合性能检测与检测设备.

•AutomobileElectrics学习目标了解发动机综合检测的内容。掌握发动机检测设备的结构、工作原理和使用方法。掌握发动机性能的检测方法。掌握发动机综合性能检测的标准，并判断发动机技术状况。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.1发动机功率检测第5章发动机综合性能检测与检测设备发动机的动力性指标是指额定功率和扭矩，这些指标的确切数值只能在发动机台架试验中才能得到，在发动机不离车的情况下只能用其他的方法对动力性进行间接地判断。发动机的有效功率是曲轴对外输出的功率，是一个综合性评价指标。检测发动机有效功率的方法，有稳态测功和动态测功两种。•AutomobileElectrics5.1.1稳态测功和动态测功第5章发动机综合性能检测与检测设备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，在测功器上测定发动机功率的一种方法。稳态测功的结果比较准确、可靠，多为发动机设计、制造、院校和科研单位做性能试验所采用，其缺点是测功时费时费力、成本较高，并且需要大型、固定安装的测功器。因而，在一般的汽车运输企业、汽车维修企业和汽车检测站中采用不多。动态测功是在发动机节气门开度和转速等均为变动的状态下，测定发动机功率的一种方法。由于动态测功时无须向发动机施加负荷，所以就不需要象测功器那样的大型设备，可用小巧的无负荷测功仪就车检测。虽然其测量精度较之稳态功要差一些，但该方法特别适用于在用车发动机的检测，测量时省时、省力、方便。故一般运输企业，维修企业和检测站采用较多。•AutomobileElectrics5.1.2无负荷测功测量原理第5章发动机综合性能检测与检测设备无负荷测功是基于动力学的原理。当发动机在怠速或某一空载低转速运转时，突然全开节气门加速运转，此时发动机产生的动力，除克服各种内部运动阻力矩外，将使曲轴加速运转，即发动机以自身运动机件为载荷加速运转。如果被测发动机的有效功率愈大，则曲轴的瞬时角加速度也愈大，而加速时间愈短。所以，只要测得角加速度和加速时间，就可以间接获得发动机功率。•AutomobileElectrics5.1.2无负荷测功测量原理第5章发动机综合性能检测与检测设备1．测角加速度转矩与角加速度的关系为：（5-1）式中：Me—发动机的有效转矩，N·m；I—发动机运动机件对曲轴中心线的当量转动惯量，kg·m2；n—发动机转速，r/min；dω/dt—曲轴的角加速度，rad/s2；dn/dt—曲轴的加速度，1/s2。把Me代入式Pe=Men/9550整理得:（5-2）式中：K——修正系数。（由于发动机加速过程是一个非稳定工况，所以实际测得功率值是小于同一转速下的稳态测功值的，因而进行修正）上式表明，发动机加速过程中，在某一转速下的有效功率与该转速下的瞬时加速度成正比。因此，只要测出加速过程中的这一转速和对应的瞬时加速度，即可求出该转速下的有效功率。对于一定型号的发动机，其转动惯量I为一常数。修正系数K的数值可通过台架对比试验得出。dtdnIdtdIMe30dtdnCnPe•AutomobileElectrics5.1.2无负荷测功测量原理2．测加速时间根据功能原理，发动机在某一转速范围的加速过程中，发动机驱动曲轴转动所做的功等于曲轴旋转动能的增量：式中：A——发动机所作的功，J；ω1、ω2——测定区间起始角速度和终止角速度，rad/s。若发动机从ω1上升到ω2的时间为ΔT（s），则发动机在这段时间内的平均功率Pem为：，W注意到，并以千瓦(KW)作为平均功率的单位，则有：（5-3）若已知转动惯量I，并确定测量时的起始转速和终止转速n1、n2，则C1为常数，称为平均功率测功系数。由上式可知，发动机在起止转速范围内的平均有效加速功率与其加速时间成反比。即当发动机的节气门突然全开时，发动机由起始转速加速到终止转速的时间越长，则其有效加速功率越小；反之则越大。因此，只要测得发动机在设定转速范围内的加速时间，便可得出平均有效加速功率。另外，还需要通过台架试验，找出稳态特性平均功率与外特性最大功率之间的关系。其中加速时间ΔT与最大功率之间的关系可对无负荷测功检验仪进行标定，并输入微机，以便通过测加速时间而能直接读出功率数，也有的把它们之间的关系绘制成曲线图或排成表格，以便测出加速时间后能在图中或表中查出对应的功率值。21222121IIATITAPem212221TCPem1第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.1.3无负荷测功设备和测功方法1．国产QFC-5型微机发动机综合测试仪的结构、工作原理和主要功能;2．用QFC-5型微机发动机综合测试仪检测功率的方法;3．汽油机单缸功率的检测;4．微机发动机综合测试仪的维护。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.1.4检测标准及检测结果分析根据国家标准GB7258-1997《机动车运行安全技术条件》和GB/T15746.2-1995《汽车修理质量检查评定标准·发动大修》附录B的规定：在用车发动机功率不得低于原标定功率的75％，大修后发动机最大功率不得低于原设计标定值的90％。如果发动机功率偏低，一般系燃料供给系调整状况不佳、点火系技术状况不佳或气缸密封不佳等原因造成的。其典型故障的原因与排除方法如下表所列。对个别气缸技术状况有怀疑时，可对其进行断火后再测功，从功率下降的大小，诊断该缸的工作情况。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。发动机功率与海拔高度有密切关系，无负荷测功仪所测结果是实际大气压下的发动机率，如果要校正到标准大气压下的功率，还应乘以校正系数。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.1.4检测标准及检测结果分析影响发动机功率的典型故障及排除方法故障现象故障原因排除方法压缩不良活塞环磨损成烧蚀，活塞和气缸磨损气门与气门座不密封一个或数个气门弹簧折断修理发动机研磨气门更换弹簧气缸充气不良气缸垫烧穿化油器节气门完全打开气门间隙调整不当空气滤清器堵塞消声器堵塞更换衬垫调整节气门操纵机构调整间隙洗涤滤滑器，并加新润滑油清理消声器发动机过热风扇皮带松或有油污冷却系有水垢调整皮带紧皮和清洁皮带清除冷却系水垢爆震、回火、冒黑烟点火过早或过迟混合气过浓或过稀调整点火提前角清洗和调整化油器、汽油泵清洗和调整化油器、汽油泵第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.2发动机气缸密封性检测汽缸密封性是表征汽缸组技术状况的重要参数，也是判断发动机总的技术状况的依据。直接影响气缸密封性的因素有：气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环和进排气门等零件的工作状况。在发动机使用过程中，由于上述零件的磨损、烧蚀、结胶、积炭等原因，会引起气缸密封性下降，从而严重影响发动机的动力性和经济性，甚至发动机的使用寿命。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.2.1气缸密封性对发动机性能的影响1.气缸压缩压力发动机气缸压缩压力取决于压缩比，以及气缸的密封性。为确保发动机具有一定的动力性和经济性，根据发动机压缩比的不同其最低压缩压力应在440kPa-780kPa（汽油发动机）或2.0Mpa（柴油发动机）范围内。否则属于故障。如活塞、活塞环与气缸壁间隙过大，活塞环弹力不足卡滞、对口、气门和气门座接触不密合、气门脚间隙过大或过小，气缸衬垫漏气等，都会使气缸压缩压力降低，从而导致发动机动力性及经济性下降。2.曲轴箱窜气量气缸与活塞组的磨损间隙增大后，窜入曲轴箱的气体量（可燃混合气与燃烧废气）将会增加。在单位时间内漏入发动机曲轴箱中的气体越多，曲轴箱中的压力就越高。虽然现代发动机都有曲轴箱通风系统，但是它在气体大量漏入曲轴箱时（大于60L/min）就不能保证气体完全被排除，此外通风系统可能结胶，不能充分发挥作用。因此，随着滑入曲轴箱的气体增加，压力就随之增高。在发动机曲轴箱密封程度不变的情况下曲轴箱中的气体压力就成为气缸活塞组磨损量的函数。实际上，曲轴箱的密封程度在使用中由于磨损、拆装等因素而变化。也可通过观察从曲轴箱冒出过多的烟来判断发动机故障。3.进气管真空度进气管真空度的大小，表明发动机气缸活塞组、进气系统、配气机构的密封性的好坏。发动机怠速运转时，若此时真空表的指示值在57.3kPa-70.7kPa范围内为正常；怠速时，真空度数值低落，表明气门烧毁或被结胶粘住，造成气门与座不密合；怠速时，真空度值不稳定，表明气门弹簧弹力不足，气门杆与导管磨损；怠速时，真空度值大幅度摆动，表明气缸盖螺栓不紧或气缸衬垫漏气等。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.2.2气缸密封性检测气缸密封性的检测内容一般包括气缸压缩压力的检测、气缸漏气量的检测、曲轴箱窜气量的检测、进气歧管真空度的检测。实际检测时只要进行上述一项或两项，就可确定气缸的密封性。1．气缸压缩压力的检测检测活塞到达压缩终了上止点时气缸压缩压力（以下简称为“气缸压力”）的大小，可以表明气缸的密封性。可用气缸压力表检测气缸压力，由于仪表具有价格低廉，轻便小巧，实用性强和检测方法简便等优点，在汽车维修企业中应用非常广泛。检测方法和步骤：起动发动机，使其运转至正常工作温度（冷却水温70-90℃）后熄火，清除发动机火花塞或喷油器（柴油机）周围脏物并将火花塞或喷油全部拆下。把节气门和阻风门置于全开位置，并把气缸压力表的锥形橡胶接头压紧在被测气缸的火花塞孔内（或把螺纹管接头拧在火花塞孔上）。用起动机带动曲轴旋转3-5s（不少于四个压缩行程），指针稳定后读取读数，然后按下单向阀使指针回零。重复上一步骤。需要说明的是：每个气缸的测量次数应不少于二次，测量结果应取其测量次数的平均值。按上述方法依次检测各个气缸。另外还可以利用气缸压力检验仪检测气缸压缩压力。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5.2.2气缸密封性检测2．曲轴箱窜气量的检测曲轴箱的窜气量须采用漏气量检验仪进行检测。检测曲轴箱漏气量时，发动机运转至正常工作温度，在选定的曲轴箱入口（其余入口全部封死）处，连接漏气量测量装置，不使用PCV阀（曲轴箱强制通风装置），并将曲轴箱入口处的压力调整至环境大气压力，在底盘测功试验台上，按教材表5.4或教材表5.5所示工况进行检测。当直接挡车速为50km/h，进气管真空度达到55kpa时，按教材表5.4工况测量；达不到55kPa时，按教材表5.5工况测量。曲轴箱漏气量从流量计上读取。•AutomobileElectrics5.2.2气缸密封性检测气缸密封性的检测内容一般包括气缸压缩压力的检测、气缸漏气量的检测、曲轴箱窜气量的检测、进气歧管真空度的检测。实际检测时只要进行上述一项或两项，就可确定气缸的密封性。1．气缸压缩压力的检测检测活塞到达压缩终了上止点时气缸压缩压力（以下简称为“气缸压力”）的大小，可以表明气缸的密封性。可用气缸压力表检测气缸压力，由于仪表具有价格低廉，轻便小巧，实用性强和检测方法简便等优点，在汽车维修企业中应用非常广泛。检测方法和步骤：起动发动机，使其运转至正常工作温度（冷却水温70-90℃）后熄火，清除发动机火花塞或喷油器（柴油机）周围脏物并将火花塞或喷油全部拆下。把节气门和阻风门置于全开位置，并把气缸压力表的锥形橡胶接头压紧在被测气缸的火花塞孔内（或把螺纹管接头拧在火花塞孔上）。用起动机带动曲轴旋转3-5s（不少于四个压缩行程），指针稳定后读取读数，然后按下单向阀使指针回零。重复上一步骤。需要说明的是：每个气缸的测量次数应不少于二次，测量结果应取其测量次数的平均值。按上述方法依次检测各个气缸。另外还可以利用气缸压力检验仪检测气缸压缩压力。第5章发动机综合性能检测与检测设备•AutomobileElectrics5