汽车发动机维修

汽车维修技术与设备配套教材信息教材名称：汽车维修技术与设备教材主编：凌永成教材定价：30RMB出版社：北京大学出版社出版时间/版次：2008年8月第1版国际标准书号（ISBN）：978-7-301-13914-1教材所属系列：21世纪全国高等院校大机械系列实用规划教材汽车系列第6章汽车发动机维修教学提示：汽车发动机技术状态的优劣对汽车运行性能的影响极大。熟悉汽车发动机的失效形式，掌握汽车发动机的维修方法具有重要意义。教学要求：本章主要介绍发动机的失效形式、质量检测和维修方法。重点内容是发动机的检测和维修方法。要求学生了解发动机的拆装工艺，熟悉发动机的失效形式和检验方法，掌握基本的发动机维修技能。6.1发动机总成修理工艺6.1.1发动机总成大修技术条件为贯彻视情修理原则，防止提前进行发动机大修而造成浪费，或推迟发动机大修时机而造成汽车动力不足、运行速度下降、燃润料消耗量上升等的不良影响，因此规定发动机总成符合下述条件时，方可送修理厂大修。（1）发动机加速性能恶化，明显感觉起步加速时间和超车加速时间延长。（2）发动机最大功率或汽缸压缩压力低于标准值25％以上。（3）汽缸磨损，其圆柱度误差达到0.175～0.25mm，或圆度误差达到0.050～0.063mm。不少进口汽车发动机的制造厂家则规定按汽缸的极限磨损量作为是否要进行镗磨汽缸的标准，如丰田K、R和M系列发动机汽缸的极限磨损量为0.20mm。（4）燃油和机油消耗量明显增加。（5）发动机出现异响。（6）发动机不能正常运转或根本不能运转。（7）发动机重大损伤事故。6.1.2发动机大修前的检测发动机从汽车上拆下前，首先应向车主了解其技术状况，有何故障症状。例如，发动机运转时有无异响、燃油消耗量是否超过标准值，曲轴箱窜气情况以及排放情况等。在对诸因素进行综合分析后，再决定拆卸与否。为此，在发动机拆下前，应采用汽车检测设备对发动机的技术参数（表6-1）进行检测。检测的项目和方法如下。诊断对象诊断参数诊断对象诊断参数发动机总体发动机功率燃油消耗率排气中有害排放物的浓度进气管真空度冷却系冷却液温度散热器进、出口温差风扇传动带张力点火系一次侧电路电压、电流一次侧电路电压降电容器的电容触点闭合角及重叠角点火电压点火提前角一次侧电压示波图二次侧电压示波图汽缸活塞组汽缸压缩压力曲轴箱窜气量汽缸漏气率发动机异响机油消耗量曲柄连杆组主油道机油压力发动机异响启动系启动机电压启动机电流启动转速供油系及排气净化装置燃油消耗率空燃比排气中有害排放物的浓度润滑系机油压力机油透光度机油中金属杂质含量配气机构气门升程配气相位表6-1发动机诊断参数1.汽缸密封性的检测汽缸密封性与汽缸、汽缸盖、汽缸垫、活塞、活塞环和进、排气门等零件的技术状况密切相关。在不解体的条件下，检测汽缸密封性的常用方法有：（1）测量汽缸压缩压力。（2）测量曲轴箱窜气量。（3）测量汽缸漏气量或汽缸漏气率。（4）测量进气管真空度。（5）测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等等。在就车检测时，只要进行其中的一项或两项，就能确定汽缸密封性的好坏。2.测量汽缸压力测量活塞到达压缩行程上止点时的汽缸压缩压力的大小，此压力可以反映汽缸密封性的好坏。根据汽缸压力的测量结果，与标准值进行比较，便可判断出汽缸与活塞的磨损情况、气门密封性的好坏以及汽缸垫是否烧损或冲坏等。测量汽缸压力的方法有用汽缸压力表测量和用发动机分析仪两种方法。1）用汽缸压力表测量汽缸压力表为专用压力表，由表头、导管、单向阀和接头组成，如图6.1所示。接头有锥形橡胶接头和螺纹接头两种，前者可以压紧在火花塞孔上，后者可以拧紧在火花塞螺纹孔上。图6.1汽缸压力表图6.2汽缸压缩压力测量法值得注意的是，测量汽缸压缩压力之前应确认蓄电池充足电，启动机状态良好，启动转速符合要求，方可开始测量汽缸压缩压力。2）用发动机分析仪测量图6.3元征发动机综合分析仪表6-2几种常见汽车发动机的汽缸压缩压力值发动机型号汽缸压缩压力／MPa标准值极限值各缸压力差一汽捷达EA8272V上海桑塔纳JV1．8L二汽富康TU3丰田佳美1MZ—FE丰田皇冠MS1225M丰田花冠4A—FE丰田大霸王2TZ—FZE丰田MR2增压丰田MR2非增压马自达626F6日产公爵Y30VG30S1.101.301.201.251.0781.341.251.151.251.1271.1960.901.020.951.000.8821.101.000.951.000.7490.8830.300.300.300.100.0980.100.100.100.100.1960.098表6-3根据汽缸压缩压力判断汽缸活塞组零件故障测量结果故障原因超过标准值燃烧室积炭过多汽缸垫过薄缸体与缸盖结合面经多次修理磨削加工过多低于标准值。为了准确判断故障部位，可拆下空气滤清器，打开散热器盖，旋转发动机曲轴，使压力低的汽缸活塞处于压缩行程上止点位置，通过火花塞孔向汽缸吹压缩空气，如果：进气总管有漏气声排气尾管有漏气声散热器加水口有气泡相邻两缸火花塞有漏气声机油加注口有漏气声进气门不密封排气门不密封汽缸垫不密封汽缸垫在该两缸之间烧蚀活塞、活塞环或汽缸磨损严重3.发动机功率的检测发动机的有效功率是评价发动机的综合性指标。通过检测发动机功率可以定性地确定发动机的技术状况和定量地评定发动机动力性的变化。通常可就车使用无负荷测功仪或发动机综合检测仪检查。检测条件：发动机温度在80℃以上，点火、供油系工作正常。若功率测量值小于额定值75％，则应将发动机拆下进行修理。发动机功率检测方法有两种，即稳态测功法和动态测功法。1）稳态测功法稳态测功法是将发动机安装在测功试验台架上，在节气门开度一定、转速一定、冷却液和机油温度均保持正常值的稳定状态下，利用测功机测出发动机的转速和扭矩，并按下式计算发动机的有效功率图6.4发动机测功试验台架（发动机测功机）9550nTPtqePe——有效功率（kW）；Ttq——发动机扭矩（N·m）；n——发动机转速（r/min）。如果节气门全开、发动机在标定转速稳定运转，则这时发动机输出的有效功率即为标定功率。由于稳态测功法需通过测功机对发动机施加负荷，因此稳态测功法为有负荷测功法。2）动态测功法动态测功法是在发动机加速过程中测量发动机功率的方法。由于动态测功法无须对发动机外加负荷，因此又称无负荷测功法。无负荷测功特别适用于对在用车辆发动机的功率检测，测量精度比稳态测功法稍差。当发动机在怠速运转时，如果突然全开节气门，将发动机加速到较高转速，这时发动机输出的有效功率越大，曲轴的角加速度也越大，加速时间则越短。（1）发动机瞬时功率的测量。当发动机加速到转速n时，在该转速下的瞬时功率可表示为dtdncnPt（6-2）dtdncnPt（6-2）式中Pt——瞬时功率（kW）；n——发动机转速（r／min）；dn／dt——曲轴瞬时加速度（r／s2）；c——系数，c＝c1c2；c1——与发动机转动惯量有关的常数，c1＝；c2——与发动机在某一转速下的稳态功率和动态功率差值有关的修正系数，可通过台架对比试验得到；I——发动机运转件对曲轴中心线的当量转动惯量（kg·m2），可通过测量或计算确定。式（6-2）表明，发动机加速到某一转速时的瞬时有效功率与该转速及该转速下的瞬时加速度的乘积成正比。因此，只要测出加速过程中的这一转速及其对应的加速度，即可求出该转速下的有效功率。显然，将发动机加速到标定转速，则求得的有效功率就是发动机的标定功率。286500I（2）发动机平均有效功率的测量。发动机在指定转速范围内的平均有效功率为Peav=（6-3）TKPeav——平均有效功率（kW）；ΔT——发动机从初始转速n1加速到终止转速n2的加速时间（s）；K——测功常数；n1、n2——指定的初始转速、终止转速。上式表明，发动机在指定转速范围内的平均有效功率与加速时间成反比，即加速时间越短，发动机的有效功率越大；反之亦然。因此，只要测出从初始转速n1加速到终止转速n2所经历的加速时间△T，便可求得该转速范围内的平均有效功率。故障现象故障原因排除方法发动机断续运转1）火花塞间隙过大2）点火装置接触不良3）点火装置潮湿4）火花塞积炭5）空气滤清器堵塞6）气门与气门座密封不良，气门漏气7）汽缸垫烧蚀8）燃油系管路内有气泡9）输油泵工作异常10）化油器结冰调整火花塞间隙检查高压线插座，将高压线插牢烘干或更换清除积炭清洗滤芯或更换修磨气门或更换气门与气门座更换排除气泡检修加热高速时功率不足点火正时不对，离心调节器失灵检修或更换低速时功率不足分电器串联电阻烧坏更换正常转速下功率太小l）点火正时不对2）火花塞间隙过大或过小3）火花塞积炭4）点火线圈短路或断路5）高压线破损漏电6）空气滤清器堵塞7）气门与气门座密封不良8）气门间隙过小9）气门杆卡死调整调整清除积炭或更换火花塞更换更换清洗滤芯或更换修磨或更换气门调整更换发动机加速无力或回火1）化油器加速泵故障2）燃油箱通风孔堵塞3）燃油箱缺油4）化油器浮子室针阀故障5）火花塞间隙过大或过小检修或更换清理通风孔加油检修调整表6-4汽油机功率不足的故障分析4.发动机异响的检查发动机有异常声响，则表明发动机有故障。异响可用机器听诊器（图6.5）或相当的异响检测仪检查。在无检测仪器的情况下，常用人工判断。判断异响的方法是通过变换发动机工况、采用火花塞断火或喷油器断油、踏下与释放离合器踏板以及比较发动机冷态与热态时声响强弱程度的变化进行，根据发动机上所有运转件产生异响时的音调、频率、音质和强度不同的声响特征，通过听觉直接判断。图6.5机器异响听诊器5.进气管真空度的测量进气管真空度是进气管内的压力与大气压力的差值，单位为kPa。发动机进气管真空度的大小随汽缸活塞组零件的磨损而变化，并与气门组零件的技术状况、进气管的密封性以及点火系和供油系的调整有关。检测进气管真空度，可以用来诊断发动机多种故障。图6.6真空表1—表头2—软管在发动机正常状态，真空表指针应稳定地停在57~74kPa范围内当真空表指针稳定且比正常状态的示值低10~30kPa时，表明进气支管泄漏当表针在23.6~67.4kPa之间摆动时，表明气缸衬垫漏气当表针在37.6~60.7kPa之间摆动时，表明气门密封不良若气门弹簧折断，真空表指针将在33～74kPa之间迅速摆动若气门导管磨损，则表针将在48~60kPa之间摆动若点火过迟，表针将稳定地停在47～57kPa范围内若混合气过浓，表针缓慢摆动；若混合气过稀，则真空表示值无规律下降6.曲轴箱窜气量的检测随着汽缸活塞组零件的磨损，窜入曲轴箱内的气体会逐渐增多。例如，新发动机曲轴箱窜气量约为15～20L／min，磨损后的发动机则高达80～130L／min。曲轴箱窜气量的多少与发动机运行工况有关。在一定工况下，单位时间窜入曲轴箱内的气体量，可作为衡量汽缸密封性的尺度。测量仪表及测量步骤如下：（1）测量仪表：QCY－1型曲轴箱窜气量测定仪。（2）测量条件：在底盘测功试验台上对发动机加载，节气门全开，发动机在最大扭矩转速下运行。（3）测量步骤如下。①堵住机油标尺插口及曲轴箱通风进、出口，保持曲轴箱密封。②在机油加注口上安装气嘴，接上橡胶管。橡胶管的另一端连接仪表入口。③缓慢均匀地开启测定仪的调节阀，直至全部开启为止。④记下仪表示值。表6-5单缸平均曲轴箱窜气量参考值发动机技术状况单缸平均曲轴箱窜气量／（L·min-l）汽油机柴油机新发动机需大修的发动机2~416~223~818~287.检查汽缸表面及活塞顶状况当发动机有异响或汽缸一活塞组件密封状况不良、缸壁拉伤时，可使用工业纤维内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进行窥查，必要时对异常现象可拍片分析（图6.8），为发动机大修提供依据。图6.8使用内窥镜对汽缸表面和活塞顶状况进行窥查条件允许时还可以利用废气分析仪（图6.9）检测发动机废气中的CO和HC的排放量。图6.9尾气分析仪6.1.3发动机大修工艺过程1.发动机大修工艺过程分类目前，实际采用的发动机大修工艺过程主要有下列两种。1）传统的发动机总成大修工艺过程传