-2章汽车发动机的检测与诊断.

1朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔欢迎来到汽车检测与诊断技术课堂主讲：朱明•高级技师、经济师,工程师•高级技能专业教师•汽车维修工高级考评员第二章汽车发动机的检测与诊断2朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔第二章汽车发动机的检测与诊断主要内容：发动机综合性能检测与功率的检测气缸密封性的检测与诊断起动系的检测与诊断点火系的检测与诊断燃油供给系的检测与诊断润滑系的检测与诊断冷却系的检测与诊断发动机电子控制系统的检测与诊断3朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔第一节发动机综合性能检测与功率的检测发动机技术状况的好坏直接影响到汽车的性能指标:动力性、经济性和排放等。发动机性能检测是考核发动机的动力性、经济性和工作可靠性等指标不可缺少的手段。发动机综合性能检测一般用发动机综合参数测试仪来进行。4朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2.1.1检测仪的功能与特点一、检测仪的功能:（1）无外载测功（无负荷测功），即加速测功。（2）检测点火系统。能够进行初级与次级点火波形的采集与处理，如对点火系多缸平列波、并列波、重叠波和重叠角的处理与显示；断电器闭合角和开启角检测；点火提前角的测定等。（3）进气歧管真空度波形测定与分析。（4）各缸压缩压力的测定。（5）各缸工作的均匀性测定。（6）起动过程各参数的测定，主要包括起动电压、电流及转速等。（7）机械和电控喷油过程各参数的测定，这些参数主要包括压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等。（8）电控供油系统各传感器的参数测定。（9）柴油机喷油提前角、喷油压力检测。（10）起动机与发电机检测。（11）数字万用表功能。（12）排气分析功能。5朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔一、检测仪的特点:①动态测试功能：它的传感系统和信号采集与记忆系统能迅速、准确地捕获发动机每一个瞬间的实时状态参数，这些动态参数是对发动机技术状况进行有效分析的科学依据②通用性：测试过程不依据被检车辆的数据卡（即测试软件），只针对基本结构和各系统的形式及工作原理进行测试，因此它的检测结果具有良好的普遍性，检测方法同样也具有最广泛的适用性。③主动性：发动机综合参数测试仪不仅能适时采集发动机的动态参数，而且还能主动地发出指令干预发动机工作，以完成某些特定的测试程序（如断缸试验）。6朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2.1.2检测仪的基本组成与工作原理发动机综合参数检测仪由信号提取系统、信号处理系统、采控与显示系统3部分组成。图2—46所示为国产EA1000型发动机综合参数检测仪外形结构。EA1000发动机综合参数检测试仪通过传感器采集信号，经前端预处理器处理后，输入计算机进行处理，以不同的形式输出，可方便地对发动机进行故障检测诊断。它还可以与检测线的主机进行数据通讯，车辆及用户信息、检测数据进行交换、集中监控与管理。图2—46EA1000型发动机综合参数测试仪外形7朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔EA1000的信号提取系统如图2—47所示，该仪器配备有多种传感器、夹持器和探针等，以便直接或间接地与测点接触。1、4—蓄电池夹（红色为正极、黑色为负极）2、3—点火线圈初级接线夹5—上止点传感器6、7—电感式或电容式夹持器8—频闪灯9—探针10—鳄鱼夹11—电流互感钳12—压力传感器13—温度传感器图2—47信号提取系统8朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2.1.3综合检测仪的主要检测项目EA2000发动机综合检测仪的功能很强,可检测的项目很多。表2—4显示了EA2000发动机综合检测仪的主要检测项目。汽油机性能检测主要包括十几个项目的检测，它们都是在进入“检测”→“汽油机”界面后点击所要测试的项目开始，如图2—46所示。同样地，柴油机性能检测主要包括七个项目的检测图2—48汽油机检测菜单的界面9朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔测试对象测试项目汽油机无外载测功及转动惯量功能测试初、次级点火波形及特征值测试（常规点火、单缸独立点火、双缸独立点火发动机）点火提前角测试动力平衡功能测试气缸效率分析功能测试进气管真空度波形测试相对气缸压缩压力功能测试起动电流、电压及波形测试充电电流、电压及波形测试柴油机喷油压力及波形测试喷油提前角测试起动电流、电压及波形测试充电电流、电压及波形测试无外载测功及转动惯量功能测试电控系统传感器测试转速、温度、进气管真空度、节气门位置、爆震信号、空气流量、喷油脉冲信号、氧传感器等其他数字示波器及万用表功能、检测线联网功能、废气分析仪、烟度计联机功能和信号回放与分析EA2000发动机综合检测仪的主要检测项目表2—410朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔测试对象测试项目汽油机无外载测功及转动惯量功能测试初、次级点火波形及特征值测试（常规点火、单缸独立点火、双缸独立点火发动机）点火提前角测试动力平衡功能测试气缸效率分析功能测试进气管真空度波形测试相对气缸压缩压力功能测试起动电流、电压及波形测试充电电流、电压及波形测试EA2000发动机综合检测仪的主要检测项目表2—411朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔测试对象测试项目柴油机喷油压力及波形测试喷油提前角测试起动电流、电压及波形测试充电电流、电压及波形测试无外载测功及转动惯量功能测试电控系统传感器测试转速、温度、进气管真空度、节气门位置、爆震信号、空气流量、喷油脉冲信号、氧传感器等其他数字示波器及万用表功能、检测线联网功能、废气分析仪、烟度计联机功能和信号回放与分析EA2000发动机综合检测仪的主要检测项目表2—412朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔（一）起动电流、电压测试：（1）测试前的连接：将蓄电池电压拾取器的红夹、黑夹分别夹在蓄电池的正、负极，将起动电流拾取器夹在与蓄电池相连的电动机电流线上（启动电流拾取器箭头的指向应与电流的流向相同），如图2—49所示。（2）测试过程：在汽油机测试菜单中用鼠标左键依次点击“起动电压，启动电流”图标，进入起动电压，启动电流测试界面。用鼠标左键点击“测试”（“测试”图标被按下后即变为“停止”，若想停止该项操作，再点击此软开关即可），起动发动机，系统即可自动检测起动电压、起动电流波形并显示发动机当前转速、蓄电池电压值、起动电压值、起动电流值，如图2—50所示。图2—49起动系测试前的连接图2—50起动测试13朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔（二）充电电流、电压测试（1）测试前的连接：将充电电压探针接在汽车发电机的正极，将蓄电池电压拾取器的红夹、黑夹分别夹在蓄电池的正、负极，将充电电流拾取器夹在与蓄电池相连的充电电流线上（充电电流拾取器上箭头的指向应与电流的流向相同），如图2—51所（2）测试过程：在汽油机测试菜单中用鼠标左键依次点击“充电电压、充电电流”图标，即进入充电电压和充电电流测试界面。用鼠标左键点击“测试”图标（“测试”图标被按下后即变为“停止”，若想停止该项操作，再点击此图标即可），系统即可自动检测充电电压波形并显示发动机当前转速、蓄电池电压值、充电电流值，如图2—52所示。图2—52充电测试14朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔第一节发动机综合性能检测与功率的检测一、发动机功率检测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。15朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔二、发动机功率检测方法1．稳态测功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，在台架测功器上测定发动机功率的一种方法。稳态测功时，由于需要对发动机施加外部负荷，因此稳态测功又称为有负荷测功或有外载测功。稳态测功特点是：测功结果准确可靠，测功过程费时费力，测试成本高。16朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2．动态测功动态测功是指发动机在节气门开度和转速等参数均处于变化状态下，测定发动机功率的一种方法。检测时，将发动机在怠速或某一空转转速下，突然全开节气门，使发动机加速运转，此时其加速性能的好坏能直接反映发动机功率的大小。动态测功时，无须对发动机施加外部载荷，因此动态测功又称为无负荷测功或无外载测功。动态测功特点是：检测仪器轻便，价格便宜，测功速度快，方法简单，但测功精度较低。17朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔三、发动机无负荷测功原理1.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118朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2.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1219朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔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。20朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔四、发动机无负荷测功仪及其使用方法1.无负荷测功仪的组成及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。21朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔无负荷测功仪的组成及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。22朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔2．无负荷测功仪的使用方法无负荷测功仪既可以制成单一功能的便携式测功仪，又可以与其他测试仪表组合成发动机综合检测仪。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。23朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔24朱明工作室[e-mail]授人以鱼不如授人以渔3.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