第二章汽车发动机检测

第二章汽车发动机检测第一章汽车检测技术概论第四讲评价发动机的技术参数•教学目的掌握汽车发动机的检测参数•教学难点汽车检测参数的原理•教学重点汽车检测参数的运用•教学方式理论讲授•教学内容如下第二章汽车发动机检测第二章汽车发动机检测【知识要点】发动机技术性能的主要评价参数；发动机无负荷测功原理和方法；汽缸密封性的主要评价参数及其测试方法；汽点火系主要参数及其检测方法；柴油机供油的主要参数及其测试方法；发动机润滑机油压力，机油质量的检测；运用发动机综合检测仪进行检测【知识目标】掌握发动机技术性能的主要评价参数及相关标准；了解发动机各检测设备的结构原理；掌握发动机各主要参数的检测方法；掌握运用发动机综合检测仪进行检测；第二章汽车发动机检测第一节评价发动机技术性能的主要参数1发动机功率2发动机燃油消耗量3气缸密封性4排气净化性5曲轴箱窜气量6气缸漏气率7进气歧管真空度8点火系工作状况参数9柴油机供油系主要参数10润滑油压力11润滑油重金属杂质含量12发动机工作温度13发动机的异响和振动第一章汽车检测技术概论第五讲发动机功率的检测和分析•教学目的掌握发动机功率的检测和分析•教学难点发动机功率的检测方法•教学重点发动机功率的检测分析•教学方式理论讲授•教学内容如下第二章汽车发动机检测第二节发动机功率的检测和分析一、稳态测功和动态测功二、无负荷测功原理三、无负荷测功方法四、单缸功率检测五、汽缸效率测试第二章汽车发动机检测一、稳态测功和动态测功1、稳态测功稳态测功是指发动机在节气门开度（或油量调节机构位置）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。常见的测功器有水力测功器，电力测功器和电涡流测功器3种。测功器能测出发动机的转速和转矩，然后通过公式计算得出9550nMPee第二章汽车发动机检测•稳态测定发动机的额定功率是在节气门全开（或油量调节机构位置限定在标定功率的循环供油量位置）的情况下，由测功器向发动机的曲轴施加额定负荷，使其在额定转速下稳定运转，测出其对应的转矩，不论发动机的行程和型式如何，均可用上式计算出有效功率。•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。第二章汽车发动机检测2、动态测功•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。由于动态测功是无须对发动机施加外部载荷，所以又称为无负荷测功或无外载测功。这种测功的基本方法是：当发动机在怠速或空载某一转速时，突然全开节气门，使发动机克服其惯性和内部各种运动阻力而加速运转，其加速性能的好坏可直接反映出发动机功率的大小。因此只要测出发动机在加速过程中的某一参数，就可得出相应的最大功率。•由于动态测功时无须向发动机施加负荷，所以就不需要像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测功要差一些，但该方法特别适用于在用车发动机的检测，测量师省时、省力、方便，故一般运输企业、维修企业和检测站采用较多。第二章汽车发动机检测二、无负荷测功原理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，曲轴的瞬时角加速度也愈大，则加速时间愈短。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。第二章汽车发动机检测1测角加速度发动机加速过程中，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。2测加速时间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。第二章汽车发动机检测三、无负荷测功方法无负荷测功分为两类：一类通过测量加速过程某一转速的加速度而获得瞬时功率，如YT-416型发动机检测仪；另一类是通过测试加速过程中某转速范围内的加速时间获得平均有效加速功率，如WFJ-1型发动机检测仪。第二章汽车发动机检测1便携式无负荷测功仪及测试方法（1）测试前的准备①调整发动机配气机构、供油系统和点火系统，使之处于技术完好状态；预热发动机至正常工作温度（80~90℃）；调整发动机怠速，使之在规定范围内稳定运转。②接通电源，预热仪器并调零，把传感器按要求连接在规定部位，无连接要求的则应拉出天线。③对测加速时间——平均功率的仪器，应按要求把、调好。④需置入转动惯量J的仪器，要把被测发动机的转动惯量J置入仪器内。若被测发动机的转动惯量未知时，则应先测定其转动惯量。⑤按下其他必要的键位，如机型（汽油机、柴油机）选择键、缸数选择键和“测试”键等。第二章汽车发动机检测（2）功率测试方法①怠速加速法发动机在怠速下稳定运转，然后突然将加速踏板踩到底，发动机转速急速上升，当转速超过终止转速时，仪表显示出所测功率值。此后应立即松开加速踏板，以避免发动机长时间高速运转。记下或打印出读数后，按“复零”键使指示装置复零。为保证测试结果可靠，一般重复3次取平均值。该测试方法既适用于汽油机，也适用于柴油机。②启动加速法首先将加速踏板踩到底，然后启动发动机使其自由加速运转，当转速超过终止转速后，仪表显示出测试值。启动加速法可避免因迅猛加速操作发动机引起的误差，也可排除化油器式汽油机加速泵附加供油作用的影响，但该方法不适合电喷发动机。第二章汽车发动机检测（3）注意事项①检测时的起始转速选择一般稍高于怠速转速。终止转速一般选取最高转速的80%。②需要置入转动惯量的仪器，要把被测发动机的转动惯量置入仪器中。③一些仪器在发动机转速升至时不能熄火。操作时，当转速超过时应立即松开加速踏板，切忌发动机长时间高速运转。第二章汽车发动机检测2发动机综合测试仪检测发动机综合性能分析仪是一种测试项目较多的综合性仪器。一般均为有无负荷测功部分。使用发动机综合性能分析仪的方法，在“发动机综合性能检测”一节中介绍。根据国家标准，在用车发动机功率不得低于原标定功率的75%，大修后的发动机最大功率不得低于原设计标定值的90%。检测到的发动机功率与标准值相比较，可确定汽车发动机是否需要大修或修理是否合格。第二章汽车发动机检测四、单缸功率检测•无负荷测功仪不仅可以检测发动机的整机功率，还可以检测某一单缸的功率。•（1）单缸断火功率变化•无负荷测功仪既可以检测发动机的整机功率又可以检测某缸的单一功率。检测单缸功率的方法是：先测出发动机整机功率，再测出某缸断火情况下的发动机功率，两功率之差即为断火缸的功率。依次检测各缸。技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的，即各缸功率差应是大致相等的，否则将造成发动机运转不平稳。比较各单缸功率，可以判断各缸工作状况。第二章汽车发动机检测（2）单缸断火转速变化利用单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，也可以评价发动机各缸的工作状况。发动机在一定转速下运行时，若某缸突然断火，则发动机输出的功率将减少，因而转速也会降低。若各缸的功率是均衡的，则当各缸轮换断火时，转速下降的幅度应基本相同。反之，若转速下降的幅度差别很大，则说明有的汽缸工作不正常。转速下降的幅度与汽缸数有关。显然，汽缸数越多，单缸断火后转速下降值就越小。表2-1是发动机在800r/min下稳定工作时，每断开一缸工作所致使转速正常下降的值，要求最高和最低下降值之差不大于平均下降值的30%。如果转速下降值偏低，说明断火缸工作不良。表2-1正常转速平均下降值发动机缸数正常转速平均下降值/(r/min)四缸150六缸100八缸50第二章汽车发动机检测五、汽缸效率测试根据汽车发动机各缸间歇工作造成转速微观波动的特点，来高速采集各缸点火的间隔时间，通过计算各缸点火的间隔时间，求出各单缸的瞬时转速与平均转速之差值，作为判断各汽缸工作能力及比较各缸工作均匀性的指标。利用EA2000发动机综合检测仪，在“汽油机测试菜单”中用鼠标左键点击“汽缸效率分析”图标，系统即进入测试状态，如图所示。第二章汽车发动机检测第一章汽车检测技术概论第六讲气缸密封性的检测•教学目的掌握气缸密封性的检测方法•教学难点汽车气缸密封性的检测原理•教学重点汽车气缸密封性的结果分析•教学方式理论讲授•教学内容如下第二章汽车发动机检测第三节气缸密封性检测评价汽缸密封性的主要参数检测有：一、汽缸压缩压力的测量二、汽缸漏气量与漏气率的检测三、进气歧管真空度的检测四、曲轴箱漏气量的检测第二章汽车发动机检测一、汽缸压缩压力的测量1、利用汽缸压力表检测法（1）汽缸压力表汽缸压力表是一种专用压力表，一般由表头、导管、单向阀和接头等组成。汽缸压力表接头有螺纹管接头和锥形或阶梯形橡胶接头两种。螺纹管接头可以拧在火花塞或喷油器的螺纹孔中；橡胶接头可以压紧在火花塞或喷油器孔中。单向阀处于关闭位置时，可保持测得的汽缸压缩压力读数（保持压力表指针位置）；单向阀打开时，可使压力表指针回零，以用于下次测量。第二章汽车发动机检测（2）检测方法①发动机应运转至正常工作温度，水冷发动机冷却液温度75~95℃，风冷发动机机油温度80~90℃。②拆除全部火花塞或喷油器（柴油机）。③把节气门和阻风门置于全开位置。④把汽缸压力表的锥形橡胶接头压紧在被测缸的火花塞孔内，或把螺纹管接头拧在火花塞孔上。⑤用启动机带动曲轴旋转3~5s，指针稳定后读取读数，然后按下单向阀使指针回零。每个汽缸的测量次数应不少于二次，测量结果应取其平均值。⑥按上述方法一次测量各个汽缸。第二章汽车发动机检测（3）检测结果的影响因素用汽缸压力表测得的汽缸压缩压力，不仅与汽缸密封性有关，还受发动机转速的影响，即与活塞在缸内压缩行程所持续的时间密切相关。图2-3为汽缸压缩压力与发动机曲轴转速的关系曲线。由图可见，当启动机带动发动机在较低转速范围内运转时，即使是较小的转速差△n，也能使汽缸压缩压力检测结果发生较大的变化△p。只有当发动机曲轴转速超过某一值时（一般150r/min）检测结果受转速的影响才会较小。因此，检测时的转速应符合制造厂规定。第二章汽车发动机检测（4）检测结果分析当汽缸压缩压力的检测值低于标准值时，常根据润滑油具有密封作用的特点，以下述方法确定导致汽缸密封性不良的原因所在。由火花塞或喷油器孔注入适量（一般20~30mL）润滑油后，再次检测汽缸压缩压力，并比较两次检测结果。若：①第二次检测结果比第一次高，并接近标准值，表明汽缸密封性不良是由于汽缸、活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因而引起。②第二次检测结果与第一次近似，表明汽缸密封性不良的原因为进、排气门或汽缸衬垫不密封（滴入的润滑油难以达到这些部位）。③两次检测结果均表明某相邻两缸压缩压力低，其原因可能是两缸相邻处的汽缸衬垫烧损窜气。汽缸压缩压力标准值一般由制造厂通过汽车使用说明书提供。常用汽车发动机压缩压力标准值见表2-2。第二章汽车发动机检测2、利用电子汽缸压缩压力测量仪检测(1）检测原理电子汽缸压缩压力测量仪可在不拆卸火花塞或喷油器的情况下，测定发动机各缸的压缩压力。典型的检测原理是利用电流传感器测出启动机启动过程中启动电流的变化波形来测定发动机的各缸压缩压力。启动机驱动发动机时启动阻力矩与启动电流呈线性关系，即启动阻力矩越大，则启动电流就越大。发动机启动阻力矩是由机械阻力矩和汽缸内压缩气体的反力矩两部分组成，正常情况下机械阻力矩可认为是常数，而缸内压缩气体的反力矩则是随汽缸压缩过程而波动的变量。因此启动发动机时，启动电流的变化与汽缸压缩压力的变化存在着对应的关系，所以可通过测量反映阻力矩波动的启动机电流与曲轴转角的关系曲线，来确定汽缸的压缩压力。检测时，若显示的各缸电流波形振幅一致