汽车检测与诊断技术(第3章1)

汽车检测与诊断技术,宋力（6学时）内蒙古工业大学交通运输系,目录,第1章汽车检测与诊断基础知识(4学时),第2章汽车检测站（2学时）,第3章发动机的检测与诊断（18学时）（重点）,第4章汽车底盘的检测与诊断（8学时）（重点）,第5章汽车综合性能检测（6学时）（重点）,第6章汽车电源系统和起动系统故障诊断（2学时）,第7章汽车巡航控制系统和安全气囊系统故障诊断（2学时）,课程总结考试（2学时）,3.1发动机功率的检测3.2气缸密封性检测3.3燃油供给系统的检测3.4点火系统的检测3.5润滑系统的检测3.6冷却系统的检测3.7发动机异响诊断,第3章发动机的检测与诊断,第3章发动机的检测与诊断,教学要求：本章主要应掌握发动机的检测与诊断技术。其重点是了解发动机功率和气缸密封性的检测方法，掌握发动机燃油供给系统、点火系统、润滑系统的检测方法和常见故障的诊断，掌握冷却系统常见故障的诊断及发动机异响诊断。,3.1发动机功率的检测,一、发动机功率测试方法1.稳态测功（有负荷测功或有外载测功）定义：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。基本方法：发功机有效功率、有效转矩和转速之间有如下关系：常见的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三种。,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。特点:优点是结果比较准确、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。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。汽车维修企业和汽车检测站中采用不多。,3.1发动机功率的检测,2.动态测功（无负荷测功或无外载测功）定义：动态测功是指发动机在节气门开度和转速等参数处于变动状态下，测定发动机功率的一种方法。基本方法：当发动机在怠速或空载某一转速下，突然全开节气门，使发动机克服自身惯性和内部各种运转阻力而加速运转时，其加速性能的好坏能直接反映出发动机功率的大小。特点：优点：所用仪器轻便，测功速度快，方法简单，用小巧的无负荷测功仪就车检测即可。对于汽车使用单位经常需要在不解体条件下进行就车试验测定发动机功率。缺点是测功精度较低。,3.1发动机功率的检测,二、无负荷测功原理及测试方案按测功原理，无负荷测功可分为两类：1.用测定瞬时角加速度的方法测定瞬时功率；2.用测定加速时间的方法测定平均功率。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,用测定瞬时角加速度的方法测定瞬时功率根据刚体定轴转动微分方程，发动机有效转矩与角加速度间的关系为将代入可得令则,2.用测定加速时间的方法测定平均功率根据动能原理，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。即平均功率：令可得,3.1发动机功率的检测,上式表明，加速过程中，发动机在某一转速范围内的平均功率与加速时间成反比。这样，测某转速范围的平均功率，实质上就成为测定该转速范围加速时间的问题。,3.1发动机功率的检测,无负荷测功仪按其测功原理可分为两种测试方案：测瞬时加速度方案和测加速时间方案。1.测瞬时加速度方案是一种通过测量加速过程中某一转速的加速度从而获得瞬时功率仪器方案。按这一方案设计的仪器，由传感器、脉冲整形装置、时间信号发生器、加速度计算器和控制装置、转换分析器、转换开关、功率指示表、转速表和电源等组成其方框图如图所示。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,图测瞬时加速度方案的框图1.传感器；2.整形装置；3.时间信号发生器；4.加速度计算器和控制装置；5.转速分析器；6.转换开关；7.功率指示表；8.转速表；9.电源,3.1发动机功率的检测,复习内容：列举常见的速度传感器：1.飞轮磁电式2.车轮光电式3.点火信号脉冲式,电磁感应式传感器装在离合器壳体上的一个特制的加工孔内，与飞轮齿圈的齿顶保持24mm的间隙，属于非接触式传感器。当飞轮转动时传感器产生脉冲信号。脉冲信号的频率为飞轮齿圈齿数乘以飞轮每秒钟转数，即（为飞轮齿圈齿数）这就是发动机的转速信号。从传感器传来的脉冲信号经过脉冲整形装置的整形、放大，变成矩形触发脉冲信号。般要把脉冲信号的频率放大24倍。倍频的目的是为了提高仪器的灵敏度，矩形触发脉冲信号要输入到加速度计算器。,3.1发动机功率的检测,设定的起始转速和终止转速，时间间隔由时间信号发生器控制，每一时间间隔的脉冲数与发动机转速成正比，后一时间间隔和前一时间间隔脉冲数的差值则与发动机的加速度成正比，而发动机的有效功率又与加速度成正比，转换分析器能把加速度计算器输出的脉冲信号变成直流电压信号，输入到指示仪表从而可直接读取所测功率值。,3.1发动机功率的检测,2.测加速时间方案是一种通过测量加速过程中某一转速范围内的加速时间，从而获得平均加速功率的方案。该方案由转速信号传感器、脉冲整形装量、起始转速触发器、终止转速触发器、时间信号发生器、计算与控制装置和显示装置等组成，其方框图如图所示。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,这种仪器能把来自点火系一次电路断电器触电开闭一次电流的感应信号，作为发动机转速的脉冲信号，经整形电路整形为矩形波形，并变为平均电压信号。当发动机节气门突然全开，转速达到起始转速时，此时与对应的电压信号通过触发器触发计算与控制电路，使时间信号进入计算器并寄存，当发动机加速到终止转速时，对应的电压信号通过触发器触发计算与控制电路，使时间信号停止进入计算器，并把寄存器中的时间脉冲数经AD转换成电流信号，在指示仪表上显示加速时间或直接标定成功率。,3.1发动机功率的检测,三、底盘输出功率检测底盘输出功率检测又称底盘测功，底盘测功的目的，一是为了获得驱动车轮的输出功率或驱动力，以便评价汽车的动力性；二是用获得的驱动车轮输出功率和发动机输出功率进行对比，并求出传动效率，以便评价汽车传动系统的技术状况。底盘输出功率的检测在底盘测功试验台上进行。,3.1发动机功率的检测,1.底盘测功试验台的基本功能：测试汽车驱动轮输出功率或驱动力；测试汽车的加速能力；测试汽车的滑行能力和传动系统的传动效率；检测校验车速表2底盘测功试验台的结构底盘测试验台一般由框架、滚筒装置、举升装置、加载装置、测量装置、控制与指示装置和辅助装置等构成。其机械部分的结构如图所示。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,图4-1底盘测功试验台机械部分结构示意图1-冷却液入口2-电涡流测功器3-变速器4-主滚筒5-联轴器6-离合器7-电刷8-飞轮9-传动带轮10-举升装置11-速度传感器12-轴承座13-副滚筒14-压力传感器15-测力杠杆16-框架,底盘测功机,框架框架是底盘测功试验台的基础，一般用型钢组焊而成，坐落在地坑内，用于安装滚筒装置、举升装置、加载装置、测量装置和一些辅助装置等。滚筒装置测功试验时，汽车驱动轮在滚筒上滚动，从而带动滚筒旋转。因此，滚筒装置的作用相当于能够连续移动的路面。底盘测功试验台的滚筒装置有单滚筒和双滚筒两种类型，如图所示。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,图4-2滚筒装置的结构类型a）单轮单滚筒式b）双轮双滚筒式c）单轮双滚筒式,车轮驱动滚筒转动，车不动，筒相当于路面。直径小，接触面小，比压大，变形大，滚动阻力大，精度低，滑转率大，损失功率大，损失1520。FtFfFwFiFjFtFz双滚筒：安置角影响测量精度滚筒直径无穷大，接近于地面筒表面涂层滚花纹增加附着系数。,3.1发动机功率的检测,滚筒试验台的受力情况安置角：是指车轮与滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角。用表示。Ff=fG/cos滚动阻力随安置角增大而增大。,3.1发动机功率的检测,加载装置吸收功率、加载装置，模拟汽车在路面上的各种阻力。水力、电力、电涡流三种。转子与滚筒相连同步转动，定子与测力装置相连，可摆动，转子与定子之间存在作用力。装在滚筒的转速传感器测速，测距。,3.1发动机功率的检测,测功机工作原理,3.1发动机功率的检测,测功机工作原理,3.1发动机功率的检测,电涡流测功机工作原理车轮驱动滚筒，转子转动而汽车不动。转子转动使通过定子绕组的磁通量发生变化，定子转子产生相互作用，且作用力矩相等，转子受阻，定子摆动，定子中电流增加，磁场增强，作用力变大。PkFv/3600,3.1发动机功率的检测,Pc-测功机损失,Pc,滚动阻力损失：,机械摩擦损失：,打滑损失：,10-20%,注意：测功机已损失1520。,3.1发动机功率的检测,四、底盘测功机的使用方法试验条件和准备工作环境状态环境温度040；环境湿度85；大气压力80110KPa。,3.1发动机功率的检测,车辆难备汽车开上底盘测功试验台以前，必须通过路试运行至正常工作温度；调整发动机供油系统、点火系统至最佳工作状态；检查传动系统、车轮的连接情况并紧固；清洁轮胎，检查轮胎气压是否符合规定。,3.1发动机功率的检测,底盘测功机的准备对于水冷测功机，将冷却水阀打开；接通电源，根据被测车型选择测试功率的档位；将冷却风扇置于被测汽车前方和左右驱动车轮的附近，对发动机和左右驱动车轮吹风，防止发动机和左右驱动车轮过热；用被检车辆带动底盘测功试验台滚筒运转，使试验台预热至正常热状态。,3.1发动机功率的检测,确定测功项目对汽车进行底盘测功前，首先应根据测试目的或车主要求，确定测功项目。一般有以下几项：发动机额定功率下，驱动车轮的输出功率或驱动力。发动机最大转矩转速下，驱动车轮的输出功率或驱动力。发动机全负荷选定车速下，驱动车轮的输出功率或驱动力。发动机部分负荷选定车速下，驱动车轮的输出功率或驱动力。,3.1发动机功率的检测,测功方法检测发动机额定功率和最大转矩转速下驱动车轮的输出功率或驱动力时，将变速器挂入选定档位，松开驻车制动，踩下加速踏板，同时调节测功器制动力矩对滚筒加载，使发动机在节气门全开的情况下以额定转速运转，待发动机在额定转速下稳定运转后，读取并打印驱动车轮的输出功率（或驱动力）值、试验车速值。,3.1发动机功率的检测,如需测出驱动车轮在变速器不同挡位下的输出功率或驱动力，则要依次挂入每一档位按上述方法进行检测。当发动机发出额定功率，挂直接档，可测得驱动车轮的额定输出功率；当发动机发出最大转矩，挂1挡，可测得驱动车轮的最大驱动力。,3.1发动机功率的检测,发动机全负荷选定车速下驱动车轮输出功率或驱动力的检测，是在踩下加速踏板的同时调节测功器制动力矩对滚筒加载，使发动机在节气门全开情况下以选定的试验车速稳定运转进行的。发动机部分负荷选定车速下驱动车轮输出功率或驱动力的检测与此相同，只不过发动机是在选定的部分负荷下工作的。以上各测功项目的检测，均应重复测试三次，然后取平均值。,3.1发动机功率的检测,四、测功仪器的使用1.便携式无负荷测功仪济南WFJI型发功机检测仪，采用通过测试加速时间测定平均功率的测试原理。天津YT4l6型发动机检测仪，采用通过测角加速度以确定瞬时功率的测试原理。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,通用的测功方法如下:仪器准备发动机准备仪器与发动机联机测功方法查对功率,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,表3-1东风EQ6100l型发动机的功率时间对照表,2.单缸断火功率检测检测单缸功率的方法是：先测出发动机整机功率，再测出某单缸断火情况的发动机功率，两功率之差即为断火之缸的功率。技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的，称为动力平衡。,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,表3-2单缸断火转速正常平均下降值,三、发动机综合性能检测仪及其使用发动机综合性能分析仪(以下简称“分析仪”)，也称为发动机综合性能检测仪或发动机综合参数测试仪，是发动机检测、诊断仪器中，检测项目最多、功能最全、涉及面最广的一种仪器，当然，也是一种结构最复杂、技术含量最高的仪器。,3.1发动机功率的检测,分析仪的类型按使用方式分，可分为台式移动式和便携式；按示波器形式分，可分为模拟示波器式和数字示波器式；按示波器显示器形式分，可分为阴极射线管显示器式和液晶显示器式按控制方式分可分为电子控制式、微机控制式和模块控制式按使用的电源分，可分为交流220V式、直流12V式和直流电池,3.1发动机功率的检测,2.分析仪的功能与功能特点(1)功能1)汽油机检测点火系检测。无负荷测功。动力平衡分析。转速稳定性分析。温度检测。进气管真空度检测。起动机与发电机检测。废气分析(须附带废气分析仪)。数字万用表功能。,3.1发动机功率的检测,2)柴油机检测喷油压力检测。检测喷油压力数据，观测、分析供油压力波形。检测喷油提前角。无负荷测功。烟度检测(须附带烟度计)。起动机与发电机检测。转速稳定性分析。数字万用表功能。,3.1发动机功率的检测,3)电控燃油喷射发动机检测空气流量检测。转速检测。温度检测。进气管真空度检测。节气门位置检测。爆燃信号检测。氧传感器检测。喷油脉冲信号检测。,3.1发动机功率的检测,(2)功能特点分析仪具有以下三个功能特点；1)具有动态测试功能2)具有普遍性和通用性3)具有主动性,3.1发动机功率的检测,3.1发动机功率的检测,2.分析仪的基本组成,3.1发动机功率的检测,图3-5EA2000型发动机综合性能分析仪外形图,3.1发动机功率的检测,图3-6信号提取系统,3.分析仪的使用方法(1)准备工作1)分析仪准备接通电源(220V10，50Hz)，打开分析仪总开关、微机主机开关和微机显示器开关暖机20min。在发动机不工作和点火系关闭的情况下，将信号提取系统连接到被测发动机上。电源线必须可靠接地。在测试电控燃油喷射发动机电子控制器(ECU)时，除仪器电源接地外，仪器地线必须与发动机共地，测试人员必须随时与汽车车身接触。,3.1发动机功率的检测,2)发动机准备发动机应预热至正常工作温度。调整发动机怠速，怠速转速应在规定范围内。发动机在运转中。,3.1发动机功率的检测,(2)启动分析仪1)分析仪已经过预热。2)鼠标左键双击显示器上“元征发动机分析仪”图标，启动分析仪综合性能检测程序。3)分析仪主机对单片机通信、8个适配器逐一进行自检。自检通过为绿，未通过将给以提示。4)显示屏出现“用户资料录入”界面。点击“修改”按钮，录入汽车用户资料，然后点击“确定”显示屏出现检测主、副菜单。显示屏主、副菜单及分区.5)在主菜单上选择要测试的“汽油机”、“柴油机”、“电控发动机参数”或“故障分析”等项。如果前述步骤中未进行汽车用户资料录入，则选择“参数设定”，点击“修改”按钮，录入汽车用户资料后点击“确定”即可。6)如需清除以前测试的数据，按F2热键或点击显示器下方的“清除数据”按钮。,3.1发动机功率的检测,(3)检测方法1)在主菜单上选择要测试的“汽油机”、“柴油机”、“电控发功机参数”或“故障分析”等项中的其中一项，点击后进入下一级菜单。2)在下一级菜单中再选择要测试的项，点击后进入检测界面。3)按检测界面上的要求进行操作、读数、存储和打印。4)如须清除测试数据，按F2热键或点击显示屏下方的“清除数据”软按钮即可。,3.1发动机功率的检测,习题：1.术语解释无负荷测功稳态测功2.填空题常见的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三种。按测功原理，无负荷测功可分为两类：用测定瞬时角加速度的方法测定瞬时功率；用测定加速时间的方法测定平均功率。,3.1发动机功率的检测,气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环和进排气门等零件的技术状况有关。气缸密封性的诊断参数主要有气缸压缩压力、曲轴箱漏气量、气缸漏气量、气缸漏气率及进气管真空度等。气缸密封性的参数有：缸压、漏气率、进气管真空度。,3.2气缸密封性检测,复习：1.压缩比2.气缸漏气3.曲轴箱通风4.进气管真空度,3.2气缸密封性检测,燃烧室容积（Vc）：活塞在上止点时其上方的容积气缸总容积（Va）：活塞在下止点时其上方的全部容积Va=Vc+Vh压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比=Va/Vc,气缸垫作用：密封气缸结构形式金属-石棉垫复合式低碳钢,活塞环,功用:密封刮油传热气环a.气环的密封原理环的径向弹力和气体侧压力形成径向密封面活塞上下运动和气体正压力形成轴向密封面,b.断面形状矩形环结构简单，密封性与磨合性差，易产生泵油作用,扭曲环密封性、磨合性好，结构复杂扭曲原理：外层拉应力，内层压应力，由于截面不对称，产生一力偶，使环发生扭曲安装:内上，外下,梯形环自洁作用好工艺性差桶面环气缸表面适应性好磨合性，密封性好锥面环磨合性好，易磨成矩形环鼻形环刮油能力好，结构复杂,曲轴箱通风,自然通风曲轴箱油蒸气与大气直接相通强制通风用进气管的真空抽吸曲轴箱油气,曲轴箱通风,一、气缸压缩压力的检测1.组成燃烧室的零件有：活塞及活塞环、气缸体、气门、缸垫、火花塞孔（喷油器孔），因此上述零件的损坏影响密封性。配缸间隙：气门密封带：活塞环形状：气门油封：,3.2气缸密封性检测,1.组成燃烧室的零件,2.配缸间隙：,3.气门密封带：,4.活塞环形状：,5.气门油封：,2.气缸压缩压力检测的方法用气缸压力表检测1）结构气缸压力表一般由压力表头、导管、单向阀和接头等组成。压力表头多为鲍登管(Bourdon-tube)式，其驱动元件是一根扁平的弯曲成圆圈状的管子，一端为固定端，另一端为活动端。活动端通过杠杆,齿轮机构与表头指针相连。当气体压力进入弯管时，弯管伸直。于是，通过杠杆、齿轮机构带动表头指针摆动，在表盘上指示出气体压力的大小。,3.2气缸密封性检测,3.2气缸密封性检测,图3-9气缸压力表外形,2)检测条件发动机应运转至正常工作温度，用起动机带动己拆除全部火花塞或喷油器的发动机运转，其转速应符合原厂规定。3)检测方法拆下发动机空气滤清器，用压缩空气吹净火花塞或喷油器周围的脏物，拆下全部火花塞或喷油器，并按气缸顺序放置。对于汽油发动机，还应把点火系二次高压总线从分电器端拔下并可靠搭铁，以防止电击或着火。然后，把气缸压力表的橡胶接头插在被测缸的火花塞或喷油器扎内，扶正压紧。将节气门(带有阻风门的还包括阻风门)置于全开位置，用起动机转动曲轴35s(不少于四个压缩行程)，待气缸压力表指针指示并保持最大压力后停止转动。取下气缸压力表，记录读数按下单向阀使气缸压力表指针回零。,3.2气缸密封性检测,4)诊断参数标准对于在用汽车发动机，按照国家标准GBl85652001营运车辆综合性能要求和检验方法的规定，发动机各气缸压力应不小于原设计规定值的85；每缸压力与各缸平均压力的差：汽油机应不大于8，柴油机应不大于l0。对于大修竣工发动机按照国家标准GBT15746.21995汽车修理质量检查评定标淮发动机大修附录B的规定：大修竣工发动机的气缸压力应符合原设计规定；每缸压力与各缸平均压力的差：汽油机不超过8，柴油机不超过10。,3.2气缸密封性检测,5)结果分析式中气缸压缩压力（MPa）压缩比。,3.2气缸密封性检测,3.2气缸密封性检测,用起动电流间接测缸压：原理:起动转矩M与起动电流成正比，电流与缸内压力成正比。起动转矩克服机械摩擦阻力、惯性力、压缩压力。M与I和压缩压力成正比。M=KmIs,3.2气缸密封性检测,起动机的电磁转矩为驱动力矩，稳定运转时，应与发动机的起动阻力矩平衡。发动机的起动阻力矩由机械阻力矩、惯性阻力矩和气缸压缩空气的反力矩构成。正常情况下，前两种阻力矩变化不大，可看作常数；而压缩空气反力矩显然是周期性波动的，在每一缸活塞到达压缩行程上止点时具有峰值，若阻力矩增加电磁转矩便暂时小于阻力矩，起动机转速n下降；随着n下降，反电动势将减小，而电枢电流将增入。于是电磁转矩随之增加，直到与阻力矩达到新的平衡。若阻力矩降低，则起动机加速旋转，转速n增大，反电动势随之增大，从而电枢电流及转矩减小，直至与平衡，由此可见，发动机起动时，压缩压力的波动引起了起动机起动工作电流的波动，电流波动的峰值与气缸压缩压力成正比。如果能确定某一电流峰值所对应的气缸，如第一缸，按点火次序即可确定各缸所对应的起动电流峰值，其大小可代表该缸气缸压缩压力值。,3.2气缸密封性检测,3.2气缸密封性检测,二、气缸漏气量检测气缸漏气量的检测采用气缸漏气量检测仪进行，检测的基本原理是利用充入气缸的压缩空气，用压力表检测活塞处于压缩终了上止点时气缸内压力的变化情况，来表征整个气缸组的密封性。即不仅表征气缸活塞摩擦副的密封性，还能表征进排气门、气缸衬垫、气缸盖及气缸的密封性。,3.2气缸密封性检测,1.检测方法：活塞在上止点从燃烧室通入接近于缸压的空气，压力由进气压力表读出（气源压力）。测量表调到0.4MPa（P1），漏气时0.4MPa下降到某一值（P2）P1-P2Q2/22A2,3.2气缸密封性检测,漏气量测出后的分析：排气有漏气声：排气门漏进气管有漏气声：进气门漏水箱盖有气泡：缸垫坏加机油口漏气声：活塞或环坏许用值：大于0.25,3.2气缸密封性检测,气缸漏气量检测仪,3.2气缸密封性检测,图3-14气缸漏气量检测仪