发动机检测技术.ppt

2020/5/2,1,第2章发动机检测技术,发动机是汽车的心脏，汽车发动机技术状况影响到汽车运行中的动力性、经济性等。同时，发动机工作条件恶劣，故障多发，因此发动机是汽车检测的重点内容。本章就发动机功率检测、气缸密封性检测、汽油机点火波形观测、柴油机供油系检测与波形观测、汽油机点火正时检测、发动机综合性能检测进行讲述，介绍各项检测所用设备的结构、检测原理、检测项目等。,2020/5/2,2,用以评价发动机技术状况的主要诊断参数有：（不全面）：（1）发动机功率；（2）发动机燃料消耗量；（3）气缸密封性；（4）排气净化性；（5）混合气空燃比；（6）点火电压；（7）机油压力；（8）机油中含金属量；（9）发动机工作温度；（10）发动机振动等。,2020/5/2,3,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.1发动机综合性能检测,发动机是汽车最主要的总成之一，是汽车的动力源。就其故障率来看，发动机的故障率是最高的，往往成为重点诊断与检测对象。对发动机综合性能进行检测主要是对发动机的电气系统、燃料供给系以及发动机技术状况等方面进行检测。本章我们主要学习：（1）发动机功率检测；（2）气缸密封性检测；（3）汽油机点火波形观测；（4）柴油机供油压力波形和针阀升程波形观测；（5）汽油机点火正时和柴油机供油正时检测。,2020/5/2,4,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.2发动机综合性能检测仪,发动机综合性能检测仪是发动机检测设备中，检测项目最多，功能最全，涉及面最广的一种仪器，不仅能检测、分析、判断发动机静、动态的工作性能和技术状况，还增加了对ABS防抱死制动装置和SRS安全气囊装置等的检测诊断。,2020/5/2,5,2020/5/2,6,一.发动机综合性能分析仪类型(以示波器为核心)按使用方式分：台式移动式、便携式按示波器型式分：模拟示波器、数字示波器按示波器显示器型式分：阴极射线管显示器式（CRT）、液晶显示器式按控制方式分：电子控制式、微机控制式、模块控制式按使用的电源分：交流220V式、直流12V式,2020/5/2,7,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.2发动机综合性能检测仪,二.分析仪功能与功能特点1.功能（1）汽油机检测（2）柴油机检测（3）电控燃油喷射发动机检测（4）故障分析（5）参数设定（6）数字示波器,2020/5/2,8,2.功能特点（1）具有动态测试功能；（可以储存数据）（2）具有普遍性和通用性；（3）具有主动性（主动控制发动机完成检测，例如测试的时候可以控制发动机完成断缸实验）,2020/5/2,9,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.2发动机综合性能检测仪,3.分析仪基本结构和工作原理,一般由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统组成,2020/5/2,10,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.2发动机综合性能检测仪,（1）信号提取系统：作用是拾取信号为测取发动机有关参数的信号，把非电量转化为电量，拾取测量点的信号。（2）信息预处理系统（前段处理系统）对所有或部分采集来的信号进行预处理（如衰减、滤波、放大、整形），并转化成标准的数字信号直接输入CPU。（3）采控与显示系统高速采控信号并实时显示被测发动机的动态参数和波形。,2020/5/2,11,2.1发动机综合性能检测和发动机综合性能检测仪,2.1.2发动机综合性能检测仪,4.检测仪使用方法（1）检测仪准备（2）发动机准备（3）启动检测仪（4）检测方法,2020/5/2,12,2020/5/2,13,2.2发动机功率检测,发动机的有效功率是曲轴对外输出的净功率，是发动机一项综合性指标，通过检测，可掌握发动机的技术状况和动力性能，确定发动机是否需要大修或鉴定发动机的维修质量。发动机功率的检测可分为稳态测功（负荷测功、外载测功）和动态测功（无负荷测功、无外载测功）。,2020/5/2,14,2.2发动机功率检测,2.2.1稳态测功和动态测功一.稳态测功（负荷测功、外载测功）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。（1）测功器类型：水力测功器、电力测功器、电涡流测功器,2020/5/2,15,测功器作为发动机的负载，实现对测定工况的调节，模拟汽车实际行驶时外界负载的变化，同时测量发动机的输出转矩和转速，即可算出发动机的功率。测功器是发动机性能测试的重要设备，主要的类型有水力式、电涡流式和电力式。水力测功器是利用水作为工作介质，调节制动力矩。电力测功器是利用改变定子磁场的激磁电压产生制动力矩。电涡流测功器是利用电磁感应产生电涡流形成制动作用。,2020/5/2,16,水力测功器,2020/5/2,17,测功器圆盘1固定在转轴3上，与转轴一起在外壳内旋转，构成了测功器的转子。转子有轴承支撑在外壳2内，而外壳又由外轴承支撑在测功器底座上，它可以绕轴线自由摆动。水经过进水阀流入外壳的内腔。当内燃机飞轮带动转子在外壳中旋转时，由于转盘与水之间的摩擦作用，水也跟着一起旋转。在离心力的作用下，水被甩向外壳内壁，形成一个环形水圈。同时，外壳受水的冲击后，要绕轴线摆动。,2020/5/2,18,水冲击外壳内壁，受到内壁的摩擦阻力的作用降低了速度，付出了动能，在水压的作用下，折向外壳中心流动，形成环形涡流水圈，最后使水的温度升高。由于水圈与外壳内壁的摩擦，外壳的旋转（摆动）速度比转子的转动要慢，因而水圈就要阻止转子的转动而产生一个阻力矩。次阻力矩通过联轴器直接作用在内燃机的飞轮上，这就是加在内燃机上的负荷。或者说，水吸收了内燃机的功率。这个负荷可以通过调节进，出水量来控制。水圈愈后，阻力矩愈大，吸收的功率愈多。,2020/5/2,19,电涡流测功器的结构感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因图2-1为电涡流测功器的结构图。由转子和定子组成，制成平衡式结构。转子为铁制的齿状圆盘。定子的结构较为复杂，由激磁绕组、涡流环、铁芯组成。电涡流测功器吸收的发动机功率全部转化为热量，测功器工作时，冷却水对测功器进行冷却。,2020/5/2,20,1有激磁线圈的定子；2转子盘；3水冷却室图2-1电涡流测功器的结构示意图(a)气冷电涡流测功器；(b)水冷电涡流测功器,2020/5/2,21,定子内部沿圆周布置有励磁线圈，转子在励磁线圈和内转动。转子的外圆上加工有均匀分布的齿与槽。当励磁线圈上有直流电通过时，在其周围产生磁场，磁场的磁力线通过转子、空气隙和定子形成闭合磁路，分布在齿顶处的磁通密度大，分布在齿槽处的磁通密度小。当转子转动时，产生了感应电流。由电磁感应定律可知，此时将产生感应电势，力图阻止磁通的变化，于是在涡流环上感应出涡电流，涡电流的产生引起对转子的制动作用，涡流环吸收发动机的功率，产生的热量由冷却水带走。只要改变电流的大小，就可以自由地控制制动力矩。,2020/5/2,22,测功器测试过程(1)将发动机安装在测功器台架上，使发动机曲轴中心线与测功器转轴中心线重合。(2)安装仪表并接上电器线路及接通各种管路。(3)检查调整气门间隙、分电器的断电器触点间隙、火花塞电极间隙及点火提前角，紧固各部螺栓螺母。柴油机要检查调整：喷油器的喷油提前角、喷油压力、喷油锥角及喷雾情况。(4)记录当时气压和气温。(5)起动发动机，操纵试验仪器，观察仪表工作情况，记录下数据，根据记录数据计算并绘制出Pe、Me、ge曲线。,2020/5/2,23,（2）计算公式：Pe=Men/9550其中：Pe发动机的有效功率，kW；Me发动机的有效转矩，Nm；n发动机转速，r/min；（3）方法节气门全开，测功器向发动机的曲轴施加额定负荷，使其在额定转矩下稳定运转。（4）优点：准确、可靠、缺点：费时费力、成本较高、需要大型、固定安装的测功器,2020/5/2,24,2.2发动机功率检测,2.2.1稳态测功和动态测功,二.动态测功（无负荷测功、无外载测功）从汽车上卸下发动机时，将耗费时间和劳力，并增加汽车的停歇时间。另外配合件的拆装，不仅导致原走合面的改变，并且会造成密封件和连接件的损坏，同时将大大缩短机构的工作寿命。在用发动机无负荷测功，可以在不拆卸发动机的情况下，快速测定发动机的功率。发动机在节气门开度和转速等参数均处于变动的状态下，测定发动机的功率。,2020/5/2,25,（1）方法进行无负荷测功时，首先使发动机与传动系分离，并使发动机的温度与转速达到规定值，快速打开节气门（汽油机），使发动机加速，此时功率表便可显示被测发动机的功率。为了取得较准确的测量值，可重复试验几次，取平均值。无负荷测功仪可以测定发动机的全功率，也可测定某一气缸的功率（断开某一缸的点火或高压油路测得的功率和全功率比较，二者之差即为该缸的单缸功率）。各单缸功率进行对比，可判断各缸技术状况（主要是磨损情况）。（2）特点精度稍差，但使用方便、省时、省力,2020/5/2,26,2.2发动机功率检测,2.2.2无负荷测功原理,无负荷测功是基于动力学原理的一种测功方法。当发动机与传动系脱开，并将发动机的节气门从怠速位置急速全开时，发动机将克服本身的惯性力矩，迅速加速到空载最大转速。对某一型号的发动机，其运动件的转动惯量可以认为是一个定值，因此，只要测出发动机在指定转速范围内急加速时的平均加速度，或测量某一转速时的瞬时加速度，就可以确定发动机输出功率的大小。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。,2020/5/2,27,1）测角加速度转矩与角加速度的关系为,式中：Me发动机的有效转矩(Nm)；I发动机运动机件对曲轴中心线的当量转动惯量(kgm2)；n发动机转速(r/min)；d/dt曲轴的角加速度(rad/s2)；dn/dt曲轴的加速度(1/s2)。,2020/5/2,28,把Me代入式Pe(Men)/9550,整理得,式中,K为修正系数。（因为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。）,2020/5/2,29,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。,2020/5/2,30,2）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；1,2测定区间起始角速度和终止角速度，rad/s。,2020/5/2,31,若发动机从1上升到2的时间为T（s），则发动机在这段时间内的平均功率Pem为,以千瓦(kW)作为平均功率的单位，则有,2020/5/2,32,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。,2020/5/2,33,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T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，也可将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。,2020/5/2,34,2.2发动机功率检测,2.2.3无负荷测功仪及测功方法,一仪器方案无负荷测功仪按其工作原理可分为两种方案测瞬时加速度方案测加速时间方案测瞬时加速度方案仪器：传感器、脉冲整形装置、时间信号发生器、加速度计算器、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。,2020/5/2,35,2.2发动机功率检测,测瞬时加速度方案工作原理：飞轮转动时，传感器产生脉冲信号，每分钟的信号脉冲频率数与飞轮齿圈的比值即为发动机的转速。说明：传感器传来的脉冲信号需经过脉冲整形装置的整形、放大、变成矩形触发脉冲信号。,2020/5/2,36,2.2发动机功率检测,2.测加速时间方案仪器：信号传感器、脉冲整形装置、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。,2020/5/2,37,2.2发动机功率检测,原理：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计算与控制电路，使时间停止进入计算器，并把寄存器中的时间脉冲数经A/D转换成电流信号，在指示仪表上显示出加速时间或直接标定成功率。,2020/5/2,38,测加速时间：操作者在驾驶室内迅速地把加速踏板踩到底，发动机转速猛然上升，当“T”表指针显示出加速时间(或功率)时，应立即松开加速踏板，切忌发动机长时间高速空转。记下读数，仪器复零。重复操作三次，读数取平均值。袖珍式无负荷测功仪，带有伸缩天线，可收取发动机运转时的点火脉冲信号，而不必与发动机采取任何有线联接。使用时，用手拿着该测功仪，只要面对发动机侧面拉出伸缩天线，发动机突然加速运转，即可遥测到加速时间和转速。然后翻转测功仪，查看壳体背面印制的主要机型的功率、时间对照表，便可得知发动机功率的大小。不少无负荷测功仪还配备有检测柴油机的传感器，以便对柴油机的功率进行检测。,2020/5/2,39,2.2发动机功率检测,二显示方式（1）指针指示式可指示功率或加速时间的具体数值（2）数字显示式（3）等级显示式（良好、合格、不合格）,2020/5/2,40,2.2发动机功率检测,三测功方法（1）仪器准备(校准、输入数据)（2）发动机准备（预热、调整）（3）仪器与发动机联机（4）测功（发动机怠速时急踩油门，测试）（5）查对功率（对于某一发动机，当起始和终止转速一定时，只要知道加速时间，就可查出发动机输出功率。见教材表2-2）注意事项：不能长时间让发动机高速旋转。,2020/5/2,41,2.2发动机功率检测,2.2.4发动机功率诊断参数标准,国家标准：在用车发动机功率不得低于额定功率的75%，大修竣工后，发动机功率不得低于原设计标定值的90%。(1)发动机功率偏低，可能是燃料供给系调整状况不佳，点火系技术状况不佳，应对油、电路进行调整。若调整后功率仍低时，应结合气缸压力和进气歧管真空度的检查，判断是否是机械部分故障。(2)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。,2020/5/2,42,也可利用在单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，来评价各缸的工作情况。工作正常的发动机，在某一转速下稳定空转时，发动机的指示功率与摩擦功率是平衡的。此时，若取消任一气缸的工作，发动机转速都会有相同的下降值。要求最高与最低下降之差不大于平均下降值的30%。如果转速下降值低于一定规定值，说明断火之缸工作不良。转速下降值愈小，则单缸功率愈小，当下降值等于零时，单缸功率也等于零，即该缸不工作。,2020/5/2,43,注意：发动机在进行断火试验时，断火时间不能过长，否则会造成三元催化器负荷过大以及会造成气缸内积存的燃油过多，冲刷缸壁油膜，加速气缸、活塞环的磨损。,2020/5/2,44,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。(3)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力下的发动机功率，如果要校正到标准大气压下的功率，应乘以校正系数。,2020/5/2,45,2.3气缸密封性检测,气缸密封性与气缸、气缸盖、气缸衬垫、活塞、活塞环、和排气门等零件的技术状况有关，这些零件的磨损、烧蚀、结胶、积炭引起气缸的密封性下降。气缸密封性是表征气缸组技术状况的重要参数。,2.3.1气缸压缩压力的检测,检测气缸压缩压力是检测活塞到达压缩终了上止点时气缸内的压力。,2020/5/2,46,2.3气缸密封性检测,2.3.1气缸压缩压力的检测,一.用气缸压力表检测（1）气缸压力表的结构与工作原理,2020/5/2,47,2020/5/2,48,波登管（Bourdontubes）利用管的弯曲变化或扭转变形测量压力的弹性敏感元件，又称弹簧管。波登管的一端固定，一端活动，其截面形状为椭圆形或扁平形。非圆形截面的管子在其内压力的作用下逐渐胀成圆形，此时活动端产生与压力大小成一定关系的位移。活动端带动指针即可指示压力的大小。最常用的波登管为C型，此外还有螺旋型、C型组合、麻花型等类型（见图）。波登管的材料采用铜基或铁基合金。它与其他压力敏感元件相比灵敏度小些，常用于测量较大的压力，往往与其他弹性元件组合使用。,2020/5/2,49,2020/5/2,50,由表头、导管、单向阀和接头等组成。优点：价格低廉、轻便小巧、实用性强、检测方法简单接头形式：螺纹管式接头、锥型或阶梯型的橡胶接头导管形式：软导管、金属硬导管单向阀作用：当单向阀处于关闭位置时，可保持压力表指针位置以便于读数当单向阀处于打开位置时，可使压力表指针回零,2020/5/2,51,2020/5/2,52,（2）气缸压力表使用方法检测条件发动机应运转至正常温度，拆除全部火花塞或喷油器（柴油机），转速负荷原厂规定。检测方法发动机正常运转，停机后，拆下空气滤清器，用压缩空气吹净火花塞或喷油器周围的灰尘和脏物，然后卸下全部火花塞或喷油器，并按气缸次序放置。对于汽油发动机，还应把分电器中央电极高压线拔下并可靠搭铁，以防止电击和着火，然后把气缸压力表的橡胶接头插在被测缸的火花塞孔内，扶正压紧。,2020/5/2,53,节气门和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），待压力表头指针指示并保持最大压力后停止转动。取下气缸压力表，记下读数，按下单向阀使压力表指针回零。按上述方法依次测量各缸，每缸测量次数不少于两次。,2020/5/2,54,2020/5/2,55,就车检测柴油机气缸压力时，应使用螺纹接头的气缸压力表。如果该机要求在较高转速下测量，此种情况除受检气缸外,其余气缸均应工作。其它检测条件和检测方法同于汽油机。,气缸压缩压力的检测,2020/5/2,56,常见几种车型气缸压缩压力值,2020/5/2,57,诊断参数标准在用汽车发动机按照国家标准大修竣工发动机在用车：GB18565-2001发动机气缸压力不应小于原设计规定值的85%。每一缸压力与各缸平均压力的差，再除以平均压力汽油机不大于8%，柴油机不大于10%。,2020/5/2,58,结果分析当气缸压缩压力的检测值低于标准值时，可由火花塞或喷油器孔注入适量润滑油后，再次检测气缸压力，并比较两次检测结果：1）第二次检测结果比第一次高，并接近标准值，说明气缸、活塞环、活塞磨损过大、活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤。2）第二次检测结果与第一次近似，表明进、排气门或气缸衬垫不密封。3）两次检测结果均表明某相邻两缸压缩压力低，则两缸相邻处的气缸衬垫烧损窜气,2020/5/2,59,当发动机缸压较低时，为了更加确切的测出故障部位，可以拆下发动机空气滤清器，打开散热器盖，加机油口盖和节气门，用一条长3m左右的橡胶管一头接压缩空气气源（600kp以上），另一头通过锥形橡胶头插在该气缸火花塞或喷油孔内。用摇把转动发动机曲轴，使被测气缸活塞处于上止点位置，变速器挂入低速档，此时打开高压气源阀门，听发动机漏气声，空气滤清器处听见表明是进气门封闭不严，排气管听到则是排气门密封不严，散热器加水口有气泡说明气缸衬垫不密封，造成气缸与水套相通，加机油处听到漏气，说明气缸活塞副配合磨损严重。,2020/5/2,60,说明：测量完气缸的压力后，还不能准确地判断故障的部位，需进一步进行确诊。气缸压力的测量结果不但与气缸内各处的密封程度有关，而且还与曲轴的转速有关（如图所示），因此在检测气缸压力时需用转速表监测曲轴转速，保证测量的准确性。,2020/5/2,61,二.用气缸压力检测仪检测测试仪型式：压力传感器式气缸压力检测仪、起动电流式气缸压力检测仪、电感放电式气缸压力检测仪（1）压力传感器式气缸压力检测仪用这种测试仪检测气缸压力时，须先拆下被测缸的火花塞，旋上仪器配置的压力传感器，用起动机转动曲轴35s，由传感器取出气缸的压力信号，经放大后送入AD转换器进行模数转换，再送入显示装置即可获得气缸压力。工作过程：拾取压力信号经A/D转换器转换送入显示装置,2020/5/2,62,(2)用起动电流式气缸压力测试仪检测1）检测原理通过测起动电源蓄电池的起动电流，也可获得气缸压力。这是因为起动机工作时，发动机起动时的阻力矩主要有曲柄连杆机构产生的摩擦力矩和各缸压缩行程受压气体的反力矩（与气缸压力相对应）。其中摩擦力矩基本被认为是常数，而起动机所需要的转矩是起动电流的函数,因而起动电流和受压气体的反力矩存在一一对应关系，。,2020/5/2,63,用该测试仪检测气缸压力时，无需拆下火花塞。只要不是为了测量每缸压力的具体值，就可以通过起动电流来反映每缸的气缸压力。不能测得各气缸压力的具体数值。2）检测方法发动机运转至正常工作温度，并把节气门和阻风门置于全开位置。,2020/5/2,64,2020/5/2,65,（3）用电感放电式气缸压力测试仪检测这是一种通过检测点火二次电感放电电压来确定气缸压力的仪器，仅适用于汽油机。汽油机工作中，随着断电器触点打开，二次电压随即上升击穿火花塞间隙，并维持火花塞放电。火花放电电压也称为火花线，它属于点火系电容放电后的电感放电部分。电感放电部分的电压与气缸压力之间具有近乎直线的对应关系，因此各缸火花放电电压可作为检测各缸压力的信号，该信号经变换处理后即可显示气缸压力。,2020/5/2,66,2020/5/2,67,D区域为燃烧区：当火花塞电极间隙被击穿后，电极间形成电弧使混合气点燃。火花放电过程一般持续0.6-1.5ms，在二次点火电压波形上形成火花线。D区域差异说明分电器或火塞不良。,2020/5/2,68,使用以上3种测试仪检测气缸压力时，发动机不应着火工作。汽油机可拔下分电器中央高压线并搭铁或按测试仪要求处理，柴油机可旋松喷油器高压油管接头断油，即可达到目的。,2020/5/2,69,2.3气缸密封性检测,2.3.2曲轴箱漏气量的检测,发动机工作时单位时间内窜入曲轴箱的气体量为曲轴箱漏气量（单位：L/min）,可以反映气缸活塞组的技术状况或磨损程度。曲轴箱漏气量大，一般是气缸、活塞、活塞环、磨损量大，活塞环对口、结胶、积炭、失去弹性断裂、或缸壁拉伤等原因造成。,2020/5/2,70,上图为一种曲轴箱漏气量测量仪原理图，国内广泛使用的是浮子式气体流量计。,2020/5/2,71,1曲轴箱窜气量的检测方法曲轴箱窜气量的检测一般采用专用气体流量计进行，具体检测步骤如下：(1)打开电源开关，按仪器使用说明书的要求对检测仪进行预调。(2)密封曲轴箱，即堵塞机油尺口、曲轴箱通风进出口等，将取样头插入机油加注口内。(3)起动发动机，待其运转平稳后，仪表箱仪表的指示值即为发动机曲轴箱在该转速下的窜气量。,2020/5/2,72,曲轴箱窜气量除与发动机气缸活塞组技术状况有关外，还与发动机转速和负荷有关。因此在检测时，发动机应加载。发动机加载可在底盘测功机上实现，测功机的加载装置可方便地通过滚筒对发动机进行加载，以实现发动机在全负荷工况下从最大转矩转速至额定转速的任一转速下运转，因此，可用曲轴箱窜气量检测仪检测出各种工况下曲轴箱的窜气量。,2020/5/2,73,2曲轴箱窜气量诊断参数标准对曲轴箱窜气量还没有制定出统一的国家诊断标准，有些维修企业自用的企业标准一般是根据具体车型逐渐积累资料制定的。由于曲轴箱窜气量还与缸径大小和缸数多少有关，很难把众多车型统一在一个诊断参数标准内。有些国家以单缸平均窜气量作为诊断参数。综合国内外情况，单缸平均窜气量值可参考以下标准：汽油机：新机24Lmin，达到1622Lmin时需大修柴油机：新机38Lmin，达到1828Lmin时需大修,2020/5/2,74,曲轴箱窜气量大，一般是气缸、活塞、活塞环磨损量大，使各部分间隙大；活塞环对口、结胶、积碳、失去弹性、断裂及缸壁拉伤等原因造成，应结合使用、维修和配件质量等情况来进行深入诊断。,2020/5/2,75,2.3气缸密封性检测,2.3.3气缸漏气量和气缸漏气率的检测,一.气缸漏气量的检测（1）检测原理：发动机不运转，活塞处于压缩行程上止点，把有一定压力的压缩空气从火花塞或喷油器孔充入气缸，检测压力的变化即可用来表征检测气缸组的密封性。（2）气缸漏气量检测仪的结构与工作原理结构：由减压阀、进气压力表、测量表、校正孔板、橡胶软管、快换管接头、充气嘴等组成，,2020/5/2,76,2020/5/2,77,气缸漏气量检测仪的使用方法【1】发动机预热至正常工作温度。【2】用压缩空气吹净火花塞周围，清除脏物，而后拧下所有气缸的火花塞，并在火花塞孔上装好充气嘴。【3】接好压缩空气源，在检测仪出气口堵塞的情况下，用减压阀调节进气压力，使测量表指针指示0.4Mpa。【4】卸下分电器盖，安装好活塞定位盘，使分火头旋转至第一跳火位置（此时1缸活塞到达上止点，1缸进、排气门均处于关闭位置），然后转动定位盘使刻度对准分火头尖端（分火头也可用专用指针代替）。,2020/5/2,78,【5】为防止压缩空气推动活塞使曲轴转动，变速器应挂高速档，拉紧手制动。【6】把缸充气嘴接上快换接头，向缸充气，此时测量表上的压力读数便反映了该缸的密封性。对于解放和东风等国产发动机，在确认进排气门和气缸衬垫密封良好的情况下，其测量读数值大于250kPa，气缸活塞摩擦副的密封性可诊断为合格；如读数值小于250kPa，则需换环或镗缸换活塞。,2020/5/2,79,二.气缸漏气率的检测,（1）标定接通外部电源，在仪器出气口密封的情况下，调节减压阀，使测量表指针指示为“0%”，表示气缸不漏气；打开仪器出口，测量表指针回落至最低点，标定为“100%”，表示气缸内的压缩空气百分之百漏掉。（2）诊断参数标准一般说来，当气缸漏气率达3040时，如果能确认进排气门、气缸衬垫、气缸盖和气缸套等是密封的(可从各泄漏处有无漏气或迹象确认)，则说明气缸活塞摩擦副的磨损临近极限值，已到了需换环或镗磨缸的程度。010%良好10%20%一般20%30%差30%以上有问题,2020/5/2,80,2.3气缸密封性检测,2.3.5气缸组技术状况窥视,发动机的燃烧室，在使用内窥镜的条件下能对汽车各总成、机构内部进行不解体检测诊断时，了解其内部的情况。一纤维内窥镜的结构与工作原理一般由目镜、操作部、镜身、头端部、导光光缆及其光源插头等组成。（1）基本结构目镜用于检测人员观察图像操作部包括调焦装置、转角控制钮和转角控制锁紧钮等。镜身由钢丝管和蛇形钢管制成，具有保护作用。,2020/5/2,81,头端部有物镜和导光窗等装置。导光光缆及其光源插头导光光缆内有导光束和控制自动曝光的电线等。,（2）主要附件光源教学镜普通照相机电视摄像机内窥镜电视系统,2020/5/2,82,（3）工作原理纤维内窥镜遵循光全内放射原理，使光的传导在光学纤维内从一端到另一端有序地进行。当光学纤维弯曲时，反射角相应地变化，光的传递就随纤维的弯曲而弯曲，就能看到从任何方向传来的物象。二纤维内窥镜的使用方法（1）准备工作（2）检查内窥镜及附件检查项目：插入软管、弯曲部（3）检查转角调节钮（4）检查转角调节锁紧钮（5）检查光学系统（6）检查导光软管（7）电视系统的准备与调整,2020/5/2,83,2.4示波器与汽油机点火波形观测,2.4.1示波器,示波器可显示电压随时间变化的波形，可用来显示点火系波形、电子元器件波形、柴油机高压油管压力波形和发动机异响波形等，显示速度比一般电子检测设备快，是唯一能即时显示瞬态波形的仪器。基本功能：显示电压随时间的变化，除用于观察状态变化外，还可以检测电压、频率和脉冲宽度等。,2020/5/2,84,一.示波器组成和功能（1）组成由传感器、中间处理环节和显示器等组成（2）类型按基本形式分：模拟式示波器、数字式示波器按显示器形式分：阴极射线管式示波器、液晶式示波器按用途分：通用式示波器、专用式示波器模拟式示波器扫描速度快，能即时反映被测线路的状态，但无记忆功能，波形有些闪烁。数字式示波器将模拟电压信号转换成数字信号，可以编程和自行设定，并能与数据库连接。波形显示速度较慢，波形轨迹不是即时状态，但图像较为稳定，不闪烁。,2020/5/2,85,阴极射线管式示波器当示波器电路中得到电荷时，水平的两块偏转板会使电子束从左至右横向掠过屏幕，从而在屏幕上出现一条光亮的线条，然后再从右至左变暗扫描。液晶式示波器显示器的屏幕为夹层结构，由两层玻璃组成，中间夹有液晶,2020/5/2,86,二.示波器功能（1）可测试发动机传感器、执行器、电路和点火系（2）具有汽车万用表功能（3）内部置有汽车数据库和标准波形（4）有记录、回放功能，可捕捉到瞬间出现的故障,2020/5/2,87,三波形走向与含义示波器显示的波形，在垂直方向上表示电压，在水平方向上表示时间，以基线为基准，之上为正电压，之下为负电压。波形是信号的轨迹：水平直线电压恒定斜线电压稳定的变化（变大或变小）垂线电压突变四.示波器控制和使用方法控制主要指对Y轴电压和X轴时间的控制,2020/5/2,88,传统点火系统（六缸）,2.4.2点火波形观测方法,2020/5/2,89,对点火系统一般的要求是：（1）火花要具有足够高的击穿电压。（2）火花要有足够的能量保证可靠点火。（3）火花时刻要能够适应发动机工况的变化。点火示波器能将每个气缸的点火电压随时间的变化关系用波形的形式直观的表现出来，以便于观察、分析和判断。一.标准单缸点火波形（1）二次标准波形由于次级电压对发动机的正常点火至关重要，实际检测诊断中应用更多的是次级电压波形。对次级电压标准波形可作如下说明:1）A点：断电器触点断开，或电子点火器输出断开，点火线圈初级突然断电，导致次级电压急剧上升。,2020/5/2,90,2020/5/2,91,（2）AB段断电器触点打开的瞬间，由于一次电流迅速下降，点火线圈内一次线圈的磁场迅速消失，在二次线圈中感应出的高压电动势急剧上升。当二次电压还没有到达最大值时，就将火花塞间隙击穿。击穿火花塞间隙的电压称为击穿电压，即AB段，AB线也称为点火线。（B点的高度表明点火系统克服火花塞间隙、分火头间隙、高压导线各电阻并将混合气点燃的实际二次电压）（3）BC段击穿火花塞间隙后的放电电压；（4）CD段：火花塞间隙击穿后，通过火花塞间隙的电流迅速增加，致使两电极间隙间引起火花放电，火花放电电压比较稳定。CD的高度表示火花放电的电压，宽度表示火花放电的持续时间。它反映了点火能量的大小，也是保证可靠点火的重要条件。CD线称为火花线。,2020/5/2,92,据资料介绍，当发动机转速为2000r/min时，火花放电持续时间约为0.001s，即使一个完整的点火循环，对于六缸发动机来说也不过0.01s。,2020/5/2,93,在火花塞间隙被击穿的同时，储存在C2（系指分布电容，即点火线圈匝间、火花塞中心电极与侧电极间、高压导线与机体间所具有的电容量总和）中的能量迅速释放，故ABC段称为“电容放电”。其特点是放电时间极短（1s），放电电流很大（可达几十安培）。所以，A、C两点基本上是在同一垂线上。但电容放电只消耗了磁场能的一部分，剩余磁场能所维持的放电称为“电感放电”。其特点是放电电压低，放电电流小，持续时间长，但振动频率仍然较高。所以，整个ABCD段波形为高频振荡波形。,2020/5/2,94,（5）DE段：当保持火花塞间隙持续放电的能量消耗完毕，电火花在D点消失，点火线圈和电容器中的残余能量以低频震荡的形式消耗完毕。（此时电压变化为连续的低频振荡，波峰一般在45个以上，当波峰减少时说明电容漏电或击穿）,2020/5/2,95,（6）EF点：断电器触点闭合，或电子点火器输出导通使点火线圈初级突然闭合，点火线圈一次电路又有电流通过，引起次级电压突然增大。（一次线圈电流减小时，即断电器触点断开时，二次线圈产生正的高压电，反之，一次线圈电流增大时，即断电器触点闭合时，二次线圈产生负的电压）（7）FA段：因初级电流接通而引起回路电压出现衰减振荡。这段称为第二次振荡。振荡消失后，电压恢复到零。（8）整个波形中，从A点到E点对应初级电流不导通，次级线圈放电阶段，也就是传统点火系统中断电器触点断开阶段；从E点到A点对应初级电流导通，线圈储能阶段，也就是传统点火系统断电器触点闭合阶段。,2020/5/2,96,2020/5/2,97,断电器触点的张开时间、闭合时间和点火间隔，一般用分电器凸轮轴转角表示。多缸发动机的点火间隔：4缸发动机为90；6缸发动机为60；8缸发动机为45。所以，断电器触点的张开时间和闭合时间又可分别称之为触点张开角和触点闭合角。上述角度如果用曲轴转角表示，对于四冲程发动机来说须乘以2。,2020/5/2,98,（2）一次标准波形（白金波形）ab：断电器触点打开，一次电压迅速增加abd：高频振荡波形de：二次点火放电终了时，点火线圈和电容器中的残余能量继续释放，一次电路出现低频振荡波形,2020/5/2,99,二.波形排列形式采集到点火信号后，通过不同的排列形式，以便于检测人员从不同的排列形式中观测、分析判断点火系技术状况。（1）多缸平列波从左至右按点火次序将所有各缸点火波形首尾相连（2）多缸并列波从上至下按点火次序将所有各缸点火波形的首对其并分别放置,2020/5/2,100,（3）多缸重叠波将所有各缸点火波形之首对其并重叠在一起的排列形式,（4）单缸选缸波任何一缸的单缸点火波形,2020/5/2,101,三.点火波形上的故障反映区(传统点火系统)A区：断电器触点故障反映区B区：电容器、点火线圈故障反映区C区：电容器、断电器触点故障反映区D区：配电器、火花塞故障反映区,2020/5/2,102,C区域为点火区：当一次电路切断时，点火线圈一次绕组内电流迅速降低，所产生的磁场迅速衰减，在二次绕组中产生高压电（15-20KV)，火花塞间隙被击穿。火花塞电极被击穿放电后，二次点火电压随之下降。C区域异常说明电容器或断电器触点不良。D区域为燃烧区：当火花塞电极间隙被击穿后，电极间形成电弧使混合气点燃。火花放电过程一般持续0.6-1.5ms，在二次点火电压波形上形成火花线。D区域差异说明分电器或火塞不良。,2020/5/2,103,B区域为振荡区：在火花塞放电终了，点火线圈中的能量不能维持火花放电时，残余能量以阻尼振荡的形式消耗贻尽。此时，点火电压波形上出现具有可视脉冲的低频振荡。B区域异常说明点火线圈不正常。A区域为闭合区：一次电路再次闭合后，二次电路感应出15-20KV与蓄电池电压相反的感生电压。在点火波形上出现迅速下降的垂直线，然后上升过渡为水平线。A区域异常多为断电器不正常。,2020/5/2,104,4点火示波器使用方法1）观测项目发动机点火示波器，可观测、分析、判断传统点火系下列项目：（1）断电器触点闭合角。（2）各缸波形重叠角。（3）点火提前角。（4）断电器触点是否烧蚀。（5）断电器活动触点臂弹簧弹力是否正常。（6）火花塞是否“淹死”或断续点火。（7）各缸点火高压值。（8）火花塞加速特性。（9）点火系最高电压值。,2020/5/2,105,（10）分火头跳火间隙。（11）点火线圈二次线圈是否断路。（12）电容器性能是否良好等。2）准备工作（1）按示波器使用说明书要求，对仪器通电预热、检查校正，待符合要求后再投入使用。（2）起动发动机，预热到正常工作温度。,2020/5/2,106,3）示波器与发动机联机示波器与发动机联机，是指示波器点火传感器（包括夹持器等）与发动机点火系有关部位的连接。传统点火系一次点火信号是从断电器触点两端采集的，二次点火信号是从点火线圈高压总线上采集的，具体连接方法请见点火示波器使用说明书。元征EA-1000型发动机综合性能分析仪（带有点火示波器功能）的联机方法如下。,2020/5/2,107,（1）传统点火系：元征EA-1000型发动机综合性能分析仪（以下简称为分析仪）的电源夹持器夹持在蓄电池正、负极上，红正、黑负；一次信号红、黑小鳄鱼夹分别夹在点火线圈的一次接线柱上，红正、黑负；1缸信号传感器（外卡式感应钳）卡在第1缸高压线上；二次信号传感器（外卡式电容感应钳）卡在点火线圈中心高压线上。,分析仪传感器与传统点火系联机方法,2020/5/2,108,通过二次信号传感器的信号可获得二次点火波形，通过1缸信号传感器信号的触发，可获得按点火次序排列的各缸波形。,分析仪传感器与传统点火系联机方法,2020/5/2,109,4）使用方法（1）在分析仪主菜单上选择“汽油机”，在副菜单上选择“点火系统”，在下一级菜单中选择“次级点火信号”，于是分析仪屏幕显示点火系次级检测界面。（2）点击界面下端的波形切换软按钮，可分别观测到二次多缸平列波、二次多缸并列波（三维波形）和二次多缸重叠波。需要指出的是，显示屏幕上击穿电压的坐标刻度具有智能性，当测得的击穿电压值大于20kV时，量程会自动更换为40kV。（量程自动切换）,2020/5/2,110,2020/5/2,111,（3）在点火系统的下级菜单中选择“初级点火信号”，于是分析仪屏幕显示点火系初级检测界面。（4）点击界面下端的其他软按钮，可实现数据存储、图形存储、故障诊断、图形打印和返回主菜单功能。,观测一次点火波形,2020/5/2,112,多缸发动机故障波形分析与诊断：以传统点火系实测的次级平列波为例分析及诊断点火系故障，这些四缸发动机的点火次序为：1243，其次级点火波故障波形如图220所示。图220a所示为四缸发动机点火系正常工作时的次级平列波，其点火电压符合原厂规定，约为8KV，且各缸点火电压相差小于2KV，基本一致。,图220四缸发动机次级点火平列波形,2020/5/2,113,图220b中，各缸点火电压均高于标准值，说明其高压回路有高阻，多为点火线圈的高压线插孔、分电器高压线插孔及分火头等有积炭，各缸火花塞间隙偏大，高压线内有高阻（断线、接插不牢固）等原因所致（电阻分压）。图220c中，2缸点火电压偏高，说明该缸高压电路存在高阻故障，可能是该缸火花塞间隙偏大，该缸分压线接触不良，以及分火头与该缸分压线插座间隙过大等原因所致。,图220四缸发动机次级点火平列波形,2020/5/2,114,混合气过浓或是过稀对点火电压的影响是指混合气空燃比的变化对于汽油发动机点火电压的影响，如下图所示：空燃比的变化对点火电压的影响不是一定的。,2020/5/2,115,图220d中，各缸点火电压过低，也可能是火花塞脏污，火花塞电极间隙太小等原因所致。（回路电阻过小）图220e中，3缸点火电压过低，说明该缸高压电路存在短路故障，可能是该缸火花间隙太小，火花塞脏污等原因。（回路电阻过小）图220f中，4缸点火电压过高，为4缸高压线掉落而开路所致。有时为诊断点火系性能，特意从火花塞上拨掉某缸高压线进行开路单缸高压测量，此时，该缸点火电压达到2030KV。（回路电阻过大）,图220四缸发动机次级点火平列波形,2020/5/2,116,2）二次多缸并列波也称为高压多缸并列波。该波形的最大优点是，既能观察到点火系整体（所有各缸的点火波形），又能观察到点火系个别（每个单缸的点火波形）。正常的二次多缸并列波，各缸的火花线长度应相等，各缸的低频振荡波和闭合段波形应上下对齐，振幅应一致。,标准二次并列波,2020/5/2,117,与标准波形对照，实测波形上异常之处，即反映点火系有故障。利用二次多缸并列波（既可以观察单缸点火性能，也可以观察整体点火性能），可获得单缸选缸波，并能进行下列参数测量和故障诊断。以元征EA-1000型发动机综合性能分析仪为为例，介绍如下。（1）可观测到单缸选缸波：按F3键可按点火次序分别得到各缸点火波形，其他缸波形消失，以便于单独观测。,2020/5/2,118,（2）可进行下列参数测量可测得各缸断电器触点闭合角值，被测发动机的断电器触点闭合角（凸轮轴转角）（以下简称“闭合角”）已显示在检测界面上，按F3热键，可显示出各缸的闭合角值。测得的闭合角值要与标准值对照。,观测二次多缸并列波,2020/5/2,119,在点火系技术状况良好的情况下，各缸闭合角应占点火间隔的百分比和对应的分电器凸轮轴转角如下：4缸发动机：45%50%（4045分电器凸轮轴转角）90点火一次；6缸发动机：63%70%（3842分电器凸轮轴转角）60点火一次；8缸发动机：64%71%（2932分电器凸轮轴转角）45点火一次。有些点火示波器显示的是闭合角占点火间隔的百分比，有些点火示波器显示的是闭合角对应的分电器凸轮轴转角。,2020/5/2,120,如果测出的闭合角太小，说明断电器触点间隙太大。这不仅有可能使点火时间提前，而且造成高速时点火高压不足（储能时间过短，能量不足）。若测出的闭合角太大，则说明断电器触点间隙太小。这不仅有可能使点火时间推迟，而且造成某些缸由于断电器触点张不开而缺火。因此，应调整断电器触点间隙为0.350.45mm，使闭合角符合要求。但调整断电器触点间隙后，点火提前角也随之改变，因而还应重新校正点火正时，以保证发动机的动力性、经济性和排放净化性符合要求。,2020/5/2,121,可测得各缸的击穿电压值、火花电压值和火花持续时间按下F4热键或图4-64检测界面下方的“SHOWDATA”软键，可动态显示出各缸的击穿电压值、火花电压值和火花持续时间（ms）。当各缸的这些数值不一致时，可对照有关缸波形异常，找出点火系故障。（3）可进行下列常见故障诊断：由于资料来源的关系，以下二次多缸并列波是以单缸波形的形式出现的。需要提请注意的是，不少故障是出现在二次多缸并列波上每一缸波形上的，也有些故障是出现在某一单缸波形上的，要具体故障具体分析。,2020/5/2,122,如果二次并列波反置，如图所示，说明点火系一次线路接反。（正负极接反会导致启动困难，火花塞工作时，中心电极温度高于侧电极，电子从中心电极向侧电极运动较为容易，反之较难，接反会导致击穿电压提高10%-20%，点火可靠性下降）如果二次并列波触点闭合处有杂波，如图所示，说明断电器触点电阻太大（烧蚀）。,一次线路接反,断电器触点电阻太大,2020/5/2,123,如果二次并列波在断电器触点断开