汽车检测与诊断技术(第3章3).ppt

汽车检测与诊断技术,宋力（4学时）内蒙古工业大学交通运输系,目录,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）,第1章汽车检测与诊断基础知识(4学时),2020/5/3,3,教学目的及要求点火波形的形成原理点火波形的检测方法点火波形对比检测点火系故障示波器分析仪的用法点火角的检测仪器及检测方法重点：检测及分析方法难点：点火波形的形成,3.5点火系统的检测,一、各类型点火系统传统点火系结构和工作原理磁电式点火过程电控点火过程无分电器的电控点火系统点火系统的控制,3.5点火系统的检测,蓄电池点火系的组成,3.5点火系统的检测,3.5点火系统的检测,火花塞,传统点火系,ironcore,3.5点火系统的检测,传感器的磁路,contactpointsignalgenerator,单击图片动画演示,3.5点火系统的检测,单击图片动画演示,3.5点火系统的检测,单击图片动画演示,3.4点火系统的检测,点火系统的控制点火正时指正确的点火时间，一般用点火提前角表示。从点火开始到活塞到达压缩上止点曲轴转过的角度称为点火提前角。点火提前角与转速、负荷、水温、进气温度、爆震、空调、起动开关有关。,3.4点火系统的检测,初始角：无提前装置或未控制的点火角，即最初调整值。基本角：随工况变化，负荷、转速，内存脉谱图角。修正角：其他产生因素，进一步优化。修正有：水温、大气温度修正；稳定怠速修正；氧反馈修正；爆震修正；额外负荷修正；暖机修正。,3.5点火系统的检测,点火系统的控制,点火系统对以下三个方面进行了控制：点火提前角（点火正时）控制；点火能量控制；防爆震控制。,点火提前角控制,3.5点火系统的检测,三维点火特性脉谱图,实际点火提前角的控制,点火能量控制,恒流控制闭合角控制爆震控制,爆震的控制过程,2020/5/3,24,二、点火电压波形检测与分析点火波形：点火电压随时间的变化关系（转角）。波形的形成：电路接通（触点、三极管通），一次线圈有电流通过并随时间按指数规律增长，电压下降到零，电流越大，磁场越强。为防止电流过大点火线圈发热绝缘破坏，有限流。一次电路接通在二次电路产生互感电动势，但弱。为向下的振荡波，15002000V。,3.5点火系统的检测,2020/5/3,25,闭合（导通）时间越长，电流越大，磁场能越大。一次电路切断，一次电流磁场迅速消失，一次电压因自感而升高，二次电压因互感而生。电感大，电容小，匝数比小，二次电压高。一次自感电压为300V，二次为1.52万伏，击穿电压48千伏。,3.5点火系统的检测,2020/5/3,26,二次电压击穿火花塞后，放电产生火花，电压降低形成火花线。放电时间0.61.6ms。当点火线圈的能量消耗到不足以维持火花放电时，火花终了，电压能量在电容与电感之间充放电形成3-5次振荡。,3.5点火系统的检测,能量大，则火花线高而宽。由于互感，二次波形的变化也使一次波形与之相同。通电电流增加，断电电流减少，都产互感，但感应电压方向相反。,3.5点火系统的检测,2020/5/3,28,三、检测仪器电压、电流及能转化为电压、电流的非电量，都可表示示波器。点火波形、缸压、油压、异响波形检测方法：,3.4点火系统的检测,2020/5/3,29,一次波形：红黑鱼夹在断电路器两端（传统点火，且能控制单缸断火）。红鱼夹夹在点火线圈低压接线柱或IG-上，黑鱼夹接地（E1）（电子点火）。,3.5点火系统的检测,2020/5/3,30,二次波形：高压传感器夹中央高压线上；转速传感器夹在缸线，采集转速、点火时间和点火顺序。无中央高压线的，两者可都夹缸线上。,3.5点火系统的检测,2020/5/3,31,、波形分析：发火线（击穿电压）电压1.5-2万伏，击穿电压4-8千伏。过高：电阻过大；断线；接触不良；脏污。拔下高压线与火花塞距离加大，击穿电压升高。高压线搭铁，电压应低于4000V，否则有间隙过大处。,3.5点火系统的检测,初级电压波形,3.5点火系统的检测,次级波形,3.5点火系统的检测,火花线：1000r/min，火花时间为1.5ms。时间过短：火花塞间隙大；电极烧蚀或间隙大；高压线电阻大；混合气稀；点火过迟。过长：火花塞积碳，间隙小，短路。,3.5点火系统的检测,波形倒置：点火线圈初级接反，电压波形倒置，点火能量小。闭合角控制：电控闭合角可调。振荡区分析：5-8个波形，如少，说明点火线圈短路，一次线圈接触不良。闭合区分析：闭合区可变长，闭合段有上升，凸起，属正常。因有限流和闭合角可调功能。,3.5点火系统的检测,4、单缸次级电压的故障波形分析：断电高压产生之前出现小的多余波形，说明断电器触点接触面不平，在完全断开之前有瞬间分离现象，引起电压抖动。,3.5点火系统的检测,火花线变短，很快熄灭，说明点火系统储能不足。可能是供电电压偏低，或初级电路导线接触不良造成的。,3.5点火系统的检测,第二次振荡波形之前出现小的杂波，可能是由断电器触点接触面不平，在完全闭合之前有不良接触所致。,3.5点火系统的检测,在触点闭合阶段，存在多余的小的杂波，可能是初级电路断电器触点搭铁不良，或各接点接触不良，引起了小的电压波动。,3.5点火系统的检测,第二次振荡波形存在严重的杂波，这一般是由于断电器触点臂弹簧弹力太弱，使触点闭合瞬间引起弹跳所致。,3.5点火系统的检测,击穿电压过高，且火花线较为陡峭，这可能是火花塞间隙太大，或次级电路开路等所引起。火花间隙越大，所需击穿电压越高，而且往往没有良好的放电过程。,3.5点火系统的检测,击穿电压和火花线都太低，且火花线变长，这可能是火花塞间隙太小或积炭较严重。在这种情况下，击穿电压就会很低，而火花放电时间则较长。,3.5点火系统的检测,火花线中出现干扰“毛刺”，可能是分电器盖或分火头松动。这样，在发动机高速运转时，因分电器的振动会使火花塞上的电压不稳定而出现抖动。,3.5点火系统的检测,完全没有高压击穿和火花线波形，说明火花塞未被击穿，也就没有火花放电过程。产生的原因可能是次级高压线接触不良或断路，或者火花塞间隙过大。,3.5点火系统的检测,第一次振荡次数明显减少，可能的原因是断电器触点并联的电容器漏电、电容器容量不够或初级线路接触不良，导致线路上电阻增大、耗能增加，火花熄灭后剩余能量小，振荡衰减加快。,3.5点火系统的检测,整个次级电压波形上下颠倒，说明点火线圈初级两端接反或将电源极性接反了。从而初级电流、以至次级电压都改变了方向。,3.5点火系统的检测,与正常时相比，触点闭合阶段变短，说明断电器触点间隙过大了。反之，若闭合阶段变长，就说明触点间隙太小了。,3.5点火系统的检测,实际上，次级电压波形不仅与点火系统的状况有关，还要受发动机内部工作状况（温度、压力、燃气成分等）的影响，情况较为复杂。所以在实践中还可能会遇到很多不同形状的故障波形。只要我们掌握了点火系统的基本工作原理，就不难根据故障波形作出相应的分析判断。,3.5点火系统的检测,四、点火正时检测：点火正时指正确的点火时间，一般用点火提前角表示。从点火开始到活塞到达压缩上止点曲轴转过的角度称为点火提前角。点火提前角与转速、负荷、水温、进气温度、爆震、空调、起动开关有关。,3.5点火系统的检测,初始角：无提前装置或未控制的点火角，即最初调整值。基本角：随工况变化，负荷、转速，内存脉谱图角。修正角：其他产生因素，进一步优化。修正有：水温、大气温度修正；稳定怠速修正；氧反馈修正；爆震修正；额外负荷修正；暖机修正。,3.5点火系统的检测,2、频闪法检测：缸跳火时，接在一缸线上的传感器信号触发正时灯闪光，闪光照射到飞轮或皮带轮上的刻度与零刻度距为点火角。若把闪光推迟到固定标记与零刻度对齐时发生，延时电路中可变电位计电阻的变化量（电流的变化量）表示点火角。延时越大，点火角越大。,3.5点火系统的检测,可测初始角，各工况点火角（包括怠速，小、中、大负荷）,3.5点火系统的检测,点火正时灯,3.5点火系统的检测,发动机分析仪的功能无负荷测功点火波形其它波形（喷油器、转速传感器）进气管真空度波形（压力传感器）各缸工作均匀性起动电流、发电机电压万用表功能点火角排气分析,3.5点火系统的检测,各零部件的工作原理与拆检,高压线高压线束安装于发动机密封盖的下部，它从左右两侧分电器引出后，便按V形8缸的点火顺序向两侧的气缸分流，其左右线柬都有线夹固定。点火线圈的检测检测初级绕组的电阻冷态：0.36-0.55热态：0.45-0.65冷态：9.0-15.4k热态：11.4-18.1k,冷态：9.0-15.4k热态：11.4-18.1k,检测次级绕组的电阻,（1）闭合部分：观察点火线圈在开始充电时是否保持相对一致的波形的下降沿。下降沿一致，表明各缸闭合角一致，点火正时正确。（2）点火线：观察各缸跳火电压高度的一致性，在急加速或高负荷时，由于燃烧压力的增加，跳火峰次级点火波形分析，如图5值电压将会增高。任何与其它信号峰值高度的实际偏差都可能意味着故障。,点火波形分析,（3）火花线：火花线近似水平，火花线的起点和燃烧电压一致且稳定，表明各缸的空燃比一致，火花塞是正常的。如果混合比太稀，燃烧电压就比正常低一些。如果火花塞有污蚀或积炭，火花塞的起点就会上下跳动，火花线明显会倾斜。火花线上有过多的杂波，表明气缸点火不良，由于点火过于早，喷油器损坏，火花塞污蚀，或其它原因。（4）燃烧线：观察火花或燃烧线应十分“干净”，没有过多的杂波在燃烧线上，过多的杂波表明气缸点火不良，由于点火过早喷油器损坏，污浊火花塞或其它原因。燃烧线的长短表明气缸内的混合气的浓与稀。燃烧线过长表示混合气过浓，燃烧线过短表示混合气过稀。（5）点火线圈振荡：观察在燃烧线后面最少两个，最好多于三个的振荡波，这表明点火线圈正常。,如图所示，观察跳火峰值电压高度各缸是否相对一致。任何与其它信号相比高度发生实际改变的信号都意味着故障。一个比其它气缸低下很多峰值可能说明这个气缸点火次级电路中存在着高电阻，这可能意味着开路或火花塞高压线电阻太高；一个比其它气缸低很多的峰值可能说明气缸火花塞高压线短路、火花塞间隙小、火花塞破裂或污浊。,初级点火波形分析,分电器和凸轮轴位置传感器,1UZ-FE型发动机有二只分电器，每只分电器负责4只气缸的高压点火配电，左右侧分电器分别安装于左右侧凸轮轴正时皮带轮的内壳内。,检查凸轮轴位置传感器的电阻左右侧凸轮铀位置传感器电阻值如下：冷态：835-1400热态：1060-1645,凸轮轴位置传感器的波形分析,曲轴转速传感器,曲轴转速传感器的检测测定传感器的电阻。冷态：835-1400热态：1060-1645,曲轴转速传感器的波形分析,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,转子式机油泵,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,润滑系统检测的主要参数为：机油压力、机油消耗量和机油品质。这些参数既可表征润滑系的技术状况，又可反映曲柄连杆机构有关配合副的技术状况。,3.6润滑系统的检测,一、机油压力的检测：1、机油泵性能，限压阀调整、机油道、滤清器，工作温度影响油压。主轴瓦间隙每增0.01mm，油压降0.01MPa2、常用转速，汽油机机油压力应为0.20.4MPa，低温启动时，允许到0.45MPa，发动机温度升高后，允许降至0.15MPa，而柴油机的机油压力应为0.290.59MPa。,3.6润滑系统的检测,二、机油消耗量检测机油消耗量的影响因素很多，润滑系统渗漏、空气压缩机工作不正常、机油规格不符、气缸活塞组磨损、间隙增大、机油窜入燃烧室燃烧等都会影响机油消耗量。汽车正常使用时，发动机机油消耗量并不大。磨损小、工作正常的发动机，机油消耗量约为0.10.5L/100km；发动机磨损严重时，可达1L/100km或更多。,3.6润滑系统的检测,三、机油品质检测与分析汽车发动机润滑油为机油，机油在使用过程中，由于杂质污染、燃油稀释、高温氧化、添加剂消耗或性能丧失等原因，致使机油品质逐渐下降直至功能丧失。同时在外观上，还表现为颜色变黑、粘度上升或下降。,3.6润滑系统的检测,引起机油污染的杂质主要来自摩擦表面的磨损微粒、外界尘埃以及积炭等；发动机工作不正常、不完全燃烧或缺火可使未燃燃油流入油底壳而使机油稀释；发动机工作过程中产生的高温，特别是当发动机气缸活塞组磨损严重、间隙增大，在燃烧行程有高温、高压气体窜入曲轴箱时，会加剧机油氧化，生成氧化产物和氧化聚合物而使机油变质。,3.6润滑系统的检测,机油品质检测与分析的常用方法有：不透光度分析法介电常数分析法滤纸斑点分析法光谱分析法铁谱分析法磁性探测器分析法,3.6润滑系统的检测,1不透光度分析法发动机在使用过程中，润滑油的杂质含量将逐渐增多，粘度下降或增加，添加剂性能丧失。表现在外表上，润滑油颜色会逐渐变黑。机油污染程度越大，变黑的程度也越大。根据这一现象，可通过测量一定厚度机油膜的不透光度来检测机油的污染程度。,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,1-稳压电源；2-光源；3-油池；4-光敏电阻；5-参比电阻；6-直流放大器；7-透光度计,检测过程：首先在油池内放入所测机油的标准油样（清洁机油），调整参比电阻使电桥平衡，此时透光度计指示为零；然后把发动机刚停车后曲轴箱油尺上的机油作为测试油样滴入油池。由于测试油样已受到污染，油池内测试油样油膜与标准油样油膜的透光度有差异，光源照到光电管上的光线强度也有差异，从而引起光敏电阻阻值的变化使电桥失去平衡。所测油样污染程度越大，电桥不平衡程度越大，电桥输出的电流越强，透光度计指针偏转越大，从而反映出了机油的污染程度。,3.6润滑系统的检测,2介电常数分析法介电常数分析法的工作原理电容的电容值除了与两极板间的面积和极板间的距离有关外，还与极板间的填充物质有关。对于一个已经确定了极板面积和距离的电容，极板间填充物质对于电容值的影响可用一个系数反映，这个系数称为介电常数。,3.6润滑系统的检测,C=S/式中C电容；S极板间相互覆盖的面积；极板间距离；介电常数。,3.6润滑系统的检测,3滤纸油斑试验法,3.6润滑系统的检测,测试条件：滤纸：使用直径7cm或直径9cm定性快速滤纸。滴油棒：使用直径为2mm、长150mm的金属棒，棒的尖端需磨光滑。滴油温度：在室内常温下进行，最低温度控制在20，要求油温与室温基本一致。滴油量：用直径2mm滴油棒平均滴油量约为0.02g。油样：必须在补加新机油前、发动机运转5min后采取。,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,滤纸斑点图谱及对比分析1级：滤纸斑点图的核心区和扩散环光亮无色或颜色很浅，无明显沉积环。2级：滤纸斑点图的沉积环与扩散环界限分明，扩散环很宽，油环明亮。3级：滤纸斑点图沉积环暗黑，扩散环较宽，油环明亮。,3.6润滑系统的检测,4级：滤纸斑点图沉积环深黑，扩散环开始缩小，油环浅黄。5级：滤纸斑点图沉积环深黑，甚至呈油泥状，不易干，扩散环狭窄，油环扩大且呈黄色。6级：滤纸斑点图只剩极黑的沉积环与棕黄包油环，扩散环已完全消失。,3.6润滑系统的检测,3.6润滑系统的检测,4光谱分析法,1-高压激发源；2-回转石墨盘；3-油样池；4-入口缝隙；5-光栅；6-特征光谱；7-焦点曲线；8-出口缝隙；9-光电传感器；10-信号分析仪；11-信号处理仪；12打印机,测试结果分析：发动机气缸与活塞环配合副的磨损产物约占机油中全部金属微粒的85。机油中含铁量过高时，说明气缸与活塞环磨损严重；其次，当曲轴、凸轮轴的各轴颈和挺杆与凸轮配合副磨损时，也使机油中铁含量增加；若缸套镀铬或活塞环镀铬，则当机油中铬含量增加时，也可表明气缸、活塞环的磨损情况，但铬含量远比铁含量要小。,3.6润滑系统的检测,活塞磨损使机油中铅含量增加。发功机曲轴和凸轮轴使用的滑动轴承多为锡基、铅基、钢基、铝基巴氏合金，当机油中锡、铅、钢、铝等元素增多时，若可知发动机的轴承材料配方，即可判断滑动轴承的磨损情况。机油中硅含量增多时，表明发动机空气滤清器和曲