第二章 汽车发动机技术状况检测与故障诊断

1、第五节第五节汽油机燃油供给系统检测汽油机燃油供给系统检测第五节第五节汽油机燃油供给系统检测汽油机燃油供给系统检测一、混合气质量检测二、化油器的检测与调整三、电控喷油信号和燃油压力的检测四、汽油泵的检测图3-29空燃比测定原理框图一、混合气质量检测一、混合气质量检测1. 空燃比的直接测定一、混合气质量检测图3-30汽油机排气成分与空燃比的关系一、混合气质量检测2. 2. 空燃比的间接分析空燃比的间接分析(1) (1) 汽油机的排气成分与空燃比的关系在保证发动机动力性汽油机的排气成分与空燃比的关系在保证发动机动力性的前提下，获得最佳经济性和排气净化，是发动机燃油供给系的前提下，获得最佳经济性和排气

2、净化，是发动机燃油供给系统技术状况好、供给可燃混合气质量高的表现。统技术状况好、供给可燃混合气质量高的表现。(2) (2) 空燃比的分析方法发动机排气成分的检测方法见本书第空燃比的分析方法发动机排气成分的检测方法见本书第一章第五节，根据检测结果可对混合气的空燃比是否适当进行一章第五节，根据检测结果可对混合气的空燃比是否适当进行分析。分析。二、化油器的检测与调整二、化油器的检测与调整1.1.准备工作准备工作把发动机预热至正常工作温度。把发动机预热至正常工作温度。预热并校准废气分析仪。预热并校准废气分析仪。从化油器上拆除空气滤清器。从化油器上拆除空气滤清器。接好转速表，把发动机怠速调到原厂规定转速

3、。接好转速表，把发动机怠速调到原厂规定转速。把废气分析仪的取样探头插入排气管中，插入深度不小于把废气分析仪的取样探头插入排气管中，插入深度不小于3 300mm00mm。二、化油器的检测与调整2.2.检测与调整检测与调整使发动机在怠速工况下运转，读取测得的使发动机在怠速工况下运转，读取测得的COCO、HCHC及及O O2 2、COCO2 2浓浓度值。度值。 废气中废气中COCO、HCHC含量过高时，应在仪器的监测下调整。稍许拧含量过高时，应在仪器的监测下调整。稍许拧入怠速混合气调整螺钉，若入怠速混合气调整螺钉，若COCO、HCHC降低，则说明原混合气浓；降低，则说明原混合气浓；反之，则说明因原混

4、合气过稀而使反之，则说明因原混合气过稀而使COCO、HCHC过高。但根据过高。但根据O2O2的浓的浓度，很容易判定度，很容易判定COCO、HCHC含量过高的原因。含量过高的原因。O2O2浓度大时，则混合浓度大时，则混合气较稀；反之，则混合气较浓。气较稀；反之，则混合气较浓。COCO、HCHC含量高时，可调整怠速含量高时，可调整怠速混合气调整螺钉进行调整。若混合气调整螺钉进行调整。若HCHC不能调到允许范围，则不能调到允许范围，则COCO、HCHC过高可能是由于点火系统故障所造成。过高可能是由于点火系统故障所造成。二、化油器的检测与调整把发动机转速提高到中速稳定运转把发动机转速提高到中速稳定运转

5、( (对轿车发动机约为对轿车发动机约为250025003000r/min)3000r/min)，此时，此时COCO和和HCHC的浓度应比怠速时低。的浓度应比怠速时低。COCO应为应为1%1%以下，以下，HCHC应在应在0.02%0.02%以下。若以下。若COCO、HCHC排放浓度不满足要求，参考排放浓度不满足要求，参考O2O2的浓的浓度变化可判定此时混合气是过浓还是过稀，通过改变化油器主度变化可判定此时混合气是过浓还是过稀，通过改变化油器主量孔通道截面积可对其进行调整。量孔通道截面积可对其进行调整。中等转速下轻抖加速踏板时，中等转速下轻抖加速踏板时，COCO浓度若稍有增加，说明加速浓度若稍有增

6、加，说明加速泵工作正常；否则，说明加速混合气稀，需增大加速时的供油泵工作正常；否则，说明加速混合气稀，需增大加速时的供油量。量。装上空气滤清器后，再次检测怠速和中速时的装上空气滤清器后，再次检测怠速和中速时的COCO、HCHC浓度。浓度。此时，此时，HCHC浓度应不变，浓度应不变，COCO浓度稍有升高；若浓度稍有升高；若COCO浓度升高很多时，浓度升高很多时，应拆检空气滤清器，清洗或更换滤心。应拆检空气滤清器，清洗或更换滤心。三、电控喷油信号和燃油压力的检测三、电控喷油信号和燃油压力的检测1.喷油信号的检测喷油信号的检测图3-31T形接头的联接三、电控喷油信号和燃油压力的检测图3-32喷油器电

7、压信号波形2.燃油压力的检测燃油压力的检测四、汽油泵的检测四、汽油泵的检测1.泵油压力和密封性检测表3-4电控燃油喷射系统的供油压力和供油量四、汽油泵的检测图3-33泵油压力和密封性检测四、汽油泵的检测表3-5机械膜片式汽油泵主要参数2.2.泵油量检测泵油量检测第四节第四节柴油机燃油供给系统的检测柴油机燃油供给系统的检测一、混合气质量检测二、喷油压力波形分析三、供油正时检测四、喷油器技术状况检测一、混合气质量检测直接测定：即分别测出进入气缸的空气量和燃油量，计算出混合气的空燃比或过量空气系数。测试柴油机排放废气的烟度，根据空燃比或过量空气系数与烟度的关系对混合气质量进行分析评价。以下主要介绍第

8、二种方法。一、混合气质量检测图3-34柴油机废气中CO浓度和烟度与过量空气系数的关系二、喷油压力波形分析1.燃油喷射过程二、喷油压力波形分析图3-35高压油管内压力曲线和针阀升程曲线a) 喷油泵端压力曲线b) 喷油器端压力曲线c) 针阀升程曲线二、喷油压力波形分析2.压力波形检测二、喷油压力波形分析图3-36 全周期单缸波二、喷油压力波形分析图3-37 六缸平列波二、喷油压力波形分析图3-38 六缸并列波二、喷油压力波形分析图3-39 六缸重叠波二、喷油压力波形分析3.压力波形分析(1)典型故障波形1) 喷油泵不泵油或喷油器在开启位置“咬死”不能关闭：当喷油泵柱塞弹簧折断或因其他原因而使喷油泵

9、不泵油或泵油很少时，高压油管内的压力很低；喷油器针阀在开启位置“咬死”不能落座关闭时，高压油管内同样不能建立起足够高的喷油压力，此时的故障波形见图3-40。二、喷油压力波形分析2)喷油器在关闭位置不能开启：产生该故障的主要原因是针阀开启压力调。图3-40 喷油泵不泵油或喷油器针阀开启位置“咬死”二、喷油压力波形分析图3-41 喷油器在关闭位置不能开启3)喷油器喷前滴漏：产生喷前滴漏的主要原因是喷油器针阀密封不二、喷油压力波形分析严，或者针阀磨损过度，或者脏物粘在针阀密封表面。4) 高压油路密封不严：高压油路密封不严时，油压波形曲线残余压力部分呈窄幅振抖并逐渐降低，见图3-43。图3-42 喷油

10、器喷油前滴漏二、喷油压力波形分析图3-43 高压油路密封不严5) 隔次喷射：隔次喷射指某次喷射后，油管内残余压力低，二、喷油压力波形分析而下初级供油量又很小，高压油管中产生的油压不足以使喷油器针阀开启，于是燃油储存在油管中，直到第次级供油时针阀才开启，使两次供油初级喷出。(2)油压检测为使柴油发动机有良好的工作性能，在发动机各缸油压波形曲线上观测到的最高压力pmax、针阀开启压力p0、针阀关闭压力pb和油管中的残余压力pr应基本相等，并符合规定要求。二、喷油压力波形分析图3-44喷油器隔次喷射(3) 各缸供油量一致性检测在各缸压力p0、pmax、pb、pr基本一致的二、喷油压力波形分析前提下，

11、可通过波形比较来检测各缸供油量的一致性。表3-6常见柴油车的喷油压力(4) 针阀升程波形针阀升程波形的观测可对针阀开启、关闭时刻及针阀跳动和不正常喷射现象作出正确判断，喷油器隔次喷射、针阀“咬死”不喷射或喷油泵不供油引起的不喷射、针阀抖动等都会反映在针阀升程波形中。三、供油正时检测1.人工经验检查校正1)摇转曲轴使1缸活塞处于压缩行程，当飞轮上的上止点标记与发动机外壳上的标记对准时，停止转动。2)检查喷油泵联轴器从动盘上的刻线记号是否与泵壳前端面上的刻线对齐，见图3-45。三、供油正时检测图3-45喷油泵1缸开始供油记号3)当1缸供油过早或过晚时，松开喷油泵万向节固定螺钉，三、供油正时检测使活

12、动记号与固定记号对齐后紧固，并起动发动机进行路试。4)选择平坦、坚硬的直线道路或专用跑道作为供油提前角的试验道路，待汽车走热后以最高档、最低稳定车速行驶，而后将加速踏板猛踩到底使汽车急加速。2.缸压法3.频闪法表3-7常见车型的供油提前角三、供油正时检测4.各缸供油间隔检测图3-46针阀传感器接在3缸上的针阀升程波形三、供油正时检测图3-47喷油器试验1油箱2压力表3开关4高压油泵5手柄6调节螺钉7锁紧螺母8高压油管9放气螺塞10喷油器四、喷油器技术状况检测1.喷油压力测试四、喷油器技术状况检测图3-48喷雾形状a) 五孔喷油器b) 轴针喷油器2.喷雾质量检查四、喷油器技术状况检测3.喷油滴漏

13、现象的检查第七节第七节发动机润滑系统检测发动机润滑系统检测一、机油压力和机油消耗量检测二、机油品质检测与分析三、机油中金属杂质的种类和含量分析一、机油压力和机油消耗量检测1.机油压力检测机油压力检测常见发动机润滑系的机油压力、测试转速一、机油压力和机油消耗量检测2.机油消耗量检测机油消耗量检测1) 油标尺测定法油标尺测定法2）质量测定法）质量测定法二、机油品质检测与分析二、机油品质检测与分析1）品质变化原因：杂质污染、燃油稀释、高温氧化、）品质变化原因：杂质污染、燃油稀释、高温氧化、添加剂消耗或性能丧失。添加剂消耗或性能丧失。2）品质变化的危害：润滑变差、磨损加剧、引发机械）品质变化的危害：润

14、滑变差、磨损加剧、引发机械故障。故障。3）检测的意义：定期检测与分析，实行按质换油、监）检测的意义：定期检测与分析，实行按质换油、监控技术状况变化。控技术状况变化。二、机油品质检测与分析二、机油品质检测与分析1.机油不透光度分析法机油不透光度分析法机油污染测定仪结构原理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透光度计二、机油品质检测与分析二、机油品质检测与分析2.介电常数分析法：介电常数分析法：汽油机机油：汽油机机油：4.24.7; 柴油机机油柴油机机油5.05.5RZJ2A型润滑油质量检测仪1数字显示屏2机油传感器3清零按键 4测量按键5电源开关6固定螺钉二、机油品质检测与

15、分析检测步骤：检测步骤：用脱脂棉彻底清洁传感器油槽。用脱脂棉彻底清洁传感器油槽。将将35滴与被测机油同牌号的清洁机油置于油槽中，使油充满滴与被测机油同牌号的清洁机油置于油槽中，使油充满油槽底部。油槽底部。等油扩散完后，等油扩散完后， 按按 “清零清零” 按钮，仪器自动标定零位，显示。按钮，仪器自动标定零位，显示。再次清洁传感器油槽。再次清洁传感器油槽。用用35滴被测机油置于油槽中，等油扩散完后，按滴被测机油置于油槽中，等油扩散完后，按“测量测量”按按钮，即可显示出测量值。被测机油的油样，应从发动机运转停钮，即可显示出测量值。被测机油的油样，应从发动机运转停止后止后5min内的工作温度正常的内的

16、工作温度正常的(清洁机油油样也需加热到这一温清洁机油油样也需加热到这一温度度)发动机油底壳内提取。发动机油底壳内提取。二、机油品质检测与分析油斑斑痕，3.滤纸油斑试验法滤纸油斑试验法二、机油品质检测与分析(1)测试原理测试原理实践证明若把使用中的机油按规定要求滴在专用滤纸上，油滴逐渐向四周浸润扩散，最终形成中央有深色核心的颜色深浅不同的多圈环形油斑。212d2121d2121212-1 DD清净性质量系数清净性系数反映总杂质浓度表明分散清净性不好；表明分散清净性极好；二、机油品质检测与分析(2) 测试方法油斑中心区和扩散区的杂质浓度可用两区域的透光度评价。滤纸油斑检验光度计框图三、机油中金属杂

17、质的种类和含量分析1.光谱分析法光谱测定分析仪原理图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信号积分仪11信号处理仪12打印机三、机油中金属杂质的种类和含量分析(1) 测试原理光谱分析法是利用机油中金属元素微粒受电能或热能激发后发出特征光谱的性质，根据金属元素发射出的相应特征光谱光线的强度，对机油中金属元素的种类和含量进行定量分析的方法。(2) 测试方法光谱分析的测试步骤如下：1) 按使用说明书的要求对仪器预热、调零。2) 发动机运转至正常热工况后停车。3) 用专用注射器从机油加注口吸取100150g油样，放入量筒中，并贴上标签，写明油样

18、粘度、汽车车号和行驶里程等。4) 测试前，反复摇晃油样或用超声波处理使所含杂质在机油中均匀分布，然后取68g机油油样放入油样池。5) 按使用说明书的要求操作仪器，打印出测试结果。三、机油中金属杂质的种类和含量分析(3) 测试结果分析光谱分析仅能确定所测油样中金属元素的种类和含量，并不能反映金属微粒产生的原因、部位及有关摩擦表面的磨损程度。三、机油中金属杂质的种类和含量分析分析式铁谱仪原理图1基片(玻璃片)2泵3油样槽 4磁铁5容器2.铁谱分析法三、机油中金属杂质的种类和含量分析(1)分析式铁谱仪国产TPF1型分析式铁谱仪的工作原理见图。(2)直读式铁谱仪(见图)仪器工作时，带金属微粒的油样从进

19、入口流经玻璃管，在玻璃管下方磁场力作用下，铁磁性金属微粒便沉积在玻璃管内(见图)，机油从排出口排出。三、机油中金属杂质的种类和含量分析直读式铁谱仪原理图1-玻璃管三、机油中金属杂质的种类和含量分析金属微粒在玻璃管内的沉积三、机油中金属杂质的种类和含量分析旋转式铁谱仪原理图1驱动轴2排出管3基片4环形磁铁 5油流6输入管7真空排出罩三、机油中金属杂质的种类和含量分析(3)旋转式铁谱仪仪器的原理见图。3.磁性探测器分析法各种油样分析法对粒度的灵敏度范围第九节第九节发动机异响诊断发动机异响诊断一、发动机异响的性质和特征二、发动机异响诊断仪三、异响诊断方法四、配气相位的动态检测一、发动机异响的性质和特

20、征1.发动机异响的性质发动机异响的性质2.发动机异响的特征发动机异响的特征(1)振动频率和振幅振动物体发出的声音以波的形式向外传播，振动频率和振幅振动物体发出的声音以波的形式向外传播，因此有波动频率和波动幅度两个要素，分别决定于声波振动的因此有波动频率和波动幅度两个要素，分别决定于声波振动的快慢和强度。快慢和强度。(2)相位发动机各缸按一定次序周期性工作，各缸燃烧后所产相位发动机各缸按一定次序周期性工作，各缸燃烧后所产生的最高压力也以该次序产生。生的最高压力也以该次序产生。3.影响异响诊断的因素影响异响诊断的因素(1)转速发动机异响与转速有极大关系，如活塞敲缸、曲轴轴转速发动机异响与转速有极大

21、关系，如活塞敲缸、曲轴轴承响在比怠速稍高的转速下较明显；气门响、活塞销响在转速承响在比怠速稍高的转速下较明显；气门响、活塞销响在转速为为1000r/min时较明显；而连杆轴承响在转速突变的情况下更突时较明显；而连杆轴承响在转速突变的情况下更突出。出。(2)温度热膨胀系数较大的配合副所发出的异响与温度关系很温度热膨胀系数较大的配合副所发出的异响与温度关系很大。大。一、发动机异响的性质和特征(3)负荷许多异响与发动机的负荷有关，如曲轴轴承响、连杆负荷许多异响与发动机的负荷有关，如曲轴轴承响、连杆轴承响、活塞敲缸响等均随负荷增大而增强。轴承响、活塞敲缸响等均随负荷增大而增强。(4)润滑条件不论何种机

22、械异响，当润滑条件不良时，一般都润滑条件不论何种机械异响，当润滑条件不良时，一般都表现得较为明显。表现得较为明显。(5)诊断部位发动机发生异响的部位由发动机的结构确定，但诊断部位发动机发生异响的部位由发动机的结构确定，但异常的能量随离开声源的距离越远越弱，即声波的声强或声波异常的能量随离开声源的距离越远越弱，即声波的声强或声波在发动机外表面所引起的振动的振幅，随检测点距声源的远近在发动机外表面所引起的振动的振幅，随检测点距声源的远近而变化。而变化。东风EQ6100发动机异响诊断方法一、发动机异响的性质和特征东风EQ6100发动机异响诊断方法二、发动机异响诊断仪1.便携式异响诊断仪便携式异响诊断

23、仪方案框图二、发动机异响诊断仪压电加速度计结构示意图二、发动机异响诊断仪相位选择示波器异响诊断原理框图2.示波器显示异响诊断仪示波器显示异响诊断仪二、发动机异响诊断仪常见发动机异响故障波形a) 活塞销响b) 活塞敲缸c) 连杆轴承响 d) 曲轴主轴承响三、异响诊断方法1.便携式异响诊断仪使用方法便携式异响诊断仪使用方法1)发动机走热过程开始，即把压电加速度计放在发动机缸盖上部发动机走热过程开始，即把压电加速度计放在发动机缸盖上部气缸中心线位置气缸中心线位置(或用探棒顶在该位置或用探棒顶在该位置)，在怠速下用直放电路，在怠速下用直放电路(不不接通选频网络接通选频网络)检测有无金属敲击异常声响。检

24、测有无金属敲击异常声响。2)左右移动加速度计，观察显示仪表指示值有无明显增加的异常左右移动加速度计，观察显示仪表指示值有无明显增加的异常部位。部位。3)在异常部位上，依次按下琴键开关，观察在何种异响的特征频在异常部位上，依次按下琴键开关，观察在何种异响的特征频率下，仪表指示值显著增大。率下，仪表指示值显著增大。4)在异响最为明显的转速、温度测试条件下及最有利的检测位置，在异响最为明显的转速、温度测试条件下及最有利的检测位置，仪表读数超过正常统计数据的位置即为异响振源。仪表读数超过正常统计数据的位置即为异响振源。2.异响振动波形检测方法异响振动波形检测方法1)在第一缸安装转速传感器。在第一缸安装

25、转速传感器。三、异响诊断方法2)检测曲轴主轴承响时，键入操作码检测曲轴主轴承响时，键入操作码“33”，压电加速度计探棒，压电加速度计探棒垂直顶在振动最明显部位，一般应在油底壳上。垂直顶在振动最明显部位，一般应在油底壳上。3)检测连杆轴承响时，仍键入操作码检测连杆轴承响时，仍键入操作码“33”，加速度计探棒触在，加速度计探棒触在缸体侧面，对准缸套的上部。缸体侧面，对准缸套的上部。4)检测活塞敲缸响时，需键入操作码检测活塞敲缸响时，需键入操作码“33”或或“34”，加速度计抵，加速度计抵在气缸体的上部。在气缸体的上部。5)检测活塞销响时，需键入操作码检测活塞销响时，需键入操作码“34”或或“35”，加速度计抵在，加速度计抵在缸盖、缸体结合处，中高速下抖动加速踏板，若有窄而尖的瞬缸盖、缸体结合处，中高速下抖动加速踏板，若有窄而尖的瞬间波形出现，说明活塞销响。间波形出现，说明活塞销响。6)检测气门响时，需键入操作码检测气门响时，需键入操作码“36”，加速度计触在进、排气，加速度计触在进、排气门附近，发动机在门附近，发动机在1200r/min左右的转速下运转。左右的转速下运