模块2 发动机性能检测(3个项目)

模块2发动机性能检测项目一发动机功率的检测

项目二气缸密封性检测

项目三点火系性能检测

项目四发动机燃油供给系的检测

项目五润滑系和冷却系性能检测

项目六发动机异响检测项目一发动机功率的检测

发动机功率是发动机的一项总体技术指标。发动机各部零件的磨损以及点火、燃油供给、润滑、冷却等系统工作不良，都会引起发动机功率的下降。因此，用它可以综合的反映发动机技术状况的好坏。发动机功率

发动机的有效功率，是指曲轴对外输出的净功率。

发动机的额定功率，一般是指发动机携带必要的机件运转时所发出的最大功率。检测发动机功率，常用有稳态测功和动态测功两类方法。1.稳态测功

稳态测功亦称有负荷测功，是指发动机在节气门开度一定时，转速一定和其它参数都保持不变的稳定状态下，在测功机上通过给发动机加上一定的模拟负荷测定发动机功率的一种方法。稳态测功时，发动机的有效功率Pe、扭矩Te和转速n之间有以下关系：

Pe=Pe

——

发动机的有效功率Te——

发动机的有效转矩n——

发动机转速，r／min。

2．动态测功

把发动机的所有运动部件看成一个绕曲轴中心线转动的简单回转体。没有外加负荷的发动机在怠速或低速情况下，突然加大节气门将其加速到某一高转速，此时，发动机除克服各种机械阻力外，剩余的扭矩，即有效扭矩将使发动机加速运转。通过测量发动机的角加速度或测量发动机从低速到高速所用的时间，即可计算出发动机所发出的功率。

无负荷测功原理可分为两类：一类是用测定瞬时角加速度的方法测量瞬时加速功率；另一类是用测定加速时间的方法测量平均加速功率。瞬时加速功率测量有效转矩与角加速度的关系为

Pe=C.n.此式表明，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。只要测出加速过程中的这一转速和对应的加速度，即可求出该转速下的功率。

平均加速功率的测量实际应用中，通常是测量加速过程中某段时间内的平均功率。P=

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n1，加速到终止转速n2的时间越长，则有效功率越小；反之则有效功率越大。因此，要测量某一转速范围内的平均功率，只要测得发动机在设定转速n1、n2之间的加速时间，便可获得平均有效加速功率。1．无负荷测功仪的测功原理

无负荷测功按其工作原理可分为两类。一类是通过测量加速过程中某一转速的加速度而获得瞬时功率。传感器从飞轮齿圈、分电器的总高压线感应电压、低压电路感应电压等处取得转速脉冲信号，经整形放大后输入加速度计算器，计算一定间隔时间内的脉冲数，再由转换分析器把与发动机功率成正比的相对加速度脉冲信号变成直流电压信号并把它输入到已按功率标定的电压表以显示被测发动机的功率。时间间隔取得越小，则测得的有效功率就越接近瞬时有效功率。

另一类是通过测加速过程某转速范围内的加速时间而获得平均加速功率。它将来自点火系一次电路断电器触点开闭一次电流的感应信号，作为发动机曲轴转速信号，由计算器计算出从给定转速n到n输入的脉冲数并转换成电流信号，在指示仪表上显示出加速时间或直接表定成功率。国内便携式无负荷测功仪多为此种类型。

无负荷测功通常有两种方法：一是采用单一功能的便携式无负荷测功仪。另一种是使用发动机综合测试仪。2．便携式无负荷测功仪及测功方法

便携式无负荷测功仪一般有指针式、数字显示式和等级显示式。1-LED数码显示器2-模拟转速调整3-测量与模拟开关

4-四缸与六缸开关5-功率测量按键

6-转速测量按键7-置零按键8-下门限调整

9-上门限调整10-输入无负荷测功仪的测功方法如下。

（1）将仪器的电源线的红鱼夹接在蓄电池“+”极上，黑鱼夹接在蓄电池的“-”极上。此时仪器数码管点亮。（2）检查仪器并按使用说明书要求调试校正。（3）将输入线上的红鱼夹接在分电器上的低压接柱或低压导线上，黑鱼夹接在搭铁线上。（4）起动发动机并预热至正常工作温度（80-90℃），并调整好发动机怠速，使其在规定的范围内稳定运转。（5）测量转速。按下“转速”键，将测量与模拟开关扳掷测量挡，根据发动机缸数，将四缸与六缸开关扳掷相应挡位。此时，数码管显示数字为发动机转速。（6）测功。将“测功”键按下，将“测量与模拟”开关掷于“测量”。在发动机怠速稳定运转状态下，将加速踏板一脚踩到底，转速猛然上升，然后发动机将自动熄火，松开加速踏板，此时，仪器数码管显示的数字为发动机规定转速n到n之间的加速时间记录数据，单位为“秒”。按“复零”键，重新起动发动机至稳定转速后，可进行第二次测量。重复上述操作三次，最后取平均值。（7）查对功率。利用加速时间和功率的对应关系曲线或表格,查出对应的发动机功率值。下表为东风EQ6100-1型发动机功率—时间对照表，表中功率值为不带发电机，空气压缩机和风扇的台架稳定状态外特性试验值。

注意事项:（1）检测时的起始转速n选择一般稍高于怠速转速。终止转速n一般选取最高转速的80%。例如CA10-B发动机试验时，n=1000r/min，n=2800r/min。（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n时不能熄火。操作时，当转速超过n时应立即松开加速踏板，切忌发动机长时间空转。也可用发动机综合分析仪测功.

下图为EA2000分析仪测功电脑界面.国家标准:

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%。检测到的发动机的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。四、单缸功率的检测

检查各缸动力性能是否一致是发动机诊断的一个重要的内容。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之缸的功率。技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的，亦即各缸功率差应是相等的，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。

当使用元征EA—2000型发动机综合性能分析仪，通过提取1缸点火信号和点火系1次信号，在系统测试主菜单中，点击“动力平衡”。起动后计算机会使各缸自动依次断火，从而获得各缸未断火前的转速、断火以后转速及转速下降的百分比。

注意事项：

在进行单缸断火试验时，断火时间不宜过长，因为没有燃烧的燃油进入汽缸，会冲刷掉汽缸壁上的油膜，造成润滑不良，加速汽缸的磨损。发动机的无负荷测功能对发动机的动力性作出评价，但并不能找出故障所在，若要分析故障原因，还应进行其它项目的检测与分析。项目二气缸密封性检测一、气缸压缩压力的检测

气缸压缩压力反映了气门组件及气缸垫的密封状况、气缸与活塞组件的配合及磨损状况，它已成为发动机的重要诊断参数。

1.用气缸压力表检测气缸压力图2-4气缸压力表1)拆下全部火花塞，将点火高压线搭铁，项目二气缸密封性检测防止电子元器件被高压电击坏。

2)拔下油泵(喷油器)继电器或熔断器(也可拔下所有喷油器插接器，装有燃油切断电磁阀的应拆开燃油切断电磁阀插接器)，防止喷油器喷油。

3)把气缸压力表表杆压入待测气缸的火花塞孔。

4)转动点火开关，用起动机带动曲轴转动3～5s，读取压力表的读数。图2-5压力传感器式气缸压力分析仪项目二气缸密封性检测5)按下压力表单向阀使指针回零，再进行下一次测量。

6)通常每缸测量三次取最大值，并与标准值对比，判断气缸密封性是否良好。

2.用气缸压力分析仪检测缸压

3.用发动机综合分析仪检测缸压

1)检测前将起动电流拾取器夹在与蓄电池相连的起动机电流线上(起动电流拾取器箭头的指向应与电流的流向相同)，如图2-

6a所示；将充电电压探针接在发电机正极，将蓄电池电压拾取器的红、黑夹分别夹在蓄电池的正、负极，将充电电流拾取器夹在与蓄电池相连的充电电流线上(充电电流拾取器上箭头的指向应与电流的流向相同)，如图2-

6b所示；将1缸信号拾取器夹在1缸高压线上。项目二气缸密封性检测图2-6电流钳安装示意图

a)大电流钳安装示意图b)小电流钳安装示意图项目二气缸密封性检测图2-7相对气缸压缩压力测试2)单击“相对气缸压缩压力”图标，进入测试界面。项目二气缸密封性检测3)起动发动机，系统测试完毕将自动显示发动机起动转速、蓄电池电压值、相对气缸压缩压力直方图及起动电流波形。

4.检测结果分析

(1)气缸压缩压力标准标准规定，发动机各气缸压缩压力应不低于标准值的85％，且各缸压力差应不大于3％(极限10％)。

(2)影响气缸密封性的原因分析

1)气缸盖端面磨损、变形，缸盖螺栓松动造成密封不良。

2)气缸垫损坏造成漏气，往往伴随有漏液、漏油。

3)气缸、活塞、活塞环磨损过大，活塞环对口、弹性下降、断裂将导致向下窜气，同时将向上窜油；气缸裂纹将造成漏气、漏水。

4)气门、气门座工作面磨损、烧蚀、积炭导致密封不良。项目二气缸密封性检测5)气门间隙或配气正时调整不当。

二、进气歧管真空度的检测

进气歧管真空度是汽油机的重要诊断参数之一，它不仅与气缸活塞组件、气门组件的磨损有关，还与进、排气系统，点火系统，供给系统的工作性能有关。

1.用真空表检测

(1)起动时的真空度检测节气门完全关闭，起动发动机，检查起动时的进气歧管真空度。

1)真空表指针稳定在2~5inHg(1inHg=3386.39Pa)，即6.7~16.7kPa为正常，如所示。项目二气缸密封性检测2)若真空表指针跳动或不稳，如图2-

8b所示，可能是气门漏气、活塞环漏气、活塞与气缸壁间漏气、进气歧管漏气，也可能是发动机起动转速太低。

3)若真空表指针读数太低，可能是进气系统泄漏、真空管漏气、排气控制漏气、发动机损坏等，如图2-

8c所示。图2-8起动时进气歧管真空度检测

a)正常b)指针不稳c)指示过低项目二气缸密封性检测(2)怠速时真空度检测

1)如果怠速测试时的真空表指针有规律地下跌6~9kPa，可能是火花塞不跳火、气门烧损、活塞损坏，可通过缸压检测予以验证。

2)如果真空表指针不规则地下降到10~27kPa，可能是火花塞故障，气门、气门挺杆或液压挺杆卡滞。

3)如果真空表指针缓慢摆动于27~34kPa之间，可能是混合气太浓、火花塞间隙太小。

4)如果真空表指针在47~61kPa之间快速摆动，则说明进气门挺杆与导管磨损松旷；如果真空表指针在34~76kPa之间缓慢摆动，并且随着发动机转速的升高摆动加剧，则说明气门弹簧弹力不足。

5)如果真空表指针在18~65kPa之间大幅度摆动，可能是气缸衬垫漏气所致。项目二气缸密封性检测6)如果发动机怠速过高，进气歧管真空度小于40kPa，说明发动机节气门后的歧管或总管漏气，漏气部位在歧管衬垫以及与歧管相连接的许多管线，如真空助力器通气管等。

7)如果发动机起动困难，保证不了稳定怠速运转，且进气歧管真空度在50kPa以上，说明发动机的进气管路没有故障，可能是点火不良或喷油不良所致。

(3)急加速时真空度测试在发动机急加速时测试进气歧管真空度，可判断活塞的漏气程度。

1)如果活塞漏气严重，真空表指针的摆动幅度将不太明显。

2)如果怠速时真空表指针指示低于正常值，急加速时指针回落到“0”附近，节气门突然关闭时指针也不能升高到86kPa左右，可能是活塞环、进气管或衬垫漏气。项目二气缸密封性检测(4)排气系统阻塞测试在发动机转速为1000r/min的条件下进行此项测试，仔细观察真空表读数，如果读数明显下降，说明排气系统存在阻塞现象。

2.用发动机综合性能分析仪检测

(1)进气管真空度波形说明图2-9所示为进气歧管真空度波形。

(2)检测方法利用EA2000发动机综合性能分析仪检测进气歧管真空度的操作方法如下。

1)检测前，将真空度传感器的橡胶软管通过三通连接到发动机的真空管上，如图2-10所示，将1缸信号拾取器夹在1缸高压线上。项目二气缸密封性检测图2-9进气歧管真空度波形项目二气缸密封性检测图2-11进气歧管真空度测试2)单击“测试”图标，项目二气缸密封性检测系统即可进行自动检测并显示进气管内真空度波形和发动机当前转速，如图2-11所示。

3)如需帮助分析，在主界面单击“帮助”图标，进入帮助界面；随后单击“技术指导”图标链接，再单击相应的章节，以获得标准波形和故障波形。

(3)进气管真空度波形分析真空度波形由连续的波峰、波谷组成，每一组波峰波谷对应着某一缸的进气过程，代表进气全过程真空度的变化规律。项目三点火系性能检测一、点火系基础检测

在发动机的实际检修过程中，常常通过一些基础检测来判断点火系的工作性能，其检测流程如图2⁃12所示。图2-12点火系检测流程传统点火系的检测与诊断计算机控制

电子点火系统的故障诊断

计算机控制电子点火系统的常见故障有点火能量不足、点火时间不对，没有高压火花等。根据电子点火系统的组成可知，产生上述故障的主要原因有：线路连接不良、信号发生器不良、点火线圈不良、点火控制器不良和控制计算机不良等，

（1）线路连接的检查

1）检查点火系统个插接器接触是否良好。

2）检查高、低压导线连接是否可靠。

3）检查各处搭铁是否可靠。

4）检查熔断器熔丝是否熔断

（2）点火线圈的阻抗检测

不同的车型，点火线圈的阻值不同，检查线圈阻值不符合规定值时，应更换点火线圈。

（3）信号发生器阻抗及转子间隙的检查

信号发生器测试接头及阻抗因车型不同而异，如前所述，主要检查信号发生器阻抗、转子与电磁线圈间隙，霍尔式的主要检查输出信号。

（4）无分电器式直接点火系统的检测

1）不起动情况检测不起动可能是由于无电火花或无燃油供给造成的。

首先，从曲轴位置传感器处测试输出信号。绝大多数计算机控制的发动机的无分电器式点火系统都采用曲轴位置传感器。传感器的类型有霍尔效应式和磁脉冲式。传感器必须能够产生可变的信号。当发动机起动时，测试仪表应能测出交流电压信号。如果没有，则需更换传感器。

如果传感器经检测无故障后，应检查点火模块的交流电压信号。若点火模块中没有信号显示，则需检查曲轴位置传感器与点火模块之间的导线。如果点火模块可以从曲轴位置传感器接收交变的电压信号，它就应该可以控制点火线圈的开关。拆开线圈组件，并使点火开关打开，测试线圈正接线柱的电压。如果点火模块不能向点火线圈负极侧提供脉冲电压或不能使电池向点火线圈正极侧提供电压，就需更换点火控制模块。2）利用自诊断功能对点火系统进行检查直接无分电器直接点火系统的故障不易检测，因为计算机控制燃油喷射、点火正时和发动机怠速，所以点火系统或燃油喷射系统的故障都可以表现出相同的征兆，且点火系统与燃油供给系统中的许多传感器是共用的，同一传感器故障，既可以造成点火系故障，又可以造成燃油供给系统故障。而利用自诊断系统，可迅速查找到有码故障。二、点火系统的波形检测

1.次级点火波形的分析

发动机的点火线圈是由两部分的线圈组成：低压部分的初级线圈和高压部分的次级线圈。当初级线圈的电流被截断时，初级线圈会产生200V～300V的电压，而在次级线圈上将产生高达15kV～20kV的电压，所以，两者的波形有所不同。次级点火电压标准波形a点：断电器的触点断开或电子点火器晶体管没导通，点火线圈初级突然断电，使次级电压急剧上升。ab段：为火花塞的击穿电压，即在断电器打开的瞬间，由于初级电流下降至零，磁通也迅速减小，于是次级产生的高压急剧上升，当次级电压还没有达到最大值时，就将火花塞的间隙击穿。所以ab也称为点火线；bc段：当火花塞的间隙被击穿时，两电极之间要出现火花放电，同时次级电压骤然下降，bc为此时的放电电压；cd段：火花塞电极间隙被击穿后，通过电极间隙的电流迅速增加，致使两极间隙中的可燃气体粒子发生电离，引起火花放电。cd的高度表示火花放电的电压，cd的宽度表示火花放电的持续时间。cd被称为火花线；

在火花间隙被击穿的同时，储存在次级电容C2（指分布电容，即点火线圈匝间、火花塞中心电极与侧电极间、高压导线与机体间等所具有的电容量总合）的能量迅速释放，故abc段被称为电容放电。其特点是放电时间极短（1μs），放电电流很大（可达几十安培），所以a，c两点基本是在同一条垂直线上。而电容放电时，伴有迅速消失的高频振荡，频率约为106Hz～107Hz。但电容放电只消耗磁场能的一部分，其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，但振荡频率仍然较高。所以整个abcd段波形称为高频振荡。de段：当保持火花塞持续放电的能量消耗完毕，电火花消失，点火线圈和电容器中的残余能量在线路中维持一段衰减振荡。这段振荡也叫第一次振荡。ef点：断电器触点闭合或电子点火器晶体管导通，是点火线圈初级突然闭合，初级电流开始增加，引起次级电压突然增大。值得注意的是：在a点，初级电流是急剧减小的，而在e点电流是逐渐增加的，所以这两点感应次级电压的方向相反，而且大小也不相同。fa段：触点闭合后，因初级电流接通而引起回路电压出现衰减振荡。称为第二次振荡。逐渐变化到零。当至a点时，触点又打开，次级电路又产生点火电压。整个波形中，从a点至e点，对应于初级电流不导通、次级线圈放电阶段，对于传统点火系为断电器触点张开阶段，即触点打开段；从e点至a点对应于初级电流导通、线圈储能阶段，也是传统点火系的触点闭合时间，即触点闭合段。打开段加上闭合段等于一个完整的点火循环。

(2)分析次级点火波形的要点1）观察efa段，即点火线圈在开始充电时，波形的下降沿是否与标准波形一致：如果一致，表明闭合角正常，点火正时准确；如果不一致，表明闭合角出现问题，即电容器，点火线圈和断电器触点出现故障。2）观察ab段，即点火线。主要看点火线的高度是否符合该车技术参数，点火线的中后段是否有杂讯。一般汽车在怠速时，次级点火电压为10～15kV。如果点火电压过高，表明在次极线路中存在着高电阻，如火花塞，高压线开路或损坏，火花塞的电极间隙过大。如果点火电压过低表明次级线路的电阻低于正常值，如火花塞污蚀或损坏，火花塞，高压线漏电等。3）观察cd段。即火花线是否近似水平，火花线的起点是否和火花放电电压一致和稳定，以及火花线是否有杂波。如果火花线近似水平，火花线的起点和火花放电电压一致且稳定，表明各缸的空燃比一致，火花塞是正常的。如果火花线的起点比正常火花放电电压低一些，说明混合比过稀；如果火化塞有污蚀或积炭，火花线的起点会上下跳动且火花线明显倾斜；如果火花线有过多的杂波，表明气缸点火不良，其原因为点火过早，喷油器损坏，火化塞污蚀或其他原因。4）观察cd段的宽度，即看火花线的火花放电持续时间是否符合该车的技术参数。火花放电持续时间表明气缸内混合气的浓与稀。火花放电持续时间过长（通常超过2ms）表示混合气过浓；相反，火花放电持续时间过短（通常少于0.75ms）表示混合气过稀。5）观察efa段的低频振荡，点火线圈振荡波最少为两个，最好多于三个，这表明点火线圈和电容器的工作正常。(3)常见单缸次级故障波形

1）次级波形在触点断开时刻即出现击穿电压之前出现一个小平台且击穿电压较低，其原因是断电器的电容漏电，使触点放电能量不足。2）次级波形在触点闭合段的第二次振荡波小而少，其原因是点火线圈的阻抗过大将触点闭合时产生的振荡波吸收。3）次级波形的火花线倾斜且较陡峭（下降较快），而火花线的起点（c点）也很高。其故障是分电器与该气缸之间的高压分线断路使次级电路电阻增大或火花塞的间隙过大使击穿电压过高。4）次级波形的火花线向下倾斜且不稳定，有细小的多余波形出现，而火花线的持续电压也不正常