发动机检测技术.ppt
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1、北京林业大学 陈 劭 主 讲,第二章 发动机检测技术,北京林业大学 陈 劭 主 讲,学习目标:,1、掌握评价发动机技术状况的主要参数及相关标准 2、了解发动机各检测设备的结构原理 3、掌握发动机主要参数的检测方法及设备的使用方法 4、掌握检测结果的分析方法及进行故障诊断的方法,北京林业大学 陈 劭 主 讲,第三节 汽缸密封性的检测,第四节 点火系的检测与诊断,第五节 润滑系的检测与故障诊断,第六节 发动机冷却系的检测与故障诊断,第七节 发动机异响的检测与故障诊断,第一节 评价发动机技术状况的主要参数,第八节 发动机综合性能检测,第二节 发动机功率的检测,北京林业大学 陈 劭 主 讲,第一节 评
2、价发动机技术状况的主要参数,北京林业大学 陈 劭 主 讲,1发动机功率,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,2发动机燃料消耗量,发动机燃油消耗率是评价发动机经济性的一项综合性的技术指标。它不仅与发动机燃油供给系的技术状况有关,同时还受发动机点火系、冷却系等的技术状况的影响。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,2发动机燃料消耗量,汽缸的密封性由发动机汽缸压缩压力来反映。汽缸压缩终了时的压力与汽缸压缩比、曲轴转速、机油粘度以及汽缸活
3、塞组的技术状况有关。汽缸活塞组件磨损后间隙增加,活塞环弹力不足、卡滞,气门与气门座配合不好,均会引起汽缸压缩压力下降。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,4排气净化性,发动机排气净化性一般通过检测发动机排出的废气中的CO、HC、NOx等的含量,可以确定发动机燃烧室内的燃烧质量。燃烧质量的好坏,主要取决于供给系的技术状况,同时也和点火系统等的技术状况有关。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,5曲轴箱窜气量,当汽缸、活塞、活塞环磨损后,窜入曲轴箱的气体量将会增加。因此,曲轴箱窜气量主要反映汽缸活塞组的技术状况。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,6汽缸漏气率,在发动机不工作时,将压缩空气充入汽缸内,通过测量压
4、缩空气的漏气率,可以诊断汽缸活塞及气门组件的磨损情况,从而判断发动机的技术状况。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,7进气歧管真空度,发动机的真空度,随汽缸活塞组的磨损而改变,同时与配气机构零件状况以及点火、供给系的调整有关。但进气歧管真空度只能用来判断发动机总的技术状况,不能确定故障的确切位置,因此,对进气管真空度的检查,仅可作为发动机不解体诊断的辅助手段。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,8点火系工作状况参数,反映点火系工作技术状况的参数有如:电瓶电压、点火电压、闭合角、重叠角、点火提前角、点火波形等等。通过分析可判断点火系元件及线路的情况。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,9机油压力,通常在怠速
5、时发动机的机油压力不应低于0.1MPa(机油压力的具体数值,应参照原厂规定)。机油压力的高低,反映了润滑系的技术状况及润滑油所流经的各轴承的磨损情况。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,10机油中含金属杂质含量,发动机工作时,润滑油不仅润滑零件表面,同时将磨损产物(如铁、铜、铝等金属磨粒)带走,磨粒以悬浮状存在于润滑油中,对润滑机件造成损伤。检测时,通过测出机油中磨粒的含量,可确定机件的磨损程度,同时,还可确定合理的换油周期。因此,它可作为发动机诊断的辅助手段。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,11发动机工作温度,发动机温度可以作为发动机不解体诊断时的辅助测量参数。发动机温度除表明冷却系的技术状况以
6、外,还可反映汽缸活塞组间隙是否得当、点火时刻是否正确、配气相位是否失准等。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,12发动机的异常响声和振动,随着发动机各机件的磨损量的增加,零件的配合间隙变大,在零件工作时就会产生振动和声响。因此,发动机工作时的异响和振动,是发动机工作不良的有力证明。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,第二节 发动机功率的检测,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,检测发动机功率,常用有稳态测功和动态测功两类方法。,北京林业大学 陈 劭
7、主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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,rmin。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
8、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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
9、=,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
10、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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
11、测功仪。另一种是使用发动机综合测试仪。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
12、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
13、述操作三次,最后取平均值。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,(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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
14、即松开加速踏板,切忌发动机长时间空转。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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.,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,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
15、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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,当使用元征EA2000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
16、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。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,EA2000型发动机综合性能分析仪动力平衡检测界面,北京林业大学 陈 劭 主 讲,五、汽缸效率测试,根据汽车发动机各缸间歇工作造成转速微观波动的特点,来高速采集各缸点火的间隔时间,通过计算各缸点火的间隔时间,求出各单缸的瞬时转速与平均转速之差值,作为判断各汽缸工作能力及比较各缸工作均匀性的指标。与动力平衡相比,汽缸效率测试不必进行断缸测试,因而不会发生排气温度过高及催化转换酶中毒的情况。更适合于电子燃油喷射的车辆。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,EA2000型发动机综合性能
17、分析仪气缸效率检测界面,北京林业大学 陈 劭 主 讲,第三节 汽缸密封性的检测,北京林业大学 陈 劭 主 讲,影响汽缸密封性的因素,气缸磨损活塞环损坏活塞磨损气门、气门座损坏气门导管磨损气缸垫损坏气门间隙,北京林业大学 陈 劭 主 讲,常用的诊断方法有,测量汽缸压力、曲轴箱窜气量、汽缸漏气量与漏气率,进气管真空度,汽缸活塞组因磨损过大引起异响的振动测量曲轴箱内磨损金属等颗粒含量的测定。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,一、汽缸压缩压力的测量,汽缸压缩压力是指四冲程发动机压缩终了时的压力。汽缸压力与机油粘度、汽缸活塞组配合情况、配气机构调整的正确性和汽缸垫的密封性等因素有关。所以,测量发动机汽缸的
18、压力,可以诊断汽缸、活塞组的密封情况,活塞环、气门、汽缸垫密封性是否良好和气门间隙是否适当等。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,国家标准,在用汽车发动机各缸压力不少 于原设计标准的85%,每缸压力与 各缸平均压力差:汽油机不大于 8%,柴油机不大于10%。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,检测汽缸压力的方法,1用普通汽缸压力表检测 汽缸压力表是一种气体压力表,由表头、导管、单向阀和接头等组成,,北京林业大学 陈 劭 主 讲,接头有两种形式。一种为螺纹接头,可以拧紧在火花塞上或喷油器罗纹孔中;另一种为锥形或阶梯型的橡胶接头,可以压紧在火花塞或喷油器的孔上,接头通过导管与压力表相通。导管也有两种:一种
19、为软导管,一种为金属硬导管,软导管用于螺纹管接头与压力表的连接。硬导管用于橡胶接头与表头的连接。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,检验条件,由于汽缸压力受很多因素影响较大,所以,测量汽缸压力,必须在下列条件下进行:1)蓄电池电力充足。2)用规定的力矩拧紧汽缸盖螺栓。3)彻底清洗空气滤清器或更换新的空气滤清器。4)发动机达到正常的工作温度(水温8090,油温7090)。5)用起动机带动卸除全部火花塞的发动机运转,转速为200300r/min,或按原厂规定。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,检测方法,先用压缩空气吹净火花塞周围的脏物,拆下全部火花塞。对于汽油机还应把点火系次级高压线拔下并可靠搭铁,以防
20、止电击或着火。把专用汽缸压力表的锥形橡皮头插在被测量汽缸的火花塞孔内,扶正压紧,将节气门(有阻风门的还包括阻风门)置于全开位置,用起动机带动曲轴转动35秒(不少于4个压缩行程),待压力表表针指示并保持最大压力读数后停止转动。取下压力表,记下读数。按下单向阀使压力表指针回零。按此法依次测量各缸,每缸测量次数不少于2次,每缸测量结果取算术平均值,与标准值相比较,分析结果,判断汽缸工作状况。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,结果分析,若测得的结果超出原厂标准,说明燃烧室内积炭过多,汽缸垫过薄或缸体和缸盖结合平面经多次维修磨削过多造成。测得的结果如低于原厂标准,说明汽缸密封性变差,可向该缸火花塞孔内注入
21、20-30ml机油,然后用汽缸压力表重测汽缸压力.,北京林业大学 陈 劭 主 讲,1)第二次测得的压力值比第一次高,接近标准压力,表明是汽缸活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成汽缸密封不严。2)第二次测得的压力值与第一次略同,即仍比标准压力低,说明进、排气门或汽缸衬垫密封不良。3)两次结果均表明某相邻汽缸压力都相当低,说明是两相邻处的汽缸衬垫烧损窜气。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,在测量汽缸压力后,针对压力低的汽缸,常采用如下简易办法:拆下滤清器,打开散热器盖、加机油口和节气门,用一条胶管,一头接在压缩空气气源(600KPa以上),另一头通过锥型橡皮头插在火花塞或
22、喷油器孔内。摇转发动机曲轴,使被测汽缸活塞处于压缩终了上止点位置,然后将变速器挂入低速档,拉紧驻车制动器,打开压缩空气开关,注意倾听发动机漏气声。如果在进气管口处听到漏气声,说明进气门关闭不严;如果在排气消声器口处听到漏气声,说明排气门关闭不严。如果在散热器加水口处看到有气泡冒出,说明汽缸垫不密封造成汽缸与水套沟通;如果在加油口处听到漏气声,说明汽缸活塞配合副磨损严重。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,检测缸压注意事项:1)不能在凉车时测缸压。由于温度和大气压等因素的影响,只有在发动机达到正常的工作温度时测得的缸压才具有实质性的参考价值。2)对于电喷车在测试中必须拆下然油泵保险或其他继电器、保险
23、再测量,否则往往会导致“淹缸”以及缸压偏低的情况。3)测试过程中,必须将节气门、阻风门全部打开。否则会由于燃烧室内进气量不足,从而导致缸压偏低。4)由于缸压测量具有一定的偶然性,只测一次往往不准确,只有经过23次测试然后取其平均值,测试结果才有效。5)测试中起动机运转时间不能过长或过短。时间过长会过多消耗电能和损害起动机,过短则会达不到测试标准,北京林业大学 陈 劭 主 讲,测量结果,还与曲轴转速有关。如发动机汽缸压力与曲轴转速的关系曲线,只有当曲轴转速超过1500r/min以后,汽缸压力曲线才变得比较平缓。但在低速范围内,即在检测条件中由起动机带动曲轴达到的转速范围内,即使较小的n,也能引起
24、汽缸压力的较大变化值p。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,气缸压力检测,北京林业大学 陈 劭 主 讲,用汽缸压力检测仪检测,(1)压力传感器式汽缸压力检测仪 它是利用压力传感器拾取汽缸内的压力信号,经A/D转换器进行模、数转换,在显示装置上显示出汽缸压力。测量时,卸下被测汽缸的火花塞,旋上仪器配置的传感器,用起动机带动曲轴旋转3-5秒,读出显示数值即为该汽缸压力值,北京林业大学 陈 劭 主 讲,(2)起动电流式汽缸压力检测仪 这种检测仪的工作原理是:起动机产生的扭矩是起动机电流的函数,而扭矩又与汽缸压缩压力成正比。所以,起动电流的变化和汽缸压缩压力之间存在着相应关系。测量与某汽缸压缩压力相对应的
25、起动电流值,就可以确定该缸压缩压力的大小。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,北京林业大学 陈 劭 主 讲,有些仪器,如元征EA2000型发动机综合性能检测仪,可以把起动电流的波形变成柱方图来更直观的显示各缸的汽缸压力。检测时,起动发动机,仪器自动全部断油,屏幕上显示出发动机转速、起动电流,同时绘出起动电流曲线和相对汽缸压力的柱方图。,北京林业大学 陈 劭 主 讲,(3)电感放电式汽缸压力检测仪 这种检测仪是通过检测点火系二次电压来确定汽缸压力的仪器,只适用汽油机。点火线圈次极电感放电电压和汽缸压缩压力之间具有近乎直线的对应关系,因此,取得各缸信号经处理电路进行变换处理后,即可显示出汽缸压缩压力。
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