第二章 汽車發(fā)動機技術狀況檢測與故障診斷

1、第五節(jié)第五節(jié)汽油機燃油供給系統(tǒng)檢測汽油機燃油供給系統(tǒng)檢測第五節(jié)第五節(jié)汽油機燃油供給系統(tǒng)檢測汽油機燃油供給系統(tǒng)檢測一、混合氣質量檢測二、化油器的檢測與調整三、電控噴油信號和燃油壓力的檢測四、汽油泵的檢測圖3-29空燃比測定原理框圖一、混合氣質量檢測一、混合氣質量檢測1. 空燃比的直接測定一、混合氣質量檢測圖3-30汽油機排氣成分與空燃比的關系一、混合氣質量檢測2. 2. 空燃比的間接分析空燃比的間接分析(1) (1) 汽油機的排氣成分與空燃比的關系在保證發(fā)動機動力性汽油機的排氣成分與空燃比的關系在保證發(fā)動機動力性的前提下，獲得最佳經濟性和排氣凈化，是發(fā)動機燃油供給系的前提下，獲得最佳經濟性和排氣

2、凈化，是發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)技術狀況好、供給可燃混合氣質量高的表現。統(tǒng)技術狀況好、供給可燃混合氣質量高的表現。(2) (2) 空燃比的分析方法發(fā)動機排氣成分的檢測方法見本書第空燃比的分析方法發(fā)動機排氣成分的檢測方法見本書第一章第五節(jié)，根據檢測結果可對混合氣的空燃比是否適當進行一章第五節(jié)，根據檢測結果可對混合氣的空燃比是否適當進行分析。分析。二、化油器的檢測與調整二、化油器的檢測與調整1.1.準備工作準備工作把發(fā)動機預熱至正常工作溫度。把發(fā)動機預熱至正常工作溫度。預熱并校準廢氣分析儀。預熱并校準廢氣分析儀。從化油器上拆除空氣濾清器。從化油器上拆除空氣濾清器。接好轉速表，把發(fā)動機怠速調到原廠規(guī)定轉速

3、。接好轉速表，把發(fā)動機怠速調到原廠規(guī)定轉速。把廢氣分析儀的取樣探頭插入排氣管中，插入深度不小于把廢氣分析儀的取樣探頭插入排氣管中，插入深度不小于3 300mm00mm。二、化油器的檢測與調整2.2.檢測與調整檢測與調整使發(fā)動機在怠速工況下運轉，讀取測得的使發(fā)動機在怠速工況下運轉，讀取測得的COCO、HCHC及及O O2 2、COCO2 2濃濃度值。度值。 廢氣中廢氣中COCO、HCHC含量過高時，應在儀器的監(jiān)測下調整。稍許擰含量過高時，應在儀器的監(jiān)測下調整。稍許擰入怠速混合氣調整螺釘，若入怠速混合氣調整螺釘，若COCO、HCHC降低，則說明原混合氣濃；降低，則說明原混合氣濃；反之，則說明因原混

4、合氣過稀而使反之，則說明因原混合氣過稀而使COCO、HCHC過高。但根據過高。但根據O2O2的濃的濃度，很容易判定度，很容易判定COCO、HCHC含量過高的原因。含量過高的原因。O2O2濃度大時，則混合濃度大時，則混合氣較?。环粗?，則混合氣較濃。氣較??；反之，則混合氣較濃。COCO、HCHC含量高時，可調整怠速含量高時，可調整怠速混合氣調整螺釘進行調整。若混合氣調整螺釘進行調整。若HCHC不能調到允許范圍，則不能調到允許范圍，則COCO、HCHC過高可能是由于點火系統(tǒng)故障所造成。過高可能是由于點火系統(tǒng)故障所造成。二、化油器的檢測與調整把發(fā)動機轉速提高到中速穩(wěn)定運轉把發(fā)動機轉速提高到中速穩(wěn)定運轉

5、( (對轎車發(fā)動機約為對轎車發(fā)動機約為250025003000r/min)3000r/min)，此時，此時COCO和和HCHC的濃度應比怠速時低。的濃度應比怠速時低。COCO應為應為1%1%以下，以下，HCHC應在應在0.02%0.02%以下。若以下。若COCO、HCHC排放濃度不滿足要求，參考排放濃度不滿足要求，參考O2O2的濃的濃度變化可判定此時混合氣是過濃還是過稀，通過改變化油器主度變化可判定此時混合氣是過濃還是過稀，通過改變化油器主量孔通道截面積可對其進行調整。量孔通道截面積可對其進行調整。中等轉速下輕抖加速踏板時，中等轉速下輕抖加速踏板時，COCO濃度若稍有增加，說明加速濃度若稍有增

6、加，說明加速泵工作正常；否則，說明加速混合氣稀，需增大加速時的供油泵工作正常；否則，說明加速混合氣稀，需增大加速時的供油量。量。裝上空氣濾清器后，再次檢測怠速和中速時的裝上空氣濾清器后，再次檢測怠速和中速時的COCO、HCHC濃度。濃度。此時，此時，HCHC濃度應不變，濃度應不變，COCO濃度稍有升高；若濃度稍有升高；若COCO濃度升高很多時，濃度升高很多時，應拆檢空氣濾清器，清洗或更換濾心。應拆檢空氣濾清器，清洗或更換濾心。三、電控噴油信號和燃油壓力的檢測三、電控噴油信號和燃油壓力的檢測1.噴油信號的檢測噴油信號的檢測圖3-31T形接頭的聯接三、電控噴油信號和燃油壓力的檢測圖3-32噴油器電

7、壓信號波形2.燃油壓力的檢測燃油壓力的檢測四、汽油泵的檢測四、汽油泵的檢測1.泵油壓力和密封性檢測表3-4電控燃油噴射系統(tǒng)的供油壓力和供油量四、汽油泵的檢測圖3-33泵油壓力和密封性檢測四、汽油泵的檢測表3-5機械膜片式汽油泵主要參數2.2.泵油量檢測泵油量檢測第四節(jié)第四節(jié)柴油機燃油供給系統(tǒng)的檢測柴油機燃油供給系統(tǒng)的檢測一、混合氣質量檢測二、噴油壓力波形分析三、供油正時檢測四、噴油器技術狀況檢測一、混合氣質量檢測直接測定：即分別測出進入氣缸的空氣量和燃油量，計算出混合氣的空燃比或過量空氣系數。測試柴油機排放廢氣的煙度，根據空燃比或過量空氣系數與煙度的關系對混合氣質量進行分析評價。以下主要介紹第

8、二種方法。一、混合氣質量檢測圖3-34柴油機廢氣中CO濃度和煙度與過量空氣系數的關系二、噴油壓力波形分析1.燃油噴射過程二、噴油壓力波形分析圖3-35高壓油管內壓力曲線和針閥升程曲線a) 噴油泵端壓力曲線b) 噴油器端壓力曲線c) 針閥升程曲線二、噴油壓力波形分析2.壓力波形檢測二、噴油壓力波形分析圖3-36 全周期單缸波二、噴油壓力波形分析圖3-37 六缸平列波二、噴油壓力波形分析圖3-38 六缸并列波二、噴油壓力波形分析圖3-39 六缸重疊波二、噴油壓力波形分析3.壓力波形分析(1)典型故障波形1) 噴油泵不泵油或噴油器在開啟位置“咬死”不能關閉：當噴油泵柱塞彈簧折斷或因其他原因而使噴油泵

9、不泵油或泵油很少時，高壓油管內的壓力很低；噴油器針閥在開啟位置“咬死”不能落座關閉時，高壓油管內同樣不能建立起足夠高的噴油壓力，此時的故障波形見圖3-40。二、噴油壓力波形分析2)噴油器在關閉位置不能開啟：產生該故障的主要原因是針閥開啟壓力調。圖3-40 噴油泵不泵油或噴油器針閥開啟位置“咬死”二、噴油壓力波形分析圖3-41 噴油器在關閉位置不能開啟3)噴油器噴前滴漏：產生噴前滴漏的主要原因是噴油器針閥密封不二、噴油壓力波形分析嚴，或者針閥磨損過度，或者臟物粘在針閥密封表面。4) 高壓油路密封不嚴：高壓油路密封不嚴時，油壓波形曲線殘余壓力部分呈窄幅振抖并逐漸降低，見圖3-43。圖3-42 噴油

10、器噴油前滴漏二、噴油壓力波形分析圖3-43 高壓油路密封不嚴5) 隔次噴射：隔次噴射指某次噴射后，油管內殘余壓力低，二、噴油壓力波形分析而下初級供油量又很小，高壓油管中產生的油壓不足以使噴油器針閥開啟，于是燃油儲存在油管中，直到第次級供油時針閥才開啟，使兩次供油初級噴出。(2)油壓檢測為使柴油發(fā)動機有良好的工作性能，在發(fā)動機各缸油壓波形曲線上觀測到的最高壓力pmax、針閥開啟壓力p0、針閥關閉壓力pb和油管中的殘余壓力pr應基本相等，并符合規(guī)定要求。二、噴油壓力波形分析圖3-44噴油器隔次噴射(3) 各缸供油量一致性檢測在各缸壓力p0、pmax、pb、pr基本一致的二、噴油壓力波形分析前提下，

11、可通過波形比較來檢測各缸供油量的一致性。表3-6常見柴油車的噴油壓力(4) 針閥升程波形針閥升程波形的觀測可對針閥開啟、關閉時刻及針閥跳動和不正常噴射現象作出正確判斷，噴油器隔次噴射、針閥“咬死”不噴射或噴油泵不供油引起的不噴射、針閥抖動等都會反映在針閥升程波形中。三、供油正時檢測1.人工經驗檢查校正1)搖轉曲軸使1缸活塞處于壓縮行程，當飛輪上的上止點標記與發(fā)動機外殼上的標記對準時，停止轉動。2)檢查噴油泵聯軸器從動盤上的刻線記號是否與泵殼前端面上的刻線對齊，見圖3-45。三、供油正時檢測圖3-45噴油泵1缸開始供油記號3)當1缸供油過早或過晚時，松開噴油泵萬向節(jié)固定螺釘，三、供油正時檢測使活

12、動記號與固定記號對齊后緊固，并起動發(fā)動機進行路試。4)選擇平坦、堅硬的直線道路或專用跑道作為供油提前角的試驗道路，待汽車走熱后以最高檔、最低穩(wěn)定車速行駛，而后將加速踏板猛踩到底使汽車急加速。2.缸壓法3.頻閃法表3-7常見車型的供油提前角三、供油正時檢測4.各缸供油間隔檢測圖3-46針閥傳感器接在3缸上的針閥升程波形三、供油正時檢測圖3-47噴油器試驗1油箱2壓力表3開關4高壓油泵5手柄6調節(jié)螺釘7鎖緊螺母8高壓油管9放氣螺塞10噴油器四、噴油器技術狀況檢測1.噴油壓力測試四、噴油器技術狀況檢測圖3-48噴霧形狀a) 五孔噴油器b) 軸針噴油器2.噴霧質量檢查四、噴油器技術狀況檢測3.噴油滴漏

13、現象的檢查第七節(jié)第七節(jié)發(fā)動機潤滑系統(tǒng)檢測發(fā)動機潤滑系統(tǒng)檢測一、機油壓力和機油消耗量檢測二、機油品質檢測與分析三、機油中金屬雜質的種類和含量分析一、機油壓力和機油消耗量檢測1.機油壓力檢測機油壓力檢測常見發(fā)動機潤滑系的機油壓力、測試轉速一、機油壓力和機油消耗量檢測2.機油消耗量檢測機油消耗量檢測1) 油標尺測定法油標尺測定法2）質量測定法）質量測定法二、機油品質檢測與分析二、機油品質檢測與分析1）品質變化原因：雜質污染、燃油稀釋、高溫氧化、）品質變化原因：雜質污染、燃油稀釋、高溫氧化、添加劑消耗或性能喪失。添加劑消耗或性能喪失。2）品質變化的危害：潤滑變差、磨損加劇、引發(fā)機械）品質變化的危害：潤

14、滑變差、磨損加劇、引發(fā)機械故障。故障。3）檢測的意義：定期檢測與分析，實行按質換油、監(jiān)）檢測的意義：定期檢測與分析，實行按質換油、監(jiān)控技術狀況變化?？丶夹g狀況變化。二、機油品質檢測與分析二、機油品質檢測與分析1.機油不透光度分析法機油不透光度分析法機油污染測定儀結構原理1穩(wěn)壓電源2光源3油池4光敏電阻 5參比電阻6直流放大器7透光度計二、機油品質檢測與分析二、機油品質檢測與分析2.介電常數分析法：介電常數分析法：汽油機機油：汽油機機油：4.24.7; 柴油機機油柴油機機油5.05.5RZJ2A型潤滑油質量檢測儀1數字顯示屏2機油傳感器3清零按鍵 4測量按鍵5電源開關6固定螺釘二、機油品質檢測與

15、分析檢測步驟：檢測步驟：用脫脂棉徹底清潔傳感器油槽。用脫脂棉徹底清潔傳感器油槽。將將35滴與被測機油同牌號的清潔機油置于油槽中，使油充滿滴與被測機油同牌號的清潔機油置于油槽中，使油充滿油槽底部。油槽底部。等油擴散完后，等油擴散完后， 按按 “清零清零” 按鈕，儀器自動標定零位，顯示。按鈕，儀器自動標定零位，顯示。再次清潔傳感器油槽。再次清潔傳感器油槽。用用35滴被測機油置于油槽中，等油擴散完后，按滴被測機油置于油槽中，等油擴散完后，按“測量測量”按按鈕，即可顯示出測量值。被測機油的油樣，應從發(fā)動機運轉停鈕，即可顯示出測量值。被測機油的油樣，應從發(fā)動機運轉停止后止后5min內的工作溫度正常的內的

16、工作溫度正常的(清潔機油油樣也需加熱到這一溫清潔機油油樣也需加熱到這一溫度度)發(fā)動機油底殼內提取。發(fā)動機油底殼內提取。二、機油品質檢測與分析油斑斑痕，3.濾紙油斑試驗法濾紙油斑試驗法二、機油品質檢測與分析(1)測試原理測試原理實踐證明若把使用中的機油按規(guī)定要求滴在專用濾紙上，油滴逐漸向四周浸潤擴散，最終形成中央有深色核心的顏色深淺不同的多圈環(huán)形油斑。212d2121d2121212-1 DD清凈性質量系數清凈性系數反映總雜質濃度表明分散清凈性不好；表明分散清凈性極好；二、機油品質檢測與分析(2) 測試方法油斑中心區(qū)和擴散區(qū)的雜質濃度可用兩區(qū)域的透光度評價。濾紙油斑檢驗光度計框圖三、機油中金屬雜

17、質的種類和含量分析1.光譜分析法光譜測定分析儀原理圖1高壓激發(fā)源2回轉石墨盤3油樣池 4入口縫隙5光柵6特征光譜7焦點曲線8出口縫隙9光電傳感器10信號積分儀11信號處理儀12打印機三、機油中金屬雜質的種類和含量分析(1) 測試原理光譜分析法是利用機油中金屬元素微粒受電能或熱能激發(fā)后發(fā)出特征光譜的性質，根據金屬元素發(fā)射出的相應特征光譜光線的強度，對機油中金屬元素的種類和含量進行定量分析的方法。(2) 測試方法光譜分析的測試步驟如下：1) 按使用說明書的要求對儀器預熱、調零。2) 發(fā)動機運轉至正常熱工況后停車。3) 用專用注射器從機油加注口吸取100150g油樣，放入量筒中，并貼上標簽，寫明油樣

18、粘度、汽車車號和行駛里程等。4) 測試前，反復搖晃油樣或用超聲波處理使所含雜質在機油中均勻分布，然后取68g機油油樣放入油樣池。5) 按使用說明書的要求操作儀器，打印出測試結果。三、機油中金屬雜質的種類和含量分析(3) 測試結果分析光譜分析僅能確定所測油樣中金屬元素的種類和含量，并不能反映金屬微粒產生的原因、部位及有關摩擦表面的磨損程度。三、機油中金屬雜質的種類和含量分析分析式鐵譜儀原理圖1基片(玻璃片)2泵3油樣槽 4磁鐵5容器2.鐵譜分析法三、機油中金屬雜質的種類和含量分析(1)分析式鐵譜儀國產TPF1型分析式鐵譜儀的工作原理見圖。(2)直讀式鐵譜儀(見圖)儀器工作時，帶金屬微粒的油樣從進

19、入口流經玻璃管，在玻璃管下方磁場力作用下，鐵磁性金屬微粒便沉積在玻璃管內(見圖)，機油從排出口排出。三、機油中金屬雜質的種類和含量分析直讀式鐵譜儀原理圖1-玻璃管三、機油中金屬雜質的種類和含量分析金屬微粒在玻璃管內的沉積三、機油中金屬雜質的種類和含量分析旋轉式鐵譜儀原理圖1驅動軸2排出管3基片4環(huán)形磁鐵 5油流6輸入管7真空排出罩三、機油中金屬雜質的種類和含量分析(3)旋轉式鐵譜儀儀器的原理見圖。3.磁性探測器分析法各種油樣分析法對粒度的靈敏度范圍第九節(jié)第九節(jié)發(fā)動機異響診斷發(fā)動機異響診斷一、發(fā)動機異響的性質和特征二、發(fā)動機異響診斷儀三、異響診斷方法四、配氣相位的動態(tài)檢測一、發(fā)動機異響的性質和特

20、征1.發(fā)動機異響的性質發(fā)動機異響的性質2.發(fā)動機異響的特征發(fā)動機異響的特征(1)振動頻率和振幅振動物體發(fā)出的聲音以波的形式向外傳播，振動頻率和振幅振動物體發(fā)出的聲音以波的形式向外傳播，因此有波動頻率和波動幅度兩個要素，分別決定于聲波振動的因此有波動頻率和波動幅度兩個要素，分別決定于聲波振動的快慢和強度。快慢和強度。(2)相位發(fā)動機各缸按一定次序周期性工作，各缸燃燒后所產相位發(fā)動機各缸按一定次序周期性工作，各缸燃燒后所產生的最高壓力也以該次序產生。生的最高壓力也以該次序產生。3.影響異響診斷的因素影響異響診斷的因素(1)轉速發(fā)動機異響與轉速有極大關系，如活塞敲缸、曲軸軸轉速發(fā)動機異響與轉速有極大

21、關系，如活塞敲缸、曲軸軸承響在比怠速稍高的轉速下較明顯；氣門響、活塞銷響在轉速承響在比怠速稍高的轉速下較明顯；氣門響、活塞銷響在轉速為為1000r/min時較明顯；而連桿軸承響在轉速突變的情況下更突時較明顯；而連桿軸承響在轉速突變的情況下更突出。出。(2)溫度熱膨脹系數較大的配合副所發(fā)出的異響與溫度關系很溫度熱膨脹系數較大的配合副所發(fā)出的異響與溫度關系很大。大。一、發(fā)動機異響的性質和特征(3)負荷許多異響與發(fā)動機的負荷有關，如曲軸軸承響、連桿負荷許多異響與發(fā)動機的負荷有關，如曲軸軸承響、連桿軸承響、活塞敲缸響等均隨負荷增大而增強。軸承響、活塞敲缸響等均隨負荷增大而增強。(4)潤滑條件不論何種機

22、械異響，當潤滑條件不良時，一般都潤滑條件不論何種機械異響，當潤滑條件不良時，一般都表現得較為明顯。表現得較為明顯。(5)診斷部位發(fā)動機發(fā)生異響的部位由發(fā)動機的結構確定，但診斷部位發(fā)動機發(fā)生異響的部位由發(fā)動機的結構確定，但異常的能量隨離開聲源的距離越遠越弱，即聲波的聲強或聲波異常的能量隨離開聲源的距離越遠越弱，即聲波的聲強或聲波在發(fā)動機外表面所引起的振動的振幅，隨檢測點距聲源的遠近在發(fā)動機外表面所引起的振動的振幅，隨檢測點距聲源的遠近而變化。而變化。東風EQ6100發(fā)動機異響診斷方法一、發(fā)動機異響的性質和特征東風EQ6100發(fā)動機異響診斷方法二、發(fā)動機異響診斷儀1.便攜式異響診斷儀便攜式異響診斷

23、儀方案框圖二、發(fā)動機異響診斷儀壓電加速度計結構示意圖二、發(fā)動機異響診斷儀相位選擇示波器異響診斷原理框圖2.示波器顯示異響診斷儀示波器顯示異響診斷儀二、發(fā)動機異響診斷儀常見發(fā)動機異響故障波形a) 活塞銷響b) 活塞敲缸c) 連桿軸承響 d) 曲軸主軸承響三、異響診斷方法1.便攜式異響診斷儀使用方法便攜式異響診斷儀使用方法1)發(fā)動機走熱過程開始，即把壓電加速度計放在發(fā)動機缸蓋上部發(fā)動機走熱過程開始，即把壓電加速度計放在發(fā)動機缸蓋上部氣缸中心線位置氣缸中心線位置(或用探棒頂在該位置或用探棒頂在該位置)，在怠速下用直放電路，在怠速下用直放電路(不不接通選頻網絡接通選頻網絡)檢測有無金屬敲擊異常聲響。檢

24、測有無金屬敲擊異常聲響。2)左右移動加速度計，觀察顯示儀表指示值有無明顯增加的異常左右移動加速度計，觀察顯示儀表指示值有無明顯增加的異常部位。部位。3)在異常部位上，依次按下琴鍵開關，觀察在何種異響的特征頻在異常部位上，依次按下琴鍵開關，觀察在何種異響的特征頻率下，儀表指示值顯著增大。率下，儀表指示值顯著增大。4)在異響最為明顯的轉速、溫度測試條件下及最有利的檢測位置，在異響最為明顯的轉速、溫度測試條件下及最有利的檢測位置，儀表讀數超過正常統(tǒng)計數據的位置即為異響振源。儀表讀數超過正常統(tǒng)計數據的位置即為異響振源。2.異響振動波形檢測方法異響振動波形檢測方法1)在第一缸安裝轉速傳感器。在第一缸安裝

25、轉速傳感器。三、異響診斷方法2)檢測曲軸主軸承響時，鍵入操作碼檢測曲軸主軸承響時，鍵入操作碼“33”，壓電加速度計探棒，壓電加速度計探棒垂直頂在振動最明顯部位，一般應在油底殼上。垂直頂在振動最明顯部位，一般應在油底殼上。3)檢測連桿軸承響時，仍鍵入操作碼檢測連桿軸承響時，仍鍵入操作碼“33”，加速度計探棒觸在，加速度計探棒觸在缸體側面，對準缸套的上部。缸體側面，對準缸套的上部。4)檢測活塞敲缸響時，需鍵入操作碼檢測活塞敲缸響時，需鍵入操作碼“33”或或“34”，加速度計抵，加速度計抵在氣缸體的上部。在氣缸體的上部。5)檢測活塞銷響時，需鍵入操作碼檢測活塞銷響時，需鍵入操作碼“34”或或“35”，加速度計抵在，加速度計抵在缸蓋、缸體結合處，中高速下抖動加速踏板，若有窄而尖的瞬缸蓋、缸體結合處，中高速下抖動加速踏板，若有窄而尖的瞬間波形出現，說明活塞銷響。間波形出現，說明活塞銷響。6)檢測氣門響時，需鍵入操作碼檢測氣門響時，需鍵入操作碼“36”，加速度計觸在進、排氣，加速度計觸在進、排氣門附近，發(fā)動機在門附近，發(fā)動機在1200r/min左右的轉速下運轉。左右的轉速下運