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第二章 汽車發(fā)動機檢測、故障診斷與案例分析

第一節(jié) 發(fā)動機的檢測

一、發(fā)動機異響和振動的檢測

(一)異響的檢測

判斷發(fā)動機異響的方法很多,總體來講,有直觀經(jīng)驗法和儀器設(shè)備測試法兩種。

1.用直觀經(jīng)驗法診斷

這種方法不需儀器設(shè)備,經(jīng)濟、簡單,過去和現(xiàn)在都廣泛應(yīng)用,但需有較強的實踐經(jīng)驗。判斷異響前,應(yīng)檢查發(fā)動機機油、電路和潤滑情況是否正常,因為油、電路和潤滑系統(tǒng)有故障,會妨礙判斷,也可能由此而產(chǎn)生異響。在油、電路和潤滑良好的情況下,分別進行以下不同方式的判斷(表2-1)。

表2-1 直觀經(jīng)驗法的判斷

2.加速運轉(zhuǎn)時用聽診器診斷

聽診器是診斷發(fā)動機異響、確定發(fā)動機故障部位的一種經(jīng)濟而又十分有效的檢測工具。JTQ-1型聽診器的組成如圖2-1所示。聽診器可以調(diào)節(jié)音量,因此即使是微小的響聲也可清晰地聽見,并設(shè)有外接磁帶記錄儀插口,可將異響記錄下來。

圖2-1 JTQ-1型聽診器的組成

3.用異響診斷儀診斷

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代汽車的檢修越來越依賴先進的儀器和檢測設(shè)備,如果利用專門診斷設(shè)備——異響診斷儀進行分析和研究,則只需熟悉發(fā)動機一般構(gòu)造和設(shè)備,操作工人就能比較迅速和準(zhǔn)確地診斷出故障的部位和程度。

發(fā)動機異響診斷儀線路框圖如圖2-2所示。

圖2-2 發(fā)動機異響診斷儀線路框圖

用儀器診斷發(fā)動機異響的基本原理,就是利用振動傳感器把各種異響對應(yīng)的振動信號拾取出來,經(jīng)過選頻放大后送到顯示儀表顯示異響的曲線形態(tài),再輔之以單缸斷火(或單缸斷油)、轉(zhuǎn)速變換等手段,迅速準(zhǔn)確地判斷出異響的種類、部位和嚴(yán)重程度。

4.用示波器診斷

物體因振動而發(fā)聲,當(dāng)發(fā)動機運動件的配合間隙過大或配合表面損傷時,在運轉(zhuǎn)中便會產(chǎn)生機械振動并發(fā)出異響。不同的運動件在不同的運轉(zhuǎn)工況下,產(chǎn)生不同特性的機械振動,其振動頻率和振幅各不相同,因而發(fā)動機異響的強弱和音調(diào)的高低也就各不相同。利用振動傳感器把引起異響的各種機械振動信號轉(zhuǎn)換為電信號,再經(jīng)選頻放大后送入通用或?qū)S檬静ㄆ鳎谑静ㄆ鳠善辽巷@示異響或振動的波形。根據(jù)波形的振幅和頻率可以判斷出產(chǎn)生異響的機件及其技術(shù)狀況。該診斷方法需借助于異響測聽儀、頻譜分析儀來檢測傳動系統(tǒng)狀況。

(二)振動的檢測

振動是物體前后或上下的往復(fù)運動。多數(shù)車輛的振動由旋轉(zhuǎn)部件(發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、車輪)和發(fā)動機燃燒過程中的點火脈沖引起。旋轉(zhuǎn)部件嚴(yán)重失衡或跳動時將產(chǎn)生明顯的振動,振動主要由如下三個要素組成。

①振動源:振動的原因。

②傳遞路徑:振動通過車輛傳遞的路徑。

③響應(yīng)件:能夠感受振動的部件。

例如,路面不平引起轉(zhuǎn)向盤的振動,其振動源為受路面沖擊或失衡的輪胎。傳遞路徑為輪胎振動→車輛懸架系統(tǒng)→轉(zhuǎn)向柱→轉(zhuǎn)向盤。

振動會嚴(yán)重影響汽車的平順性,因此應(yīng)重視對振動的檢測。同時,通過對振動的檢測和分析,可以排除許多故障。在振動檢測中,測量振動部件的振動速率,在速率確定后,將振動與速率相同的部件相關(guān)聯(lián),可以找到振動源。檢測旋轉(zhuǎn)件的允許失衡或跳動量(公差)并進行重新平衡、維護車身結(jié)構(gòu)等傳遞部件(如將發(fā)動機艙與乘客室更好地隔離),會使振動問題有效得到解決。

1.電子振動分析儀

電子振動分析儀的液晶屏幕上至多可以有3個主要振動頻率(以r/min或Hz顯示)、振動相對強度或振幅(顯示為加速度)。顯示模式有鎖定、記錄/回放、平均/即時、頻閃平衡4種模式(表2-2)。

表2-2 電子振動分析儀顯示器顯示的內(nèi)容

電子振動分析儀將顯示頻閃頻率、振幅和濾波器范圍。

顯示器的左側(cè)是頻率讀數(shù),頻率可按r/min或Hz顯示,按鍵盤上的RPM/Hz按鈕可在兩種讀數(shù)之間進行切換。接著是條碼圖,以表示振動相對強度。右側(cè)為實際強度或振幅,顯示為加速度G。

屏幕最上面的一行頻率數(shù)據(jù)旁邊為字母A或字母B,該字母指示激活的輸入通道。按鍵盤上的A或B鍵,可以在兩個輸入通道之間切換。圖2-3所示為J38792電子振動分析儀的顯示器屏幕和鍵盤,其鍵盤操作方法見表2-3。

圖2-3 J38792電子振動分析儀的顯示器屏幕和鍵盤

表2-3 電子振動分析儀的鍵盤操作方法

2.電子振動分析儀的使用方法

將電子振動分析儀的振動傳感器放置于所要檢測的部位(如座椅導(dǎo)軌)并將“UP”標(biāo)簽向上。

給電子振動分析儀接入12V電源。

備好電子振動分析儀以進行數(shù)據(jù)記錄:由主菜單選擇自動模式;選擇懷疑的振動源;將光標(biāo)移至發(fā)動機氣缸號,按下輸入鍵。

在電子振動分析儀鍵盤上輸入發(fā)動機轉(zhuǎn)速(500~6000r/min),在感覺最大振動的轉(zhuǎn)速下按下輸入鍵。

測試進行時,必須調(diào)整轉(zhuǎn)速鍵(r/min)以匹配真實發(fā)動機轉(zhuǎn)速,為此執(zhí)行以下步驟。

①選擇增量步驟,以提高或降低轉(zhuǎn)速,然后按下輸入鍵。

②監(jiān)測適用于所選擇的轉(zhuǎn)速的頻率范圍,按下輸入鍵進入啟動數(shù)據(jù)屏幕。如果不在有效范圍內(nèi),按下退出鍵回到選擇轉(zhuǎn)速頁面。

③按向上或向下箭頭鍵,調(diào)整活動數(shù)據(jù)屏幕上的轉(zhuǎn)速(r/min),與真實車速匹配。

在啟動數(shù)據(jù)顯示器上讀取測試結(jié)果。

二、氣缸密封性的檢測

氣缸密封性與氣缸體、氣缸蓋、氣缸墊、活塞、活塞環(huán)和進、排氣門等零件的技術(shù)狀況有關(guān)。在發(fā)動機使用過程中,由于這些零件磨損、燒蝕、結(jié)焦或積炭,導(dǎo)致氣缸密封性下降,使發(fā)動機功率下降,燃油消耗率增加,使用壽命大大縮短。因此,氣缸密封性是表征發(fā)動機技術(shù)狀況的重要參數(shù)。

檢測氣缸密封性的常用方法有測量氣缸壓縮壓力、測量曲軸箱竄氣量、測量氣缸漏氣量或氣缸漏氣率、測量進氣管真空度、測量曲軸箱機油中金屬磨屑的含量等。檢測時,只要進行其中的一項或兩項,就能確定氣缸密封性的好壞。

(一)氣缸壓縮壓力的檢測

如果發(fā)動機活塞與氣缸的密封性、氣門與氣門座的密封性及氣缸墊的密封性不好,氣缸最終的壓縮壓力就會下降,影響到發(fā)動機動力性能。因此,通過氣缸壓縮壓力檢測,可以間接判斷發(fā)動機密封性。

測量氣缸最大壓縮壓力一般用氣缸壓力表測量,用氣缸壓力表測量氣缸壓縮壓力,方法簡便,成本低廉,在汽車維修企業(yè)中廣為應(yīng)用。但這種方法的測量誤差大。

氣缸壓力表為專用壓力表,由表頭、導(dǎo)管、止回閥和接頭組成。接頭有錐形橡膠接頭和螺紋接頭兩種,前者可以壓緊在火花塞孔上,后者可以擰緊在火花塞螺紋孔上。

測量時發(fā)動機應(yīng)運轉(zhuǎn)至冷卻液溫度為85~95℃,機油溫度為70~90℃,按表2-4所列步驟和方法測量。

表2-4 用氣缸壓力表測量氣缸壓力

根據(jù)《汽車發(fā)動機大修竣工技術(shù)條件》(GB 3799)的規(guī)定,大修后的發(fā)動機氣缸壓縮壓力應(yīng)符合原設(shè)計規(guī)定,各缸壓力差,汽油機應(yīng)不超過各缸平均壓力的8%。在用發(fā)動機氣缸壓縮壓力,在交通部頒發(fā)的《汽車運輸業(yè)車輛技術(shù)管理規(guī)定》中不得低于標(biāo)準(zhǔn)值的25%,否則發(fā)動機應(yīng)送廠大修。

氣缸壓縮壓力也可用多功能發(fā)動機綜合分析儀測量。現(xiàn)以國產(chǎn)EA-800型汽車發(fā)動機綜合分析儀為例(圖2-4)說明其測量方法。

圖2-4 EA-800型汽車發(fā)動機綜合分析儀

首先拆下被測氣缸的火花塞,旋上分析儀配置的壓力傳感器,用起動機轉(zhuǎn)動發(fā)動機曲軸3~5s。這時由壓力傳感器讀取的壓力信號,經(jīng)放大和A/D變換后,送入微機系統(tǒng)處理,并由顯示器顯示結(jié)果。

(二)氣缸蓋和氣缸體的檢測

1.氣缸蓋的檢查

(1)氣缸蓋裂紋的檢查 氣缸蓋經(jīng)清理并洗凈后,用染色滲透劑噴射于被檢查部位(圖2-5),如燃燒室、進氣口、排氣口、氣缸蓋表面等,檢查是否有裂紋。若滲透劑滲入內(nèi)部,則表示該部分有裂紋存在,需進行粘接、焊修或更換。

圖2-5 氣缸蓋裂紋的檢查

(2)氣缸蓋平面的檢測 氣缸蓋與氣缸體接觸平面及氣缸蓋與進、排氣歧管接觸平面的檢查如圖2-6所示,用精密的規(guī)板和塞尺檢查表面平面度。若超過極限,應(yīng)予修磨或更換。

圖2-6 氣缸蓋平面的檢查

2.氣缸體的檢測

(1)氣缸體平面的檢測 用精密規(guī)尺和塞尺進行氣缸體平面的檢測,如圖2-7所示,在6個標(biāo)線方位上進行,若平面度超過極限值時,應(yīng)進行修磨。修磨方法與氣缸蓋相同。

圖2-7 氣缸體平面的檢測

(2)氣缸內(nèi)壁的檢測 主要有以下幾點。

①對氣缸進行直觀檢查,目視其垂直方向上是否有刮痕,若有較深的刮痕,則需進行鏜缸。

②氣缸的磨損是不均勻的,沿縱斷面看是上大下小,失去原來的圓柱形狀,呈錐形。從橫斷面看,沿圓周方向磨損后會失去原來的正圓形狀,呈橢圓形。

③檢查氣缸內(nèi)壁的磨損時,如圖2-8所示,應(yīng)在氣缸的上部、中部和下部(a、b和c)三處用量缸表測其A和B方向內(nèi)徑尺寸。若缸徑尺寸超過極限值,就必須進行鏜缸。若未超過極限值,可用氣缸缸徑鉸刀予以修整。

圖2-8 氣缸內(nèi)壁的檢測

(3)氣缸蓋襯墊的檢測 氣缸蓋襯墊裝于氣缸蓋與氣缸體之間,用于防止漏水和漏氣。氣缸蓋襯墊連接部位滲漏的原因常常是螺栓的負(fù)荷分布不均。通過壓痕檢視,可以確定氣缸蓋襯墊隱患的部位。其方法是在連接部位放上專用的復(fù)寫紙,可憑目視檢查出螺栓負(fù)荷的情況。

①檢視程序如下。

a.清潔氣缸體和氣缸蓋的配合面。

b.在復(fù)寫紙上印出所有孔徑,用沖子將孔沖出。

c.將紙放在氣缸體上,放上襯墊,在襯墊上放上復(fù)寫紙,將氣缸蓋放妥,按規(guī)定扭力順序?qū)飧咨w擰緊,使紙上出現(xiàn)壓痕。

d.卸下氣缸蓋,細(xì)心地將氣缸蓋襯墊上的復(fù)寫紙揭下,檢視螺栓負(fù)荷的分布壓痕,通過比較,可以看出顏色深的部位壓縮負(fù)荷大于顏色淺的部位。

②整修方法如下。

a.檢查氣缸蓋襯墊,若稍有不平,經(jīng)修整后,涂以潤滑油脂,或在凹陷處填以石棉,按規(guī)定扭力緊固,仍可繼續(xù)使用。

b.氣缸蓋襯墊的彈性減弱時,可放在機油盆內(nèi)加熱,使其膨脹,增強彈性,以補償接合面的平面度誤差。

c.氣缸蓋襯墊如未損壞,可將其放在溫火上均勻地烘烤,由于石棉經(jīng)加溫后會膨脹而恢復(fù)到原來的狀態(tài)和厚度,修整仍可繼續(xù)使用。

d.氣缸蓋襯墊的厚度會影響發(fā)動機的壓縮比。薄了,壓縮比會增大,將影響發(fā)動機的正常工作;厚了,壓縮比會減小,將影響發(fā)動機的功率。因此,氣缸蓋襯墊的厚度,應(yīng)符合該型發(fā)動機的規(guī)定。

(三)進氣管真空度的檢測

進氣管真空度是進氣管內(nèi)的壓力與大氣壓力的差值,單位為kPa。發(fā)動機進氣管真空度的大小隨氣缸活塞組零件的磨損而變化,并與氣門組零件的技術(shù)狀況、進氣管的密封性,以及點火系統(tǒng)和供油系統(tǒng)的調(diào)整有關(guān)。因此,檢測進氣管真空度,可以診斷發(fā)動機多種故障。進氣管真空度用真空表檢測,無需拆卸任何機件,快速簡便。一般發(fā)動機綜合分析儀也具有進氣管真空度檢測功能。

1.操作方法

①啟動發(fā)動機,并使其以高于怠速的轉(zhuǎn)速空轉(zhuǎn)30min以上,使發(fā)動機達到正常溫度。

②將真空表軟管接到進氣歧管的測壓孔上。

③變速器掛空擋,發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)。

④讀取真空表上的示值。

2.診斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《汽車發(fā)動機大修竣工技術(shù)條件》(GB 3799)的規(guī)定,大修竣工的四沖程汽油機轉(zhuǎn)速在500~600r/min時,以海平面為準(zhǔn),進氣管真空度應(yīng)在57.33~70.66kPa范圍內(nèi)。波動范圍:六缸汽油機一般不超過3.33kPa,四缸汽油機一般不超過5.07kPa。

進氣管真空度隨海拔升高而降低。海拔每升高1000m,真空度約減少10kPa,故檢測應(yīng)根據(jù)所在地的海拔高度進行折算。

(四)發(fā)動機真空波形的檢測

用示波器或發(fā)動機綜合分析儀的示波功能檢測進氣歧管真空波形,能快速、準(zhǔn)確地判斷發(fā)動機機械系統(tǒng)故障,省時、省力,效果較好。下面以發(fā)動機進氣歧管真空波形的采集和分析為例,介紹波形檢測分析方法。

1.真空波形的采集

由于發(fā)動機進氣過程是進氣、壓縮、做功和排氣四個工作過程中的一個過程,所以進氣過程是周期的,這必然引起進氣壓力的脈動。同時,與進、排氣有關(guān)機械的性能信息,如配氣機構(gòu)、氣門與活塞環(huán)密封等部件的參數(shù)變化也必然會反映到進氣歧管真空波形中來,所以可以通過分析進氣歧管真空波形來檢測配氣機構(gòu)的故障。

圖2-9所示為利用發(fā)動機綜合分析儀的示波功能檢測進氣歧管真空波形,所檢測到的進氣歧管真空波形如圖2-10所示,可以看到圖形的各個部分與發(fā)動機工作過程有較好的對應(yīng)性,現(xiàn)說明如下。

圖2-9 利用發(fā)動機綜合分析儀的示波功能檢測進氣歧管真空波形

圖2-10 某一缸進氣歧管真空波形

圖2-10中,①處圖形表示進氣門在上止點(Top Dead Center,TDC)前打開,實現(xiàn)提前進氣,此時活塞仍在向上移動,該缸的排氣門未完全關(guān)閉;②處圖形表示活塞到達上止點(TDC),此時進、排氣門都開啟,氣缸中有部分燃燒廢氣未完全從排氣門中排出,由進氣門反排到進氣歧管,使進氣歧管絕對壓力升高,①與②之間是進氣門早開角度;③處圖形表示排氣門完全關(guān)閉,此時活塞向下移動,將進氣歧管內(nèi)混合氣吸入,真空度快速增加,①與③之間為進、排氣門重疊角度;④處圖形表示活塞到達下止點(Bottem Dead Center,BDC),此時進氣行程結(jié)束,由于進氣門有遲閉角,氣缸中仍有吸力,因此進氣歧管真空度會繼續(xù)增加;⑤處圖形表示活塞開始向上移動,此時壓縮行程開始,進氣門未完全關(guān)閉;⑥處圖形表示進氣門完全關(guān)閉,此時進、排氣門均完全關(guān)閉,氣缸中壓力開始升高,進氣歧管真空度下降,另一缸又開始重復(fù)前面①~⑤的動作。

2.故障波形分析

(1)基本參數(shù) 一般電控燃油噴射發(fā)動機冷車時進氣壓力為40~46kPa,真空度為16~18inHg1(達到正常溫度后進氣壓力為15~40kPa,真空度為18~19inHg)。1缸火花塞不跳火,進氣壓力會升高6.7kPa(真空度降低2inHg)。1缸進氣門漏氣,進氣壓力會上升13.4kPa(真空度降低4inHg)。點火正時比標(biāo)準(zhǔn)值提前3°,進氣壓力會下降3.3kPa(真空度升高1inHg)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)真空波形與故障波形分析 在發(fā)動機分析儀上可選擇檢測標(biāo)準(zhǔn)真空波形與故障波形。圖2-11所示為某四缸發(fā)動機的檢測實例。圖2-11(a)所示為四缸發(fā)動機標(biāo)準(zhǔn)波形,可以看到標(biāo)準(zhǔn)波形為較光滑的波浪曲線。圖2-11(b)所示為第4缸進氣門嚴(yán)重漏氣時的波形。

圖2-11 四缸發(fā)動機標(biāo)準(zhǔn)真空波形與故障波形分析

3.儀器操作方法

下面以國產(chǎn)EA-1000型發(fā)動機綜合分析儀為例,介紹檢測進氣歧管真空波形的操作方法。

①啟動發(fā)動機,運轉(zhuǎn)到正常工作溫度。

②將檢測儀真空度傳感器的橡膠軟管通過三通接頭連接到發(fā)動機的真空管上。

③將發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1700r/min左右。

④在主菜單下的子菜單上選擇“進氣管內(nèi)真空度”,進入進氣管內(nèi)真空度檢測狀態(tài),其界面顯示如圖2-12所示。

圖2-12 進氣管內(nèi)真空度檢測狀態(tài)

⑤按下檢測界面下方的“檢測”按鈕,檢測儀高速采集進氣管內(nèi)真空度值,并顯示出被檢測發(fā)動機的真空波形,觀測、分析和判斷所檢測波形。

⑥分析結(jié)束后再按下“檢測”按鈕,高速采集結(jié)束。必要時可按下診斷儀操作鍵盤上的F4鍵,檢測儀提供四缸、六缸或八缸的進氣管內(nèi)真空度的標(biāo)準(zhǔn)波形,還可提供進氣門開啟不良、進氣門關(guān)閉不良、排氣門開啟不良和排氣門關(guān)閉不良等故障波形,以供觀測波形時參考。按F2鍵可對數(shù)據(jù)進行存儲,按F3鍵可存儲圖形,按F6鍵可打印圖形。

⑦測試結(jié)束后,按F1鍵返回主菜單。

(五)氣缸漏氣量和漏氣率的檢測

隨著氣缸活塞組零件的磨損,氣缸密封性下降,漏氣量增加。發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性變差,曲軸箱竄氣量增加,機油受到污染。

氣缸漏氣量檢測的基本方法是向活塞處于壓縮行程上止點的氣缸充入壓縮空氣,觀察壓力下降的程度,借以判斷氣缸的密封性。壓力下降越多,氣缸漏氣量越多。

檢測氣缸漏氣量可采用QLY-1型氣缸漏氣量檢測儀。QLY-1型氣缸漏氣量檢測儀(圖2-13)包括減壓閥、進氣壓力表、測量表、校正孔板、橡膠軟管、快換管接頭和充氣嘴。還需配備壓縮空氣源、活塞位置指針和活塞定位盤。若氣缸漏氣量檢測儀測量表的壓力示值用百分比表示,則該檢測儀即為氣缸漏氣率檢測儀。儀器的示值稱為氣缸漏氣率。

圖2-13 氣缸漏氣量檢測儀

氣缸漏氣率檢測儀的標(biāo)定方法:將儀器接通壓縮空氣源,并把出氣口堵住,這時儀表指針的位置定為0,表示不漏氣;打開出氣口使其與大氣相通,這時儀表指針的位置定為100%,表示氣體全部漏掉。在0~100%之間均勻刻度即可測量實際漏氣率。

(六)曲軸箱竄氣量的檢測

根據(jù)試驗資料,汽車行駛里程在25000~40000km時,氣缸活塞環(huán)竄氣量為45~50L/min。更換活塞環(huán)后竄氣量回降10~20L/min,而且,竄氣量指標(biāo)還可用于檢查發(fā)動機大修質(zhì)量。在大修磨合期后,其竄氣量一般在10~20L/min。所以,根據(jù)曲軸箱竄氣量變化情況,可以判斷氣缸磨損是否正常,評價氣缸活塞配合副的密封性。

1.檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)

從曲軸箱竄出的氣體具有溫度高、量小、脈動、污濁的特點,檢測難度較大。實驗表明,發(fā)動機在一般的工作情況下,曲軸箱內(nèi)的氣壓很低,即使是滿負(fù)荷下也只有980~1960Pa。因此,如果測量方法不當(dāng),會使測量結(jié)果產(chǎn)生很大的誤差。

曲軸箱竄氣量除與發(fā)動機氣缸密封狀況有關(guān)外,還與發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)。因此在檢測時,發(fā)動機應(yīng)加載,節(jié)氣門全開(或柴油機最大供油量),在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速下測試(此時竄氣量最大)。發(fā)動機加載可在底盤測功機上實現(xiàn)。測功機的加載裝置可方便地通過滾筒驅(qū)動車輪和傳動系統(tǒng)對發(fā)動機進行加載,可使發(fā)動機在全負(fù)荷工況下從最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速的任一轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),可用曲軸箱竄氣量檢測儀檢測出任一工況下曲軸箱的竄氣量。如果在道路上測量,汽車需重載,選擇大坡度道路低擋上坡行駛;車速必須保證發(fā)動機在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運轉(zhuǎn),節(jié)氣門全開,必要時可用腳制動器配合加載。

目前國內(nèi)還沒有制定出統(tǒng)一的曲軸箱竄氣量檢測標(biāo)準(zhǔn);同時,由于曲軸箱竄氣量大小還與缸徑大小和缸數(shù)多少有關(guān),也很難把眾多車型的曲軸箱竄氣量綜合在一個檢測標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。維修企業(yè)和汽車檢測站應(yīng)積累具體車型的曲軸箱竄氣量檢測數(shù)據(jù)資料,經(jīng)分析整理制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),以作為檢測依據(jù)。

2.檢測手段

(1)用氣體流量計檢測曲軸箱竄氣量 圖2-14所示為一種測量氣體流量的玻璃管式氣體流量計。在測量時,將曲軸箱密封(堵住機油尺口及曲軸箱通風(fēng)進、出口等),由加潤滑油口處用橡膠管將漏竄氣體導(dǎo)出,輸入氣體流量計。當(dāng)氣體沿圖2-14中箭頭方向移動時,由于流量孔板兩邊存在壓力差使壓力計水柱移動,直到氣體壓力與水柱落差平衡為止。壓力計通常以流量刻度,因而由壓力計水柱高度可以確定竄入曲軸箱氣體的數(shù)量,流量孔板備有不同直徑的小孔,可以根據(jù)漏竄氣體量的范圍來選用。測試時,啟動發(fā)動機預(yù)熱至正常水溫,使發(fā)動機在加載狀況下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在1200~1600r/min,節(jié)氣門全開。記下氣體流量計每分鐘的流量。

圖2-14 玻璃管式氣體流量計

用氣體流量計檢測曲軸箱竄氣量具有設(shè)備花費小、讀數(shù)直觀等特點,但精度不高、操作繁瑣,不能實現(xiàn)電子化操作。

(2)用微壓傳感器式曲軸箱竄氣量檢測儀檢測曲軸箱竄氣量 微壓傳感器式曲軸箱竄氣量檢測儀如圖2-15所示。當(dāng)廢氣流過取樣探頭孔道時,在測量小孔處產(chǎn)生負(fù)壓,微壓傳感器檢測出負(fù)壓并將其轉(zhuǎn)變成電信號。流過集氣頭孔道的廢氣流量越大,測量小孔處產(chǎn)生的負(fù)壓越大,微壓傳感器輸出的電信號越強。該信號輸送到儀表箱,由儀表指示出曲軸箱竄氣量的大小。

圖2-15 微壓傳感器式曲軸箱竄氣量檢測儀

微壓傳感器式曲軸箱竄氣量檢測儀使用方法如下。

①打開電源開關(guān),按儀器使用說明書的要求對檢測儀進行預(yù)調(diào)。

②密封曲軸箱,即堵塞機油尺口及曲軸箱通風(fēng)進、出口等,將取樣探頭插入機油加注口內(nèi)。

③啟動發(fā)動機,待其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后,儀表箱儀表的指示值即為發(fā)動機曲軸箱在該轉(zhuǎn)速下的竄氣量。

該儀器具有測試簡易、讀數(shù)方便、不需要計算等優(yōu)點。

三、汽油機點火系統(tǒng)和燃料供給系統(tǒng)的檢測

(一)汽油機點火系統(tǒng)的檢測

1.點火系統(tǒng)主要部件的檢測

點火系統(tǒng)主要部件的檢測方法見表2-5。

表2-5 點火系統(tǒng)主要部件的檢測方法

圖2-16 點火線圈的檢測

圖2-17 傳統(tǒng)點火系統(tǒng)的檢測

2.磁感應(yīng)式電子點火系統(tǒng)的檢測

(1)磁感應(yīng)信號發(fā)生器在的檢測 檢查信號發(fā)生器的間隙,信號轉(zhuǎn)子與傳感線圈鐵芯之間的間隙一般為0.2~0.4mm。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)值,應(yīng)進行調(diào)整。用萬用表測量信號發(fā)生器感應(yīng)線圈的電阻,應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。

(2)電磁感應(yīng)式點火控制器的檢測

①如圖2-18所示,用一只1.5V的干電池代替信號發(fā)生器,接到點火控制器信號輸入端子上。

圖2-18 電磁感應(yīng)式點火控制器的檢測

②正接時,點火線圈的初級繞組導(dǎo)通,用萬用表測量點火線圈的“-”接線柱與接地之間的電壓,應(yīng)為1~2V,如圖2-18(a)所示。

③將電池的極性顛倒后,再進行測量,其值應(yīng)為12V,如圖2-18(b)所示。

若與上述不符,說明點火控制器有故障,應(yīng)更換。

(3)分火頭的檢測

①外觀檢查:觀察分火頭的外觀,分火頭應(yīng)無裂痕、燒蝕或擊穿等現(xiàn)象,否則應(yīng)更換新件。

②漏電檢查:將分火頭倒放在缸體或缸蓋上,用跳火正常的分缸高壓線將高壓電引到分火頭上,如果分缸高壓線有明顯跳火現(xiàn)象,說明分火頭已漏電,應(yīng)更換新件。

③電阻的測量:用萬用表測量分火頭頂部的電阻,如圖2-19所示,正常值應(yīng)為(1±0.41)kΩ。

圖2-19 分火頭電阻的測量

(4)高壓導(dǎo)線的檢測

①高壓導(dǎo)線電阻的檢測:如圖2-20所示,中央高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值一般均不相同,如桑塔納轎車的中央高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值不大于2.8kΩ,奧迪轎車中央高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值不大于2kΩ;分缸高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值一般也不相同,如桑塔納轎車分缸高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值不大于7.4kΩ,奧迪轎車分缸高壓導(dǎo)線電阻標(biāo)準(zhǔn)值不大于6kΩ。

圖2-20 高壓導(dǎo)線電阻的檢測

②火花塞插頭電阻的檢測:如圖2-21所示,用萬用表測量火花塞插頭的電阻值,一般為(1±0.4)kΩ(無屏蔽)和(5±1.0)kΩ(有屏蔽)。

圖2-21 火花塞插頭電阻的檢測

③防干擾接頭電阻的檢測:如圖2-22所示,用萬用表測量防干擾接頭的電阻值,一般為(1±0.4)kΩ。

圖2-22 防干擾接頭電阻的檢測

3.點火正時的檢測與調(diào)整

為保證氣缸中的混合氣在正確的時間被點燃,在安裝分電器或更換燃油品種時,要靠人工確定和調(diào)整初始點火提前角。點火正時是否正確對發(fā)動機的性能影響很大:點火時間過早會造成發(fā)動機的爆燃,使發(fā)動機局部過熱,燃料消耗增加,功率下降;點火時間過晚會使發(fā)動機燃燒所產(chǎn)生的最大壓力下降,功率降低,經(jīng)濟性下降。因此,在發(fā)動機的使用與維修中,要確保有分電器點火系統(tǒng)點火正時的準(zhǔn)確性。

(1)點火正時的檢測

①就車檢測點火正時。就車判斷點火正時時,應(yīng)使發(fā)動機處于正常工作溫度(70~80℃)下怠速運轉(zhuǎn),當(dāng)突然加速時,如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速急速提高并伴有短促而輕微的突爆聲(輕微爆燃),而后很快消失則為點火正時準(zhǔn)確;如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能隨節(jié)氣門開大而增大,發(fā)動機發(fā)悶且排氣管出現(xiàn)“突突”聲,則為點火過遲;如果發(fā)動機出現(xiàn)嚴(yán)重的金屬敲擊聲,即爆燃(敲缸),則為點火過早。點火過早或過遲的一般調(diào)整方法是松開分電器殼體固定螺栓,將分電器軸按順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動少許,直至調(diào)好點火正時。

②使用點火正時燈檢測點火正時。如圖2-23所示,查找并驗證飛輪或曲軸前端帶輪上1缸壓縮終了上止點標(biāo)記和點火提前角標(biāo)記,擦拭使之清晰可見,如標(biāo)記不清晰,最好用粉筆或油漆將標(biāo)記描清。

圖2-23 點火正時標(biāo)記

將點火正時燈(圖2-24)正確連接到汽車發(fā)動機上,將傳感器夾夾在1缸高壓線上,且箭頭方向指向火花塞,紅、黑蓄電池夾分別與蓄電池正、負(fù)極連接。

圖2-24 點火正時燈

啟動發(fā)動機至正常工作溫度,保持在怠速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。打開正時燈并對準(zhǔn)正時標(biāo)記,調(diào)整正時燈電位器,使正時標(biāo)記清晰可見,就如同固定不動一樣,此時表頭讀數(shù)即發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時的點火提前角。用同樣的方法分別測出不同工況、轉(zhuǎn)速時的點火提前角。

(2)點火正時的調(diào)整

①靜態(tài)調(diào)整。為了保證發(fā)動機氣缸中的混合氣在正確的時間被點燃,在往發(fā)動機上安裝分電器和更換燃油品種時,要靠人工調(diào)整初始點火提前角,這一工作通常被稱為點火正時。點火正時就是點火系統(tǒng)的高壓電火花準(zhǔn)時點著發(fā)動機氣缸內(nèi)的混合氣。調(diào)整點火正時是在將分電器安裝到發(fā)動機上時,通過調(diào)整和校正點火時機,使點火系統(tǒng)的高壓電火花能準(zhǔn)時點著氣缸內(nèi)的混合氣。

②動態(tài)調(diào)整。發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中旋松分電器固定螺釘,點火過早時,順著分電器軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動分電器殼體;點火過遲時,則反向轉(zhuǎn)動分電器殼體。

注意:點火正時的調(diào)整實質(zhì)是使點火系統(tǒng)的分電器中配電器的配電與發(fā)動機配氣機構(gòu)中的進氣工況相一致,以達到使發(fā)動機正常工作的目的,在現(xiàn)代汽油發(fā)動機主流配置的無分電器點火系統(tǒng)中,由于取消了機械配角,各缸高壓電的分配全部由發(fā)動機ECU來完成,因此無分電器點火系統(tǒng)不需要再進行點火正時的調(diào)整。

(二)汽油機燃料供給系統(tǒng)的檢測

1.燃油壓力的檢測

(1)燃油壓力檢測條件 燃油泵繼電器正常,燃油泵正常,燃油濾清器正常,蓄電池電壓正常,且必須在怠速及發(fā)動機高轉(zhuǎn)速下進行檢測。

(2)燃油系統(tǒng)油壓不足或油壓過高的原因 油壓不足的原因有管接頭或管子滲漏、燃油濾清器過臟、燃油泵不良、蓄電池電壓不足、燃油壓力調(diào)節(jié)器損壞。油壓過高的原因是燃油壓力調(diào)節(jié)器損壞。

(3)燃油系統(tǒng)燃油壓力的檢測方法 桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、燃油壓力表(V.A.G1318)及接頭(V.A.G1318/10)、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-6。

表2-6 燃油系統(tǒng)燃油壓力的檢測方法

2.燃油泵供電電壓的檢測

桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、KT600診斷儀、數(shù)字萬用表、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-7。

表2-7 燃油泵供電電壓的檢測方法

3.燃油泵熔絲的檢測

桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、KT600診斷儀、數(shù)字萬用表、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-8。

表2-8 燃油泵熔絲的檢測方法

4.燃油泵繼電器的檢測

桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、KT600診斷儀、數(shù)字萬用表、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-9。

表2-9 燃油泵繼電器的檢測方法

5.電動燃油泵的檢測

(1)就車檢測條件 就車檢測燃油泵工作狀態(tài)和供油量,應(yīng)保證蓄電池電壓正常,燃油泵熔絲正常,燃油濾清器正常。

(2)電動燃油泵的組成及工作情況

①組成。電動燃油泵由永磁式直流電動機、燃油泵、限壓閥、單向閥和殼體等組成,如圖2-25所示。

圖2-25 電動燃油泵的組成

②工作情況。點火開關(guān)一旦接通,電動燃油泵就會工作1~2s。此時,如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于30r/min,電動燃油泵連續(xù)運轉(zhuǎn);如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于30r/min,那么即使點火開關(guān)接通,電動燃油泵也會停止運轉(zhuǎn);當(dāng)點火開關(guān)接通時,直流電動機電路接通,電樞受電磁力的作用而開始轉(zhuǎn)動,燃油泵轉(zhuǎn)子便隨電動機一同轉(zhuǎn)動,將燃油從油箱經(jīng)輸油管和進油口泵入燃油泵。當(dāng)燃油泵內(nèi)的油壓超過單向閥處的彈簧壓力時,燃油便從出油口經(jīng)輸油管泵入供油總管,再分配給各個噴油器;當(dāng)燃油泵停止工作時,在燃油泵出口單向閥處彈簧壓力的作用下,單向閥將阻止燃油回流,使供油系統(tǒng)中保存的燃油具有一定壓力,以便于發(fā)動機再次啟動;當(dāng)燃油泵中的燃油壓力超過規(guī)定值(一般為320kPa)時,油壓克服泵體上限壓閥彈簧的壓力將限壓閥頂開,部分燃油返回到進油口一側(cè),使油壓不至于過高而損壞燃油泵。

(3)電動燃油泵的檢測方法 桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、燃油壓力表(V.A.G1318)及接頭(V.A.G1318/10)、接口(V.A.G1318/11)、軟管(V.A.G1318/1)、插頭導(dǎo)線(V.A.G1348/3-2)、遙控器(V.A.G1348/3A)、測試線、萬用表、量杯、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-10。

表2-10 電動燃油泵的檢測方法

6.噴油器的檢測

噴油器接收發(fā)動機控制單元送來的噴油脈沖信號,將計算精確的燃油噴入進氣歧管內(nèi)。噴油量的多少只與噴油時間的長短有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān)。而噴油時間的長短只取決于噴油脈沖信號的寬度。當(dāng)噴油器發(fā)生阻塞、滴漏等故障時,發(fā)動機控制單元不能檢測,必須人工檢查及排除。

噴油器的結(jié)構(gòu)與連接電路如圖2-26所示。ECU控制4個噴油器順序開啟(與點火順序相對應(yīng):1-3-4-2)。噴油器的供電來自燃油泵繼電器,當(dāng)ECU接通噴油器的搭鐵線后,噴油器開啟噴油。噴油量只取決于ECU控制的噴油器開啟時間的長短。

圖2-26 噴油器的結(jié)構(gòu)與連接電路

桑塔納2000GSI實車一輛或AJR發(fā)動機試驗臺一臺、常用拆裝工具、插頭導(dǎo)線(V.A.G1348/3-2)、遙控器(V.A.G1348/3A)、測試線、萬用表、量杯、二極管測試燈、實訓(xùn)手冊,具體檢測方法見表2-11。

表2-11 噴油器的檢測方法

四、柴油機燃油系統(tǒng)的檢測

(一)供油正時的檢測與調(diào)整

1.人工方法檢查和調(diào)整供油正時

柴油機供油正時與噴油質(zhì)量、燃燒室形狀、壓縮比、曲軸轉(zhuǎn)速、燃油質(zhì)量等有關(guān)。對于不同型號的柴油機,其供油正時也往往不同,應(yīng)按照該機型說明書的要求進行檢驗和調(diào)整。

任何柴油機供油正時通常都有兩種提前角——噴油提前角和供油提前角,噴油提前角(噴油器開始噴油的時刻相對的曲軸轉(zhuǎn)角)和供油提前角(噴油泵開始向噴油器供油的時刻相對的曲軸轉(zhuǎn)角)不同,一般噴油提前角與供油提前角之間相差8°左右,在修理中,大都是檢驗供油提前角以察知供油時刻是否正確。

檢驗供油提前角的程序:一般是先用手搖柄轉(zhuǎn)動曲軸,使第1缸的活塞到達壓縮行程的上止點前某一規(guī)定供油提前角度處停止,再使噴油泵的第1缸單泵處于供油始點位置,將噴油泵驅(qū)動軸與油泵凸輪軸的聯(lián)軸器接好,如圖2-27所示,此時,噴油泵軸承蓋板上標(biāo)記線應(yīng)與正時刻線相重合,轉(zhuǎn)動曲軸,再重復(fù)檢驗1次,如供油提前角與規(guī)定要求稍有出入,可擰松聯(lián)軸器上兩個調(diào)整螺釘,變動驅(qū)動盤與聯(lián)軸器相互位置,進行適當(dāng)調(diào)整。調(diào)整時,注意驅(qū)動盤上的每一調(diào)節(jié)分度線并不等于噴油泵凸輪軸的1°,通常相當(dāng)于噴油泵凸輪軸的3°。

圖2-27 噴油正時標(biāo)記

2.利用發(fā)動機分析儀檢測噴油提前角

用元征EA-1000型發(fā)動機綜合分析儀檢測柴油機噴油提前角的操作過程與汽油機點火提前角的檢測類同。必須在1缸高壓油管上安裝噴油壓力傳感器,以提取1缸信號,使正時燈閃亮。選定柴油機噴油提前角功能,將正時燈對準(zhǔn)1缸上止點標(biāo)記,通過調(diào)整電位器,可改變頻閃相位,當(dāng)看到標(biāo)記不動時,即可確定噴油提前角。

(二)噴油器的檢測與調(diào)整

噴油器在工作過程中,針閥偶件磨損、針閥卡死、噴油孔堵塞、調(diào)壓彈簧失效等,都會影響噴油器的正常噴油。為了保證柴油機的正常工作,必須對噴油器進行及時檢測。按如圖2-28所示將噴油器安裝到噴油器試驗儀上進行檢測和調(diào)整。

圖2-28 噴油器的檢測與調(diào)整

噴油器試驗儀的油杯內(nèi)應(yīng)加注用濾紙濾過的柴油,并放凈空氣。同時保證有良好的密封性,如將油壓增至25MPa后,每分鐘油壓的下降速度應(yīng)不大于2.0MPa。噴油器檢驗前應(yīng)用柴油仔細(xì)清洗,并檢查油針與噴油嘴的靈活性,擰動油針應(yīng)均勻而無咬卡現(xiàn)象。噴油器檢測和調(diào)整方法見表2-12。

表2-12 噴油器檢測和調(diào)整方法

圖2-29 噴油試驗

(三)噴油泵的檢測與調(diào)整

噴油泵的檢測與調(diào)整方法見表2-13。

表2-13 噴油泵的檢測與調(diào)整方法

圖2-30 調(diào)整預(yù)行程

圖2-31 調(diào)整供油量

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