汽车诊断与检测技术(含实验)6发动机课件.ppt

1、第五讲第五讲 发动机系统检测发动机系统检测Q：发动机的发动机的5大系统、大系统、2大机构？大机构？进气真空度表进气真空度表漏气率检测仪漏气率检测仪废气分析仪废气分析仪曲轴箱窜气量曲轴箱窜气量异响异响点火系点火系机油压力机油压力机油分析仪机油分析仪配气相位配气相位功率、油耗等综合分析仪功率、油耗等综合分析仪 在汽油机各系统中点火系对发动机的性在汽油机各系统中点火系对发动机的性能影响最大，统计数字表明有将近一半能影响最大，统计数字表明有将近一半的故障是因为电气系统工作不良而引起的故障是因为电气系统工作不良而引起的，因此发动机性能检测往往从点火系的，因此发动机性能检测往往从点火系统开始。统开始。检测

2、参数：断电器触点闭合角、各缸波检测参数：断电器触点闭合角、各缸波形重叠角、点火提前角、点火电压形重叠角、点火提前角、点火电压 检测仪器：点火示波器、发动机综合测检测仪器：点火示波器、发动机综合测试仪、汽车电器万能实验器等。试仪、汽车电器万能实验器等。一、点火示波器一、点火示波器 示波管示波管阴极射线管阴极射线管二、点火示波器波形：二、点火示波器波形：多缸并列波形、平列波形、重叠波形多缸并列波形、平列波形、重叠波形 单缸选波波形单缸选波波形 初级波形初级波形触点波形触点波形 次级波形次级波形高压波形高压波形 与普通示波器的区别：与普通示波器的区别：能够产生各缸的并列波形、平列波形、重能够产生各缸

3、的并列波形、平列波形、重叠波形叠波形图示为触点式点火系统的正常点火波形，图示为触点式点火系统的正常点火波形，上面为次级波，下面为初级波。图中上面为次级波，下面为初级波。图中A A为触点开启段；为触点开启段；B B为触点闭合段，为点为触点闭合段，为点火线圈的充磁区。火线圈的充磁区。(1)(1)触点开启点触点开启点:点火线圈一次回路点火线圈一次回路切断，次级电压被感应急剧上升；切断，次级电压被感应急剧上升；(2)(2)点火电压点火电压:次级线圈电压克服高次级线圈电压克服高压线阻尼、断电器间隙和火花塞间隙而压线阻尼、断电器间隙和火花塞间隙而释放充磁能量，释放充磁能量，1-21-2段为击穿电压；段为击

4、穿电压；(3)(3)火花电压火花电压:为电容放电电压；为电容放电电压；(4)(4)火花线火花线:电感放电过程，即点电感放电过程，即点火线圈的互感电压能维持二次回路导通；火线圈的互感电压能维持二次回路导通；(5)(5)触点闭合触点闭合:电流流入初级线圈，电流流入初级线圈，因初级线圈的互感而产生振荡。因初级线圈的互感而产生振荡。a.a.在火花持续期内因磁感应而在初在火花持续期内因磁感应而在初级线路上产生电压振荡；级线路上产生电压振荡；b.b.火花期后，剩余的磁场能量产生火花期后，剩余的磁场能量产生的衰减振荡；的衰减振荡；c.c.初级线圈的闭锁段。初级线圈的闭锁段。从这一波形图上我们可以从这一波形图

5、上我们可以清晰地看到断电器触点闭清晰地看到断电器触点闭合角、开启角以及击穿电合角、开启角以及击穿电压和火花电压的幅值，并压和火花电压的幅值，并可以测试到火花的延迟期可以测试到火花的延迟期和两次振荡过程。对于无和两次振荡过程。对于无故障点火系统，触点闭合故障点火系统，触点闭合角为全周期的角为全周期的45%-50%(四缸机四缸机)或或63%-70%(六缸机六缸机)，八缸机约，八缸机约为为64%-71%，击穿电压超，击穿电压超过过15kV，火花电压，火花电压9kV左左右，火花时间大于右，火花时间大于0.8ms。当这些数值或波形异常时，当这些数值或波形异常时，就意味着故障的出现或系就意味着故障的出现或

6、系统需要调整。统需要调整。波形故障反映区触点闭合区线圈电容振荡区火花区 确认幅值、频率、形状和脉冲宽度等判定性尺度，在各缸的点火波形上是否一致。各缸的点火峰值电压高度应该相对一致，基本相等，相互之间任何的差别都表明可能存在故障。如果有一个气缸的点火波形峰值电压明显比其他缸高出许多，则表明该缸的点火次级系统中存在着较高的电阻。这意味着点火高压线可能开路或电阻太大。反之，如果有一个缸的点火波形峰值电压比较低，则可能是点火高压线短路或火花塞间隙过小、火花塞受污损或破裂。一 看 闭 合 部 分 二 看 点 火 线 三 看 火 花 线 四 看 燃 烧 时 间 五 看 线 圈 振 荡 情 况点火提前角检测

7、点火提前角检测点火提前角是影响发动机动力性、经济性乃至排放指标的重要参数，利用并列波上第一缸的上止点标志可以清楚查看各缸的点火提前角，也可以用频闪灯对准曲轴飞轮上的第一缸上止点记号处，调整频闪灯上的电位2（如下页图）使闪光相位前后移动直到曲轴（如下页图）使闪光相位前后移动直到曲轴飞轮上的标记对准飞轮壳上的记号，仪表即飞轮上的标记对准飞轮壳上的记号，仪表即会显示第一缸的点火提前角。会显示第一缸的点火提前角。下页图所示。大多数情况下运行不正常的汽车并非因零部件损坏大多数情况下运行不正常的汽车并非因零部件损坏而引起故障，而是汽车某些系统没有达到或在使用而引起故障，而是汽车某些系统没有达到或在使用过程

8、中失去了正确的调整状态，其中点火系统尤为过程中失去了正确的调整状态，其中点火系统尤为突出，在故障分析之前进行点火系统的正确调整是突出，在故障分析之前进行点火系统的正确调整是十分重要的。十分重要的。发动机测试仪上的正时灯 典型故障波形分析典型故障波形分析 1.初级电压分析初级电压分析 根据发动机综合分析仪所采集到的各类故障初级电压根据发动机综合分析仪所采集到的各类故障初级电压波形，可以分析点火系断电电路有关电气元件和机械装置波形，可以分析点火系断电电路有关电气元件和机械装置的状态，为断电电路的调整和维修提供可靠的依据，以避的状态，为断电电路的调整和维修提供可靠的依据，以避免盲目拆卸。免盲目拆卸。

9、图图 18所示波形在触点开启点出现大量杂波，显然是触所示波形在触点开启点出现大量杂波，显然是触点严重烧蚀而造成的，打磨触点或更换断电器即可证实。点严重烧蚀而造成的，打磨触点或更换断电器即可证实。触点闭合阶段有意外的跳动，造成这种触点闭合阶段有意外的跳动，造成这种现象的原因是触点因弹簧力不足引起不现象的原因是触点因弹簧力不足引起不规则跳动。规则跳动。如果触点接地不良就会引起低压波水平如果触点接地不良就会引起低压波水平部分的大面积杂波部分的大面积杂波 2、次级波形分析、次级波形分析 正常情况下各缸击穿正常情况下各缸击穿电压约为电压约为10-20kV，各缸差别应不超过各缸差别应不超过2kV.若击穿电

10、压比较低，若击穿电压比较低，说明该缸高压系统接说明该缸高压系统接地或绝缘不良。地或绝缘不良。如果击穿电压比较高，如图如果击穿电压比较高，如图 25所示，表明高压系所示，表明高压系统元件如高压线、点火线圈有开路现象，有时低统元件如高压线、点火线圈有开路现象，有时低压系统电容器严重漏电也会出现这一情况。压系统电容器严重漏电也会出现这一情况。无触点点火系波形无触点点火系波形 图示为无触点的电子点火系统的图示为无触点的电子点火系统的正常点火波形，与有触点者相比，正常点火波形，与有触点者相比，因其初级电路的通断不是机械触因其初级电路的通断不是机械触点的合与开，而是晶体管的导通，点的合与开，而是晶体管的导

11、通，持续期内初级电压没有明显的振持续期内初级电压没有明显的振荡，而充磁过程中因限流作用电荡，而充磁过程中因限流作用电压有所升高，这一变动因点火线压有所升高，这一变动因点火线圈的感应引起次级电压线相应的圈的感应引起次级电压线相应的波动波动(图中点图中点7所示），这是无触所示），这是无触点点火波形的正常现象，检测时点点火波形的正常现象，检测时需注意这一点。需注意这一点。无分电器点火系统波形无分电器点火系统波形无分电器点火系统中两缸共用无分电器点火系统中两缸共用一个点火线圈将会发生一个缸一个点火线圈将会发生一个缸在循环中点火两次，一次在压在循环中点火两次，一次在压缩过程末期缩过程末期图中图中(a)所

12、示所示，是，是有效点火，该工况下因气缸的有效点火，该工况下因气缸的充量为新鲜可燃混合气的电离充量为新鲜可燃混合气的电离程度低，因此击穿电压和火花程度低，因此击穿电压和火花电压较高；另一次是在排气过电压较高；另一次是在排气过程末期程末期图中图中(b)所示所示，是无效，是无效点火，该工况下因气缸内为燃点火，该工况下因气缸内为燃烧废气，电离程度高，因而击烧废气，电离程度高，因而击穿电压及火花电压较低，检测穿电压及火花电压较低，检测时应加以区分。时应加以区分。一、汽油机供给系的检一、汽油机供给系的检测与诊断测与诊断 故障表现：漏油、堵故障表现：漏油、堵塞、机件损坏塞、机件损坏 检测部件：汽油泵检测部件

13、：汽油泵 检测参数：供油压力、检测参数：供油压力、泵油量、密封性泵油量、密封性 检测仪器：微压表、检测仪器：微压表、汽油泵试验计汽油泵试验计二、二、EFI 燃油喷射压力检测燃油喷射压力检测 油压表油压表：（量程：（量程0-1 MPa）静态燃油系统的正常油压：静态燃油系统的正常油压：300kPa、250-350kPa（怠速）、保持压力（怠速）、保持压力=147kPa 动态动态 电动汽油泵的最大压力：电动汽油泵的最大压力：490640kPa、保、保持压力持压力340kPa 油压调节器的保持压力油压调节器的保持压力147kPa三、柴油机供给系的检测与诊断三、柴油机供给系的检测与诊断 柴油的自燃点比汽

14、油约低柴油的自燃点比汽油约低200，可以在压缩行程，可以在压缩行程末期喷入汽缸自行着火燃烧。因此柴油机供油系末期喷入汽缸自行着火燃烧。因此柴油机供油系并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。并无电量可采集。这是柴油机检测的难点之一。发动机综合性能分析仪发动机综合性能分析仪在检测柴油机的供油系时，在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的首先要将非电量的供油压力转变成电量供油压力转变成电量，在不解，在不解体检验作业中，只能用体检验作业中，只能用外卡式传感器外卡式传感器。它以一定它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，油管在高压油脉冲的作用下

15、产生微小膨胀，挤压油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压外卡式传感器内的压电传感元件，产生压电电荷，外卡式传感器内的压电传感元件，产生压电电荷，经分析仪中的电荷放大器放大后供采控系统分析。经分析仪中的电荷放大器放大后供采控系统分析。测试项目：测试项目：压力波形压力波形 针阀升程波形针阀升程波形 异常喷射异常喷射 瞬态压力瞬态压力 供油均匀性供油均匀性 供油正时供油正时 转速转速 波形分析波形分析 高压柴油在喷油泵出高压柴油在喷油泵出口到喷油嘴的油管沿口到喷油嘴的油管沿程以波动方式传播，程以波动方式传播，即在同一瞬间喷油泵即在同一瞬间喷油泵端的压力和喷油嘴端端的压力和喷油嘴端的压力是不同的，

16、右的压力是不同的，右图为实测到的喷油泵图为实测到的喷油泵出口压力波和喷油嘴出口压力波和喷油嘴端压力波端压力波 1.1.上止点上止点(TDC)(TDC)传感器的安装传感器的安装上止点的确定对分析喷油压力波形至上止点的确定对分析喷油压力波形至关重要，因此在测取压力波前必须正确关重要，因此在测取压力波前必须正确安装调试安装调试TDCTDC传感器，以供分析仪录取传感器，以供分析仪录取所测发动机的上止点信号。所测发动机的上止点信号。光学光学TDCTDC传感器安装方法：传感器安装方法：首先将随机提供的反光片首先将随机提供的反光片(10-15mm(10-15mm宽宽)贴于飞轮或皮带轮上贴于飞轮或皮带轮上.注

17、意反光片贴于注意反光片贴于上止点记号之后方上止点记号之后方(以旋转方向为前以旋转方向为前)，反光片前缘对准反光片前缘对准TDCTDC记号。记号。如图所示，以专用夹持器将光学传感如图所示，以专用夹持器将光学传感器安置于发动机相应位置，并使其光束器安置于发动机相应位置，并使其光束对准反光片，光束距离不要超过对准反光片，光束距离不要超过50cm50cm。为使上止点信号的提取不受发动机震为使上止点信号的提取不受发动机震动的影响，动的影响，TDCTDC传感器不能安装在汽车传感器不能安装在汽车底盘或车身上。底盘或车身上。2.喷油提前角测定喷油提前角测定 待夹持式油压传感器和待夹持式油压传感器和TDC传感器

18、安装就位后，传感器安装就位后，并使柴油机暖机达到正常温度，激活分析仪的并使柴油机暖机达到正常温度，激活分析仪的喷油提前角测试功能。喷油提前角测试功能。为减小测试的随机误差，为减小测试的随机误差，提高检测精度，仪器都设计有多个循环测试结提高检测精度，仪器都设计有多个循环测试结果取平均值的功能。果取平均值的功能。因此试验前须设定平均循因此试验前须设定平均循环数，例如选取环数，例如选取8个循环平均值，稍等片刻，个循环平均值，稍等片刻，CRT即显示所测转速下的喷油提前角值。如图即显示所测转速下的喷油提前角值。如图 40所示，并同时显示平均循环数，有的仪器还所示，并同时显示平均循环数，有的仪器还同时显示

19、参数的模拟量以示醒目。同时显示参数的模拟量以示醒目。如果不安装如果不安装TDC传感器，也可用频闪灯测定传感器，也可用频闪灯测定喷油提前角。方法如同前述频闪灯测量汽油喷油提前角。方法如同前述频闪灯测量汽油机点火提前角，其接线如图所示，调节频闪机点火提前角，其接线如图所示，调节频闪灯的电位器，改变闪光脉冲相位直至飞轮灯的电位器，改变闪光脉冲相位直至飞轮(或皮带轮或皮带轮)上止点记号在闪光的照耀下清晰上止点记号在闪光的照耀下清晰可见，这时可见，这时CRT上显示的即为该转速下的喷上显示的即为该转速下的喷油提前角。油提前角。3.供油压力波供油压力波 如果测试系统连接上多如果测试系统连接上多通道夹持式压力

20、传感通道夹持式压力传感器，可以采集到多缸器，可以采集到多缸柴油机的各缸供油压柴油机的各缸供油压力波形力波形4.故障喷油压力波的加载分析故障喷油压力波的加载分析 喷油压力波与点火波形不同，后者几乎与发动机的负荷喷油压力波与点火波形不同，后者几乎与发动机的负荷无关，而前者正是柴油机的负荷调节方式，因此要正确分无关，而前者正是柴油机的负荷调节方式，因此要正确分析供油压力波，就必须使发动机在有载荷的工况下运行。析供油压力波，就必须使发动机在有载荷的工况下运行。对于整车调试只能在底盘测功机上吸收汽车底盘输出功率。对于整车调试只能在底盘测功机上吸收汽车底盘输出功率。为了使采集的信号能准确地反映喷油器的工作

21、状态，夹持为了使采集的信号能准确地反映喷油器的工作状态，夹持式传感器应装卡在喷油器进口端。式传感器应装卡在喷油器进口端。在分析供油压力波时，推荐以下几个特征点来判断故障在分析供油压力波时，推荐以下几个特征点来判断故障状态：状态：(1)喷油器开启前的压力上升；喷油器开启前的压力上升；(2)喷油器开启时刻与压力值；喷油器开启时刻与压力值；(3)喷油器开启后的压力变化特性；喷油器开启后的压力变化特性；(4)喷油延迟时期；喷油延迟时期；(5)喷油器关闭时刻与压力变化；喷油器关闭时刻与压力变化；(6)压力反射波幅值；压力反射波幅值；(7)两次喷射。两次喷射。波形分析：波形分析：（1）喷油器积炭，图喷油器

22、积炭，图 示的虚线为故障波，实线示的虚线为故障波，实线为正常波，相比之下故障波因喷油器积炭而减小为正常波，相比之下故障波因喷油器积炭而减小了通道截面，使喷油器开启后的压力上升出现尖了通道截面，使喷油器开启后的压力上升出现尖峰，喷油持续时间加长峰，喷油持续时间加长（2）喷油器针阀开启状态卡死，故障曲线上无喷油器针阀开启状态卡死，故障曲线上无开启和关闭信号开启和关闭信号(如图如图)，压力建立不起来，这是，压力建立不起来，这是喷油器最大也最易于检测的故障。喷油器最大也最易于检测的故障。（3）喷油器滴漏，所形成的波形如图）喷油器滴漏，所形成的波形如图 48示，曲示，曲线压力上升平缓，喷油延迟期缩短，无

23、明显的线压力上升平缓，喷油延迟期缩短，无明显的喷油器针阀关闭时刻，钩状的光滑曲线是典型喷油器针阀关闭时刻，钩状的光滑曲线是典型的滴漏现象所造成的的滴漏现象所造成的（4）喷油压力过低，所形成的波形如图）喷油压力过低，所形成的波形如图 所示，所示，喷油压力在针阀开启和关闭时都较低，且喷油喷油压力在针阀开启和关闭时都较低，且喷油持续时间过长，这时须调整针阀压力。持续时间过长，这时须调整针阀压力。（5）针阀开启压力过高，所形成的波形如图）针阀开启压力过高，所形成的波形如图 所所示，剩余压力升高，开始喷油时刻推迟，反射示，剩余压力升高，开始喷油时刻推迟，反射波幅加大，其结果是喷油率下降，喷油压力峰波幅加

24、大，其结果是喷油率下降，喷油压力峰值的增高可能损坏喷油泵。值的增高可能损坏喷油泵。润滑系的作用润滑系的作用 评价指标：机油压力、评价指标：机油压力、温度、润滑油污染度、温度、润滑油污染度、消耗量、机油品质消耗量、机油品质一、机油压力一、机油压力仪表板仪表板 汽油机汽油机0.192-0.392MPa 柴油机柴油机0.294-0.588MPa二、润滑油品质的检测二、润滑油品质的检测 透明度透明度 介电常数介电常数 透光能力透光能力 滤纸斑痕法滤纸斑痕法三、润滑油消耗量三、润滑油消耗量 油标尺测定法油标尺测定法 质量测定法质量测定法四、常见故障现象与诊断四、常见故障现象与诊断 机油压力过高机油压力过高 机油压力过低机油压力过低 机油消耗过多机油消耗过多一、检测项目：一、检测项目：外观检测外观检测 密封性密封性 压力检测压力检测密封性密封性 节温器性能节温器性能 其他检测其他检测 水泵性能水泵性能 水温表故障水温表故障 散热器散热器二、水温不正常现象与诊断二、水温不正常现象与诊断 发动机温度过高发动机温度过高 冷却液冷却液?散热器散热器?节温器节温器?水泵？水泵？发动机温度过低发动机温度过低 冷却液冷却液?散热器散热器?节温器节温器?水泵？水泵？