汽车性能检测技术教学课件第5章 发动机综合技术状况检测.pdf

汽车性能检测技术第一篇技术基础篇第5章 发动机综合技术状况检测机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 动机的故障率比较高，常因故障而导致其性能下降以致不能 工作。因此对发动机技术状况进行检查和测试，对于确保发动机 正常运行有重要意义。http:/ 械 工 械出 版 社CHINA MACHINE PRESS5发动机综合技术状况检测一般从发动机的动力性、经济性和机械磨损等几方面来评 价发动机的技术状况。具体检查项目包括：1）发动机的功率、2）燃油消耗、3）点火系统工作状况、4）气缸密封性、5）润滑油质量、6）发动机温度以及运行时 的异响、振动等。本章重点介绍有关发动机的功率检测、点火系统工作状况 以及柴油机喷油压力等问题。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS目录1对发动机的一般要求与检查、2发动机功率的检测3汽油车点火系统检测4柴油车喷油压力检测J 二-5 OBD技术机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 72582012对在用车的发动机技术状况作了 如下规定：1）发动机应动力性能良好，运转平稳，怠速稳定，无异响,油压正常。发动机功率不允许小于标牌（或产品使用说明书）标明的发动机功率的75%。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 件应齐全，性能良好。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 185652001对营运车的发动机作了以下规定:要求当车辆置于汽油发动机在不低于-5,柴油发动机在不低 于5条件下，用起动机起动时，应在三次起动中至少有一次可 在5s内起动，在做重复起动试验时，每次间隔2min。发动机各气缸压缩压力应不小于原设计规定值的85%；每缸压力与各缸平均压力的差为汽油发动机应不大于8%,柴油 发动机应不大于10%。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 183442001汽车维护、检测、诊断技术规范 中将发动机的功率、气缸压力以及柴油机供油压力、供油提 前角等都作为汽车二级维护检测项目；在机动车检测站则将诸如发动机起动、点火、燃料供给、润滑、冷却、排气系统完好性、柴油机停机装置、气缸压力、润滑油质量等都作为“外观检查”项目内容，采用人工方式 进行检验。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 一、2无外载测功原理3各气缸功率均衡性检测,4测试发动机性能的仪器设备 机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 出的最大功率。发动机在使用一段时间后，所能够输出的最大功率会比刚 出厂时要小，因而其动力性能逐渐变差。因此，测量发动机 最大功率的下降程度，可以作为衡量发动机使用前后或维修 前后技术状况变化的一个指标。http:/ MACHINE PRESS5.2.1概述测量功率的试验通常也称为测功试验。测量发动机的功率,有两种方法：(1)稳态测功；(2)动态测功。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 定的模拟负载，来测量发动机的转速、转矩和功率的方法。这种方法的特点：优点：测试结果准确；缺点：需要在专门的试验台架上进行，所以也比较费时费 力。应用：通常在汽车制造厂和科研部门较多使用这种方法。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 不带负荷的情况下，突然开大节气门，使发动机克服惯性和 摩擦阻力而加速运转，通过测量发动机的加速性能来测量所 发出瞬时功率的方法。这种方法的特点：优点：操作简单，不需将发动机从车上拆下来，所用的仪 器设备也比较轻便；缺点：测量精度不高。应用：交通运输监理部门和维修厂家较多使用这种方法。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.2.1概述本节主要介绍动态测功方法。稳态测功方法留到后面“车 辆动力性能与经济性能试验”中“动力性能的台架试验方法”部分介绍。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 效地看作一个绕曲轴中心旋转的回转体。当发动机在低速情 况下突然加大节气门时，它所发出的转矩除了克服各种机械 阻力外，其有效转矩将使发动机加速运转。通过测量发动机的角加速度，或者测量从低速到高速所用 的时间，就可以计算出发动机所发出的功率。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ a）盘形圆柱体转动惯量较大 b）棒形圆柱体转动惯量较小机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 风扇、水泵、发电机等旋转部件，所以其转动惯量中，包含 了这些附件的影响，称为“当量转动惯量”。因此在查阅汽车资料时，要特别注意所提供的J值的测试 条件，与整车测试的条件是否相同。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 耗之外，其有效功率部分将使发动机加速。有效功率比与有效转矩1%和瞬时转速n的关系是痣=舞X 1LM述=黑(5-3)请注意外的单位是kW。http:/ MACHINE PRESS5.2.2无外载测功原理将式(5-1)、式(5-2)代入式(5-3),可以得到Pe=缁A 10-3jn 号=卬嗯=Cz 碟(5-4)式中，6=缁)2乂10-3,是常数，而发动机的转动惯量何以 由手册资料或者经过试验得到，因而C2=G;也是常数。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 功率，与转速和转速变化率的乘积成正比。因此，只要能够测量发动机的转速和转速的变化率,瞬时功率。例如，要测量右图中升速曲线 中A点的瞬时功率，只要知道A点 瞬时速度m和该点速度的变化率(曲线的斜率)即可。就可以计算出发动机的根据速度和速度的变化率 测量瞬时功率示意图http:/ MACHINE PRESS5.2.2无外载测功原理2、通过测量加速时间来计算发动机的平均功率在实用中，通常不是测量某一转速下的瞬时功率，而往往 是测量加速过程中某段时间内的平均功率。如图所示，要计算转速从nl到n2的平均功率。通过速度变化所需时间计算平均功率机械工 业出版社http:/ MACHINE PRESS5.2.2无外载测功原理首先将式(5-4)写成平均值形式:Pav=C2Mm(言)av(5-5)式中Pav平均功率(kW);nav-平均转速(r/min)；(等)加一一转速变化率的平均值。由上图得到以下二式:nav(%+%)2(5-6)以及_(%一%)=(%一%)皿一F)-AT(5-7)机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 需时间AT成反比。实际测量时，血和的可以人为给定，所以只要测量时间AT,就可以算出平均功率。这种方法也是发动机无外载测功仪或发动机综合分析仪测量发动机功率时常用的方法。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 易查到，只能参考同类车辆数据或凭经验选取，因而给测试 结果精度造成影响。不过这种试验方法在准确度要求不高的 情况下，例如作为同一台发动机维修调整前后的质量判断或 一般的车况分析，常常是十分有效的方法，而且操作十分简 单。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.2.3各气缸功率均衡性检测三、各气缸功率均衡性检测发动机发出的功率应该是各气缸发出功率的总和。从理论 上讲，正常运行时，发动机各气缸所发出的功率应是相同的。但由于结构、供油系统以及点火系统方面的差异，各气缸实 际发出的功率还是会有些差异；特别是当某气缸有故障时，这种差别就更加明显。例如，当发动机以某一转速运行时，若某气缸火花塞突然断火，该 气缸就不能做功，发动机总功率就会下降。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.2.3各气缸功率均衡性检测依据分析，可以采用轮流将各缸断火的办法，来判断某缸 技术状况是否完好。“单缸断火”的具体测试方法可以有两种：1）测试功率的变化；2）测试转速的变化。机械工 业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 功率。方法是:首先测量整个发动机的总功率，然后在某缸断火 条件下，再测量发动机的功率。两次测量功率之差，就应是 断火气缸所发出的功率。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.2.3各气缸功率均衡性检测用这样的方法，依次将各缸断火，分别测量各次断火后的 功率，并得出各单缸功率。比较各单缸功率，即可判断各缸 工作情况。正常时，各单缸功率应是基本相同的，单缸断火后的功率 也应该是相近的，若某缸断火后，测得的功率没有变化，则 可以认为这个气缸本来就未参与做功。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.2.3各气缸功率均衡性检测2、单缸断火后转速的变化发动机在一定转速下运行时，若某缸突然断火，则发动机 输出功率将减少，因而转速也会降低，以寻求与负载和摩擦 功率的新的平衡。若各缸的功率是均衡的，则当各缸轮换地 断火时，转速下降的幅度应基本相同。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 不正常。因而可以利用单缸断火情况下的转速下降数值，来 评价各缸的工作状况。正常时转速下降的平均值与气缸数有关。显然，气缸数越 多，单缸断火后转速下降值就应越小。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 的30%。若某缸断火后，转速下降值远小于平均值，则说明该 缸工作不良。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 速下降为零，证明该气缸不工作。应该指出，发动机气缸数越多，每个气缸对发动机总功率 的贡献率就越低，单缸断火后转速下降值就越小，测量的误 差以及判断故障的难度也就越大。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 无外载测功仪进行。不过目前企业中多使用比较先进的发动机综合性能分析仪。这是一种用于检测发动机各系统工作状态和运行参数的功能 很强的智能化仪器。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 仅可以进行无外载测功试验，还可检测发动机各系统的工作 状态和运行参数、以及测试点火、喷油、电控系统传感器和 气缸压力的动态波形等。同时，可对数据结果进行分析、处理和存储，为发动机的 技术状态判断和故障诊断提供科学依据。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 如图所示。它主要组成为：,微机系统；前端处理器；信号提取系统等。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESS汽车发动机综合分析仪1显小器2热键板3电脑主机 4一前端处理器5传感器及信号电缆http:/ 机等部件；承担测试过程的数据采集、处理、显示和打印等 工作。热键板上安装了十几个具有快速操作功能的按钮，用于一 些基本操作控制。信号提取系统组成为：各类夹持器、探针、传感器和连接 电缆等；用来提取发动机的各种状态信号。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 的并行通信。它可将发动机的所有传感信号，经衰减、滤波、放大、整 形处理后，转换成标准的数字信号，送入信号采集系统。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 于被测点的机械结构和参数性质不同，信号提取装置必须具 有多种形式以适应不同的测试部位。该系统由十二组拾取器组成，每一组拾取器根据其任务不 同使用相应的夹持器、探针和传感器电缆等。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 能、发动机各系统运行状况，还可以测试电喷发动机传感器 信号参数、以及进行故障分析诊断等。可以通过它的主菜单来了解其主要功能，见后表。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ 一、2次级电压标准波形分析3二次电压的故障波形分析 人-4一次电压波形分析5点火提前角的测试机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ 性和经济性，严重时还会造成发动机熄火或不能起动。因此，点火系统的故障，往往是发动机不能正常工作的重 要原因之一。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.1概述目前，对点火系统进行检查的方法有：利用仪器分析点火线圈一、二次电压波形（主要是二次电压波 形），进而判断点火系统的工作情况；利用“正时灯”测试点火提前角以及用汽车电脑故障诊断仪器 测试点火状态信息或故障码等。所用的仪器一般是发动机综合分析仪，或专用于测试汽车 信号的示波器、示波表。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.2次级电压标准波形分析二、次级电压标准波形分析点火线圈完全相当于一个变压器。在初级线圈周期性通电 和断电的过程中，初、次级线圈都因电流变化而感应电动势,因而一、二次电压随时间变化的规律也是相似的。因二次电压对发动机正常工作至关重要，下面重点分析二 次电压的波形。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.2次级电压标准波形分析击穿电压火花维持甩压初级线圈断电初级线圈通电g二次点火电压标准波形二次点火电压的标准波形如上图所示，对此波形可作如下说明:http:/ MACHINE PRESS5.3.2次级电压标准波形分析1)a点：断电器触点断开，或电子点火器输出断开，点火 线圈初级突然断电，导致次级电压急剧上升。2)ab段:为火花塞击穿电压。传统点火系统的击穿电压约 为1520kV,电子点火系统可达1830kV。3)cd段:为火花塞电极间的混合气被击穿之后，维持火花 放电所需电压，一般为IkV左右，具体与气缸压力、空燃比以 及火花塞电极间隙大小有关。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.2次级电压标准波形分析这段波形通常称为“火花线”。火花线应具有一定的高度 和宽度，它反映了点火能量的大小，也是保证可靠点火的重 要条件。这一阶段伴随着磁场能量的逐渐衰减。在d点，剩余能量 不足以维持火花放电，于是火花熄灭，次级回路的电阻增大,使得在火花放电接近终了时电压有所升高。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 维持一段衰减振荡。这段也称为第一次振荡。振荡结束后，电压降到零。5)f点：断电器触点闭合或电子点火器输出导通使点火线 圈初级突然闭合，一次电流开始增加，引起二次电压突然增 大。需要注意的是:在a点，一次电流是急剧减小的，而在f点 电流是逐渐增加的，所以这两点感应二次电压的方向相反，而且大小也不相同。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.2次级电压标准波形分析6）fg段:因一次电流接通而引起回路电压出现衰减振荡。这段称为第二次振荡。振荡消失后，电压恢复到零。电子点火器多具有限制一次 电流的作用（见后面一次信号波形分析），一次电流达到一定 程度后不再增加，所以在g点二次感应电压消失。有些点火系 统没有限流电路，波形图中就没有明显的g点。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 线圈放电阶段，对于传统点火系统，也就是断电器触点断开 阶段；从f到a段对应于一次电流导通、线圈储能阶段，也是传统 点火系统中断电器触点闭合阶段。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 要多。若点火系统出现故障，二次电压的波形也会发生相应 的变化。所以可以通过分析二次电压的波形来判断点火系统 可能的故障。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 些二次电压故障波形。几种二次电压故障波形（1）机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析几种二次电压故障波形（2）机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 断电器触点接触面不平，在完全断开之前有瞬间分离现象，引起电压抖动。图b）所示为火花线变短，很快熄灭，说明点火系统储能 不足。可能是供电电压偏低，或一次电路导线接触不良造成 的。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析图C）所示为第二次振荡波形之前出现小的杂波，可能是 由断电器触点接触面不平，在完全闭合之前有不良接触所致。图d）所示为在触点闭合阶段，存在多余的小的杂波，可 能是一次电路断电器触点搭铁不良或各接点接触不良，引起 了小的电压波动。图e）所示为第二次振荡波形存在严重的杂波，这一般是 由于断电器触点臂弹簧弹力太弱，使触点闭合瞬间引起弹跳 所致。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析图f）所示为击穿电压过高且火花线较为陡峭，这可能是 火花塞间隙太大或二次电路开路等所引起。火花间隙越大，所需击穿电压越高，而且往往没有良好的放电过程。图g）所示为击穿电压和火花线都太低、且火花线变长，这可能是火花塞间隙太小或积炭较严重。在这种情况下，击 穿电压就会很低，而火花放电时间则较长。图h）所示为火花线中出现干扰“毛刺”，可能是分电器 盖或分火头松动。这样，在发动机高速运转时，因分电器的 振动会使火花塞上的电压不稳定而出现抖动。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析图i）所示为完全没有高压击穿和火花线波形，说明火花 塞未被击穿，也就没有火花放电过程。产生的原因可能是二 次高压线接触不良或断路，或者火花塞间隙过大。图j）所示为第一次振荡次数明显减少，可能的原因是断 电器触点并联的电容器漏电、电容器容量不够或一次线路接 触不良，导致线路上电阻增大、耗能增加，火花熄灭后剩余 能量小，振荡衰减加快。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析图k）所示为整个二次电压波形上下颠倒，说明点火线圈 初级两端接反或将电源极性接反了。从而初级电流及二次电 压都改变了方向。图1）所示为与正常时相比，触点闭合阶段变短，说明断 电器触点间隙过大了。反之，若闭合阶段变长，就说明触点 间隙太小了。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析实际上，二次电压波形不仅与点火系统的状况有关，还要 受发动机内部工作状况（温度、压力、燃气成分等）的影响，情况较为复杂。所以在实践中还可能会遇到很多不同形状的 故障波形。只要掌握了点火系统的基本工作原理，就不难根 据故障波形作出相应的分析判断。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 察分析，常常可以发现某些气缸点火方面的故障现象。常用的方法是：将波形重叠起来（重叠波）或上下排列（并 列波）或左右排列（平列波）。以下主要介绍重叠波和平列波。而并列波情形与前述故障 波形分析类似，这里从略。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 的大小，以及各气缸对应触点闭合时刻(即前面“二次点火电 压标准波形”图中的f点)的分散程度，从而间接判断分电器 凸轮磨损情况。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 了触点闭合时刻最早和最晚的两个波形，其他各缸波形介于 这两者之间。二次电压的重叠波形示意图机械工 业出版社http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析在标准重叠波中，触点闭合段应占全部波形周期的比例约为：四缸发动机:45%50%；六缸发动机：63%70%；八缸发动机:64%71%。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 成的。它将导致点火储能不足。反之，若闭合段过长、闭合 角太大，则在发动机低速时点火线圈可能会发热。止匕外，要求闭合段波形的变化范围（上图中的d部分）不应 超过波段长度的5%。否则，说明分电器凸轮角不规则或分电 器轴松旷。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.3二次电压的故障波形分析(2)平列波将各气缸的二次电压波形按点火顺序依次排列显示，即所 谓平列波，如下图所示。二次点火电压的平列波机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 正常。例如，图中第3缸击穿电压太低，说明该气缸火花塞间隙 太小或绝缘体有裂纹。反之，若图中第2缸击穿电压过高，说 明该缸火花塞间隙太大或已经烧坏。另外，当取下某缸的高压分线后，该缸击穿电压应立即升 至20kV以上才正常。否则说明点火线圈性能不好或分电器、高压线有漏电。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.4 一次电压波形分析四、一次电压波形分析与二次电压波形的分析类似，通过分析点火线圈一次电压 的波形，也可以大致判断点火系统的工作状况是否正常，或 存在某些可能的故障。不过一次电压波形比二次电压波形用 得少一些。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 一次电压波形分析1、一次电压的标准波形前面讲过，一次与二次 电压随时间变化的规律是类 似的。不过一次电压的标准 波形与点火系统的结构有一 定的关系，区别如右图所示。一次电压波形a）传统点火系统b）电子点火系统机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.4 一次电压波形分析对于传统点火系统，在断电器触点刚断开瞬间，也会感应 较高电压（上图a中ab段）。在磁场衰减过程（即次级火花放电阶段）中，由于触点并联 电容的存在，会在一次回路中形成明显的高频衰减振荡（上图a 的be段）。而对于电子点火系统来说，由于没有触点并联的电容，所 以不存在这一振荡过程，其波形是与二次电压波形相似的水平 线（图5-9b中的cd段）。cd段电压并不高，一般只有150200V。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.4 一次电压波形分析上图a中的cd段、图b中的de段与“二次电压标准波形”图 中de段是对应的。在这段时间内，火花消失后的残余能量在 点火线圈初、次级内同时产生衰减振荡。在e点，由于初级线圈闭合导通，因一次电流开始增加，所以在线圈中感应电压与断电阶段的方向相反。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 一次电压波形分析对于某些电子点火系统，反向电压到g点就消失了。这是 为什么呢?是因为电子点火器多具有限制一次电流的作用（见 图b）。目的是：1）保证一次电流迅速增长以储存足够的点火能量；2）避免低速行驶时电流过大而线圈发热。这样，当一次 电流达到Ip时便不再增加，初、次级线圈不再感应电动势。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 一次电压波形分析2、一次电压的故障波形分析通过观察一次电压波形也可 分析点火系统可能的故障，如图 所示。以下对这些故障波形做些 简单分析：图a）所示为在断电器触点开启 时出现大量杂波，显然是因触点 严重烧蚀而造成的。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 一次电压波形分析 图b）所示为一次电压波形在火花后期的衰减振荡次数明显减少,幅值变低，这一般是与触点并联的电容漏电所造成的。图c）所示为在触点闭合阶段出现少量多余的杂波，这往往是因 触点弹簧弹力不足引起触点闭合时产生意外跳动而造成。图d）所示为在触点闭合阶段出现大量杂波，一般是由于触点搭 铁不良而引起的。图e）所示为电子点火系统在通电储能阶段电压没有上升，说明 电子点火器电路的限流作用失效。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试五、点火提前角的测试1、有关基本概念发动机内可燃混合气的燃烧是需要一定时间的。从火花塞 开始点火，到燃气烧完，大约需要23ms。为了使活塞到达上 止点时，混合气已经充分燃烧，以便发出最大功率，显然应 使火花塞到达上止点之前点火。(1)点火提前角：从点火开始到活塞到达上止点的这段时间，曲轴转过的角 度。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试(2)点火正时:调整正确的点火时刻称为“点火正时”。点火正时对于发动机的动力性和经济性有很大影响。最佳 点火提前角并非定值，而是应随转速、负荷和汽油辛烷值的 改变而变化。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 的离心提前机构控制的；随负荷的变化由真空提前机构调节;而随汽油辛烷值的变化则是在静态条件下，通过调整分电 器壳与分电器轴的相对位置而实现的。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ Ignition System,DIS)中，转速和负荷 提前量是由微处理器根据发动机转速传感器、节气门位置传 感器、进气真空度、凸轮位置和冷却液温度等信号，从预先 存储的数据中选定最佳点火提前角，再由微处理器向电子点 火器发出指令送到各气缸的点火线圈。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 用示波表）来测试点火提前角。点火正时灯是一种频率闪光灯，可以按照给定信号（1缸火 花塞点火信号）频率同步闪光。一般在发动机的旋转部件（齿 轮或曲轴带）上，刻上正时标记，在相邻的固定机壳上也有一 个标记。当曲轴转到两个标记对齐时，第1缸活塞正好达到上 止点位置。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试假如没有点火提前，每次活塞到达上止点时点火，并让触 发亮的正时灯照射有标记处，那么正时灯会照亮两个对齐的 记。反之，若有点火提前，正时灯将提前亮，止匕时1缸活塞未 到上止点，所以两个标记也还未对齐。两个标记之间的角度 差，就是点火提前角。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ b）有点火提前，亮灯时两个标记未对齐机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试实际测试时发动机高速运转，闪光和点火频率高达每秒几 百到上千次，每次闪亮时两个标记的相对位置几乎都相同。这样，只要发动机转速不变，通过频闪效应可看到旋转体上 的转动标记几乎是不动的，它与固定标记之间有一个稳定的机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试若在闪光灯电路中安装一个调整电位器，用来调整闪光时 刻，那么当调节电位器时，可以看到转动标记在前后移动。当调节到使两个标记对齐时，电位器所转过的角度，就是 与点火提前角成比例的信号。将此信号送入计算机，即可算 出点火提前角。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.3.5点火提前角的测试汽车在怠速时测得的点火提前角为初始提前角。为了能够 测量不同负荷和转速下的点火提前角，需对发动机加载，因 此需在底盘测功机上进行。测得的各种工况下的提前角应与 规定数值比较，以判断是否正常和作必要调整。电子点火系统中的DIS部件是不可调整的，但应用上述方 法检测后，可以确定是否有故障。一般故障原因是传感器失 效或微处理器损坏。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4柴油车喷油压力检测1概述2喷油压力检测3喷油提前角测定4供油压力波机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ O发动机综合检测仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检测作业中，只能2高压油管http:/ MACHINE PRESS5.4.1概述它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷油嘴之间的高压油管 上，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压外卡式 油压传感器内的压电传感元件，产生压电电荷，经发动机综 合检测仪中的电荷放大器放大后供系统分析。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 喷油嘴的油管沿程以波动方式 传播，即在同一瞬间喷油泵端 的压力和喷油嘴端的压力是不 同的。右图所示为实测到的喷油 泵出口压力波和喷油嘴端压力 波。喷油泵出口压力波和喷油嘴端压力波机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 升，当超过剩余压力pr时，燃油即进入高压油管，当油压继 续上升达到喷油器的针阀开启压力ps时针阀开启，开始向燃 烧室喷油。所以喷油嘴实际喷油开始点落后于喷油泵的供油开始点，这一段时间差称喷油延迟。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4.1概述由于延迟必将导致实际喷油提前角较几何供油提前角要小,提高针阀开启压力pr和增加油管总容积都使这一延迟加长，为使各缸供油提前角均衡，各缸高压油管都是等长度的。针阀打开的瞬时因容积的增大和部分油进入气缸，喷油嘴 端的压力微降。但因柱塞的继续上升，喷油泵端的压力继续 上升直到喷油泵回油孔打开，泵端压力速降。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4.1概述但喷油嘴端的压力因高压油管的弹性收缩使压力下降缓慢,该压力一直下降到低于喷油嘴针阀的落座压力PS时，喷油才 告终止。这是正常压力波。当油管中的压力波激起针阀的振动或压力波在高压油管两 端的反射波过大时会引起不规则喷射或两次喷射不正常等现 象。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4.2喷油压力检测二、喷油压力检测在测试前，把喷油压力拾取器及搭铁线夹在柴油机的某一 缸高压油管上，起动发动机。在“柴油机”菜单下用鼠标点击“喷油压力”，进入柴油 机喷油压力测试界面，在喷油压力测试界面点击“选择缸号”图标，依据压力传感器所夹持的油管选定“第几缸”。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4.2喷油压力检测1）单击“测试”图标，系统即自动测定发动机的喷油波 形及转速并显示。2）单击“保存数据”图标，可将检测有效结果进行保存。3）单击“保存波形”目标，可将波形保存于指定目录。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 正确安装TDC传感器，以供检测仪测取发动机的上止点信号。TDC传感器有磁电式和光学式两种结构形式。因光学式精 度高，在整个转速范围内分辨率均匀，且安装方便，因此，近年来为厂家首选形式，以下以光学TDC传感器为例简述其安 装方法。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.4.3喷油提前角测定反光片的安装图首先将反光片（10l5nlm宽）贴 于飞轮或带轮上（视被检汽车结 构而定），有的车型其带轮与扭 转减振器为一体，即必须贴于扭 转减振器外壳上，注意反光片贴 于上止点记号的后方（以旋转方 向为前），反光片前缘对准TDC记 号，如图所示。机械工、业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 其光束对准反光片，光束距离不要超过50cm。为使上止点信号的提取不受发动机振动的影响，TDC传感 器不能安装在汽车底盘或车身上。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 机暖机达到正常温度，即可进行喷油提前角测试。为减小测试的随机误差，提高检测精度，检测仪都设计有 多个循环测试结果取平均值的功能。因此，试验前需设定平 均循环数。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 2000 4000 6000转速/(”m in)喷油提前角随转速变化曲线图机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 角，方法同前述频闪灯测量汽油机点火提前角。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ 多缸柴油机的各缸供油压力波形，并像汽油机点火波形一样 组合成平列波、并列波和重叠波形，如下图所示：压力平列波机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ MACHINE PRESShttp:/ 感器安装过程的随机误差，使各缸供油压力信号的采集差别 比汽油机各缸点火信号采集差别要大，从而导致根据这些图 形分析各缸供油一致性的推理可信度下降。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ OBD技术、2 OBD的发展状况3 OBD的术语4 OBD-II 组成5 OBD系统监控6常用OBD诊断仪机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ D,On B oard Diagnosis)系统是集成在发动 机管理系统中能够连续监测影响废气排放部件工作状态的诊 断系统。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ D)系统最初是在20世纪70年代后期出现的。早在20世纪60年代，美国成立了机动车污染控制管理局(MVPCB),管理汽车的污染物排放，4年之后，在美国加利福 尼亚州销售的1966款车辆被要求安装第一个排放控制装置，这种仍然在今天的多数发动机上使用的装置是曲轴箱强制通 风(PCV)阀o机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.5.1概述1968年，美国国会制定了第一部联邦汽车排放法规，要求 所有1968年及以后在美国销售的车辆安装PCV系统。由此开始 了汽车排放法则的演变。1970年，美国国会通过了第一部国家清洁空气法律，要求 减少90%的机动车辆废气排放。清洁空气法从降低一氧化碳(C0)和碳氢化合物(HC)的排放开始，并且制定标准适用于 1975年在美国销售的车辆，1976年生产的车辆被要求降低氮 氧化合物(NOx)排放。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.5.1概述1970年的清洁空气法是一系列对汽车工业产生重大影响的 法规的开始，它要求降低汽车废气排放的极限值。汽车制造厂商为满足极限值而努力的过程中，生产出一系 列排放控制新装置和重新设计的元件，包括废气再循环(EGR)系统、炭罐蒸发吸附系统以及催化转化器。即使使用这些新的附加装置，化油器和机械控制的点火正 时也很难满足标准。最后，这一系列的事件导致汽车制造厂 商必须使用精确监测和控制喷油、点火和排放控制系统的汽 车电控系统。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.5.1概述到1981年，在美国销售的新车均配备了三元催化转化器、氧传感器以及需要车载诊断电脑的闭环发动机控制系统。为 了使这些系统保持最高的工作效率，一些制造厂商开始制造 有测试或监测能力的车载电脑，操作发动机的喷油、点火和 排放控制的各种元件。车载诊断(OB D)系统诞生了。机 械工业 出版社 http:/ MACHINE PRESS5.5.2 OBD的发展状况二、OB D的发展状况目前OB D的发展已经经历了两个阶段，并且正向第三个阶 段过渡。1981年到1987年，美国汽车工程师协会(SAE)、美国 环保署(EPA)和加利福尼亚州大气资源局(CARB)共同制定相 关标准以规范汽车排放控制装置。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ OBD的发展状况1988年，CARB将符合加利福尼亚州销售新车的OB D-I制定 为法令。OB D-I标准需要一个特定的自诊断通用标准，监测 所有发动机控制微机以及一个引导汽车维修人员发现和修理 给定故障的故障码系统。然而，制造厂商可以以它们自己的 方式独立设计如何进入诊断系统，并且提供它们各自的个性 化故障码定义和故障诊断步骤。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ OBD的发展状况有些车型的许多传感器以及元件存储的故障码和有效数据 流可以与诊断仪通信，因此，汽车维修人员可以得到车载微 机存储的准确运行信息。其他车型只提供“闪烁显示码”，进入系统诊断模式之后，通过计算故障指示灯(MIL)闪烁的数 字阅读故障码。机械工业出版社CHINA MACHINE PRESShttp:/ OBD的发展状况通过跨接车辆数据诊断接头(ALDL)上的两根线完成这项工 作，数据诊断接头现在称为诊断传输接头(DLC)。诊断传输接 头的大小和形状各不相同，需要诊断仪提供各种插头。甚至 显示闪烁故障码的方法也没有标准化。因此，在服务手册显 示如何读取故障码和数据、精确诊断和修理之前，