第二章 汽车发动机检测、故障诊断与案例分析
第一节 发动机的检测
一、发动机异响和振动的检测
(一)异响的检测
判断发动机异响的方法很多,总体来讲,有直观经验法和仪器设备测试法两种。
1.用直观经验法诊断
这种方法不需仪器设备,经济、简单,过去和现在都广泛应用,但需有较强的实践经验。判断异响前,应检查发动机机油、电路和润滑情况是否正常,因为油、电路和润滑系统有故障,会妨碍判断,也可能由此而产生异响。在油、电路和润滑良好的情况下,分别进行以下不同方式的判断(表2-1)。
表2-1 直观经验法的判断
2.加速运转时用听诊器诊断
听诊器是诊断发动机异响、确定发动机故障部位的一种经济而又十分有效的检测工具。JTQ-1型听诊器的组成如图2-1所示。听诊器可以调节音量,因此即使是微小的响声也可清晰地听见,并设有外接磁带记录仪插口,可将异响记录下来。
图2-1 JTQ-1型听诊器的组成
3.用异响诊断仪诊断
随着科学技术的发展,现代汽车的检修越来越依赖先进的仪器和检测设备,如果利用专门诊断设备——异响诊断仪进行分析和研究,则只需熟悉发动机一般构造和设备,操作工人就能比较迅速和准确地诊断出故障的部位和程度。
发动机异响诊断仪线路框图如图2-2所示。
图2-2 发动机异响诊断仪线路框图
用仪器诊断发动机异响的基本原理,就是利用振动传感器把各种异响对应的振动信号拾取出来,经过选频放大后送到显示仪表显示异响的曲线形态,再辅之以单缸断火(或单缸断油)、转速变换等手段,迅速准确地判断出异响的种类、部位和严重程度。
4.用示波器诊断
物体因振动而发声,当发动机运动件的配合间隙过大或配合表面损伤时,在运转中便会产生机械振动并发出异响。不同的运动件在不同的运转工况下,产生不同特性的机械振动,其振动频率和振幅各不相同,因而发动机异响的强弱和音调的高低也就各不相同。利用振动传感器把引起异响的各种机械振动信号转换为电信号,再经选频放大后送入通用或专用示波器,在示波器荧屏上显示异响或振动的波形。根据波形的振幅和频率可以判断出产生异响的机件及其技术状况。该诊断方法需借助于异响测听仪、频谱分析仪来检测传动系统状况。
(二)振动的检测
振动是物体前后或上下的往复运动。多数车辆的振动由旋转部件(发动机、传动系统、车轮)和发动机燃烧过程中的点火脉冲引起。旋转部件严重失衡或跳动时将产生明显的振动,振动主要由如下三个要素组成。
①振动源:振动的原因。
②传递路径:振动通过车辆传递的路径。
③响应件:能够感受振动的部件。
例如,路面不平引起转向盘的振动,其振动源为受路面冲击或失衡的轮胎。传递路径为轮胎振动→车辆悬架系统→转向柱→转向盘。
振动会严重影响汽车的平顺性,因此应重视对振动的检测。同时,通过对振动的检测和分析,可以排除许多故障。在振动检测中,测量振动部件的振动速率,在速率确定后,将振动与速率相同的部件相关联,可以找到振动源。检测旋转件的允许失衡或跳动量(公差)并进行重新平衡、维护车身结构等传递部件(如将发动机舱与乘客室更好地隔离),会使振动问题有效得到解决。
1.电子振动分析仪
电子振动分析仪的液晶屏幕上至多可以有3个主要振动频率(以r/min或Hz显示)、振动相对强度或振幅(显示为加速度)。显示模式有锁定、记录/回放、平均/即时、频闪平衡4种模式(表2-2)。
表2-2 电子振动分析仪显示器显示的内容
电子振动分析仪将显示频闪频率、振幅和滤波器范围。
显示器的左侧是频率读数,频率可按r/min或Hz显示,按键盘上的RPM/Hz按钮可在两种读数之间进行切换。接着是条码图,以表示振动相对强度。右侧为实际强度或振幅,显示为加速度G。
屏幕最上面的一行频率数据旁边为字母A或字母B,该字母指示激活的输入通道。按键盘上的A或B键,可以在两个输入通道之间切换。图2-3所示为J38792电子振动分析仪的显示器屏幕和键盘,其键盘操作方法见表2-3。
图2-3 J38792电子振动分析仪的显示器屏幕和键盘
表2-3 电子振动分析仪的键盘操作方法
2.电子振动分析仪的使用方法
将电子振动分析仪的振动传感器放置于所要检测的部位(如座椅导轨)并将“UP”标签向上。
给电子振动分析仪接入12V电源。
备好电子振动分析仪以进行数据记录:由主菜单选择自动模式;选择怀疑的振动源;将光标移至发动机气缸号,按下输入键。
在电子振动分析仪键盘上输入发动机转速(500~6000r/min),在感觉最大振动的转速下按下输入键。
测试进行时,必须调整转速键(r/min)以匹配真实发动机转速,为此执行以下步骤。
①选择增量步骤,以提高或降低转速,然后按下输入键。
②监测适用于所选择的转速的频率范围,按下输入键进入启动数据屏幕。如果不在有效范围内,按下退出键回到选择转速页面。
③按向上或向下箭头键,调整活动数据屏幕上的转速(r/min),与真实车速匹配。
在启动数据显示器上读取测试结果。
二、气缸密封性的检测
气缸密封性与气缸体、气缸盖、气缸垫、活塞、活塞环和进、排气门等零件的技术状况有关。在发动机使用过程中,由于这些零件磨损、烧蚀、结焦或积炭,导致气缸密封性下降,使发动机功率下降,燃油消耗率增加,使用寿命大大缩短。因此,气缸密封性是表征发动机技术状况的重要参数。
检测气缸密封性的常用方法有测量气缸压缩压力、测量曲轴箱窜气量、测量气缸漏气量或气缸漏气率、测量进气管真空度、测量曲轴箱机油中金属磨屑的含量等。检测时,只要进行其中的一项或两项,就能确定气缸密封性的好坏。
(一)气缸压缩压力的检测
如果发动机活塞与气缸的密封性、气门与气门座的密封性及气缸垫的密封性不好,气缸最终的压缩压力就会下降,影响到发动机动力性能。因此,通过气缸压缩压力检测,可以间接判断发动机密封性。
测量气缸最大压缩压力一般用气缸压力表测量,用气缸压力表测量气缸压缩压力,方法简便,成本低廉,在汽车维修企业中广为应用。但这种方法的测量误差大。
气缸压力表为专用压力表,由表头、导管、止回阀和接头组成。接头有锥形橡胶接头和螺纹接头两种,前者可以压紧在火花塞孔上,后者可以拧紧在火花塞螺纹孔上。
测量时发动机应运转至冷却液温度为85~95℃,机油温度为70~90℃,按表2-4所列步骤和方法测量。
表2-4 用气缸压力表测量气缸压力
根据《汽车发动机大修竣工技术条件》(GB 3799)的规定,大修后的发动机气缸压缩压力应符合原设计规定,各缸压力差,汽油机应不超过各缸平均压力的8%。在用发动机气缸压缩压力,在交通部颁发的《汽车运输业车辆技术管理规定》中不得低于标准值的25%,否则发动机应送厂大修。
气缸压缩压力也可用多功能发动机综合分析仪测量。现以国产EA-800型汽车发动机综合分析仪为例(图2-4)说明其测量方法。
图2-4 EA-800型汽车发动机综合分析仪
首先拆下被测气缸的火花塞,旋上分析仪配置的压力传感器,用起动机转动发动机曲轴3~5s。这时由压力传感器读取的压力信号,经放大和A/D变换后,送入微机系统处理,并由显示器显示结果。
(二)气缸盖和气缸体的检测
1.气缸盖的检查
(1)气缸盖裂纹的检查 气缸盖经清理并洗净后,用染色渗透剂喷射于被检查部位(图2-5),如燃烧室、进气口、排气口、气缸盖表面等,检查是否有裂纹。若渗透剂渗入内部,则表示该部分有裂纹存在,需进行粘接、焊修或更换。
图2-5 气缸盖裂纹的检查
(2)气缸盖平面的检测 气缸盖与气缸体接触平面及气缸盖与进、排气歧管接触平面的检查如图2-6所示,用精密的规板和塞尺检查表面平面度。若超过极限,应予修磨或更换。
图2-6 气缸盖平面的检查
2.气缸体的检测
(1)气缸体平面的检测 用精密规尺和塞尺进行气缸体平面的检测,如图2-7所示,在6个标线方位上进行,若平面度超过极限值时,应进行修磨。修磨方法与气缸盖相同。
图2-7 气缸体平面的检测
(2)气缸内壁的检测 主要有以下几点。
①对气缸进行直观检查,目视其垂直方向上是否有刮痕,若有较深的刮痕,则需进行镗缸。
②气缸的磨损是不均匀的,沿纵断面看是上大下小,失去原来的圆柱形状,呈锥形。从横断面看,沿圆周方向磨损后会失去原来的正圆形状,呈椭圆形。
③检查气缸内壁的磨损时,如图2-8所示,应在气缸的上部、中部和下部(a、b和c)三处用量缸表测其A和B方向内径尺寸。若缸径尺寸超过极限值,就必须进行镗缸。若未超过极限值,可用气缸缸径铰刀予以修整。
图2-8 气缸内壁的检测
(3)气缸盖衬垫的检测 气缸盖衬垫装于气缸盖与气缸体之间,用于防止漏水和漏气。气缸盖衬垫连接部位渗漏的原因常常是螺栓的负荷分布不均。通过压痕检视,可以确定气缸盖衬垫隐患的部位。其方法是在连接部位放上专用的复写纸,可凭目视检查出螺栓负荷的情况。
①检视程序如下。
a.清洁气缸体和气缸盖的配合面。
b.在复写纸上印出所有孔径,用冲子将孔冲出。
c.将纸放在气缸体上,放上衬垫,在衬垫上放上复写纸,将气缸盖放妥,按规定扭力顺序将气缸盖拧紧,使纸上出现压痕。
d.卸下气缸盖,细心地将气缸盖衬垫上的复写纸揭下,检视螺栓负荷的分布压痕,通过比较,可以看出颜色深的部位压缩负荷大于颜色浅的部位。
②整修方法如下。
a.检查气缸盖衬垫,若稍有不平,经修整后,涂以润滑油脂,或在凹陷处填以石棉,按规定扭力紧固,仍可继续使用。
b.气缸盖衬垫的弹性减弱时,可放在机油盆内加热,使其膨胀,增强弹性,以补偿接合面的平面度误差。
c.气缸盖衬垫如未损坏,可将其放在温火上均匀地烘烤,由于石棉经加温后会膨胀而恢复到原来的状态和厚度,修整仍可继续使用。
d.气缸盖衬垫的厚度会影响发动机的压缩比。薄了,压缩比会增大,将影响发动机的正常工作;厚了,压缩比会减小,将影响发动机的功率。因此,气缸盖衬垫的厚度,应符合该型发动机的规定。
(三)进气管真空度的检测
进气管真空度是进气管内的压力与大气压力的差值,单位为kPa。发动机进气管真空度的大小随气缸活塞组零件的磨损而变化,并与气门组零件的技术状况、进气管的密封性,以及点火系统和供油系统的调整有关。因此,检测进气管真空度,可以诊断发动机多种故障。进气管真空度用真空表检测,无需拆卸任何机件,快速简便。一般发动机综合分析仪也具有进气管真空度检测功能。
1.操作方法
①启动发动机,并使其以高于怠速的转速空转30min以上,使发动机达到正常温度。
②将真空表软管接到进气歧管的测压孔上。
③变速器挂空挡,发动机怠速运转。
④读取真空表上的示值。
2.诊断标准
根据《汽车发动机大修竣工技术条件》(GB 3799)的规定,大修竣工的四冲程汽油机转速在500~600r/min时,以海平面为准,进气管真空度应在57.33~70.66kPa范围内。波动范围:六缸汽油机一般不超过3.33kPa,四缸汽油机一般不超过5.07kPa。
进气管真空度随海拔升高而降低。海拔每升高1000m,真空度约减少10kPa,故检测应根据所在地的海拔高度进行折算。
(四)发动机真空波形的检测
用示波器或发动机综合分析仪的示波功能检测进气歧管真空波形,能快速、准确地判断发动机机械系统故障,省时、省力,效果较好。下面以发动机进气歧管真空波形的采集和分析为例,介绍波形检测分析方法。
1.真空波形的采集
由于发动机进气过程是进气、压缩、做功和排气四个工作过程中的一个过程,所以进气过程是周期的,这必然引起进气压力的脉动。同时,与进、排气有关机械的性能信息,如配气机构、气门与活塞环密封等部件的参数变化也必然会反映到进气歧管真空波形中来,所以可以通过分析进气歧管真空波形来检测配气机构的故障。
图2-9所示为利用发动机综合分析仪的示波功能检测进气歧管真空波形,所检测到的进气歧管真空波形如图2-10所示,可以看到图形的各个部分与发动机工作过程有较好的对应性,现说明如下。
图2-9 利用发动机综合分析仪的示波功能检测进气歧管真空波形
图2-10 某一缸进气歧管真空波形
图2-10中,①处图形表示进气门在上止点(Top Dead Center,TDC)前打开,实现提前进气,此时活塞仍在向上移动,该缸的排气门未完全关闭;②处图形表示活塞到达上止点(TDC),此时进、排气门都开启,气缸中有部分燃烧废气未完全从排气门中排出,由进气门反排到进气歧管,使进气歧管绝对压力升高,①与②之间是进气门早开角度;③处图形表示排气门完全关闭,此时活塞向下移动,将进气歧管内混合气吸入,真空度快速增加,①与③之间为进、排气门重叠角度;④处图形表示活塞到达下止点(Bottem Dead Center,BDC),此时进气行程结束,由于进气门有迟闭角,气缸中仍有吸力,因此进气歧管真空度会继续增加;⑤处图形表示活塞开始向上移动,此时压缩行程开始,进气门未完全关闭;⑥处图形表示进气门完全关闭,此时进、排气门均完全关闭,气缸中压力开始升高,进气歧管真空度下降,另一缸又开始重复前面①~⑤的动作。
2.故障波形分析
(1)基本参数 一般电控燃油喷射发动机冷车时进气压力为40~46kPa,真空度为16~18inHg1(达到正常温度后进气压力为15~40kPa,真空度为18~19inHg)。1缸火花塞不跳火,进气压力会升高6.7kPa(真空度降低2inHg)。1缸进气门漏气,进气压力会上升13.4kPa(真空度降低4inHg)。点火正时比标准值提前3°,进气压力会下降3.3kPa(真空度升高1inHg)。
(2)标准真空波形与故障波形分析 在发动机分析仪上可选择检测标准真空波形与故障波形。图2-11所示为某四缸发动机的检测实例。图2-11(a)所示为四缸发动机标准波形,可以看到标准波形为较光滑的波浪曲线。图2-11(b)所示为第4缸进气门严重漏气时的波形。
图2-11 四缸发动机标准真空波形与故障波形分析
3.仪器操作方法
下面以国产EA-1000型发动机综合分析仪为例,介绍检测进气歧管真空波形的操作方法。
①启动发动机,运转到正常工作温度。
②将检测仪真空度传感器的橡胶软管通过三通接头连接到发动机的真空管上。
③将发动机转速稳定在1700r/min左右。
④在主菜单下的子菜单上选择“进气管内真空度”,进入进气管内真空度检测状态,其界面显示如图2-12所示。
图2-12 进气管内真空度检测状态
⑤按下检测界面下方的“检测”按钮,检测仪高速采集进气管内真空度值,并显示出被检测发动机的真空波形,观测、分析和判断所检测波形。
⑥分析结束后再按下“检测”按钮,高速采集结束。必要时可按下诊断仪操作键盘上的F4键,检测仪提供四缸、六缸或八缸的进气管内真空度的标准波形,还可提供进气门开启不良、进气门关闭不良、排气门开启不良和排气门关闭不良等故障波形,以供观测波形时参考。按F2键可对数据进行存储,按F3键可存储图形,按F6键可打印图形。
⑦测试结束后,按F1键返回主菜单。
(五)气缸漏气量和漏气率的检测
随着气缸活塞组零件的磨损,气缸密封性下降,漏气量增加。发动机动力性、经济性变差,曲轴箱窜气量增加,机油受到污染。
气缸漏气量检测的基本方法是向活塞处于压缩行程上止点的气缸充入压缩空气,观察压力下降的程度,借以判断气缸的密封性。压力下降越多,气缸漏气量越多。
检测气缸漏气量可采用QLY-1型气缸漏气量检测仪。QLY-1型气缸漏气量检测仪(图2-13)包括减压阀、进气压力表、测量表、校正孔板、橡胶软管、快换管接头和充气嘴。还需配备压缩空气源、活塞位置指针和活塞定位盘。若气缸漏气量检测仪测量表的压力示值用百分比表示,则该检测仪即为气缸漏气率检测仪。仪器的示值称为气缸漏气率。
图2-13 气缸漏气量检测仪
气缸漏气率检测仪的标定方法:将仪器接通压缩空气源,并把出气口堵住,这时仪表指针的位置定为0,表示不漏气;打开出气口使其与大气相通,这时仪表指针的位置定为100%,表示气体全部漏掉。在0~100%之间均匀刻度即可测量实际漏气率。
(六)曲轴箱窜气量的检测
根据试验资料,汽车行驶里程在25000~40000km时,气缸活塞环窜气量为45~50L/min。更换活塞环后窜气量回降10~20L/min,而且,窜气量指标还可用于检查发动机大修质量。在大修磨合期后,其窜气量一般在10~20L/min。所以,根据曲轴箱窜气量变化情况,可以判断气缸磨损是否正常,评价气缸活塞配合副的密封性。
1.检测方法和标准
从曲轴箱窜出的气体具有温度高、量小、脉动、污浊的特点,检测难度较大。实验表明,发动机在一般的工作情况下,曲轴箱内的气压很低,即使是满负荷下也只有980~1960Pa。因此,如果测量方法不当,会使测量结果产生很大的误差。
曲轴箱窜气量除与发动机气缸密封状况有关外,还与发动机转速和负荷有关。因此在检测时,发动机应加载,节气门全开(或柴油机最大供油量),在最大转矩转速下测试(此时窜气量最大)。发动机加载可在底盘测功机上实现。测功机的加载装置可方便地通过滚筒驱动车轮和传动系统对发动机进行加载,可使发动机在全负荷工况下从最大转矩转速至额定转速的任一转速下运转,可用曲轴箱窜气量检测仪检测出任一工况下曲轴箱的窜气量。如果在道路上测量,汽车需重载,选择大坡度道路低挡上坡行驶;车速必须保证发动机在最大转矩转速范围内运转,节气门全开,必要时可用脚制动器配合加载。
目前国内还没有制定出统一的曲轴箱窜气量检测标准;同时,由于曲轴箱窜气量大小还与缸径大小和缸数多少有关,也很难把众多车型的曲轴箱窜气量综合在一个检测标准内。维修企业和汽车检测站应积累具体车型的曲轴箱窜气量检测数据资料,经分析整理制定企业标准,以作为检测依据。
2.检测手段
(1)用气体流量计检测曲轴箱窜气量 图2-14所示为一种测量气体流量的玻璃管式气体流量计。在测量时,将曲轴箱密封(堵住机油尺口及曲轴箱通风进、出口等),由加润滑油口处用橡胶管将漏窜气体导出,输入气体流量计。当气体沿图2-14中箭头方向移动时,由于流量孔板两边存在压力差使压力计水柱移动,直到气体压力与水柱落差平衡为止。压力计通常以流量刻度,因而由压力计水柱高度可以确定窜入曲轴箱气体的数量,流量孔板备有不同直径的小孔,可以根据漏窜气体量的范围来选用。测试时,启动发动机预热至正常水温,使发动机在加载状况下转速稳定在1200~1600r/min,节气门全开。记下气体流量计每分钟的流量。
图2-14 玻璃管式气体流量计
用气体流量计检测曲轴箱窜气量具有设备花费小、读数直观等特点,但精度不高、操作繁琐,不能实现电子化操作。
(2)用微压传感器式曲轴箱窜气量检测仪检测曲轴箱窜气量 微压传感器式曲轴箱窜气量检测仪如图2-15所示。当废气流过取样探头孔道时,在测量小孔处产生负压,微压传感器检测出负压并将其转变成电信号。流过集气头孔道的废气流量越大,测量小孔处产生的负压越大,微压传感器输出的电信号越强。该信号输送到仪表箱,由仪表指示出曲轴箱窜气量的大小。
图2-15 微压传感器式曲轴箱窜气量检测仪
微压传感器式曲轴箱窜气量检测仪使用方法如下。
①打开电源开关,按仪器使用说明书的要求对检测仪进行预调。
②密封曲轴箱,即堵塞机油尺口及曲轴箱通风进、出口等,将取样探头插入机油加注口内。
③启动发动机,待其运转平稳后,仪表箱仪表的指示值即为发动机曲轴箱在该转速下的窜气量。
该仪器具有测试简易、读数方便、不需要计算等优点。
三、汽油机点火系统和燃料供给系统的检测
(一)汽油机点火系统的检测
1.点火系统主要部件的检测
点火系统主要部件的检测方法见表2-5。
表2-5 点火系统主要部件的检测方法
图2-16 点火线圈的检测
图2-17 传统点火系统的检测
2.磁感应式电子点火系统的检测
(1)磁感应信号发生器在的检测 检查信号发生器的间隙,信号转子与传感线圈铁芯之间的间隙一般为0.2~0.4mm。如果不符合标准值,应进行调整。用万用表测量信号发生器感应线圈的电阻,应符合标准值。
(2)电磁感应式点火控制器的检测
①如图2-18所示,用一只1.5V的干电池代替信号发生器,接到点火控制器信号输入端子上。
图2-18 电磁感应式点火控制器的检测
②正接时,点火线圈的初级绕组导通,用万用表测量点火线圈的“-”接线柱与接地之间的电压,应为1~2V,如图2-18(a)所示。
③将电池的极性颠倒后,再进行测量,其值应为12V,如图2-18(b)所示。
若与上述不符,说明点火控制器有故障,应更换。
(3)分火头的检测
①外观检查:观察分火头的外观,分火头应无裂痕、烧蚀或击穿等现象,否则应更换新件。
②漏电检查:将分火头倒放在缸体或缸盖上,用跳火正常的分缸高压线将高压电引到分火头上,如果分缸高压线有明显跳火现象,说明分火头已漏电,应更换新件。
③电阻的测量:用万用表测量分火头顶部的电阻,如图2-19所示,正常值应为(1±0.41)kΩ。
图2-19 分火头电阻的测量
(4)高压导线的检测
①高压导线电阻的检测:如图2-20所示,中央高压导线电阻标准值一般均不相同,如桑塔纳轿车的中央高压导线电阻标准值不大于2.8kΩ,奥迪轿车中央高压导线电阻标准值不大于2kΩ;分缸高压导线电阻标准值一般也不相同,如桑塔纳轿车分缸高压导线电阻标准值不大于7.4kΩ,奥迪轿车分缸高压导线电阻标准值不大于6kΩ。
图2-20 高压导线电阻的检测
②火花塞插头电阻的检测:如图2-21所示,用万用表测量火花塞插头的电阻值,一般为(1±0.4)kΩ(无屏蔽)和(5±1.0)kΩ(有屏蔽)。
图2-21 火花塞插头电阻的检测
③防干扰接头电阻的检测:如图2-22所示,用万用表测量防干扰接头的电阻值,一般为(1±0.4)kΩ。
图2-22 防干扰接头电阻的检测
3.点火正时的检测与调整
为保证气缸中的混合气在正确的时间被点燃,在安装分电器或更换燃油品种时,要靠人工确定和调整初始点火提前角。点火正时是否正确对发动机的性能影响很大:点火时间过早会造成发动机的爆燃,使发动机局部过热,燃料消耗增加,功率下降;点火时间过晚会使发动机燃烧所产生的最大压力下降,功率降低,经济性下降。因此,在发动机的使用与维修中,要确保有分电器点火系统点火正时的准确性。
(1)点火正时的检测
①就车检测点火正时。就车判断点火正时时,应使发动机处于正常工作温度(70~80℃)下怠速运转,当突然加速时,如果发动机转速急速提高并伴有短促而轻微的突爆声(轻微爆燃),而后很快消失则为点火正时准确;如果发动机转速不能随节气门开大而增大,发动机发闷且排气管出现“突突”声,则为点火过迟;如果发动机出现严重的金属敲击声,即爆燃(敲缸),则为点火过早。点火过早或过迟的一般调整方法是松开分电器壳体固定螺栓,将分电器轴按顺时针或逆时针方向转动少许,直至调好点火正时。
②使用点火正时灯检测点火正时。如图2-23所示,查找并验证飞轮或曲轴前端带轮上1缸压缩终了上止点标记和点火提前角标记,擦拭使之清晰可见,如标记不清晰,最好用粉笔或油漆将标记描清。
图2-23 点火正时标记
将点火正时灯(图2-24)正确连接到汽车发动机上,将传感器夹夹在1缸高压线上,且箭头方向指向火花塞,红、黑蓄电池夹分别与蓄电池正、负极连接。
图2-24 点火正时灯
启动发动机至正常工作温度,保持在怠速下稳定运转。打开正时灯并对准正时标记,调整正时灯电位器,使正时标记清晰可见,就如同固定不动一样,此时表头读数即发动机怠速运转时的点火提前角。用同样的方法分别测出不同工况、转速时的点火提前角。
(2)点火正时的调整
①静态调整。为了保证发动机气缸中的混合气在正确的时间被点燃,在往发动机上安装分电器和更换燃油品种时,要靠人工调整初始点火提前角,这一工作通常被称为点火正时。点火正时就是点火系统的高压电火花准时点着发动机气缸内的混合气。调整点火正时是在将分电器安装到发动机上时,通过调整和校正点火时机,使点火系统的高压电火花能准时点着气缸内的混合气。
②动态调整。发动机运转过程中旋松分电器固定螺钉,点火过早时,顺着分电器轴旋转方向转动分电器壳体;点火过迟时,则反向转动分电器壳体。
注意:点火正时的调整实质是使点火系统的分电器中配电器的配电与发动机配气机构中的进气工况相一致,以达到使发动机正常工作的目的,在现代汽油发动机主流配置的无分电器点火系统中,由于取消了机械配角,各缸高压电的分配全部由发动机ECU来完成,因此无分电器点火系统不需要再进行点火正时的调整。
(二)汽油机燃料供给系统的检测
1.燃油压力的检测
(1)燃油压力检测条件 燃油泵继电器正常,燃油泵正常,燃油滤清器正常,蓄电池电压正常,且必须在怠速及发动机高转速下进行检测。
(2)燃油系统油压不足或油压过高的原因 油压不足的原因有管接头或管子渗漏、燃油滤清器过脏、燃油泵不良、蓄电池电压不足、燃油压力调节器损坏。油压过高的原因是燃油压力调节器损坏。
(3)燃油系统燃油压力的检测方法 桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、燃油压力表(V.A.G1318)及接头(V.A.G1318/10)、实训手册,具体检测方法见表2-6。
表2-6 燃油系统燃油压力的检测方法
2.燃油泵供电电压的检测
桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、KT600诊断仪、数字万用表、实训手册,具体检测方法见表2-7。
表2-7 燃油泵供电电压的检测方法
3.燃油泵熔丝的检测
桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、KT600诊断仪、数字万用表、实训手册,具体检测方法见表2-8。
表2-8 燃油泵熔丝的检测方法
4.燃油泵继电器的检测
桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、KT600诊断仪、数字万用表、实训手册,具体检测方法见表2-9。
表2-9 燃油泵继电器的检测方法
5.电动燃油泵的检测
(1)就车检测条件 就车检测燃油泵工作状态和供油量,应保证蓄电池电压正常,燃油泵熔丝正常,燃油滤清器正常。
(2)电动燃油泵的组成及工作情况
①组成。电动燃油泵由永磁式直流电动机、燃油泵、限压阀、单向阀和壳体等组成,如图2-25所示。
图2-25 电动燃油泵的组成
②工作情况。点火开关一旦接通,电动燃油泵就会工作1~2s。此时,如果发动机转速高于30r/min,电动燃油泵连续运转;如果发动机转速低于30r/min,那么即使点火开关接通,电动燃油泵也会停止运转;当点火开关接通时,直流电动机电路接通,电枢受电磁力的作用而开始转动,燃油泵转子便随电动机一同转动,将燃油从油箱经输油管和进油口泵入燃油泵。当燃油泵内的油压超过单向阀处的弹簧压力时,燃油便从出油口经输油管泵入供油总管,再分配给各个喷油器;当燃油泵停止工作时,在燃油泵出口单向阀处弹簧压力的作用下,单向阀将阻止燃油回流,使供油系统中保存的燃油具有一定压力,以便于发动机再次启动;当燃油泵中的燃油压力超过规定值(一般为320kPa)时,油压克服泵体上限压阀弹簧的压力将限压阀顶开,部分燃油返回到进油口一侧,使油压不至于过高而损坏燃油泵。
(3)电动燃油泵的检测方法 桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、燃油压力表(V.A.G1318)及接头(V.A.G1318/10)、接口(V.A.G1318/11)、软管(V.A.G1318/1)、插头导线(V.A.G1348/3-2)、遥控器(V.A.G1348/3A)、测试线、万用表、量杯、实训手册,具体检测方法见表2-10。
表2-10 电动燃油泵的检测方法
6.喷油器的检测
喷油器接收发动机控制单元送来的喷油脉冲信号,将计算精确的燃油喷入进气歧管内。喷油量的多少只与喷油时间的长短有关,与其他因素无关。而喷油时间的长短只取决于喷油脉冲信号的宽度。当喷油器发生阻塞、滴漏等故障时,发动机控制单元不能检测,必须人工检查及排除。
喷油器的结构与连接电路如图2-26所示。ECU控制4个喷油器顺序开启(与点火顺序相对应:1-3-4-2)。喷油器的供电来自燃油泵继电器,当ECU接通喷油器的搭铁线后,喷油器开启喷油。喷油量只取决于ECU控制的喷油器开启时间的长短。
图2-26 喷油器的结构与连接电路
桑塔纳2000GSI实车一辆或AJR发动机试验台一台、常用拆装工具、插头导线(V.A.G1348/3-2)、遥控器(V.A.G1348/3A)、测试线、万用表、量杯、二极管测试灯、实训手册,具体检测方法见表2-11。
表2-11 喷油器的检测方法
四、柴油机燃油系统的检测
(一)供油正时的检测与调整
1.人工方法检查和调整供油正时
柴油机供油正时与喷油质量、燃烧室形状、压缩比、曲轴转速、燃油质量等有关。对于不同型号的柴油机,其供油正时也往往不同,应按照该机型说明书的要求进行检验和调整。
任何柴油机供油正时通常都有两种提前角——喷油提前角和供油提前角,喷油提前角(喷油器开始喷油的时刻相对的曲轴转角)和供油提前角(喷油泵开始向喷油器供油的时刻相对的曲轴转角)不同,一般喷油提前角与供油提前角之间相差8°左右,在修理中,大都是检验供油提前角以察知供油时刻是否正确。
检验供油提前角的程序:一般是先用手摇柄转动曲轴,使第1缸的活塞到达压缩行程的上止点前某一规定供油提前角度处停止,再使喷油泵的第1缸单泵处于供油始点位置,将喷油泵驱动轴与油泵凸轮轴的联轴器接好,如图2-27所示,此时,喷油泵轴承盖板上标记线应与正时刻线相重合,转动曲轴,再重复检验1次,如供油提前角与规定要求稍有出入,可拧松联轴器上两个调整螺钉,变动驱动盘与联轴器相互位置,进行适当调整。调整时,注意驱动盘上的每一调节分度线并不等于喷油泵凸轮轴的1°,通常相当于喷油泵凸轮轴的3°。
图2-27 喷油正时标记
2.利用发动机分析仪检测喷油提前角
用元征EA-1000型发动机综合分析仪检测柴油机喷油提前角的操作过程与汽油机点火提前角的检测类同。必须在1缸高压油管上安装喷油压力传感器,以提取1缸信号,使正时灯闪亮。选定柴油机喷油提前角功能,将正时灯对准1缸上止点标记,通过调整电位器,可改变频闪相位,当看到标记不动时,即可确定喷油提前角。
(二)喷油器的检测与调整
喷油器在工作过程中,针阀偶件磨损、针阀卡死、喷油孔堵塞、调压弹簧失效等,都会影响喷油器的正常喷油。为了保证柴油机的正常工作,必须对喷油器进行及时检测。按如图2-28所示将喷油器安装到喷油器试验仪上进行检测和调整。
图2-28 喷油器的检测与调整
喷油器试验仪的油杯内应加注用滤纸滤过的柴油,并放净空气。同时保证有良好的密封性,如将油压增至25MPa后,每分钟油压的下降速度应不大于2.0MPa。喷油器检验前应用柴油仔细清洗,并检查油针与喷油嘴的灵活性,拧动油针应均匀而无咬卡现象。喷油器检测和调整方法见表2-12。
表2-12 喷油器检测和调整方法
图2-29 喷油试验
(三)喷油泵的检测与调整
喷油泵的检测与调整方法见表2-13。
表2-13 喷油泵的检测与调整方法
图2-30 调整预行程
图2-31 调整供油量