汽车发动机检测诊断技术探析

林爱云

（柳州市交通学校，广西 柳州 545007）

汽车发动机检测诊断技术探析

林爱云

（柳州市交通学校，广西 柳州 545007）

通过对现行汽车发动机检测与诊断技术的应用状况进行分析研究，从保证发动机正常工作的动力性和经济性指标方面，介绍了运用先进的汽车诊断专用设备对发动机的各项主要状态参数进行分析、处理的方法和步骤，以实现汽车发动机使用的安全性和最佳经济性的目的。

汽车；发动机；检测；诊断；维修

科学技术的发展，促使了现代汽车工业的迅速发展，人们对汽车性能指标的要求越来越高。随着智能传感器技术和计算机技术的进步，促使汽车发动机检测与诊断技术得到了飞速发展。为了适应汽车发动机维修的需要，要求以检测诊断技术为基础，加强故障潜伏期的监控，采用电控技术、信息传感技术、故障自动监控技术和工况自动选择技术等多种方法，实现状态监控下的针对性维修，为故障诊断和决策提供了科学依据，以实现发动机寿命周期内使用费用最经济的目的。因此，汽车技术性能的检测与诊断工作，显得越来越突出和重要。

1 传统的发动机检测方法

目前国内汽车检测与维修人员的技术水平普遍不高，这就对发动机检测与诊断设备的功能、性能提出了较高的要求。设备功能的强弱和性能的优劣，直接影响着发动机的检测和维护工作。

传统的测试方法，是使汽车发动机在安装了流量传感器的情况下，以一定负荷、车速进行路试或在底盘测功机上测试，检测出百公里燃油消耗量，从而确定汽车的燃油经济性。这种测试方法存在着操作繁琐、信号滞后等缺点，而且电子控制燃油喷射系统，大多数带有回油管且回油量较大、油压较高。由于我国汽车工业发展较晚，到目前为止，发动机检测与诊断技术仍然比较落后。目前的汽车发动机检测与诊断设备在测试精度、操作便捷性、界面友好性以及采用专家系统、智能化诊断等方面，与国外相比，还存在较大差距。因此，有必要对发动机性能的测试方法，进行一些有针对性的探索和研究。

2 现行发动机检测与诊断技术应用分析

多年来，我国一直对发动机检测诊断技术进行不断地研究与开发，研制出了一批先进的汽车发动机检测诊断设备。由于检测诊断技术的开发研制与用户之间缺乏沟通，检测诊断技术的应用未能得到及时地推广和交流。许多企业盲目购进检测设备仪器，在维修人员对发动机检测诊断技术设备的用途、性能等缺乏深入了解的情况下，造成检测设备仪器的闲置现象，造成检测技术与实际应用之间相互脱节。几十年来，检测诊断技术的推广应用在企业间表现得极不平衡，行业间经验缺乏交流。因此，一些看似先进的检测设备仪器却因其不能直观地确定故障的性质、部位和评定发动机的技术状况，根本起不到简单适用、针对性强以及重复性好的作用。

3 常用的发动机检测诊断方法

3.1 发动机故障诊断程序

衡量发动机动力性和经济性的指标，主要有：功率、扭矩、转速、燃油消耗等。在发动机常规性能试验中测量的参数，有发动机的功率、扭矩、转速、燃油消耗量和燃油消耗率、燃油温度、润滑油压力和温度、进气压力和温度、排气温度和压力、冷却水的进出口温度等。发动机测试需要测试的项目繁多，涉及的测试技术、测试设备和测试方法也多种多样。不管采取哪种方法，通常情况下都要按相应的故障诊断程序进行如下操作：

（1）查清故障现象；

（2）对故障进行机理分析，列举故障原因；

（3）依据故障机理分析制定检测程序；

（4）对检测数据进行分析，确定故障部位确；

（5）提出修理方案。

3.2 发动机实用检测诊断技术的应用

3.2.1 汽车发动机异响

汽车发动机发生异响的原因可能是：活塞敲缸、曲轴轴承（大瓦）和连杆轴承（小瓦）异响、进排气系统异响、发动机支架损坏异响、曲轴胶带盘异响（带扭转减振器）或飞轮（带扭转减振器）产生异响等。

目前有效的检测手段，可以通过振频可调式听诊器对其进行测定和分析。振频可调式听诊器，能通过检测机器噪声或振动来确定有故障的部位，是一种用于检测旋转机械部件故障的最常用方法，是机器零件或轴承损坏的理想仪器。听诊技术已使用多年，并被证明是用于检测轴承和机器运行状况变化的简单、便捷的方法，几乎已普及至各工业领域。

3.2.2 无负荷测功法测定功率

通常采用无负荷测功法，也称动态测功，即外界负载为零，利用曲轴飞轮等旋转件的惯性力矩，来平衡发动机的输出转矩。常用的测试方法有：怠速加速法和起动加速法两种，然后读出无负荷测功仪上显示的功率值。无负荷测功仪的使用方法如下：

（1）调整发动机配气机构、供油系统和点火系统，使之处于技术完好状态，预热发动机至工作正常温度（89～90℃），调整发动机怠速，使之在规定范围内运转；

（2）接通电源，预热仪器并调零，把传感器按要求联接在规定部位；

（3）按检测仪器的要求设置起始转速n1和终止转速 n2；

（4）将被测发动机的转动惯量置入仪器内；

（5）操作其他必要的键位，如机型、缸数选择键等。

用无负荷加速测功法，测定发动机的有效功率，如果实测值小于额定功率的80%即视为功率不足，然后测定发动机的密封性能，查明功率不足的原因。图1为无负荷测功仪的组成及原理图。

3.2.3 各缸压缩压力判断

待发动机运转至正常工作温度后，拆下各缸喷油器，并用气缸压力表在启动转速下，分别测定每个缸的压力，检测步骤为：

图1 无负荷测功仪的组成及原理

（1）将发动机运转至正常温度；

（2）拆除去部火花塞或喷油器（柴油机）；

（3）把节气门和阻风门于全开位置；

（4）把气缸压力表的缀形橡胶接头压紧在被测的火花塞孔内，或把螺纹官接头拧在火花塞孔上；

（5）用起动机带动曲轴旋转3～5 s，指针稳定后读取读数，然后按下单向阀使指针回零。每个汽缸的测量次数应不少于2次，测完后装复喷油器。如实测值比规定值低5%或各缸的压力差达5%～8%时，即认为汽缸压力不足。

3.2.4 汽缸漏气量的测试

测试方法是，在发动机静止状态下，将被测汽缸的进、排气门置于压缩行程的上止点位置，以0.8 MPa的压力向该缸连续充气，利用汽缸漏气量测试仪，测定其压力能否达到规定值。如果压力值低于0.25MPa，则视为汽缸漏气量超过标准。同时，将会听到进气管或排气管内及曲轴箱里有漏气声音。进气歧管口漏气为进气门关闭不严；排气管口有漏气声为排气门不密封;散热器加水口处冒气泡，而且相邻汽缸均有漏气声，并有气体从相邻汽缸火花塞孔冲出，为汽缸垫冲坏而漏气；加机油口处有漏气声，为活塞与汽缸壁配合间隙过大，或活塞环密封不良。

3.2.5 曲轴箱窜气量的测定

曲轴箱窜气量的测定，主要是考核发动机的动态密封，判断发动机磨损，检查缸内故障，另可监测发动机磨合情况。利用曲轴箱窜气量测试仪，可以有效地进行曲轴箱窜气量的测量，以便确定引起漏气量超标的具体部位。具体操作步骤为：

（1）封堵住发动机曲轴箱通过风孔及油尺孔；

（2）起动发动机，待其运转平衡后，将锥形橡胶导气塞插在机油加注口上，并于测试时稍许用力使之密封，另一端用快速接头与检测仪上的输入接口相接，输出接口敞开，此时流量计浮于所指刻度除以2，即为发动机曲轴箱在该转速下每分钟的窜气量。其窜气量合格的标准，分别为不大于4 kPa或40 L。如果超过此标准，即可确定是由于活塞环、活塞与气缸壁过度磨损而造成的漏气降压；否则，即是因进、排气门封闭不严而导致的漏气降压。

3.2.6 供油提前角的测定

柴油发动机供油提前角的检测，是在发动机动态情况下进行的。发动机低速或高速时供油提前角的变化量，应满足以下要求：有供油提前器和无供油提前器的发动机，其供油提前角的变化量应分别不大于12°和6°(相对曲轴转角)，如果超过该极限值，说明燃油高压泵的柱塞、出油阀或喷油器已严重磨损，将导致燃烧恶化、功率下降。

利用发动机综合性能分析仪，可以检测柴油机的供油系。首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检验作业中，用外卡式传感器进行检测。待柴油机暖机达到正常温度，激活分析仪的喷油提前角达到测试目的。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果取平均值的功能。因此试验前须设定平均循环数，例如选取8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2所示，并同时显示平均循环数，有的仪器还同时显示参数的模拟量以示醒目。

图2 定转速测喷油提前角（使用TDC传感器）

仪器可测得喷油提前角随转速变化的曲线，如图3所示。移动曲线上的标尺，选取不同转速下的提前角值，并显示于CRT上部。

图3 喷油提前角特性曲线（使用TDC传感器）

用频闪灯测定喷油提前角可以测汽油机点火提前角，其接线如图4所示，调节频闪灯的电位器，改变闪光脉冲相位直至飞轮（或皮带轮）上止点记号在闪光的照耀下清晰可见，这时CRT上显示的即为该转速下的喷油提前角。

图4 使用频闪灯测定喷油提前角

3.2.7 发动机润滑油的铁谱分析

铁谱分析技术是20世纪70年代国际摩擦学领域发展起来的一种磨损颗粒分析新技术，为机械故障诊断提供了一新的技术手段。它利用具有高梯度磁场作用的铁谱仪，将机器摩擦副中产生的磨损颗粒，从润滑油液中分离出来，并使其按照尺寸大小依次沉积在一显微基片上而制成铁谱片，然后置于铁谱显微镜或扫描电子显微镜下观察；或者按照尺寸大小依次沉积在一玻璃管内，通过光学方法定量检测，以获得种类信息，从而分析机器的磨损机理和判断磨损的状态。铁谱分析技术简单、成本低，每份油样分析时间不超过20min。应用铁谱分析可确定发动机汽缸套与活塞环、连杆轴承和主轴承等的磨损状况。通过各项检测诊断和油样分析的结果，基本上能掌握发动机的技术状况及故障所在。

4 结束语

随着测试技术和电子计算机技术的不断进步，发动机检测与诊断技术，已趋向于用计算机控制和数据处理的智能化测试。各种检测和故障诊断的专用设备，能够在汽车不解体的条件下，依靠先进的传感器技术与检测技术，实时采集发动机的各项主要状态参数，并对这些参数进行分析、处理和显示，从而使汽车使用和维护人员能够及时、准确地掌握发动机的技术状况。检测与诊断系统，降低了汽车的运行成本和维修成本，这无疑最适合现代汽车的使用要求。

[1]陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]郭应时.汽车试验学[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]林家让.汽车构造.发动机篇[M].北京：电子工业出版社，2004.

[4]史文库.现代汽车新技术[M].北京:国防工业出版社，2008.

Motor Car Engine Examination Diagnosis Technology Analyzes

LIN Ai-yun
（Liuzhou Traffic School，Liuzhou Guangxi545007，China）

By conducts the analysis research to the present motor car engine examination and the diagnosis technology application condition,from guaranteed the engine normal work and the efficient target aspect,introduced the utilization advanced automobile diagnosis special purpose equipmentcarries on the analysis,the processing method and the step to the engine eachma in state variable,realizes the security and the bestefficientgoal which the motor carengineuses.

automobile;engine;examination;diagnosis;maintain

U464

B

1672-545X（2011）09-0109-03

2011-06-14

林爱云（1979—），女，广西柳州人，助理工程师，工学学士,研究方向：汽车运用与维修。