气缸压缩压力的测量在发动机故障诊断中的运用

邱宗敏，金洪卫

（浙江交通职业技术学院，浙江 杭州 311112）

气缸的密封性，是表征发动机技术性能的重要指标。气缸的密封性下降，将造成发动机动力性下降、经济性恶化、排放污染增加及工作不稳定等后果。气缸的压缩压力，是诊断气缸密封性的主要参数。在我们对汽车发动机进行故障诊断时，根据气缸压缩压力测量的数据，可以判断气缸的密封性，继而分析诊断出发动机相应的故障原因。

1 气缸压缩压力的测量方法

1.1 气缸压力表

气缸压力表是检测气缸压缩压力的一种专用压力表（如图1所示）。

图1 气缸压力表

其组成部分如下：

（1）表头。压力表头的驱动元件是一端活动、一端固定的一根扁平的弯成圆圈状的管子。弯管内进入压力时，弯管便伸直，活动端有杠杆和齿轮传动机构与表盘上指针连接，指针转动，在表盘上指示出压力的大小。

（2）接头。压力表接头通过导管与压力表头相连通，测量时要保证接头处不漏气。气缸压力表的接头，有橡胶接头和螺纹管接头两种。橡胶接头呈锥形或阶梯形，可以压紧在火花塞或喷油器孔上；螺纹管接头，则可以拧紧在火花塞或喷油器孔内。

（3）导管。压力表导管也有两种：一种是适用于橡胶接头的金属硬导管，另一种是适用于螺纹管接头的软导管。

（4）单向阀。气缸压力表的单向阀，使气缸内气体只能进入压力表而不能返回。单向阀处于关闭位置时，可使压力表保持指针位置，以便于读数。当按下单向阀按钮时，压力表内气体被放出，表指针回零。

1.2 气缸压缩压力的测量方法

测量气缸压缩压力的步骤如下所述：

（1）将发动机运转至正常工作温度（一般冷却水温80～90℃）后熄火。

（2）汽油机将火花塞全部拆除，将节气门全开；柴油机将全部喷油器拆除。

（3）把气缸压力表的锥形橡皮头压紧在火花塞（喷油器）孔上，如图2所示。启动发动机，使曲轴转动3～5 s（转速应符合原厂规定）。

图2 气缸压缩压力的测量

（4）待压力表指针指示并保持最大压力后，记录压力表指示的读数，同时使发动机停止转动，

（5）按下单向阀按钮，使压力表指针回零。

（6）对发动机各缸的压缩压力，按上述方法依次进行测量，每缸测量2～3次，求出算术平均值。将测量数据与规定标准值比较分析。若发现某缸压力偏低时，可从火花塞（喷油器）孔中加入20～30 mL新机油后再测量，将两次的测量数值，进行分析比较。

1.3 气缸压力的诊断标准

以发动机处在海平面为准，汽油机的气缸压缩压力，应符合原厂规定的范围，或不低于原厂规定标准值的10%，各缸的压力差，应不超过其平均值的10%。柴油机的气缸压缩压力，应符合原厂规定的范围，或不低于原厂规定标准值的20%，各缸的压力差，应不超过其平均值的8%。

数种常见车型的发动机气缸压缩压力标准值，如表1所列。

表1 数种车型发动机的气缸标准压力值

1.4 测量结果分析

当测得的气缸压缩压力值不符合标准要求时，可根据测量结果分析其原因。

（1）如果测得的气缸压缩压力偏高，超过原厂规定的标准压力值，一般为燃烧室内积炭过多、气缸衬垫过薄、缸体与缸盖结合平面经多次修理后磨削过甚等原因，造成燃烧室容积变小，而发动机压缩比增大所致。

（2）如果测得的气缸压缩压力偏低，低于原厂规定的标准压力值，可向该缸火花塞（喷油器）孔内注入20～30 mL新机油后再测量。

如果第二次测出的压力值接近标准压力值，比第一次高，一般为活塞与气缸磨损过度、活塞环磨损过度、各环端隙对口窜气、环断裂卡死、气缸壁拉伤漏气等原因，导致气缸与活塞间密封不严。

如果第二次测出的压力仍比标准压力值低，与第一次基本相同，一般是气门或气门座损坏、气门间隙过小、气门弹簧故障等原因，导致进、排气门关闭不严所致。

另外，气缸衬垫烧损，也会造成气缸密封性下降、压缩压力值偏低。

如果某相邻两缸压缩压力两次检测结果都很低，表明是气缸衬垫两缸相邻处被烧损窜气。

3 故障诊断实例

3.1 故障现象

一辆2003年生产的上海桑塔纳汽车，装配AJR发动机，行驶里程12万km。车主反映该车冷启动困难，要反复启动几次。启动后，怠速抖动厉害，加速无力，容易熄火。

3.2 故障诊断

维修人员首先对汽车进行故障重现。启动发动机，发现启动机旋转有力，但发动机不能顺利启动，用万用表检查了蓄电池的电压，数字显示11.6 V，电压正常。用大众V.A.G1552诊断仪检查发动机的电控系统，无故障码显示。

因为发动机不易启动，怠速抖动，怀疑某缸没有工作，经检查点火系统、火花塞及高压线，均无异常。对发动机启动几次，进入怠速状态后，作单缸断火法试验，当断开第四缸点火后，发动机转速稍有下沉，但无明显变化。

分析上述现象显示，第四缸工作不正常。因火花塞工作正常，怀疑第四缸密封不严，漏气严重。用手触摸第四缸的进气管温度，明显比其他缸高，初步判断为气门密封不严。

为进一步确定故障部位，决定对气缸的压缩压力进行测量。4个缸的测量结果，分别为：1 050 kPa，1 070 kPa，1 050 kPa，850 kPa，第四缸明显偏低。

从第四缸火花塞座孔处向气缸中注入20 mL新机油后再测，压力值为880 kPa，无明显变化。向车主说明情况，征得车主同意后，决定拆解汽缸盖，检查气门工作情况。

拆开缸盖，发现第四缸活塞顶部有与进气门碰压痕迹，分析为气门不能完全回位落座关闭所致。拆下第四缸进气门，首先检查气门弹簧并无异常，进而检查气门，无变形与异常磨损，与气门导管配合正常，检查液压挺柱工作也正常，与座孔配合也无发卡等现象。

最后再仔细检查气门弹簧，发现该缸的进气门弹簧与其他气门弹簧圈数不一样，而且弹力偏小。更换第四缸进气门弹簧后试车，故障排除。

关于第四缸的进气门弹簧和其他气门弹簧不一样的问题，车主回忆，该车放置一年多没开，前几个月启动不了，拖到一个小修理厂修理过。发现是气门卡死，进行修理后，没多久就出现了上述故障现象。估计是上次在更换气门弹簧时，修理工错用了不同规格的弹簧。

4 结束语

从这例故障的诊断过程中，我们看到了气缸压缩压力的测量，对故障的最后确诊，起到了关键的作用。如果该故障不能确诊，还需要进行油压测量、积碳清洗、喷油器清洗等检修项目，势必会扩大检修范围，增加车主的维修费用。对气缸压缩压力的测量，设备简单，操作方便，测量结果直观，无疑是我们进行汽车发动机故障诊断的有力手段。

[1]陈锐荣.汽车发动机构造与维修[M].北京：机械工业出版社，2011.