汽车检测与诊断技术教案 - 图文

教学讲稿部分：

发动机是汽车的动力来源。汽车的动力性、燃料经济性、排气净化性和可靠性等性能指标都直接与发动机有关。由于发动机结构复杂，工作条件又很不稳定，经常处于转速与负荷变化的条件下运转，某些零件还要在高温及高压等苛刻的条件下工作，因而故障率最高，是汽车检测工作的重点对象。

在进行发动机检测时，可以应用发动机检测设备，重点检测出与发动机功率、燃料消耗、排气净化和磨损等有关的诊断参数，并与诊断参数标准对照，对其技术状态进行分析、判断和评价。

与发动机功率、燃料消耗、排气净化和磨损有关的诊断参数，不仅表明了发动机的工作性能和磨损状况，也是决定汽车是继续运行还是进厂(场)维修的重要标志。

本章主要讨论发动机主要检测参数的检测、诊断，以及发动机无负荷测功仪、气缸压力表、气缸漏气量(率)检测仪、曲轴箱漏(窜)气量检测仪、真空表、点火正时检测仪、供油正时检测仪、汽油泵试验计、万用表、工业纤维内窥镜和发动机综合性能检测仪等检测设备的结构原理和使用方法。

1. 发动机功率检测

发动机功率的评价指标有指示功率和有效功率。

发动机的有效功率是曲轴对外输出的净功率，是一个综合性评价指标。通过该评价指标，不仅可以定量地获得发动机的动力性，而且可以定性地确定发动机的技术状况，确定发动机是否需要大修或鉴定发动机的维修质量。检测发动机功率的方法，可以分为稳态测功和动态测功两种。 1.1稳态测功

一、稳态测功（有负荷测功）

1、定义 稳态测功是指发动机在节气门开度一定、转速一定和其他参数保持不变的稳定状态下，在测功器上测定发动机功率的一种方法。

2、测功设备及方法 水力测功器、电力测功器或电涡流测功器；台架检测。 3、测功基本原理 用连轴器将发动机曲轴与测功器输入轴连接，在保持汽油发动机节气门（柴油发动机油门）位置不变的前提下，调节水力测功器的节流阀（或电力测功器的输出电流、电涡流测功器的工作电流），测功器便对发动机产生一定的阻力矩。当发动机转速稳定后，测功器的阻力矩与发动机输出扭矩达到平衡状态，测出此时的发动机转速和测功器显示的阻力矩，然后通过下式计算，可得出发动机在该负荷状态下的输出功率：

T?n P e ? e ( k w ) （1－1） 9550

式中: Pe — 发动机的有效功率，kw； Te — 发动机的有效转矩，N2m； n — 发动机转速，r／min。

4、发动机额定功率的稳态测定

在汽油机节气门（或柴油机油门）全开情况下，由测功器向发动机曲轴施加一定的负荷，使其在额定转速下稳定运转，测出其对应的转矩，不论发动机的行程数和形式如何，均可用式(1-1)计算出有效功率。

测试过程：

（1）将发动机安装在测功器台架上，使发动机曲轴中心线与测功器转轴中心线重合。

（2）安装仪表并接上电器线路及接通各种管路。

（3）检查调整气门间隙，汽油机检查调整分电器的断电器触点间隙、火花塞电极间隙及点火提前角；柴油机检查调整喷油器的喷油提前角、喷油压力、喷油锥角及喷雾情况。检查调整各紧固件。 （4）记录当时的气压和气温。

（5）起动发动机，操纵试验仪器，观察仪表工作情况，记录下数据，根据记录数据计算并绘制出Pe、Me、ge曲线。 5、稳态测功的特点

稳态测功的优点是结果比较准确、可靠。缺点是需要大型、固定安装的测功器，测功过程费时费力，成本较高。由于稳态测功需要对发动机施加外部负荷，所以也称为有负荷测功或有外载测功。

6、适用范围

主要为发动机设计、制造、科研单位和院校做发动机性能试验时所采用；在汽车运输企业、汽车维修企业和汽车检测站中则很少采用。

1.2 动态测功（无负荷测功）

1、定义 动态测功是指发动机在节气门（或油门）开度、转速等参数处于变动状态下，测定发动机功率的一种方法。

2、测功设备及方法 无负荷测功仪；就车检测。 3、测功基本原理 当发动机在怠速或某一空载转速状态下，突然全开节气门，使发动机克服自身运动零件惯性和内部各种运转阻力而加速运转（这相当于发动机以自身运动机件作为载荷），其加速性能的好坏即能直接反映出发动机功率的大小：被测发动机的有效功率愈大，则曲轴的瞬时角加速度也愈大，而加速时间则愈短。

显然，只要测得角加速度或加速时间，就可以获得发动机有效功率。

1）测角加速度—发动机有效功率瞬时加速功率测定 发动机曲轴转矩与角加速度存在下述关系：

d?????dn? ?I?I????Tedt?30??dt?

式中 Te —发动机的有效转矩，N2m；

I —发动机运动机件的转动惯量，kg2m2； n —发动机转速，r/min；

dω/dt —曲轴的角加速度，rad/s2； dn/dt —曲轴的加速度，r/s2。

把 Te 代入式(1-1),得：

?Idnn Pe?9550?30dt

?I 令 C1?9550?30

dn Pe?C1ndt 则

由于发动机加速过程是一种非稳定工况，所以实际测得的功率值小于同一转速下的稳态测功值，因而上式应乘以修正系数 K ，即

dn Pe?KC1ndt

令 C2 = KC1

dn 则 P e ? C 2 n （1－2）

dt

式（1-2）表明，发动机加速过程中，在某一转速下的有效功率与该转速下的瞬时加速度成正比。因此，只要测出加速过程中的这一转速和对应的瞬时加速度，即可求出该转速下的有效功率。对于一定型号的发动机，其转动惯量为一常数。修正系数 K 的数值，可通过稳态测功与动态测功对比试验得出（亦即对测功仪进行标定)。由此我们得到： 结论1：

2式(1-2)表明，发动机加速过程中，在某一转速下的有效功率与该转速下的瞬时加速度成正比。只要测出加速过程中的这一转速和对应的瞬时加速度，即可求出该转速下的有效功率。

2对于某一确定型号的发动机，其零件的平动质量和转动惯量为一常数。 2修正系数 K 的数值，可通过稳态测功与动态测功的对比试验得出，以便对无负荷测功仪进行标定。

2）测加速时间—发动机平均有效加速功率平均加速功率测定 式(1-2)可变换成下式：

dn Peav?Cavdtav

经积分、推导后，上式变为：

1221 Peav?C2?n2?n1?2t

122? 令 C3C2?n2?n1?2

1

Peav?C3 则 t （1-3）

式中 Peav — 平均有效加速功率，kw； nav — 平均转速，r／min；

dn — 平均加速度，r／s2；

dtv ea

n1 、n2 — 设定的起止转速，r／min ； t — 起止转速范围内的加速时间，s。 由式(1-3)可知，发动机在起止转速范围内的平均有效加速功率与其加速时间成反比。即当发动机的节气门突然全开时，发动机由起始转速 n1 加速到终止转速 n2 的时间越长，则有效功率越小；反之则有效功率越大。因此，只要测得发动机在设定转速范围内的加速时间，便可获得平均有效加速功率。由此我们得到：

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