《汽车检测技术》(模块)电子

教学模块2发动机检测技术 教学目标1 了解发动机检测技术中各检测设备的组成与基本结构 2 熟悉发动机检测技术中各检测原理和各检测设备的工作原理 3 掌握发动机检测技术中各检测方法和各检测设备的使用方法 学习项目1 发动机综合性能检测 2 发动机功率检测 3 气缸密封性检测 4 汽油机点火波形观测 5 柴油机供油压力波形和针阀升程波形观测 6 汽油机点火正时和柴油机供油正时检测 7 实训 学习项目2 1发动机综合性能检测 发动机是汽车动力源泉 汽车动力性 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 现代汽车发动机多为活塞式内燃机 由于它的结构复杂 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 高压等苛刻条件下工作 因而故障率最高 往往成为汽车检测工作的重点对象 2 1 1主要诊断参数发动机技术状况变化 主要表现在故障增多 性能降低 损耗增加和排放污染物增多上 用以评价发动机技术状况的主要诊断参数有 1 发动机功率 2 发动机燃料消耗量 3 气缸密封性 4 排气净化性 5 混合气空燃比 6 点火电压 7 机油压力 8 机油中含金属量 9 发动机工作温度 10 发动机振动等 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 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 发动机其他诊断参数见教材P6表1 1 2 1 2主要检测项目发动机综合性能检测 是包括发动机动力性 燃油经济性 气缸密封性 排放净化性等使用性能的全面检测 即 包括对发动机曲柄连杆机构 配气机构 点火系 供油系 起动系 发电系 冷却系 润滑系和电控系统等的全面检测 为正确评价发动机技术状况提供全面检测依据 发动机综合性能检测的主要检测项目有 1 发动机功率检测 2 气缸密封性检测 3 汽油机点火波形观测 4 柴油机供油压力波形和针阀升程波形观测 5 发动机点火正时和柴油机供油正时检测 6 发动机燃料消耗量检测 7 电控系统检测 8 再用机油品质检测与分析 9 排放污染物检测 10 异响检测诊断 11 起动系和发电机检测 上述主要检测项目中 发动机功率检测 气缸密封性检测 汽油机点火波形观测 柴油机供油压力波形和针阀升程波形观测 汽油机点火正时和柴油机供油正时检测 将在本教学模块中介绍 电控系统检测 排放污染物检测 将在本教材后续教学模块中介绍 其他检测项目 按课程分工在其他教材中介绍 2 1 3发动机综合性能检测仪及使用方法在发动机综合性能检测中 使用的检测设备比较多 如发动机综合性能检测仪 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 解码器和示波器等 都已成为必不可少的检测设备 为了教学方便 上述检测设备将结合教学内容 一部分放在本教学模块中介绍 另一部分放在教学模块4中介绍 发动机综合性能检测 既可以根据检测项目采用单一功能的检测设备进行 也可以采用发动机综合性能检测仪进行 发动机综合性能检测仪 也称为发动机综合性能分析仪或发动机综合参数测试仪 以下简称为 检测仪 是发动机检测设备中检测项目最多 功能最全 涉及面最广的一种检测设备 当然也是一种结构最复杂 技术含量最高的检测设备之一 它能检测 分析 判断发动机静 动态的工作性能和技术状况 在汽车综合性能检测中发挥的作用愈来越大 1 检测仪类型检测仪是以示波器为核心的检测设备 当配合以多种传感器 包括夹持器 测试探头和测针等 能实现对多种电量 非电量参数 温度 压力 真空 转速等 的检测 分析和判断 检测仪的类型 如果按使用方式分 可分为台式移动式和便携式两种类型 如果按示波器型式分 可分为模拟示波器式和数字示波器式两种类型 如果按示波器显示器型式分 可分为阴极射线管显示器式和液晶显示器式两种类型 如果按控制方式分 可分为电子控制式 微机控制式和模块控制式三种类型 如果按使用的电源分 可分为交流220V式 直流12V式和直流电池式三种类型 通常 电子控制式和微机控制式检测仪 一般属于台式移动式 在发动机综合检测或调试工位使用 移动范围不大 便携式检测仪携带方便 可携带到任何场所和任何车辆上检测 模块控制式检测仪 既可以和PC微机组成台式检测仪 又可以和笔记本微机组成便携式检测仪 电子控制式检测仪 一般是以模拟式示波器为核心的检测仪 微机控制式和模块控制式检测仪 是以数字式示波器为核心的检测仪 电子控制式检测仪 一般以阴极射线管CRT作为显示器 便携式检测仪以液晶显示器LCD 或LED 作为显示器 但也可以通过微机通讯接口由微机显示器显示 微机控制式检测仪以微机显示器作为显示器 模块控制式检测仪本身没有显示器 它既可以与PC微机连接显示 也可以和笔记本微机连接显示 电子控制式和微机控制式检测仪 一般以交流220V作为电源 但有些电子控制式检测仪 也有采用直流12V 汽车蓄电池 作为电源的 便携式检测仪自带可充电电池作为电源 模块控制式检测仪 一般通过整流稳压器使用交流220V作为电源 也有的使用汽车蓄电池作为电源 2 检测仪功能与特点大多数检测仪都具有下述功能 1 汽油机检测 点火系检测 可观测 分析点火系的平列波 并列波 重叠波 单缸波 重叠角 断电器触点闭合角 点火高压值和点火提前角等 无负荷测功 动力平衡分析 转速稳定性分析 温度检测 进气管真空度检测 起动机与发电机检测 废气分析 须附带废气检测仪 数字式万用表功能 2 柴油机检测 喷油压力检测 检测喷油压力数据 观测 分析供油压力波形 检测喷油提前角 无负荷测功 烟度检测 须附带不透光烟度计 起动机与发电机检测 转速稳定性分析 数字万用表功能 3 电控燃油喷射发动机检测 空气流量检测 转速检测 温度检测 进气管真空度检测 节气门位置检测 爆震信号检测 氧传感器检测 喷油脉冲信号检测 4 故障分析 故障查询 信号回放与分析 5 参数设定 6 数字示波器 显示波形 数值 检测仪一般具有以下三个特点 1 具有动态测试功能 检测仪的信号采集系统和记忆存储系统 能迅速 准确地捕获并存储发动机运转中各瞬变参数随时间变化的函数曲线 这些动态参数 是对发动机工作性能和技术状况进行准确判断的科学依据 2 具有普遍性和通用性 由于检测仪的测试 分析过程不依据被测发动机的数据卡 只针对发动机基本结构和工作原理的实际情况进行 因此检测结果具有良好的普遍性 检测方法具有广泛的通用性 3 具有主动性 检测仪不仅能适时采集发动机的动态参数 而且还能主动地发出某些指令干预发动机的工作 以完成某些特定的试验程序 如发动机断缸试验等 3 检测仪基本结构与工作原理一台配置齐全 结构先进 性能良好的发动机综合性能检测仪 一般是由信号提取系统 信息处理系统和采控显示系统三大部分组成的 如图2 1所示 国产元征EA 1000型发动机综合性能检测仪外形图如图2 2和实物图所示 工作原理框图如图2 3 所示 主要性能指标见教材P25表2 1所列 图2 3EA 1000型发动机综合性能检测仪工作原理框图 1 信号提取系统 该系统的作用是拾取测量点的信号 因此必须配备多种传感器 包括夹持器 测量探头和测针等 直接或间接地与被测点接触 元征EA 1000型检测仪的信号提取系统 如图2 4所示 图2 4信号提取系统 2 信息处理系统 从图2 3中可以看出 所有采集来的信号都要进行预处理 预处理系统也称为前端处理器 能对发动机所有传感信号进行衰减 滤波 放大 整形等处理 并能将所有脉冲信号和数字信号直接输入CPU的高速输入端 或经转换后变为0 5V直流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡 元征EA 1000型发动机综合性能检测仪的前端处理器 由信号预处理 32路换线开关等组成 并承担与微机的并行通讯 其前端处理器底面有8个适配器插座 4个航插插座和1个主电缆插座 以便与信号提取系统连接 3 采控与显示系统 现代发动机综合性能检测仪多为微机控制式 能高速采控信号 为了捕捉点火和爆震等高频瞬变动态信号 检测仪采集卡一般都具有高速采集功能 采样速率可达10 20Mbps 采样精度不低于10bit 并行2通道 并有存储功能以使波形回放或锁定 供观察 分析或输出 打印之用 如元征EA 1000型发动机综合性能检测仪 内装 PC微机 10 20Mbps 10bit高速采集卡 并行通讯卡和RS 232输出接口 检测仪在显示系统方面 不管是台式移动式还是手提便携式 其显示装置多为彩色CRT显示器或14英寸液晶LCD 或LED 显示器 采用多级菜单操作 能实时显示被测发动机的动态参数和波形 使用十分方便 观察非常醒目 4 检测仪使用方法以元征EA 1000型发动机综合性能检测仪为例 1 检测仪准备 接通电源 220V 10 50Hz 打开检测仪总开关 微机主机开关和微机显示器开关 暖机20min 在发动机不工作和点火系关闭的情况下 将检测仪信号提取系统连接到被测发动机上 检测仪电源线必须可靠接地 在测试电控燃油喷射发动机电子控制器ECU时 除检测仪电源接地外 检测仪地线还必须与发动机共地 测试人员必须随时与汽车车身接触 2 发动机准备 发动机应预热至正常工作温度 85 95 下同 发动机怠速应在规定转速范围内 发动机在运转中 3 启动检测仪 检测仪已经过预热 鼠标左键双击显示器上 元征发动机检测仪 图标 启动检测仪综合性能检测程序 检测仪主机对单片机通讯 并对8个适配器逐一进行自检 自检通过为绿色显示 未通过将给以提示 当检测仪显示屏出现 用户资料录入 界面时 点击 修改 按钮 录入被检汽车用户资料 然后点击 确定 按钮 显示屏出现检测程序主 副菜单 显示屏主 副菜单及分区 如图2 5所示 4 检测方法 在主菜单上选择要测试的 汽油机 柴油机 电控发动机参数 或 故障分析 等项目中的其中一项 点击后进入下一级菜单 在下一级菜单中再选择要测试的项目 点击后进入检测界面 按检测界面上的要求进行操作 读数 存储和打印 如须清除测试数据 按F2热键或点击显示屏下方的 清除数据 软按钮即可 各种不同类型的发动机综合性能检测仪 使用方法大同小异 本教学模块 将利用检测仪对发动机无负荷测功 进气管真空度检测 点火波形观测 柴油机供油压力波形和针阀升程波形观测等作详尽介绍 本学习项目复习题1 用以评价发动机技术状况的主要诊断参数有哪些 2 发动机综合性能检测的主要检测项目有哪些 3 发动机综合性能检测仪的基本结构 工作原理和使用方法 学习项目2 2发动机功率检测 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 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 2 2 1稳态测功和动态测功 1 稳态测功稳态测功 是指发动机在节气门开度一定 转速一定和其它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 常见的测功器有水力测功器 电力测功器和电涡流测功器三种 测功器能测出发动机的转速和转矩 然后通过式2 1计算得出发动机功率 式中Pe 发动机有效功率 kW Te 发动机有效转矩 N m n 发动机转速 r min 稳态测定发动机额定功率是在节气门全开情况下 由测功器向发动机的曲轴施加额定负荷 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型式如何 均可用上式计算出有效功率 发动机稳态测功试验台实物如下图所示 发动机稳态测功试验台 稳态测功的结果比较准确 可靠 多为发动机设计 制造 院校和科研单位做性能试验所采用 缺点是测功费时费力 成本较高 并且需要大型 固定安装的测功器 因而在一般的汽车维修企业和汽车检测站中采用不多 由于稳态测功时 需要对发动机施加外部负荷 所以也称为