第2章 发动机检测技术

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无负荷测功仪的测功方法： 无负荷测功仪的测功方法：
(3)测加速时间 测加速时间 操作者在驾驶室内迅速地把加速踏板踩到底， 操作者在驾驶室内迅速地把加速踏板踩到底，发动机转速猛然上 应立即松开加速踏板， 升，当发动机转速超过终止转速n2时，应立即松开加速踏板，切忌发 动机长时间高速空转。 动机长时间高速空转。 记下读数，仪器复零。 记下读数，仪器复零。 重复操作三次，读数取平均值。 重复操作三次，读数取平均值。
•
Te ⋅ n Pe = 9550
• Pe —— 发动机的有效功率 • Te —— 发动机的有效转矩 • n —— 发动机转速，r／min 发动机转速，
• 不论发动机的行程数和形式如何，均可用该公式 不论发动机的行程数和形式如何， 计算出有效功率。 计算出有效功率。
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• 稳态测功的结果比较准确、可靠，多为发动机设计、制 稳态测功的结果比较准确、可靠，多为发动机设计、 造、院校和科研单位做性能试验所采用。 院校和科研单位做性能试验所采用。 • 缺点是：测功时要从汽车上卸下发动机，费时费力、成 缺点是：测功时要从汽车上卸下发动机，费时费力、 本较高，并且需要大型、固定安装的测功器。 本较高，并且需要大型、固定安装的测功器。 • 由于稳态测功时，需要对发动机施加外部负荷，所以也 由于稳态测功时，需要对发动机施加外部负荷， 称为有负荷测功 有外载测功。 有负荷测功或 称为有负荷测功或有外载测功。
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（2） 动态测功 ）
在节气门开度和转速等参数处于变动状态下， 在节气门开度和转速等参数处于变动状态下，测定 发动机功率的一种方法。 发动机功率的一种方法。 由于动态测功时，无需对发动机施加外部载荷，所 由于动态测功时，无需对发动机施加外部载荷， 以又称为无负荷测功或无外载测功。 以又称为无负荷测功或无外载测功。 无负荷测功
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动态测功
简化： 简化：
把发动机的所有运动部件看成一个绕曲轴中心线转动的简 单回转体。 单回转体。
基本方法： 基本方法：
没有外加负荷的发动机在怠速或低速情况下， 没有外加负荷的发动机在怠速或低速情况下，突然全开节 气门，此时，发动机克服自身惯性和内部各种运转阻力， 气门，此时，发动机克服自身惯性和内部各种运转阻力，加速 运转。 运转。 发动机加速性能的好坏能直接反映出发动机功率的大小。 发动机加速性能的好坏能直接反映出发动机功率的大小。
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无负荷测功仪的测功方法： 无负荷测功仪的测功方法：
1.仪器预热、 1.仪器预热、自校 仪器预热 按使用说明书，仪器预热0.5h，然后自校。 按使用说明书，仪器预热0.5h，然后自校。 0.5h 2. 预热发动机，安装转速传感器 预热发动机， 预热发动机至正常工作温度(80℃ 预热发动机至正常工作温度 ℃～90℃)，并使发动机怠速正 ℃， 变速器空档， 常。变速器空档，然后把仪器转速传感器按要求连接在发动机规 定部位。 定部位。
第2章 发动机检测技术 章
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• 2.1 发动机功率检测 • 2.2 气缸密封性检测 • 2.3 汽油机点火波形观测 • 2.4 柴油机供油压力波形和针阀升程波形观 测 • 2.5 汽油机点火正时和柴油机供油正时检测
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2.1 发动机功率检测
• 2.1.1 稳态测功和动态测功 • 2.1.2 无负荷测功原理 • 2.1.3 无负荷测功仪及测功方法 • 2.1.4 诊断参数标准 • 2.1.5 单缸功率的检测和单缸转速降
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发动机有效功率
通过检测发动机的 有效功率， 有效功率，可以确 定发动机是否需要 大修， 大修，或鉴定发动 机的维修质量。 机的维修质量。
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2.1.1 稳态测功和动态测功 • 检测发动机功率，常用有稳态测功和动态测 检测发动机功率， 功两类方法。 功两类方法。
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（1）稳态测功
• 稳态测功亦称有负荷测功， 稳态测功亦称有负荷测功， • 是指发动机在节气门开度一定、转速一定和其它参数 是指发动机在节气门开度一定、 都保持不变的稳定状态下，在测功器上测定发动机功 都保持不变的稳定状态下， 率的一种方法。一般在发动机实验台架上进行。 率的一种方法。一般在发动机实验台架上进行。 • 测功器能测出发动机的转速和功率。 测功器能测出发动机的转速和功率。
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2.1.4 诊断参数标准
(1)若发动机功率偏低，一般是燃料供给系调整状况不 若发动机功率偏低， 若发动机功率偏低 佳、点火系技术状况不佳或气缸密封性不佳，应对 点火系技术状况不佳或气缸密封性不佳， 油、电路进行调整。若调整后功率仍低时，应结合 电路进行调整。若调整后功率仍低时， 气缸压力和进气歧管真空度的检查， 气缸压力和进气歧管真空度的检查，判断是否是机 械部分故障。 械部分故障。 (2)对个别气缸技术状况有怀疑时，可对其进行单缸功 对个别气缸技术状况有怀疑时， 对个别气缸技术状况有怀疑时 率检测。 率检测。
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2.1.2
无负荷测功原理
发动机以自身运动机件为载荷运转。 发动机以自身运动机件为载荷运转。 被测发动机的有效功率越大， 被测发动机的有效功率越大，则曲轴的瞬时角加速 度也越大，而加速时间也越短。 度也越大，而加速时间也越短。 所以可以通过测得角加速度或加速时间的方法来获 得发动机的有效功率。 得发动机的有效功率。
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也可用发动机综合分析仪测功. 也可用发动机综合分析仪测功 下图为EA2000分析仪测功电脑界面 分析仪测功电脑界面. 下图为 分析仪测功电脑界面
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2.1.4 诊断参数标准
根据国家标准，在用车发动机功率不得低于原 根据国家标准， 标定功率的75%， 标定功率的75%，大修后的发动机最大功率不得低 75% 于原设计标定值的90%。 于原设计标定值的90%。 90% 检测到的发动机的功率与标准值相比较， 检测到的发动机的功率与标准值相比较，可确 定汽车发动机是否需要大修或修理是否合格。 定汽车发动机是否需要大修或修理是否合格。
dn P e = C 2. n . dt
• 此式表明，发动机加速过程中， 此式表明，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。 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加速度， 只要测出加速过程中的这一转速和对应的加速度， 即可求出该转速下的功率。 即可求出该转速下的功率。
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2） 测量加速时间 ）
• 它将来自点火系一次电路断电器触点开闭一次 电流的感应信号，作为发动机曲轴的转速信号， 电流的感应信号，作为发动机曲轴的转速信号， • 由计算器计算出从给定转速n1到n2输入的脉冲 数并将其转换成电流信号， 数并将其转换成电流信号，从而在指示仪表上显示 出加速时间或直接标定成功率。 出加速时间或直接标定成功率。 • 国内便携式无负荷测功仪多为此种类型。 国内便携式无负荷测功仪多为此种类型。
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• （4）查对功率。 4 查对功率。
利用加速时间和功率的对应关系曲线或表格,查出对应的 利用加速时间和功率的对应关系曲线或表格, 发动机功率值。下表为东风EQ6100- 型发动机功率 时间对照 发动机功率值。下表为东风EQ6100-1型发动机功率—时间对照 EQ6100 曲线，图中功率值为不带发电机， 曲线，图中功率值为不带发电机，空气压缩机和风扇的台架稳 定状态外特性试验值。 定状态外特性试验值。
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（2） 显示方法 ）
无负荷测功仪的显示方式一般有三种形式： 无负荷测功仪的显示方式一般有三种形式：
指针式 数字式 可指示功率或加速时间的具体数值） （可指示功率或加速时间的具体数值）
等级显示式 （只显示良好、合格、不合格三个等级） 只显示良好、合格、不合格三个等级）
Hale Waihona Puke 22（3） 测功方法 ）
无负荷测功通常有两种方法： 无负荷测功通常有两种方法： • 一是采用单一功能的便携式无负荷测功仪； 一是采用单一功能的便携式无负荷测功仪； • 另一种是使用发动机综合测试仪。 另一种是使用发动机综合测试仪。
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注意事项: 注意事项
（1）检测时的起始转速n1选择一般稍高于怠速转速。 终止转速n2一般选取最高转速的80%。例如CA10-B发 动机试验时， n1= 1000r/min， n2 = 2800r/min。 （2）需要置入转动惯量的仪器，要把被测发动机的 转动惯量输入仪器中。 （3）一些仪器在发动机转速升至n2时不能熄火。操 作时，当转速超过n2时应立即松开加速踏板，切忌 发动机长时间空转。
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2.1.3 无负荷测功仪及测功方法 • 无负荷测功仪按其工作原理可分为两类 ：
测量瞬时加速度 测量加速时间
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1） 测量瞬时加速度 ）
1.产生脉冲信号 产生脉冲信号
电磁感应式传感器安装在离合器壳体上的一个特制的加 工孔内。当飞轮转动时，可以产生脉冲信号。 工孔内。当飞轮转动时，可以产生脉冲信号。
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（2） 测量加速时间 ）
• 实际应用中， 实际应用中，通常是测量加速过程中某段时间内的 平均功率。 平均功率。
1 2 2 1 Peav = C2 (n2 − n1 ) 2 t
• 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。 加速时间成反比。
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即当发动机的节气门突然全开时， 即当发动机的节气门突然全开时，发动机由起始转 的时间越长， 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。 反之则有效功率越大。 因此，要测量某一转速范围内的平均功率， 因此，要测量某一转速范围内的平均功率，只要测 之间的加速时间， 得发动机在设定转速n1、n2之间的加速时间，便可获 得平均有效加速功率。 得平均有效加速功率。
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通过发动机对比实验，可以找出动态平均有效加速 通过发动机对比实验，可以找出动态平均有效加速 功率与稳态额定功率之间的相互关系。 功率与稳态额定功率之间的相互关系。 之间的相互关系 把加速时间与额定功率之间的关系对无负荷测功仪 进行标定，通过测加速时间而直接读出有效功率。 进行标定，通过测加速时间而直接读出有效功率。 把加速时间与额定功率之间的关系绘制成曲线或制 成表格，通过查表或读图得到对应的有效功率值。 成表格，通过查表或读图得到对应的有效功率值。
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无负荷测功可分为两类： 无负荷测功可分为两类： • 一类是用测定瞬时角加速度的方法测量瞬时加速功 一类是用测定瞬时角加速度的方法测量瞬时加速功 率； • 另一类是用测定加速时间的方法测量平均加速功率 另一类是用测定加速时间的方法测量平均加速功率 。
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（1） 测量角加速度 ）
• 有效功率与加速度的关系为
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三种测功器
• 水力测功器是利用水作为工作介质，调节制动力矩。 水力测功器是利用水作为工作介质，调节制动力矩。 • 电力测功器是利用改变定子磁场的激磁电压产生制动 力矩。 力矩。 • 电涡流测功器是利用电磁感应产生涡电流形成制动作 用。
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• 稳态测功时，发动机的有效功率Pe、扭矩Te和转速n之间 稳态测功时，发动机的有效功率Pe、扭矩Te和转速n Pe Te和转速 有以下关系： 有以下关系：
2. 整形、放大 整形、
脉冲信号经脉冲整形装置的整形、放大，变成矩形触发脉 脉冲信号经脉冲整形装置的整形、放大， 冲信号。 冲信号。
3. 转换成电压信号
加速度计算器和控制装置把矩形触发脉冲信号转换成与发 动机加速度有对应关系的直流电压信号。 动机加速度有对应关系的直流电压信号。
4. 显示
直流电压信号输入到指示仪表，可直接读出功率值。 直流电压信号输入到指示仪表，可直接读出功率值。
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2.1.5 单缸功率的检测和单缸转速降
检查各缸动力性能是否一致是发动机诊断的一项重要 内容。 内容。 检测单缸功率的方法是：先测出发动机整机功率， 检测单缸功率的方法是：先测出发动机整机功率，再 测出某缸断火情况下的发动机功率， 测出某缸断火情况下的发动机功率，两功率之差即为 断火之缸的功率。 断火之缸的功率。 技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的， 技术状况良好的发动机，各缸功率应是一致的，亦即 各缸功率差应是相等的， 各缸功率差应是相等的，否则将造成发动机运转不平 稳。
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动态测功
• 动态测功时无需向发动机施加额外的负荷，也不需 动态测功时无需向发动机施加额外的负荷， 要像测功器那样的大型设备， 要像测功器那样的大型设备，而用小巧的无负荷测 功仪就车检测即可。 功仪就车检测即可。 • 虽然无负荷测功仪测量精度稍差，但是它具有价格 虽然无负荷测功仪测量精度稍差， 低廉、使用方便、省时省力等优点。 低廉、使用方便、省时省力等优点。