汽车电喷发动机常见故障诊断与分析(第2版)
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第二节 发动机气缸压力的检测和分析

发动机气缸压力过低,会造成发动机出现动力下降,燃油或机油消耗量增加,排放超标,起动困难。发动机气缸压力过高,会造成发动机爆燃,起动困难。发动机各缸压力不均,会造成发动机运转粗暴,或缺缸。出现上述故障现象时应对发动机进行气缸压力检测。通过发动机气缸压力检测,分析诊断发动机气缸的密封性和进、排气系统是否通畅,并辅以其他检测和分析查找出故障点,以确定需要哪一个方面的修理。

(1)发动机气缸密封性的三种检测方法

1)发动机的气缸压力检测,如检测的数据显示缸压低,说明气缸的密封性不好。

2)进气系统真空度的检测,进气系统真空度低,并且进气系统自身密封良好,且排气通畅,说明发动机密封性不好。

3)起动电流的检测,在润滑系统油压正常的情况下,如起动电流过大,说明发动机气缸密封性不好。

(2)进气系统密封性检测 发动机进气系统密封性最好的检测方法是真空度检测。密封性好的发动机真空度数值低,且数值保持稳定。进气系统密封性不好时怠速转速偏高,控制单元为恢复正常怠速转速,会进行修正,于是就出现从额定怠速转速的上限到1100r/min左右的怠速游车。

第二节 导读

思考一下导读中的案例,带着问题进入本节的学习。

1.发动机单缸气缸压力低通常是气门密封不良。

2.发动机相邻两缸气缸压力低通常是气缸垫密封不良。

3.打开散热器盖,急加速时能看见冒气泡,或急加速时在散热器盖处能测到碳氢化合物(HC),说明气缸垫密封不良。

4.将一根橡胶软管一端置于耳旁,另一端沿进气歧管垫、排气歧管垫、气缸垫处查听,可快速、准确地找到泄漏点。

5.发动机所有缸缸压低,应喷入机油重新检查,缸压上升说明活塞环密封不良。缸压不变说明气缸垫或气门密封不良。

6.发动机单缸或部分缸缸压高,说明这部分缸燃烧不好,积炭过多。

7.发动机所有缸缸压高说明发动机排气不畅。

8.缸压检测前需要拔掉燃油泵继电器或其熔丝,否则会造成淹缸,烧坏三元催化转化器。

9.缸压检测前需要拆掉全部火花塞,否则所测数据不准。

10.缸压检测时加速踏板必须完全踩到底,并保留3~5s。

一、汽油机气缸压力的检查方法和注意事项

发动机的工况首先看发动机的气缸压力。大部分电喷发动机的气缸压力在1200~1400kPa,少数高压缩比的发动机气缸压力在1700kPa以上。发动机原设计气缸压力的大小主要取决于燃烧室的容积和发动机的压缩比,以及是否有增压机构;实际使用中影响发动机各缸气缸压力的主要因素有燃烧室积炭的多少,及燃烧室的密封状况和排气是否通畅等。

1.缸压检测的前提条件

1)蓄电池存电量充足。蓄电池亏电,会造成发动机转速过低。

2)发动机冷却液温度正常。发动机冷却液温度在正常工作温度(80℃以上)。冷车和热车燃烧室密闭度不一样,所以,测得数值也就不一样。

3)拆下空气滤清器滤芯。

4)卸下全部火花塞。逐缸地测量各缸气缸压力。不拆火花塞,所测气缸压力将高于实际气缸压力,如拆一个测一个,就会出现越往后测得气缸压力越高。

5)断开燃油泵熔丝或继电器,以防止淹缸。

6)测试孔不得泄漏。测量前将缸压表的软管接头与火花塞孔拧紧,不得泄漏,每次测前还需将缸压表回零,测时一边用起动机旋转曲轴,一边将加速踏板完全踩到底,节气门在全开位置保持3~5s(发动机转速在250r/min以上,发动机转速过低,气缸压力就会过低)。

7)气缸压力的计算。每个缸检测两次,以平均值为该缸的气缸压力。

2.平均气缸压力和平均气缸压力差的计算方法

各缸气缸压力相加,除以缸数为平均气缸压力。发动机的平均气缸压力不得低于标准的75%,否则需修理。

(最大气缸压力-最小气缸压力)÷平均气缸压力=平均气缸压力差

新的或大修完的汽油机平均气缸压力差不得大于5%(大于5%为不合格),旧的汽油发动机平均气缸压力差大于10%时必须修理。

二、气缸压力测试结果的分析

1.单缸气缸压力低

(1)气门关闭不严 通常是该缸的气门关闭不严。原因如下:

①该缸的气门间隙过小。

②如排气门杆发生弯曲或该缸的气门杆与导管间因积炭过多而发生卡滞。

③该缸进气门积炭过多。

④该缸排气门烧蚀。

⑤该缸的气门压紧弹簧过软。

(2)排气门烧蚀的诊断 排气门烧蚀后由于密封不良,发动机工作时在尾管处可以听到断断续续的“噗噗”声。

(3)进气门关闭不严的诊断

1)进气门处积炭过多,有可能造成进气门关闭不严。积炭过多时每天第一次起动时需连续三次起动才能成功(头两次喷的汽油被积炭吸收),随后的一天内每回一次起动即可成功。

2)进气门间隙过小造成气门关闭不严。用听诊器贴近缸盖,在缸压低的那个缸进气门一侧检查,在发动机工作时如能听到“噗噗”的排气声,说明该缸进气门密封不良。如每天第一次起动正常,进气门密封不良大多是由于气门间隙过小造成的,

2.相邻两缸气缸压力都低

通常是气缸垫密封不良。具体诊断方法如下。

(1)用橡胶软管检测气缸垫密封性 起动发动机,加大节气门开度,将一橡胶软管一端靠近耳朵,另一端沿着可能密封不良的缸盖与缸体连接处查找,如气缸垫密封不良,可在泄漏处清晰地听到泄气声。

(2)通过看散热器水花检测气缸垫密封性 打开散热器盖,发动机保持怠速运转,观察散热器冷却液加注口,迅速将加速踏板踩到底,突然加速时如有水泡不断从冷却液中涌出,说明气缸垫密封不良。气泡越多漏气越严重。严重时怠速状态下散热器口就翻水花。

(3)用尾气分析仪检测气缸垫密封性 某些发动机散热器冷却液加注口在铁板下面,无法查看气泡。可打开散热器盖,将尾气分析仪的测头置于打开的散热器盖处,不要沾冷却液,急加速时如能测到HC,说明气缸垫密封不良。

(4)气缸垫密封不良的危害 气缸垫漏气会造成发动机温度过高,功率下降,应及时更换,否则容易损坏气缸盖,造成气缸盖报废,并造成冷却液进入燃烧室。

3.所有缸的气缸压力都低

所有的缸气缸压力都低,应再测一次。

①第二次测量结果高于第一次,并接近标准气缸压力,说明气缸壁和活塞环之间密封不良。

②第二次测量结果与第一次测量结果接近或相同,低于标准气缸压力,说明进排气门或气缸垫密封不良。

(1)导致气缸壁和活塞环之间密封不良的原因

1)活塞环、活塞环槽、气缸磨损过大。

2)活塞环弹力不足,导致活塞环对口。

3)活塞环卡缸。

4)活塞环断裂或拉缸。

(2)活塞环和气缸壁间密封不良的外在表现

1)急加速时气门室罩盖处向外返烟。打开气门室罩上的机油加注口盖,急加速时如此处向外返烟,说明活塞环和气缸壁间密封不良。急加速时燃烧室压力高,活塞环和气缸壁间密封不良,部分混合气就会窜入曲轴箱,然后顺着自然通风通道,进入气门室罩内。

2)行驶中急加速时排气管冒蓝烟。活塞环和气缸壁间密封不良的另一个特点是起动时排气管不冒蓝烟(冷车油液粘度大),行驶中急加速时排气管冒蓝烟。问题严重到一定程度后会始终冒蓝烟。

3)在发动机气缸压力较低的缸内喷一点机油,然后将发动机曲轴旋转几圈使机油布匀,然后重新装上缸压表再次测试,由于机油有暂时的密封作用,可以使缸压得以增加。如重新测试气缸压力没有增加,说明气门或气缸垫密封不良。

4.发动机个别或部分缸缸压高

有可能是燃烧室内积炭过多,使压缩比发生变化或排气门开启量过小(通常是因为排气门杆弯曲造成的),排气量不够,会造成这个缸不工作,或工作不良。

其外在表现为每天第一次起动时需连续起动3次,以后在一天之内,每次只需一次即可完成起动。之所以第一次起动时需连续起动3次,是因为发动机停了一夜后缸内积炭已经干燥,电喷发动机为了控制排放,每次起动只喷2~3次油,第一次和第二次喷的油都被积炭吸收,待第三次喷油时,积炭已经饱和,所以起动成功。以后一天之内再起动时积炭已经饱和,所以一次起动即可成功。

5.发动机所有缸缸压都很高

1)大部分电喷发动机的正常缸压为1200~1400kPa,少数压缩比高的发动机正常缸压大于1700kPa。如所有的缸缸压都略高于标准缸压,说明是燃烧室积炭过多。

2)如规定缸压是1270kPa,而实际检测各缸缸压都在1400kPa以上,明显高于标准缸压,说明是发动机排气不畅造成的。发动机工作时将手放在排气尾管出气口处,感觉气流,如排气不畅,可明显感觉到排气的气流小。

3)排气不畅通常是由于三元催化转化器被积炭堵塞,或消声器内部开焊造成的。消声器内部隔声板开焊造成的堵塞,在急加速时通常可以听到金属片开焊发出的金属撞击声。而三元催化转化器被积炭堵塞,在急加速时没有任何异常响声。