第5章发动机综合性能检测与检测设备.ppt

学习目标,了解发动机综合检测的内容掌握发动机检测设备的结构、工作原理和使用方法掌握发动机性能的检测方法掌握发动机综合性能检测的标准，并判断发动机技术状况第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1发动机功率检测,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,发动机的动力性指标是指额定功率和扭矩，这些指标的确切数值只能在发动机台架试验中才能得到，在发动机不离车的情况下只能用其他的方法对动力性进行间接地判断发动机的有效功率是曲轴对外输出的功率，是一个综合性评价指标检测发动机有效功率的方法，有稳态测功和动态测功两种5.1.1 稳态测功和动态测功,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,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都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 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，其缺点是测功时费时费力、成本较高，并且需要大型、固定安装的测功器因而，在一般的汽车运输企业、汽车维修企业和汽车检测站中采用不多 动态测功是在发动机节气门开度和转速等均为变动的状态下，测定发动机功率的一种方法。

由于动态测功时无须向发动机施加负荷，所以就不需要象测功器那样的大型设备，可用小巧的无负荷测功仪就车检测 虽然其测量精度较之稳态功要差一些，但该方法特别适用于在用车发动机的检测，测量时省时、省力、方便故一般运输企业，维修企业和检测站采用较多5.1.2无负荷测功测量原理,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,无负荷测功是基于动力学的原理当发动机在怠速或某一空载低转速运转时，突然全开节气门加速运转，此时发动机产生的动力，除克服各种内部运动阻力矩外，将使曲轴加速运转，即发动机以自身运动机件为载荷加速运转如果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，而加速时间愈短所以，只要测得角加速度和加速时间，就可以间接获得发动机功率5.1.2无负荷测功测量原理,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,1．测角加速度 转矩与角加速度的关系为： （5-1） 式中：Me—发动机的有效转矩，N·m；I—发动机运动机件对曲轴中心线的当量转动惯量，kg·m2；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，1/s2。

把Me代入式Pe = Men/9550整理得: （5-2） 式中：K——修正系数由于发动机加速过程是一个非稳定工况，所以实际测得功率值是小于同一转速下的稳态测功值的，因而进行修正） 上式表明，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I为一常数修正系数K的数值可通过台架对比试验得出5.1.2无负荷测功测量原理,2．测加速时间 根据功能原理，发动机在某一转速范围的加速过程中，发动机驱动曲轴转动所做的功等于曲轴旋转动能的增量： 式中：A——发动机所作的功，J； ω1、ω2——测定区间起始角速度和终止角速度，rad/s若发动机从ω1上升到ω2的时间为ΔT（s），则发动机在这段时间内的平均功率Pem为： ，W注意到，并以千瓦(KW)作为平均功率的单位，则有： （5-3） 若已知转动惯量I，并确定测量时的起始转速和终止转速n1、n2，则C1为常数，称为平均功率测功系数。

由上式可知，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，发动机由起始转速加速到终止转速的时间越长，则其有效加速功率越小；反之则越大因此，只要测得发动机在设定转速范围内的加速时间，便可得出平均有效加速功率 另外，还需要通过台架试验，找出稳态特性平均功率与外特性最大功率之间的关系其中加速时间ΔT与最大功率之间的关系可对无负荷测功检验仪进行标定，并输入微机，以便通过测加速时间而能直接读出功率数，也有的把它们之间的关系绘制成曲线图或排成表格，以便测出加速时间后能在图中或表中查出对应的功率值第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,常用的无负荷测功仪很多，以EA3000便携式发动机综合性能分析仪为例，介绍仪器的结构、功能及无负荷测功方法第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,1．EA3000便携式发动机综合性能分析仪结构、原理和主要功能（1）结构与组成①信号提取系统②带液晶触摸屏主机（内置高速采集卡、通讯卡）③喷墨打印机④废气分析仪（选配）⑥诊断SMART-BOX等（选配）。

第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,（2）系统起动、自检及退出 打开主机电源开关，WIN98系统运行完毕后，系统起动并自动执行EA3000便携式发动机综合性能分析仪程序，主机将对预处理器通讯、1280401—1280412适配器逐一进行自检 自检通过后，相应适配器图标显示为绿色；如图标显示红色，表示适配器未连接或连接不可靠自检完成后即可进入测试 如要退出该系统，在主界面下，点击退出图标，随后点击“确定”键即退出该系统回到windows界面第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,（3）一般测试步骤①开机在测试前先开机预热20分钟②输入用户及车辆信息③连接④测试界面说明⑤打印测试结果⑥技术指导⑦汽车数据库,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,2．用EA3000便携式发动机性能综合分析仪测功率的方法（1）无负荷测功 将一缸信号适配器器夹在一缸高压线上在“汽油机测试菜单”下点击“无外载测功”图标，系统即进入无外载测功测试界面，或点击“方式选择”图标选择P进入无外载测功界面。

设定怠速转速n1（发动机怠速转速）、额定转速n2（发动机额定转速）和当量转动惯量（当量转动惯量可在同型号的车上通过测试得到——但此车必须保证处于良好的工作状态，一般小型车的当量转动惯量在0.1-0.5之间，大货车的当量转动惯量在1.0-5.0之间）第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,点击“测试”，系统开始倒记数（“测试”被点击后变为“停止”，再次按下后“停止”恢复为“测试”，且系统停止测试）记数为零时，请迅速踩下汽车油门踏板，使发动机尽可能快的将转速迅速提高，当发动机转速超过设定的额定转速n2时，迅速松开油门，使发动机回到怠速工况；系统将自动检测发动机的输出功率并显示，如图5.16所示测试过程转速变化曲线测试过程扭矩变化曲线，点击“保存数据”图标可将检测有效结果进行保存点击“打印”图标可对无外载测功的结果当前界面进行打印点击“返回”图标可返回上级菜单点击“帮助”图标，将进入帮助系统相关部分查看操作指导点击“显示专家分析”图标，可显示本项目测试的智能提示内容第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,（2）转动惯量测试 在“汽油机检测菜单”下点击“无外载测功”图标，系统即进入无外载测功测试界面。

选择“方式选择”图标，在弹出的窗口中选择测试转动惯量测试图标“J”，即进入转动惯量测试设定怠速转速n1（发动机怠速转速）、额定转速n2（发动机额定转速）和待测车辆额定功率点击“测试”，系统开始倒记数（“测试”被点击后变为“停止”，再次按下后“停止”恢复为“测试”，且系统停止测试）记数为零时，请迅速踩下汽车油门踏板,使发动机尽可能快的将转速迅速提高，当发动机转速超过设定的额定转速n2时,迅速松开油门，使发动机回到怠速工况；系统将自动检测发动机的转动惯量并显示，如图5.17所示点击“帮助”图标，将进入帮助系统点击“返回”图标可返回上级菜单第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,3．汽油机单缸功率的检测 无负荷测功仪既可以检测发动机的整机功率，也可以检测某汽缸的单缸功率方法是：先测出发动机整机功率，再测出某单缸断火情况下的发动机功率，两功率差即为断火之缸的单缸功率技术状况良好的发动机，各单缸功率应是一致的，亦即各缸功率差应是相等的，否则造成发动机运转不平稳比较各单缸功率，可判断各缸工作状况 也可利用在单缸断火情况下测得的发动机转速下降值，来评价各缸的工作状况。

工作正常的发动机，在某一转速下稳定运转时，发动机的指示功率与摩擦功率是平衡的此时，若取消任一汽缸的工作，发动机转速都会有相同下降值当发动机在800r/min下稳定工作时，取消一个汽缸工作致使转速正常的平均下降值如表5.1所列，要求最高与最低下降值之差不大于平均下降值的30％如果下降值低于表中所列，说明断火之缸工作不良转速下降值愈小，则单缸功率愈小，当下降值等于0时，单缸功率也等于0，即该缸完全不工作 发动机单缸功率偏低，一般系该缸高压分线、分线插座或火花塞技术状况不佳，汽缸密封性不佳，汽缸窜润滑油等原因造成，应更换、调整或维修第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,4．EA3000汽车发动机综合性能分析仪常见故障与排除（1）按下电源总开关，主机未启动，检查电源开关处的保险丝是否熔断2）适配器自检图标显示红色，请检查适配器是否插到位或插错位3）进气真空度测试时压力显示小于10kPa时，检查真空度传感器与测试线是否连接到位或插反4）测试汽油机，转速若有大幅度跳变，试着改变一缸信号适配器的夹持方向或移动夹持位置5）进入柴油机界面转速显示6000转/分左右，是因为未接地线或地线未连接好。

6）测试波形无显示时，检查所有必须的适配器是否连接好7）测试中发现界面上的数据不刷新，可能是被测车干扰过大，使系统无法工作，请退出测试程序，对系统进行复位，重新进入测试第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.3无负荷测功设备和测功方法,（8）如果被测车的高压线是非阻尼线，干扰有可能使系统无法正常工作9）测车时电瓶电压充电电压测试线一定要对应夹到电瓶的正负极上，否则会影响部分信号的测试结果10）测汽缸相对压缩压力、起动电流、电压时，如测不到信号，请检查接线，特别注意大电流测试线上红色箭头方向一定要与电流流向相同，若大电流钳测试线夹反就测不到11）该设备配有与检测线连网的通用程序，协议详见说明书或在计算机副盘备份目录下也有，用户只需按协议编程序即可12）当操作系统崩溃时如何恢复：,第5章 发动机综合性能检测与检测设备,5.1.4检测标准及检测结果分析,根据国家标准GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》和GB/T15746.2-1995《汽车修理质量检查评定标准·发动大修》附录B的规定：在用车发动机功率不得低于原标定功率的75％，大修后发动机最大功率不得低于原设计标定值的90％。

如果发动机功率偏低，一般系燃料供给系调整状况不佳、点火系技术状况不佳或气缸密封不佳等原因造成的其典型故障的原因与排除方法如下表所列 对个别气缸技术状况有怀疑时，可对其进行断火后再测功，从功率下降的大小，诊断该缸的工作情况发动机单缸功率偏低，一般系该缸高压分火线或火花塞技术状况不佳、气缸密封性不良、气缸上油（机油）等原因造成，应调整或检修 发动机功率与海拔高度有密切关系，无负荷测功仪所测结果是实际大气压下的发动机率，如果要校正到标准大气压下的功率，还应乘以校正系数。