《汽车检测技术》项目二

1、1 2 3 发动机综合性能检测仪的功能与特点发动机综合性能检测仪的组成及工作原理任务一 发动机综合性能检测发动机综合性能检测仪的使用方法4 一、发动机综合性能检测仪的功能与特点1.1.1 发动机综合性能检测仪的功能 无外载测功功能。 点火系统功能。包括初级、次级点火波形的采集与处理，平列波、并列波、重叠波和重叠角的处理与显示，断电器闭合角 和开启角的检测，点火提前角的测定等。 机械和电控喷油过程各参数（压力、波形、喷油、脉宽、喷油提前角等）的测定。 进气歧管真空度波形测定与分析。 各缸工作均匀性测定。 启动过程各参数（电压、电流、转速等）的测定。 各缸压缩压力的检测。 电控供油系统各传感器的参数测定。 排气的检测及分析。 数字式万用表功能。 数字示波器功能。 发动机故障分析功能。包括发动机故障查询、分析、信号回放及分析等。 参数设定功能。5 一、发动机综合性能检测仪的功能与特点1.1.2 发动机综合性能检测仪的特点动态测试功能普遍性和通用性主动性发动机综合分析仪的传感系统、信号采集系统及记忆存储系统能够迅速、准确地获取并存储发动机运转过程中各瞬态参数随时间变化的函数曲线。这些动态参数是

2、对发动机工作性能和技术状况进行有效判断和准确评价的科学依据。 由于测试过程不依据被检发动机的数据卡（即测试软件），只针对发动机的基本结构和各系统的形式及工作原理进行测试，因此，发动机综合分析仪的检测结果具有良好的普遍性，检测方法也具有广泛的通用性。发动机综合分析仪不仅能实时采集发动机的动态参数，还能主动地发出指令干预发动机工作，以完成某些特定的试验程序，如发动机断缸试验等。6 二、发动机综合性能检测仪的组成及工作原理发动机综合性能检测装置种类很多，形式各异，功能也有所区别，但一台配置齐全、性能良好的检测仪一般都是由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统三部分组成的。 p信号提取系统的主要任务是提取汽车被测点的参数值。由于被测点的机械结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适应不同的测试部位，常见的传感器包括夹持器、测量探头及测针等部件。信号提取系统7 二、发动机综合性能检测仪的组成及工作原理 p信号预处理系统又称为前端处理器，可将发动机的所有传感器信号进行衰减、滤波、放大、整形等处理，并将所有脉冲信号和数字信号直接输入CPU的高速输入端（HSI），也可经F/V转换后变为05

3、 V或010 V的直流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡。从发动机采集来的信号千差万别，不能被检测仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理。信号预处理系统8 二、发动机综合性能检测仪的组成及工作原理 p发动机综合性能检测仪大多采用由微机控制的采集卡来采集信号。为了捕捉点火和爆震等高频瞬变动态信号，采集卡一般都具有高速采集功能，采样速率可达到1020 Msps，采样精度不低于10 bit，还具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。p在显示系统方面，台式发动机综合性能检测仪大多采用14英寸彩色CRT显示器，手提便携式多用小型液晶LCD显示器，能实时显示当前动态参数和波形。十字光标可显示曲线任何一点的数值，同时也可以显示极限参数的数值，用户可任意设定显示范围和图形比例，以便于观察。 采控显示系统9 三、发动机综合性能检测仪的使用方法1.3.1 FSA740发动机综合性能检测仪简介FSA740发动机综合性能检测仪是德国博世公司设计的一款模块化发动机检测设备，如图2-1-1所示。它能够根据用户需要进行模块组合，从而完成更多的检测项目。一般较为完整的配置应包括硬件和软件两部分。1U

4、SB接口；2测量模块；3KTS540；4USB鼠标；5遥控接收器；6键盘；7打印机盖板；8打印机；9主机；10遥控器；11显示器（a）实物图 （b）结构示意图图2-1-1 FSA740发动机综合性能检测仪10 三、发动机综合性能检测仪的使用方法1.3.1 FSA740发动机综合性能检测仪简介（1 1）硬件部分）硬件部分KTS540：它实际上是一个汽车故障电脑诊断仪（解码器），用于与汽车电子控制系统ECU的通讯，并进行相关的故障诊断。测量模块：它是一个独立模块，通过USB接口与主机连接，其上预装了各种检测适配接头的插口，可连接不同的检测传感器，并包含可存储的双通道电子示波器和数字万用表，可测量点火系统初、次级的点火波形和汽车上传感器、执行器及其他电气设备的信号和计算机指令信号。信号模拟模块：它能够根据汽车上传感器的信号类型，选择量值模拟输出以代替原传感器的信号来判断故障。尾气分析仪模块：它能够测量尾气中 CO2，HC，CO，O2，NOx 等五种气体的浓度，并通过尾气分析来判断发动机燃烧方面的故障。打印机：它用来实时打印故障清单。11 三、发动机综合性能检测仪的使用方法1.3.1 FSA7

5、40发动机综合性能检测仪简介（2 2）软件部分）软件部分FSA740发动机综合性能检测仪的主机中预装了FSA系统软件和ESI软件。它的功能主要包括汽车信息识别、车辆系统分析、信号发生器功能、对比曲线功能和设置参数功能等。FSA系统软件它是一个电子版的配件和维修资料系它是一个电子版的配件和维修资料系统，包含维修引导、故障码说明、电统，包含维修引导、故障码说明、电路图等信息。检修人员利用路图等信息。检修人员利用ESIESI能够快能够快速找到车辆和测试过程中所需的重要速找到车辆和测试过程中所需的重要资料。资料。 ESI（电子信息服务系统）12 三、发动机综合性能检测仪的使用方法1.3.2 FSA740发动机综合检测仪的使用方法接通主开关，启动检测仪，按照使用说明书的要求进行预热。进入初始界面后，根据检测或诊断的需要选择合适的条目。根据屏幕的提示选择好车型、测试项目等信息后，按照要求连接好线路，进行相关的测试或诊断操作。对测试数据或波形进行分析以判断故障。检测结束后，打印输出与检测结果相关的各种表格。在实际检测中，应严格按照使用说明书的要求进行操作，一般的操作流程如下：13 发动机功率检测概述

6、无负荷测功仪的组成及工作原理任务二 发动机功率检测发动机功率的检测方法发动机功率的检测标准与结果分析14 一、发动机功率检测概述2.1.1 发动机功率检测的类型（1 1）稳态测功）稳态测功稳态测功是指在发动机试验台架上用测功器检测发动机功率的方法。检测时，发动机处于气门开度一定、转速一定和其他参数都保持不变的稳定状态。稳态测功常用的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三种类型。测功器向发动机曲轴施加一定的外部负载，测出发动机转速和转矩，然后通过下式计算出发动机的有效功率。 Pe 发动机有效功率，单位为kW；Me 发动机有效转矩，单位为N.m ；n 发动机转速，单位为r/min。（2-1）【稳态测功的特点】结果准确可靠，但测功时需要专门的测功设备给发动机加载，费用昂贵，测试费时费力，故一般用于发动机设计、制造、研究开发和质量检测等。由于稳态测功时需要对发动机施加外部负荷，故稳态测功又称为有负荷测功或有外载测功。15 一、发动机功率检测概述2.1.1 发动机功率检测的类型（2 2）动态测功）动态测功动态测功是一种在发动机节气门开度和转速等参数处于变动的状态下，测定发动机功率的方法，

7、既可在试验台上进行，也可就车测定。【动态测功的特点】所用仪器设备轻便，可就车测定，测功速度快，方法简单，但测功精度较低，一般用于汽车运输企业、汽车维修企业和汽车检测站。由于动态测功时无需对发动机施加外部载荷，故动态测功又称为无负荷测功或无外载测功。【动态测功的基本原理】当发动机在怠速或空载某一转速下，突然全开节气门，使发动机克服自身惯性和内部各种运转阻力而加速运转时，其加速性能的好坏能直接反映出发动机功率的大小，此时，只要测出发动机在加速过程中的某一相关参数，即可得出相应的最大加速功率或平均加速功率。16 一、发动机功率检测概述2.1.2 发动机无负荷测功的原理（1 1）发动机瞬时功率的检测原理）发动机瞬时功率的检测原理根据刚体定轴转动微分方程可知，发动机有效转矩与角加速度的关系为：（2-2）式中， Me发动机有效转矩，单位为N.m； J 曲轴全部运动机件与附件对曲轴中心线的当量转动惯量，单位为 ； n 发动机转速，单位为 r/min； 曲轴的角加速度，单位为 ； 曲轴转速变化率，单位为 。17 一、发动机功率检测概述2.1.2 发动机无负荷测功的原理将上式代入式（2-1）中，得到：令

8、 ，则有：18 一、发动机功率检测概述2.1.2 发动机无负荷测功的原理由于发动机加速过程是一个非稳定工况，所以实际测得的功率值总是小于同一转速下的稳态测功值，因此，上式中应乘以一个修正系数 K，并令 ，则有：式（2-3）表明，在发动机加速过程中，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这一转速对应的瞬时加速度，即可求出该转速下的瞬时有效功率。（2-3）19 一、发动机功率检测概述2.1.2 发动机无负荷测功的原理（2 2）发动机平均功率的检测原理）发动机平均功率的检测原理在实际检测中，通常不测量发动机在某一转速下的瞬时功率，而是测量加速过程中某段时间内的平均功率。将式（2-3）变换为：（2-4） 发动机平均有效加速功率，单位为kW； 发动机平均转速，单位为r/min； 曲轴转速平均变化率，单位为 。对式（2-4）进行变换和整理，得到：（2-5） 设定的起、止转速，单位为r/min； 起、止转速范围内的加速时间，单位为s。20 一、发动机功率检测概述2.1.2 发动机无负荷测功的原理由式（2-5）可知：发动机的平均有效功率与转速从 n1 到 n2 所需

9、的时间成反比，即节气门突然全开时，发动机由转速n1 加速到n2 的时间 越长，则其有效加速功率越小；反之，则越大。实际测量时n1和n2是给定的，所以只要测出加速时间 ，即可计算出发动机相应的平均功率。这种方法在准确度要求不高的情况下，如发动机维修调整后的质量判断或一般车况分析等，是十分有效的。通过发动机对比试验，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。其中，加速时间与额定功率之间的关系可以在无负荷测功仪上进行标定，以便测量加速时间后直接读取有效功率值；也可将它们之间的关系绘成曲线或制成表格，以便测出加速时间后能在表或图中查出对应的有效功率值。21 二、无负荷测功仪的组成及工作原理2.2.1 无负荷测功仪的组成无负荷测功仪既可以制成单一功能的便携式测功仪，也可以和其他测试仪表组合成为台式综合测试仪。如图2-2-1所示，无负荷平均功率测功仪主要由转速信号传感器、脉冲整形装置、起始转速及终止转速触发器、时间信号发生器、计算与控制装置和显示装置等组成。图2-2-1 无负荷平均功率测功仪的组成框图22 二、无负荷测功仪的组成及工作原理2.2.1 无负荷测功仪的组成便携式无负荷测

10、功仪一般外形小巧，使用时能方便地与发动机连接。有的无负荷测功仪制作得像袖珍式收音机一般大小，带有伸缩天线，可以收取发动机运转时的点火脉冲信号，而不必与发动机采取任何有线连接。如图2-2-2所示为某国产单一功能的便携式无负荷测功仪面板示意图，它能测量发动机加速过程中起始转速n1至终止转速n2转速范围内的加速时间，并直接显示出平均加速功率。图2-2-2 便携式无负荷测功仪面板示意图23 二、无负荷测功仪的组成及工作原理2.2.2 无负荷测功仪的工作原理 【如图2-2-1所示】使用无负荷测功仪测功时，将来自点火系初级电路断电器触点开闭一次的电流感应信号作为发动机转速脉冲信号，经脉冲整形装置整形为矩形触发脉冲，并转换为与发动机转速成正比的平均电压信号。p当发动机节气门突然全开，转速达到起始转速n1时，对应的电压信号通过起始转速触发器触发计算与控制电路，使时间信号进入计算器并寄存；p当发动机加速到终止转速n2时，对应的电压信号通过终止转速触发器触发计算与控制电路，使时间信号停止进入计算器，并把寄存器中的时间脉冲数经A/D转换器转换成电流信号，在指示仪表上显示出加速时间或直接标定为功率单位显示出来

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