汽油机作为整车的心脏部件,气密性直接决定其经济性及动力性参数。发动机最核心的部件之一为气缸,其密封性能直接影响到发动机的性能。本文对曲轴箱漏气量、进气歧管真空度及气缸压缩压力的检测方法进行了阐述,并通过真实案例对发动机气缸密封性故障进行诊断与排除。
一、故障现象综述
客户反映一辆开了四年多的吉利帝豪轿车,发动机在怠速转动时抖动不稳,且伴随有排气管中“突突”的异响,初步怀疑是气缸气密性下降所导致,计划对其气密性参数进行检测。
二、发动机气缸气密性检测评价
发动机气缸密封性是影响发动机技术状态的原因之一。由于发动机零部件运行中积碳、摩擦等现象,使其密封性降低,进而影响经济和动力性能、使用寿命。常规的气缸气密性检测评价指标有曲轴箱漏气量值、进气歧管真空度值及气缸压缩压力值等。常规检测评价时仅需测量某一参数,即可检测出气缸密封状况。
1.曲轴箱漏气量值
从曲轴箱漏气量值可以考察发动机的密封性,进而检测机体磨合及磨损等状况。
测量该参数时,静态汽油机不工作且将活塞处于行程上止点,将定压空气通入气缸内,稳定后测量气缸内压是否变化来检测该气缸、缸盖、进排气门组、衬垫等的密封性。具体操作步骤如下:
(1)将机体预热一段时间,使用专用工具将火花塞取出后,检查并接上空气压缩机;
(2)拉紧驻车制动器并挂上高速挡位,保证活塞处于上止点并锁定,检查后打开空气压缩机,对所测气缸体进行充压操作;
(3)等待一段时间使指针稳定后,记录压力表读数,并重复测量取。其算数平均值,即为最终该缸的压力值。一般情况下,压力表读数不小于250kPa时,即认为发动机密封性能满足要求,否则须考虑膛缸处理。另外,可按发动机
点火顺序,通过上述操作检测其他各缸密封性。
(4)根据检测值和测听效果来判定气缸漏气源:若漏气量超过32%时,则活塞摩擦副磨损严重,建议大修处理;若测听进气或排气管处漏气,则进气或排气门泄漏;若测听冷却液产生气泡,则缸盖缸体或衬垫漏气;若测听曲轴箱处通风口漏气,则活塞环、气缸等漏气;若相邻缸漏气严重,则气缸衬垫漏气。
2.进气歧管真空度值
气缸组和进气管的密封性用进气管负压即真空度表示,配气机构、气缸活塞组等的密封性可参考进气管真空度数值。正常情况下,怠速时进气管真空度值为65kPa左右;若真空度值摆动很大,则气缸衬垫漏气;若真空度忽高忽低,则导管与气门杆磨损;若真空度低于57.3kPa时,则气门座与气门密封不良所致。
(1)检测真空度的工作原理
由于发动机的负荷调整是根据节气门开度来控制新鲜充量,进而调整其功率输出。当节气门开度大,使进气管真空度低;当节气门开度小,进气节流量大,使进气管真空度高。因怠速状态下真空度高,对数值变化较为灵敏,故而在怠速状态下测量进气管真空度值更加方便。
(2)检测真空度操作流程
测量该参数时,首先将发动机预热,然后将真空表的软管接到进气歧管接头上,持续使发动机无负荷怠速工作,空一挡状态下稳定后记录读数。一般来讲,进气歧管真空度数值为57kPa~70kPa左右,偏差不超过4kPa。
根据测得数据,判断配气机构等密封性能状况:若怠速时仪表指示数值在17.3kPa~64kPa且波动较大,则气缸垫烧毁或松动;若怠速时仪表指示数值小于17.3kPa,则进气管垫有漏气现象;若怠速时仪表指示数值低于57kPa,则有一定磨损;若快速变化节气门开度,仪表指示很低甚至为零,则气缸与气油环磨损较大。
3.气缸压缩压力值
活塞上止点时的压缩压力可表征气缸密封性能,气缸压缩压力值受限于密封性及压缩比。不同汽油机压缩比不同,但其正常压缩压力约为440kPa~780kPa左右。汽油机运转至水温90℃后关闭,拆除火花塞,将节气门处在全开状态,且将仪表接头置于火花塞孔内并压紧。外力使曲轴旋转5s,待指针稳定后记录数值,归零后重复该步骤,取两次测量的算术平均值。
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