發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)的基本內(nèi)容及特點(diǎn)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)的基本內(nèi)容及特點(diǎn)    發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車(chē)的動(dòng)力源，是汽車(chē)的心臟，汽車(chē)的一些基本技術(shù)性能都直接或間接地與發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)性能相聯(lián)系。因此發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能的檢測(cè)對(duì)整車(chē)性能的了解至關(guān)重要。    發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)與發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)不同，后者是發(fā)動(dòng)機(jī)拆離汽車(chē)以測(cè)功機(jī)吸收發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率對(duì)諸如功率和扭矩以及油耗和排放等最終性能指標(biāo)進(jìn)行定量測(cè)定，而發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置主要是在檢測(cè)線上或汽車(chē)調(diào)試站內(nèi)就車(chē)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如點(diǎn)火、噴油、電控系統(tǒng)和傳感元件以及進(jìn)排氣系統(tǒng)和機(jī)械工作狀態(tài)等的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，為發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)判斷和故

2、障診斷提供科學(xué)依據(jù)，有專(zhuān)家系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀還具有故障自動(dòng)判斷功能，有排氣分析選件的綜合分析儀還能測(cè)定汽車(chē)排放指標(biāo)。    以下簡(jiǎn)單概括發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀的基本功能:    (1)無(wú)外載測(cè)功功能即加速測(cè)功法；    (2)檢測(cè)點(diǎn)火系統(tǒng)。初級(jí)與次級(jí)點(diǎn)火波形的采集與處理，平列波、并列波與重疊和重疊角的處理與顯示，斷電器閉合角和開(kāi)啟角，點(diǎn)火提前角的測(cè)定等；    (3)機(jī)械和電控噴油過(guò)程各參數(shù)(壓力、波形、噴油、脈寬、噴油提前角等)的測(cè)定；    (

3、4)進(jìn)氣歧管管真空度波形測(cè)定與分析；    (5)各缸工作均勻性測(cè)定；    (6)起動(dòng)過(guò)程參數(shù)(電壓、電流、轉(zhuǎn)速)測(cè)定；    (7)各缸壓縮壓力判斷；    (8)電控供油系統(tǒng)各傳感器的參數(shù)測(cè)定；    (9)萬(wàn)用表功能；    (10)排氣分析功能。    可見(jiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀是所有汽車(chē)檢測(cè)設(shè)備中功能最多，檢測(cè)項(xiàng)目和涉及系統(tǒng)最廣的裝置，因而它的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，技術(shù)含量也較高。事實(shí)上隨

4、著電子技術(shù)在汽車(chē)領(lǐng)域的飛速發(fā)展，原始的EFI（Electronic Fuel Injection)控制功能己延伸到汽車(chē)底盤(pán)和傳動(dòng)系的電子系統(tǒng)，成為控制面更廣的電子管理系統(tǒng)EMS(Electronic Management System），現(xiàn)代研制的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀的功能早已越出了發(fā)動(dòng)機(jī)的范疇，增加了諸如:ABS (Anti-lock Brakesystern）、ASR(Acceleration Skid Response）等底盤(pán)系統(tǒng)的測(cè)試功能。因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀的管理和操作人員在使用、保養(yǎng)方面的培訓(xùn)應(yīng)倍加關(guān)注。    區(qū)別于解碼器和一般的發(fā)動(dòng)機(jī)單項(xiàng)性能的檢測(cè)儀

5、，發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)儀具有以下三大特點(diǎn):    (1)動(dòng)態(tài)的測(cè)試功能    它的傳感系統(tǒng)和信號(hào)采集與記憶存能迅速準(zhǔn)確地捕獲發(fā)動(dòng)機(jī)各瞬變參數(shù)的時(shí)間函數(shù)曲線，這些動(dòng)態(tài)參數(shù)才是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效判儲(chǔ)系統(tǒng)斷的科學(xué)依據(jù)。    (2)通用性測(cè)試過(guò)程不依據(jù)被檢車(chē)輛的數(shù)據(jù)卡(即測(cè)試軟件)；只針對(duì)基本結(jié)構(gòu)和各系統(tǒng)的形式和工作原理進(jìn)行測(cè)試，因此它的檢測(cè)結(jié)果具有良好的普遍性，其檢測(cè)方法同樣也具有最廣泛的通用性。    (3)主動(dòng)性發(fā)動(dòng)機(jī)綜合檢測(cè)儀不僅能適時(shí)采集發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)參數(shù)，而且還能主動(dòng)地發(fā)出指

6、令干預(yù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，以完成某些特定的試驗(yàn)程序，如斷缸試驗(yàn)等等。發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置的基本組成    目前各主要工業(yè)國(guó)家的有關(guān)廠家開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能檢測(cè)裝置，千差萬(wàn)別，形式各異。但就一臺(tái)配置齊全、性能良好的檢測(cè)儀而言，概括起來(lái)不外乎由信號(hào)提取系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、采控顯示系統(tǒng)三大部分組成，如框圖 1所示。    圖 2為發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀一般結(jié)構(gòu)型式的外形圖。    信號(hào)提取系統(tǒng)的任務(wù)在于拾取汽車(chē)被測(cè)點(diǎn)的參數(shù)值，鑒于被測(cè)點(diǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和參數(shù)性質(zhì)不同，信號(hào)提取裝置必須具有多種形式以適應(yīng)不同的測(cè)試部位。圖 3所

7、示為大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀的信號(hào)提取系統(tǒng)，圖中顯示這一系統(tǒng)是由一些不同形狀的接插頭或探頭組成，以它們接觸的形式不同可以分為四類(lèi)。件1和4接蓄電池的正負(fù)極，件2和3接點(diǎn)火線圈初級(jí)的正負(fù)極，件9為萬(wàn)用表功能或測(cè)試各傳感器時(shí)的接頭，它可以再轉(zhuǎn)接各類(lèi)結(jié)構(gòu)的探針以適應(yīng)不同的測(cè)試點(diǎn)，如圖 4所示，件10兩個(gè)鱷魚(yú)夾由一個(gè)分流器引出，用以測(cè)定發(fā)電機(jī)電流，以上各接頭屬于直接接觸的一類(lèi)。非電量測(cè)量：5電磁式TDC傳感器提供上止點(diǎn)信號(hào)頻閃燈8可尋找點(diǎn)火提前角，壓力傳感器12可將進(jìn)氣管或喉管真空度轉(zhuǎn)變成電量13一熱敏電阻非接觸類(lèi)：6和7分別鉗于一缸點(diǎn)火線上和點(diǎn)火線圈高壓線上以獲得點(diǎn)火信號(hào)11實(shí)際上是一個(gè)電流互感器

8、，夾持在蓄電瓶線上，可感應(yīng)出起動(dòng)電流直接接觸類(lèi)：1/4接蓄電池的正負(fù)極2/3接點(diǎn)火線圈初級(jí)正負(fù)極9為萬(wàn)用表功能10兩個(gè)鱷魚(yú)夾由一個(gè)分流器引出，用以測(cè)定發(fā)電機(jī)電流第二類(lèi)則是非接觸式。電感式或電容式夾持器6和7分別鉗于一缸點(diǎn)火線上和點(diǎn)火線圈高壓線上以獲得點(diǎn)火信號(hào)，件12實(shí)際上是一個(gè)電流互感器，夾持在蓄電瓶線上，可感應(yīng)出起動(dòng)電流。因?yàn)楦唠妷汉蛷?qiáng)電流直接接觸測(cè)量極為困難。以上都是對(duì)電量參數(shù)的提取，對(duì)于非電量參數(shù)就必須先經(jīng)過(guò)某一類(lèi)型的傳感器將非電量轉(zhuǎn)變成電量，這就是第三類(lèi)，如件5電磁式TDC傳感器提供上止點(diǎn)信號(hào)，頻閃燈8可尋找點(diǎn)火提前角，壓力傳感器12可將進(jìn)氣管或喉管真空度轉(zhuǎn)變成電量，而件13為一熱敏電

9、阻，可將機(jī)油溫度和冷卻水溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓值。對(duì)于電控燃油噴射(EFI）發(fā)動(dòng)機(jī)，因計(jì)算機(jī)計(jì)算噴油脈寬和自動(dòng)控制過(guò)程的需要，各非電量已被植入各系統(tǒng)的傳感器直接轉(zhuǎn)換成電量，它們的提取可用件9通過(guò)不同的轉(zhuǎn)接頭來(lái)完成，但為工不中斷計(jì)算機(jī)的控制功能，必須通過(guò)T形接頭來(lái)提取信號(hào)，如圖 5所示。    信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)也稱(chēng)前端處理器，俗稱(chēng)“黑盒子”，它是電控燃油噴射系統(tǒng)檢測(cè)的關(guān)鍵部件，其作用相當(dāng)手多路測(cè)試系統(tǒng)中的多功能二次儀表的集合，工作框圖如圖 6所示，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的所有傳感信號(hào)(圖示為20個(gè))，經(jīng)衰減、濾波、放大、整形，并將所有脈沖和數(shù)字信號(hào)直接輸入CPU的高速輸入端(HSI

10、)，也可經(jīng)F-V轉(zhuǎn)換后變?yōu)?-5V或0-10V的直流模擬信號(hào)送入高速瞬變信號(hào)采集卡。    發(fā)動(dòng)機(jī)上裝配的傳感器是發(fā)動(dòng)機(jī)控制和判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障的關(guān)鍵部件，但其輸出的電信號(hào)千差萬(wàn)別，不能被車(chē)載計(jì)算機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)分析儀的中央控制器直接使用，必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)后送入計(jì)算機(jī)。    車(chē)載傳感器的輸出信號(hào)從電子學(xué)角度分，無(wú)外乎模擬信號(hào)和頻率信號(hào)兩種，應(yīng)采取不同的處理方法。    對(duì)于模擬信號(hào)，如溫度傳感器、壓力傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器等其幅值為0-5V，頻率變化也比較緩慢，主要的處理手段是對(duì)其進(jìn)行低通濾波

11、和信號(hào)隔離。經(jīng)低通濾波后的純凈低頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)隔離裝置送入A/D轉(zhuǎn)換器，以消除模擬電路和數(shù)字電路的共地干擾。對(duì)于低頻模擬信號(hào)的隔離多采用隔離放大器，即變壓器隔離方式；也有先將模擬信號(hào)進(jìn)行V-F轉(zhuǎn)換，然后由光電隔離器再進(jìn)行F-V轉(zhuǎn)換的，但后一種方法多用于需遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)的場(chǎng)合。模擬信號(hào)中有一些幅值較小，如氧傳感器為0-1V，廢氣分析儀的電氣接口輸出信號(hào)多為0-50 mV，這些信號(hào)若直接送入A/D轉(zhuǎn)換器，由于不能充分利用A/D轉(zhuǎn)換器的精度，轉(zhuǎn)換精度很低，故需對(duì)其做放大處理。由于信號(hào)幅值的差異，故采用程控放大器，對(duì)不同的傳感器輸出信號(hào)由軟件控制分配，以不同的放大倍數(shù)使輸出信號(hào)幅值達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換器的全量

12、程范圍，以提高A/D轉(zhuǎn)換器的精度。當(dāng)然，這些信號(hào)經(jīng)程控放大器放大以后，仍須經(jīng)過(guò)低通濾波和信號(hào)隔離才能進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，模擬信號(hào)中也有一些大幅值信號(hào)，如起動(dòng)電壓，對(duì)此須經(jīng)過(guò)衰減以后再由低通濾波和隔離后方能進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。模擬信號(hào)中也有一些信號(hào)如初次級(jí)點(diǎn)火信號(hào)、爆震信號(hào)、噴油脈沖、起動(dòng)電流等，或具有較高的頻率，或具有較高的電壓、電流幅值，這些信號(hào)須特殊處理，如初次級(jí)點(diǎn)火信號(hào)由于線圈的自感和互感作用，其電壓幅值可達(dá)30O V或3OKV，甚至更高，故須利用電壓衰減器進(jìn)行衰減后再進(jìn)行后繼處理，由于其頻率很高(可達(dá)1MHz以上)，故須使用高速A/D轉(zhuǎn)換器，才能保證轉(zhuǎn)換后的信號(hào)不失真(即經(jīng)數(shù)學(xué)處理后，準(zhǔn)確復(fù)原

13、信號(hào))。對(duì)于起動(dòng)電流其峰值可達(dá)200A以上，無(wú)法直接測(cè)量，須利用電流互感器轉(zhuǎn)換成0-5V的電壓信號(hào)再進(jìn)行測(cè)量，車(chē)用爆震傳感器和柴油機(jī)噴油壓力傳感器多用壓電晶體作為敏感元件，其輸出信號(hào)為電荷量，故須采用電荷放大器作為前級(jí)放大，且要從頻率非常豐富的振動(dòng)信號(hào)中準(zhǔn)確提取有效信號(hào)，因而必須對(duì)其進(jìn)行帶通濾波。噴油脈沖在噴油器的電磁線圈斷電瞬間也會(huì)由于自感作用而產(chǎn)生40V左右的振蕩，對(duì)此可利用電阻分壓器分壓后再后繼處理。    對(duì)于頻率信號(hào)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、判缸信號(hào)、車(chē)速信號(hào)等，由于多選用電磁式、霍爾效應(yīng)式和光電式傳感器，其輸出信號(hào)本身即為數(shù)字脈沖，但由于傳輸過(guò)程中的衰減、交變

14、電磁波輻射等原因，也易形成一定程度的失真，故需對(duì)其進(jìn)行整形，這多用電壓比較器或施密特觸發(fā)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，整形后輸出的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字脈沖，再經(jīng)高速光電隔離器送入后繼電路，以消除其干擾，提高系統(tǒng)的工作可靠性。    為了實(shí)現(xiàn)傳感器的準(zhǔn)確測(cè)量，不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行信號(hào)提取時(shí)必須保證電路有足夠高的輸入阻抗，而且為了保證預(yù)處理系統(tǒng)的主板安全，對(duì)各路輸出信號(hào)均采取了限幅措施。        臺(tái)式和柜式發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀多采用14英寸彩色CRT顯示器，手提便攜式則用小型液晶顯示器，現(xiàn)代分析儀都能醒目地顯示操作菜單，實(shí)時(shí)

15、顯示當(dāng)前動(dòng)態(tài)參數(shù)和波形，十字光標(biāo)可顯示曲線任一點(diǎn)的數(shù)值，同時(shí)也可顯示極限參數(shù)的數(shù)值，并配以色棒顯示以示醒目，用戶可任意設(shè)定顯示范圍和圖形比例。    為捕捉噴油爆震等高頻信號(hào)，采集卡一般具有高速采集功能，采樣率可達(dá)1OMsps，量化精度不低于10Bit，并行2通道，有存儲(chǔ)功能以供波形回取，鎖定波形供觀察分析或輸出、打印之用。點(diǎn)火系統(tǒng)檢測(cè)與波形分析    一、點(diǎn)火系檢測(cè)    在汽油機(jī)各系統(tǒng)中點(diǎn)火系對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響最大，統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明有將近一半的故障是因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)工作不良而引起的，因此發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)往往從點(diǎn)

16、火系統(tǒng)開(kāi)始。    首先使用先進(jìn)電子技術(shù)的當(dāng)屬點(diǎn)火系統(tǒng)，而形式結(jié)構(gòu)和工作原理更新最快的也非點(diǎn)火系統(tǒng)莫屬?，F(xiàn)用點(diǎn)火系統(tǒng)大體分為以下4類(lèi)；它們?cè)跈z測(cè)時(shí)的接線有所不同，必須區(qū)別對(duì)待:    1、由電磁、紅外或霍爾元器件構(gòu)成的非接觸式斷電器組成的點(diǎn)火系統(tǒng)稱(chēng)為無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火器，其放大電路又分晶體管電路和電容放電電路兩種。    2、ECU(Electronic Control Unit)控制的點(diǎn)火系由ECU中的微處理器根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)確定點(diǎn)火時(shí)刻，因而它沒(méi)有斷電器，只有分電器，根據(jù)ECU送來(lái)的信號(hào)直接控制點(diǎn)火線

17、圈初級(jí)電路的通斷。    3、無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)(Distributor-Less Ignition)是當(dāng)前最先進(jìn)的點(diǎn)火系統(tǒng)，曲軸傳感器送來(lái)的不僅有點(diǎn)火時(shí)刻信號(hào)，而且還有氣缸識(shí)別信號(hào)，從而使點(diǎn)火系統(tǒng)能向指定的汽缸在指定的時(shí)刻送去點(diǎn)火信號(hào)，這就要求每缸配有獨(dú)立的點(diǎn)火線圈，但如果是六缸機(jī)則1，6缸、2，5缸和3，4缸分別共用一個(gè)點(diǎn)火線圈，即共有三個(gè)點(diǎn)火線圈，顯然每一個(gè)點(diǎn)火線圈點(diǎn)火時(shí)，總有一個(gè)缸是空點(diǎn)火，檢測(cè)時(shí)應(yīng)注意到這一點(diǎn)。    無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)能使用低阻抗電感線圈，從而大幅度提高初級(jí)電流，使次級(jí)電壓高達(dá)30kV以上，增強(qiáng)點(diǎn)火能量以提高點(diǎn)燃

18、稀混合氣的能力，在改善燃料經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)也降低排氣污染。無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)完全是電子器件而無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，徹底解決了凸輪和軸承磨損以及觸點(diǎn)燒蝕間隙失調(diào)而引起的一系列故障。二、點(diǎn)火波形分析    1.觸點(diǎn)式點(diǎn)火系波形    在發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀的操作面板上按菜單選擇和確認(rèn)按鈕(參見(jiàn)圖 2)，使采控系統(tǒng)進(jìn)入波形顯示狀態(tài)，選擇當(dāng)時(shí)即可得到點(diǎn)火波形如圖 10所示(具體的操作步驟需按所用儀器的使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行)。圖示為觸點(diǎn)式點(diǎn)火系統(tǒng)的正常點(diǎn)火波形，上面為次級(jí)波，下面為初級(jí)波。圖中A為觸點(diǎn)開(kāi)啟段；B為觸點(diǎn)閉合段，為點(diǎn)火線圈的充磁區(qū)。 

19、60;  (1)觸點(diǎn)開(kāi)啟點(diǎn):點(diǎn)火線圈一次回路切斷，次級(jí)電壓被感應(yīng)急劇上升；    (2)點(diǎn)火電壓:次級(jí)線圈電壓克服高壓線阻尼、斷電器間隙和火花塞間隙而釋放充磁能量，1-2段為擊穿電壓；    (3)火花電壓:為電容放電電壓；    (4)點(diǎn)火電壓脈沖:為充電、放電段；    (5)火花線:電感放電過(guò)程，即點(diǎn)火線圈的互感電壓能維持二次回路導(dǎo)通；    (6)觸點(diǎn)閉合:電流流入初級(jí)線圈，因初級(jí)線圈的互感而產(chǎn)生振蕩。  &

20、#160; a.在火花持續(xù)期內(nèi)因磁感應(yīng)而在初級(jí)線路上產(chǎn)生電壓振蕩；    b.火花期后，剩余的磁場(chǎng)能量產(chǎn)生的衰減振蕩；    c.初級(jí)線圈的閉鎖段。    從這一波形圖上我們可以清晰地看到斷電器觸點(diǎn)閉合角、開(kāi)起角以及擊穿電壓和火花電壓的幅值，并可以測(cè)試到火花的延遲期和兩次振蕩過(guò)程。對(duì)于無(wú)故障點(diǎn)火系統(tǒng)，觸點(diǎn)閉合角為全周期的45%-50%(四缸機(jī))或63%-70%(六缸機(jī))，八缸機(jī)約為64%-71%，擊穿電壓超過(guò)15kv，火花電壓9kV左右，火花時(shí)間大于0.8ms。當(dāng)這些數(shù)值或波形異常時(shí)，就意味著故障的出現(xiàn)或

21、系統(tǒng)需要調(diào)整。    2.無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火系波形    圖 11為無(wú)觸點(diǎn)的電子點(diǎn)火系統(tǒng)的正常點(diǎn)火波形，與有觸點(diǎn)者相比，因其初級(jí)電路的通斷不是機(jī)械觸點(diǎn)的合與開(kāi)，而是晶體管的導(dǎo)通持續(xù)期內(nèi)初級(jí)電壓沒(méi)有明顯的振蕩，而充磁過(guò)程中因限流作用電壓有所升高，這一變動(dòng)因點(diǎn)火線圈的感應(yīng)引起次級(jí)電壓線相應(yīng)的波動(dòng)(圖中點(diǎn)2所示），這是無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火波形的正?，F(xiàn)象，檢測(cè)時(shí)需注意這一點(diǎn)。    3.無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)    波形無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)中兩缸共用一分點(diǎn)火線圈將會(huì)發(fā)生一個(gè)缸在循環(huán)中點(diǎn)火兩次，一次在壓縮過(guò)程末期

22、圖 12中(a)所示，是有效點(diǎn)火，該工況下因氣缸的充量為新鮮可燃混合氣的電離程度低，因此擊穿電壓和火花電壓較高；另一次是在排氣過(guò)程末期圖 12中(b)所示，是無(wú)效點(diǎn)火，該工況下因氣缸內(nèi)為燃燒廢氣，電離程度高，因而擊穿電壓及火花電壓較低，檢測(cè)時(shí)應(yīng)加以區(qū)分。故障波形分析    造成故障波形的原因很多，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的故障波形也十分復(fù)雜，以下只就一些較常見(jiàn)的典型故障波形進(jìn)行簡(jiǎn)略分析。    1.初級(jí)電壓分析    根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)綜合分析儀所采集到的各類(lèi)故障初級(jí)電壓波形，可以分析點(diǎn)火系斷電電路有關(guān)電氣元件和機(jī)械裝置的狀態(tài)，

23、為斷電電路的調(diào)整和維修提供可靠的依據(jù)，以避免盲目拆卸。    圖 18所示波形在觸點(diǎn)開(kāi)啟點(diǎn)出現(xiàn)大量雜波，顯然是觸點(diǎn)嚴(yán)重?zé)g而造成的，打磨觸點(diǎn)或更換斷電器即可證實(shí)。    圖 19的初級(jí)電壓波形在火花期間的衰減周期數(shù)明顯減少，幅值也變低，顯然是電器漏電造成的。    圖 20所示波形在觸點(diǎn)閉合階段有意外的跳動(dòng)，造成這種現(xiàn)象的原因是觸點(diǎn)因彈簧力不足引起不規(guī)則跳動(dòng)。    圖 21所示曲線的充磁期即觸點(diǎn)閉合角太小，一般由觸點(diǎn)間隙過(guò)大造成。    如果觸

24、點(diǎn)接地不良就會(huì)引起低壓波水平部分的大面積雜波，如圖 22所示。    圖 23為電子點(diǎn)火系統(tǒng)的低壓故障波形，對(duì)比圖 12所示之正常波形，在充磁階段電壓沒(méi)有上升，說(shuō)明電路的限流作用失效，無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)無(wú)元件可調(diào)整，當(dāng)這一波形嚴(yán)重失常時(shí)只能逐個(gè)更換諸如點(diǎn)火線圈、點(diǎn)火器、點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器和凸輪位置傳感器等，找出故障器件或模塊。    2.次級(jí)波形分析   正常情況下各缸擊穿電壓約為10-2OKV，各缸差別應(yīng)不超過(guò)2kV，為了初步檢測(cè)高壓線路，簡(jiǎn)單易行的方法是首先逐個(gè)將各缸火花塞接地，例第3缸火花塞短路的平列波如

25、圖 24所示。正常情況下第3缸擊穿電壓應(yīng)不小于5kV，否則說(shuō)明該缸高壓系統(tǒng)接地或絕緣不良。    如果將第3缸的高壓線取下使之開(kāi)路，正常情況下該缸擊穿電壓應(yīng)超過(guò)1OKV，如圖 25所示，如果明顯高于這一值則表明高壓系統(tǒng)元件如高壓線、點(diǎn)火線圈有開(kāi)路現(xiàn)象，有時(shí)低壓系統(tǒng)電容器嚴(yán)重漏電也會(huì)出現(xiàn)這一情況。    上面分析的初級(jí)故障波形必將在次級(jí)波形上有所反映，另外，二次波形還受火花塞、燃燒過(guò)程、混合氣成分、發(fā)動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)、點(diǎn)火線圈等等的影響，情況較為復(fù)雜。以下列舉出大量實(shí)測(cè)的二次故障波形，因?qū)е鹿收系囊蛩厥嵌喾矫娴?，圖 26故障解釋只是故障成因的

26、主要側(cè)面。柴油機(jī)噴油壓力波形檢測(cè)    柴油的自燃點(diǎn)比汽油約低200，可以在壓縮行程末期噴入汽缸自行著火燃燒。因此柴油機(jī)供油系并無(wú)電量可采集。這是柴油機(jī)檢測(cè)的難點(diǎn)之一。發(fā)動(dòng)機(jī)綜合性能分析儀在檢測(cè)柴油機(jī)的供油系時(shí)，首先要將非電量的供油壓力轉(zhuǎn)變成電量，在不解體檢驗(yàn)作業(yè)中，只能用外卡式傳感器。它以一定的預(yù)緊力卡夾在噴油泵與噴嘴之間的高壓油管上，如圖 37所示，油管在高壓油脈沖的作用下產(chǎn)生微小膨脹，擠壓外卡式傳感器內(nèi)的壓電傳感元件，產(chǎn)生壓電電荷，經(jīng)分析儀中的電荷放大器放大后供采控系統(tǒng)分析。    高壓柴油在噴油泵出口到噴油嘴的油管沿程以波動(dòng)方

27、式傳播，即在同一瞬間噴油泵端的壓力和噴油嘴端的壓力是不同的，圖 38為實(shí)測(cè)到的噴油泵出口壓力波和噴油嘴端壓力波。當(dāng)噴油泵柱塞上升開(kāi)始關(guān)閉進(jìn)油孔時(shí)，高壓油管的壓力上升，當(dāng)超過(guò)剩余壓力Pr時(shí)，燃油即進(jìn)入高壓油管，當(dāng)油壓繼續(xù)上升達(dá)噴油嘴的針閥開(kāi)啟壓力Po時(shí)針閥開(kāi)啟，開(kāi)始向燃燒室噴油。所以噴油嘴實(shí)際噴油開(kāi)始點(diǎn)落后于噴油泵的供油開(kāi)始點(diǎn)，這一段時(shí)間差稱(chēng)噴油延遲。由于延遲必將導(dǎo)致實(shí)際噴油提前角較幾何供油提前角要小，提高針閥開(kāi)啟壓力Po和增加油管總?cè)莘e都使這一延遲加長(zhǎng)，為使各缸供油提前角均衡，各缸高壓油管都是等長(zhǎng)度的。針閥打開(kāi)的瞬時(shí)因容積的增大和部分油進(jìn)入氣缸，噴油嘴端的壓力微降。但因柱塞的繼續(xù)上升，噴油泵端

28、的壓力繼續(xù)上升直到噴油泵回油孔打開(kāi)，泵端壓力速降。但噴油嘴端的壓力因高壓油管的彈性收縮使壓力下降緩慢，這一壓力一直下降到低于噴油嘴針閥的落座壓力Ps時(shí)，噴油才告終止。這是正常壓力波。當(dāng)油管中的壓力波激起針閥的振動(dòng)或壓力波在高壓油管兩端的反射波過(guò)大時(shí)會(huì)引起不規(guī)則噴射或兩次噴射等不正?，F(xiàn)象。3.供油壓力波    如果測(cè)試系統(tǒng)連接上多通道夾持式壓力傳感器，我們可以采集到多缸柴油機(jī)的各缸供油壓力波形，并通過(guò)信息處理軟件如同汽油機(jī)點(diǎn)火波形一樣組合成平列波、并列波和重疊波形，如圖43、圖44、圖45所示。但因傳感器壓電特性和高壓油管彈性的差異以及夾持式傳感器安裝過(guò)程的隨機(jī)誤差

29、，使各缸供油壓力信號(hào)的采集差別比各缸點(diǎn)火信號(hào)采集差別要大，從而導(dǎo)致根據(jù)這些圖形分析各缸供油一致性的推理可信度下降。         4.故障噴油壓力波的加載分析    噴油壓力波與點(diǎn)火波形不同，后者幾乎與發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷無(wú)關(guān)，而前者正是柴油機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式，因此要正確分析供油壓力波，就必須使發(fā)動(dòng)機(jī)在有載荷的工況下運(yùn)行。對(duì)于整車(chē)調(diào)試只能在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上吸收汽車(chē)底盤(pán)輸出功率，如圖 17所示。為了使采集的信號(hào)能準(zhǔn)確地反映噴油器的工作狀態(tài)，夾持式傳感器應(yīng)裝卡在噴油器進(jìn)口端。    在分析供油壓力波時(shí)，我們推薦以下幾個(gè)特征點(diǎn)來(lái)判斷故障狀態(tài)：    (1)噴油器開(kāi)啟前的壓力上升；    (2)噴油器開(kāi)啟時(shí)刻與壓力值；    (3)噴油器開(kāi)啟后的壓力變化特性；