【文章內(nèi)容簡介】 ／T 16739。l—1997《汽車維修業(yè)開業(yè)條件第1部分：一類汽車維修企業(yè)》、GB／T —1997《汽車維修業(yè)開業(yè)條件第2部分：二類汽車維修企業(yè)》、GB／T —1997《汽車維修業(yè)開業(yè)條件第3部分：三類汽車維修業(yè)戶》的規(guī)定，三種類型汽車維修企業(yè)開業(yè)時，企業(yè)配備的設(shè)備型號、規(guī)格和數(shù)量應(yīng)與其生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)工藝相適應(yīng)。第10節(jié)課1. 授課時間：08年3月24號 第5周 授課班級：汽檢06－2 地點：J3 2152. 教學(xué)內(nèi)容：單元二 發(fā)動機的檢測與診斷（1）發(fā)動機功率的檢測 發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)測功 發(fā)動機的無負(fù)荷測功3. 要實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)： (1) 掌握電渦流式測功機的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)態(tài)測功過程（2）掌握無負(fù)荷測功儀及測功方法4. 教學(xué)形式與教學(xué)手段：普通課堂教學(xué)＋多媒體教學(xué)5. 本節(jié)課重點難點： 穩(wěn)態(tài)測功和動態(tài)測功的定義，設(shè)備和基本原理6. 板書設(shè)計：教學(xué)講稿部分：發(fā)動機是汽車的動力來源。汽車的動力性、燃料經(jīng)濟性、排氣凈化性和可靠性等性能指標(biāo)都直接與發(fā)動機有關(guān)。由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作條件又很不穩(wěn)定，經(jīng)常處于轉(zhuǎn)速與負(fù)荷變化的條件下運轉(zhuǎn)，某些零件還要在高溫及高壓等苛刻的條件下工作，因而故障率最高，是汽車檢測工作的重點對象。 在進(jìn)行發(fā)動機檢測時，可以應(yīng)用發(fā)動機檢測設(shè)備，重點檢測出與發(fā)動機功率、燃料消耗、排氣凈化和磨損等有關(guān)的診斷參數(shù)，并與診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)對照，對其技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行分析、判斷和評價。 與發(fā)動機功率、燃料消耗、排氣凈化和磨損有關(guān)的診斷參數(shù)，不僅表明了發(fā)動機的工作性能和磨損狀況，也是決定汽車是繼續(xù)運行還是進(jìn)廠(場)維修的重要標(biāo)志。 本章主要討論發(fā)動機主要檢測參數(shù)的檢測、診斷，以及發(fā)動機無負(fù)荷測功儀、氣缸壓力表、氣缸漏氣量(率)檢測儀、曲軸箱漏(竄)氣量檢測儀、真空表、點火正時檢測儀、供油正時檢測儀、汽油泵試驗計、萬用表、工業(yè)纖維內(nèi)窺鏡和發(fā)動機綜合性能檢測儀等檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理和使用方法。1. 發(fā)動機功率檢測發(fā)動機功率的評價指標(biāo)有指示功率和有效功率。發(fā)動機的有效功率是曲軸對外輸出的凈功率，是一個綜合性評價指標(biāo)。通過該評價指標(biāo)，不僅可以定量地獲得發(fā)動機的動力性，而且可以定性地確定發(fā)動機的技術(shù)狀況，確定發(fā)動機是否需要大修或鑒定發(fā)動機的維修質(zhì)量。檢測發(fā)動機功率的方法，可以分為穩(wěn)態(tài)測功和動態(tài)測功兩種。 一、穩(wěn)態(tài)測功（有負(fù)荷測功） 定義 穩(wěn)態(tài)測功是指發(fā)動機在節(jié)氣門開度一定、轉(zhuǎn)速一定和其他參數(shù)保持不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，在測功器上測定發(fā)動機功率的一種方法。 測功設(shè)備及方法 水力測功器、電力測功器或電渦流測功器；臺架檢測。 測功基本原理 用連軸器將發(fā)動機曲軸與測功器輸入軸連接，在保持汽油發(fā)動機節(jié)氣門（柴油發(fā)動機油門）位置不變的前提下，調(diào)節(jié)水力測功器的節(jié)流閥（或電力測功器的輸出電流、電渦流測功器的工作電流），測功器便對發(fā)動機產(chǎn)生一定的阻力矩。當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，測功器的阻力矩與發(fā)動機輸出扭矩達(dá)到平衡狀態(tài)，測出此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和測功器顯示的阻力矩，然后通過下式計算，可得出發(fā)動機在該負(fù)荷狀態(tài)下的輸出功率： （1－1） 式中: Pe — 發(fā)動機的有效功率，kw； Te — 發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩，Nm； n — 發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r／min。發(fā)動機額定功率的穩(wěn)態(tài)測定 在汽油機節(jié)氣門（或柴油機油門）全開情況下，由測功器向發(fā)動機曲軸施加一定的負(fù)荷，使其在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，測出其對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，不論發(fā)動機的行程數(shù)和形式如何，均可用式(11)計算出有效功率。測試過程：（1）將發(fā)動機安裝在測功器臺架上，使發(fā)動機曲軸中心線與測功器轉(zhuǎn)軸中心線重合。（2）安裝儀表并接上電器線路及接通各種管路。（3）檢查調(diào)整氣門間隙，汽油機檢查調(diào)整分電器的斷電器觸點間隙、火花塞電極間隙及點火提前角；柴油機檢查調(diào)整噴油器的噴油提前角、噴油壓力、噴油錐角及噴霧情況。檢查調(diào)整各緊固件。（4）記錄當(dāng)時的氣壓和氣溫。（5）起動發(fā)動機，操縱試驗儀器，觀察儀表工作情況，記錄下數(shù)據(jù)，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算并繪制出Pe、Me、ge曲線。穩(wěn)態(tài)測功的特點 穩(wěn)態(tài)測功的優(yōu)點是結(jié)果比較準(zhǔn)確、可靠。缺點是需要大型、固定安裝的測功器，測功過程費時費力，成本較高。由于穩(wěn)態(tài)測功需要對發(fā)動機施加外部負(fù)荷，所以也稱為有負(fù)荷測功或有外載測功。適用范圍 主要為發(fā)動機設(shè)計、制造、科研單位和院校做發(fā)動機性能試驗時所采用；在汽車運輸企業(yè)、汽車維修企業(yè)和汽車檢測站中則很少采用。 動態(tài)測功（無負(fù)荷測功）定義 動態(tài)測功是指發(fā)動機在節(jié)氣門（或油門）開度、轉(zhuǎn)速等參數(shù)處于變動狀態(tài)下，測定發(fā)動機功率的一種方法。 測功設(shè)備及方法 無負(fù)荷測功儀；就車檢測。 測功基本原理 當(dāng)發(fā)動機在怠速或某一空載轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，突然全開節(jié)氣門，使發(fā)動機克服自身運動零件慣性和內(nèi)部各種運轉(zhuǎn)阻力而加速運轉(zhuǎn)（這相當(dāng)于發(fā)動機以自身運動機件作為載荷），其加速性能的好壞即能直接反映出發(fā)動機功率的大?。罕粶y發(fā)動機的有效功率愈大，則曲軸的瞬時角加速度也愈大，而加速時間則愈短。 顯然，只要測得角加速度或加速時間，就可以獲得發(fā)動機有效功率。1）測角加速度—發(fā)動機有效功率瞬時加速功率測定 發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)矩與角加速度存在下述關(guān)系： 式中 Te —發(fā)動機的有效轉(zhuǎn)矩，Nm； I —發(fā)動機運動機件的轉(zhuǎn)動慣量，kgm2； n —發(fā)動機轉(zhuǎn)速，r/min； dω/dt —曲軸的角加速度，rad/s2； dn/dt —曲軸的加速度，r/s2。把 Te 代入式(11),得： 令 則 由于發(fā)動機加速過程是一種非穩(wěn)定工況，所以實際測得的功率值小于同一轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)態(tài)測功值，因而上式應(yīng)乘以修正系數(shù) K ，即 令 C2 = KC1 則 （1－2）式（12）表明，發(fā)動機加速過程中，在某一轉(zhuǎn)速下的有效功率與該轉(zhuǎn)速下的瞬時加速度成正比。因此，只要測出加速過程中的這一轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的瞬時加速度，即可求出該轉(zhuǎn)速下的有效功率。對于一定型號的發(fā)動機，其轉(zhuǎn)動慣量為一常數(shù)。修正系數(shù) K 的數(shù)值，可通過穩(wěn)態(tài)測功與動態(tài)測功對比試驗得出（亦即對測功儀進(jìn)行標(biāo)定)。由此我們得到：結(jié)論1： 式(12)表明，發(fā)動機加速過程中，在某一轉(zhuǎn)速下的有效功率與該轉(zhuǎn)速下的瞬時加速度成正比。只要測出加速過程中的這一轉(zhuǎn)速和對應(yīng)的瞬時加速度，即可求出該轉(zhuǎn)速下的有效功率。 對于某一確定型號的發(fā)動機，其零件的平動質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量為一常數(shù)。 修正系數(shù) K 的數(shù)值，可通過穩(wěn)態(tài)測功與動態(tài)測功的對比試驗得出，以便對無負(fù)荷測功儀進(jìn)行標(biāo)定。2）測加速時間—發(fā)動機平均有效加速功率平均加速功率測定 式(12)可變換成下式： 經(jīng)積分、推導(dǎo)后，上式變?yōu)椋? 令 則 （13）式中 Peav — 平均有效加速功率，kw； nav — 平均轉(zhuǎn)速，r／min； — 平均加速度，r／s2； n1 、n2 — 設(shè)定的起止轉(zhuǎn)速，r／min ； t — 起止轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間，s。 由式(13)可知，發(fā)動機在起止轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的平均有效加速功率與其加速時間成反比。即當(dāng)發(fā)動機的節(jié)氣門突然全開時，發(fā)動機由起始轉(zhuǎn)速 n1 加速到終止轉(zhuǎn)速 n2 的時間越長，則有效功率越?。环粗畡t有效功率越大。因此，只要測得發(fā)動機在設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間，便可獲得平均有效加速功率。由此我們得到：結(jié)論2： 式(13)表明，發(fā)動機在起、止轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，其平均有效加速功率與加速時間成反比。即當(dāng)發(fā)動機的節(jié)氣門突然全開時，發(fā)動機由起始轉(zhuǎn)速 n1 加速到終止轉(zhuǎn)速 n2 的時間越長，則有效功率越??；反之則有效功率越大。只要測得發(fā)動機在設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間，便可獲得平均有效加速功率。 通過發(fā)動機對比試驗，可以找出動態(tài)平均有效加速功率與穩(wěn)態(tài)額定功率之間的相互對應(yīng)關(guān)系，其用途是： 利用加速時間（動態(tài)平均有效加速功率）與穩(wěn)態(tài)額定功率之間的對應(yīng)關(guān)系，對無負(fù)荷測功儀進(jìn)行標(biāo)定，以便在使用無負(fù)荷測功儀測定加速時間時，直接讀出有效功率數(shù)值。 或者，將它們之間的關(guān)系繪成曲線圖或制成數(shù)據(jù)表格，測出加速時間后，可在曲線圖或數(shù)據(jù)表中查出對應(yīng)的有效功率數(shù)值。發(fā)動機額定功率的動態(tài)測定 利用動態(tài)平均有效加速功率與穩(wěn)態(tài)額定功率之間的相互關(guān)系，可確定無負(fù)荷測功儀的儀器系數(shù)，對其進(jìn)行標(biāo)定，只要測出設(shè)定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間，即可得到發(fā)動機的額定功率。 動態(tài)測功的特點 動態(tài)測功的優(yōu)點是可使用移動式無負(fù)荷測功儀，操作比較簡單，可就車測定發(fā)動機功率，測功過程省時省力。缺點是測定的結(jié)果精度較低，且需事先知道發(fā)動機零部件的運動慣量。 由于動態(tài)測功時無須對發(fā)動機施加外部載荷，所以又稱為無負(fù)荷測功或無外載測功。 適用范圍 與有負(fù)荷測功相比，無負(fù)荷測功儀測量精度稍差，但具有價格低廉、使用方便、省時省力等優(yōu)點。因而在一般的汽車運輸企業(yè)、汽車維修企業(yè)和汽車檢測站中采用較多。*無負(fù)荷測功儀及測功方法 測功儀器方案 無負(fù)荷測功儀按其工作原理可分為兩種方案：測瞬時加速度方案和測加速時間方案。 1) 測瞬時加速度方案 這一方案通過測量加速過程中某一轉(zhuǎn)速的加速度,從而獲得瞬時功率的儀器方案。按這一方案設(shè)計的儀器，由傳感器、脈沖整形裝置、時問信號發(fā)生器、加速度計算器和控制裝置、轉(zhuǎn)換分析器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、功率指示表、轉(zhuǎn)速表和電源等組成，其方框圖如圖 21所示。2）測加速時間方案 這一方案通過測量加速過程中某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間，從而獲得平均加速功率的方案。該方案由轉(zhuǎn)速信號傳感器、脈沖整形裝置、起始轉(zhuǎn)速觸發(fā)器、終止轉(zhuǎn)速觸發(fā)器、時間信號發(fā)生器、計算與控制裝置和顯示裝置等組成，其方框圖如圖22所示。 顯示方法 無負(fù)荷測功儀的顯示方法一般有三種形式，即指針指示式、數(shù)字顯示式和等級顯示式。 指針指示式和數(shù)字顯示式可指示功率或加速時間的具體數(shù)值，等級顯示式只顯示良好、合格、不合格三個等級。測功方法 無負(fù)荷測功儀，既可以制成單一功能的便攜式測功儀，也可以和其他測試儀表組合起來制成便攜式或臺式移動式發(fā)動機綜合測試儀。圖23A所示面板圖是國產(chǎn)單一功能的便攜式無負(fù)荷測功儀。它可以測出發(fā)動機加速過程中起始轉(zhuǎn)速 n1 至終止轉(zhuǎn)速 n1 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的加速時間—平均加速功率。圖24是發(fā)動機綜合測試儀無外載測功界面。 無負(fù)荷測功儀的一般使用方法： 1)儀器準(zhǔn)備 通電預(yù)熱 校正置零 輸入設(shè)定參數(shù) 2)發(fā)動機準(zhǔn)備 起動預(yù)熱 調(diào)整怠速 3)儀器與發(fā)動機聯(lián)機 按照測試方法、測試內(nèi)容連線 4)測功 操作發(fā)動機 讀取數(shù)據(jù) 5)查對功率 對照儀表、功率曲線圖、功率表格確認(rèn)表21東風(fēng)EQ61001發(fā)動機功率時間對照表加速時間／s穩(wěn)態(tài)外特性功率值／kW診斷參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7258— 1997《機動車運行安全技術(shù)條件》和GB／T — 1995《汽車修理質(zhì)量檢查評定標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動機大修》附錄B的規(guī)定： 在用車發(fā)動機功率不得低于原標(biāo)定功率的75％ 大修后發(fā)動機最大功率不得低于原設(shè)計標(biāo)定值的90％ 單缸功率和單缸轉(zhuǎn)速降的檢測 無負(fù)荷測功儀既可以檢測發(fā)動機的整機功率，也可以檢測某氣缸的單缸功率。 檢測單缸功率的意義：判斷各缸功率是否均勻 檢測單缸功率的方法：先測出發(fā)動機整機功率，再測出某單缸斷火情況下的發(fā)動機功率，兩功率之差即為斷火之缸的功率。 技術(shù)狀況良好的發(fā)動機，各缸功率應(yīng)是一致的，稱為動力平衡。動力不平衡時，會造成發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)。發(fā)動機動力平衡狀態(tài)可通過檢測單缸功率加以判斷，亦可通過單缸斷火轉(zhuǎn)速降檢查。單缸斷火轉(zhuǎn)速正常平均下降值如表22所示表22單缸斷火轉(zhuǎn)速正常平均下降值發(fā)動機缸數(shù)單缸斷火轉(zhuǎn)速正常平均下降值／(r／min)4缸1506缸1008缸50需要注意的是，在進(jìn)行單缸斷火試驗時，斷火時間不宜過長，否則會造成氣缸內(nèi)積存的燃油過多，沖刷缸壁潤滑油膜，加速氣缸、活塞和活塞環(huán)的磨損。 發(fā)動機單缸功率偏低，一般系該缸高壓分線、分線插座或火花塞技術(shù)狀況不良，氣缸密封性不良，氣缸上油等原因造成的。應(yīng)調(diào)整、更換或維修。