發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力波形分析
現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)失火監(jiān)測(cè)越來越準(zhǔn)確。只要曲軸旋轉(zhuǎn)的加速度在校準(zhǔn)期間沒有達(dá)到預(yù)設(shè)條件,就會(huì)報(bào)告發(fā)動(dòng)機(jī)失火。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),混合氣燃燒產(chǎn)生的向下工作壓力會(huì)從一個(gè)小的泄漏點(diǎn)流失,導(dǎo)致推動(dòng)活塞的力流失,降低向下加速度。
對(duì)于小泄漏,用鋼瓶壓力表很難測(cè)量,此時(shí)可以進(jìn)行鋼瓶壓力泄漏試驗(yàn)。當(dāng)活塞處于壓縮上止點(diǎn)時(shí),進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉。此時(shí),壓縮空氣被充入氣缸。正常情況下,活塞環(huán)和氣缸壁之間會(huì)泄漏不到10%的氣體。如果滲漏超過10%,說明這個(gè)近乎封閉的空間存在滲漏。這個(gè)時(shí)候,你可以聽聽從幾個(gè)地方傳來的聲音。如果能聽到漏氣的聲音,說明有漏氣,比如進(jìn)氣閥漏氣,油門后面漏氣。排氣閥漏氣,排氣管漏氣;氣缸體磨損或活塞環(huán)異常泄漏,加油口漏油;氣缸墊泄漏和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液氣泡。
與傳統(tǒng)的氣缸壓力試驗(yàn)相比,氣缸壓力泄漏試驗(yàn)?zāi)芨鼫?zhǔn)確地判斷故障點(diǎn),并能判斷輕微的泄漏故障。但氣缸壓力泄漏試驗(yàn)是靜態(tài)試驗(yàn),不能反映活塞實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)的泄漏量。如何測(cè)量活塞真正運(yùn)動(dòng)時(shí)氣缸壓力的變化?因此,許多診斷軟件公司(PICO、ATS和FLUCK等。)研制了一種能實(shí)時(shí)反映氣缸壓力變化的氣缸壓力傳感器。以PICO公司開發(fā)的WSP 500X氣缸壓力傳感器為例,取下某個(gè)氣缸的火花塞,安裝氣缸壓力傳感器,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),通過采集到的氣缸壓力波形反映氣缸壓力變化。測(cè)試過程中,被測(cè)氣缸不做功,由其他氣缸驅(qū)動(dòng),類似于氣泵。
氣缸壓力波形的優(yōu)點(diǎn)是能夠以時(shí)間軸的方式反映單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)變化。采樣頻率越高,單位時(shí)間越小。
圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)采集的氣缸壓力波形,可以反映活塞和氣門的運(yùn)動(dòng)信息。分析如下。
(1)A點(diǎn)是氣缸壓力的峰值,代表壓縮的上止點(diǎn)。一個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)表現(xiàn)在兩個(gè)相鄰的峰值之間,即進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣。但是,這個(gè)缸不做功。氣體被壓縮后進(jìn)入膨脹釋放階段,做功沖程被膨脹代替。四個(gè)沖程為720曲柄角,每個(gè)沖程為180?;钊麖纳现裹c(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),然后運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)兩次。
(2)B點(diǎn)是排氣閥的開啟點(diǎn),即E VO(排氣閥開啟),此時(shí)活塞從TDC運(yùn)動(dòng)到BDC。EVO之前,由于進(jìn)氣門和排氣門關(guān)閉,氣缸壓力下降,壓力釋放后形成真空;EVO后,由于排氣閥打開,氣缸與大氣連通,氣缸壓力逐漸接近大氣壓力,回到0 bar。
(3)C點(diǎn)是進(jìn)氣門的開啟點(diǎn),即IVO(進(jìn)氣門開啟)。此時(shí),活塞從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)。因?yàn)榕艢忾T還開著,氣缸壓力沒有明顯變化,還是大氣壓力。
(4)點(diǎn)D是排氣閥的關(guān)閉點(diǎn),即EVC(排氣閥關(guān)閉)。此時(shí),活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn),進(jìn)入進(jìn)氣沖程。在EVC之前,進(jìn)氣效果不明顯,因?yàn)闊o論是排氣v
(6) F是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的氣缸壓力范圍,與大氣相通時(shí)為0 bar,怠速時(shí)最高氣缸約為5.4 bar,最低真空度約為0.8 bar。
(7) G是整個(gè)波形的一些時(shí)間信息,例如對(duì)應(yīng)于EVO、IVO、EVC和IVC的曲柄角。通過這些信息,我們可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門正時(shí)是否與原廠標(biāo)定一致,從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否有故障。
(8)從橫坐標(biāo)可以看出,曲軸每轉(zhuǎn)一圈是84 ms,所以曲軸在1分鐘內(nèi)旋轉(zhuǎn)601 000/84=714圈,即發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速為714 r/min。
(9)眾所周知,曲軸轉(zhuǎn)一圈(360)需要84毫秒。曲軸轉(zhuǎn)一圈需要168毫秒。EVO為31 ms,對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為31(7200/168)=133,即在底點(diǎn)(BBDC)470之前;IVO為82 ms,對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為82(720/168)=352,即上止點(diǎn)前8(BTDC);當(dāng)EVC為86 ms時(shí),對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角為86x(7200/168)=369,即上止點(diǎn)后9(atdc);當(dāng)IVC為136 ms時(shí),對(duì)應(yīng)的曲柄角度為136 (720/168)=583,即從點(diǎn)(ABDC)的底部到后面為43。
相應(yīng)的氣門分配相位如圖2所示。
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