氣缸壓縮壓力的測(cè)量在發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的運(yùn)用

邱宗敏，金洪衛(wèi)

（浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311112）

氣缸的密封性，是表征發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)性能的重要指標(biāo)。氣缸的密封性下降，將造成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性下降、經(jīng)濟(jì)性惡化、排放污染增加及工作不穩(wěn)定等后果。氣缸的壓縮壓力，是診斷氣缸密封性的主要參數(shù)。在我們對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行故障診斷時(shí)，根據(jù)氣缸壓縮壓力測(cè)量的數(shù)據(jù)，可以判斷氣缸的密封性，繼而分析診斷出發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的故障原因。

1 氣缸壓縮壓力的測(cè)量方法

1.1 氣缸壓力表

氣缸壓力表是檢測(cè)氣缸壓縮壓力的一種專用壓力表（如圖1所示）。

圖1 氣缸壓力表

其組成部分如下：

（1）表頭。壓力表頭的驅(qū)動(dòng)元件是一端活動(dòng)、一端固定的一根扁平的彎成圓圈狀的管子。彎管內(nèi)進(jìn)入壓力時(shí)，彎管便伸直，活動(dòng)端有杠桿和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與表盤上指針連接，指針轉(zhuǎn)動(dòng)，在表盤上指示出壓力的大小。

（2）接頭。壓力表接頭通過導(dǎo)管與壓力表頭相連通，測(cè)量時(shí)要保證接頭處不漏氣。氣缸壓力表的接頭，有橡膠接頭和螺紋管接頭兩種。橡膠接頭呈錐形或階梯形，可以壓緊在火花塞或噴油器孔上；螺紋管接頭，則可以擰緊在火花塞或噴油器孔內(nèi)。

（3）導(dǎo)管。壓力表導(dǎo)管也有兩種：一種是適用于橡膠接頭的金屬硬導(dǎo)管，另一種是適用于螺紋管接頭的軟導(dǎo)管。

（4）單向閥。氣缸壓力表的單向閥，使氣缸內(nèi)氣體只能進(jìn)入壓力表而不能返回。單向閥處于關(guān)閉位置時(shí)，可使壓力表保持指針位置，以便于讀數(shù)。當(dāng)按下單向閥按鈕時(shí)，壓力表內(nèi)氣體被放出，表指針回零。

1.2 氣缸壓縮壓力的測(cè)量方法

測(cè)量氣缸壓縮壓力的步驟如下所述：

（1）將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至正常工作溫度（一般冷卻水溫80～90℃）后熄火。

（2）汽油機(jī)將火花塞全部拆除，將節(jié)氣門全開；柴油機(jī)將全部噴油器拆除。

（3）把氣缸壓力表的錐形橡皮頭壓緊在火花塞（噴油器）孔上，如圖2所示。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)3～5 s（轉(zhuǎn)速應(yīng)符合原廠規(guī)定）。

圖2 氣缸壓縮壓力的測(cè)量

（4）待壓力表指針指示并保持最大壓力后，記錄壓力表指示的讀數(shù)，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

（5）按下單向閥按鈕，使壓力表指針回零。

（6）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的壓縮壓力，按上述方法依次進(jìn)行測(cè)量，每缸測(cè)量2～3次，求出算術(shù)平均值。將測(cè)量數(shù)據(jù)與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值比較分析。若發(fā)現(xiàn)某缸壓力偏低時(shí)，可從火花塞（噴油器）孔中加入20～30 mL新機(jī)油后再測(cè)量，將兩次的測(cè)量數(shù)值，進(jìn)行分析比較。

1.3 氣缸壓力的診斷標(biāo)準(zhǔn)

以發(fā)動(dòng)機(jī)處在海平面為準(zhǔn)，汽油機(jī)的氣缸壓縮壓力，應(yīng)符合原廠規(guī)定的范圍，或不低于原廠規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的10%，各缸的壓力差，應(yīng)不超過其平均值的10%。柴油機(jī)的氣缸壓縮壓力，應(yīng)符合原廠規(guī)定的范圍，或不低于原廠規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值的20%，各缸的壓力差，應(yīng)不超過其平均值的8%。

數(shù)種常見車型的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮壓力標(biāo)準(zhǔn)值，如表1所列。

表1 數(shù)種車型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸標(biāo)準(zhǔn)壓力值

1.4 測(cè)量結(jié)果分析

當(dāng)測(cè)得的氣缸壓縮壓力值不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，可根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析其原因。

（1）如果測(cè)得的氣缸壓縮壓力偏高，超過原廠規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，一般為燃燒室內(nèi)積炭過多、氣缸襯墊過薄、缸體與缸蓋結(jié)合平面經(jīng)多次修理后磨削過甚等原因，造成燃燒室容積變小，而發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比增大所致。

（2）如果測(cè)得的氣缸壓縮壓力偏低，低于原廠規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力值，可向該缸火花塞（噴油器）孔內(nèi)注入20～30 mL新機(jī)油后再測(cè)量。

如果第二次測(cè)出的壓力值接近標(biāo)準(zhǔn)壓力值，比第一次高，一般為活塞與氣缸磨損過度、活塞環(huán)磨損過度、各環(huán)端隙對(duì)口竄氣、環(huán)斷裂卡死、氣缸壁拉傷漏氣等原因，導(dǎo)致氣缸與活塞間密封不嚴(yán)。

如果第二次測(cè)出的壓力仍比標(biāo)準(zhǔn)壓力值低，與第一次基本相同，一般是氣門或氣門座損壞、氣門間隙過小、氣門彈簧故障等原因，導(dǎo)致進(jìn)、排氣門關(guān)閉不嚴(yán)所致。

另外，氣缸襯墊燒損，也會(huì)造成氣缸密封性下降、壓縮壓力值偏低。

如果某相鄰兩缸壓縮壓力兩次檢測(cè)結(jié)果都很低，表明是氣缸襯墊兩缸相鄰處被燒損竄氣。

3 故障診斷實(shí)例

3.1 故障現(xiàn)象

一輛2003年生產(chǎn)的上海桑塔納汽車，裝配AJR發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程12萬km。車主反映該車?yán)鋯?dòng)困難，要反復(fù)啟動(dòng)幾次。啟動(dòng)后，怠速抖動(dòng)厲害，加速無力，容易熄火。

3.2 故障診斷

維修人員首先對(duì)汽車進(jìn)行故障重現(xiàn)。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)有力，但發(fā)動(dòng)機(jī)不能順利啟動(dòng)，用萬用表檢查了蓄電池的電壓，數(shù)字顯示11.6 V，電壓正常。用大眾V.A.G1552診斷儀檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)，無故障碼顯示。

因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不易啟動(dòng)，怠速抖動(dòng)，懷疑某缸沒有工作，經(jīng)檢查點(diǎn)火系統(tǒng)、火花塞及高壓線，均無異常。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)幾次，進(jìn)入怠速狀態(tài)后，作單缸斷火法試驗(yàn)，當(dāng)斷開第四缸點(diǎn)火后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速稍有下沉，但無明顯變化。

分析上述現(xiàn)象顯示，第四缸工作不正常。因火花塞工作正常，懷疑第四缸密封不嚴(yán)，漏氣嚴(yán)重。用手觸摸第四缸的進(jìn)氣管溫度，明顯比其他缸高，初步判斷為氣門密封不嚴(yán)。

為進(jìn)一步確定故障部位，決定對(duì)氣缸的壓縮壓力進(jìn)行測(cè)量。4個(gè)缸的測(cè)量結(jié)果，分別為：1 050 kPa，1 070 kPa，1 050 kPa，850 kPa，第四缸明顯偏低。

從第四缸火花塞座孔處向氣缸中注入20 mL新機(jī)油后再測(cè)，壓力值為880 kPa，無明顯變化。向車主說明情況，征得車主同意后，決定拆解汽缸蓋，檢查氣門工作情況。

拆開缸蓋，發(fā)現(xiàn)第四缸活塞頂部有與進(jìn)氣門碰壓痕跡，分析為氣門不能完全回位落座關(guān)閉所致。拆下第四缸進(jìn)氣門，首先檢查氣門彈簧并無異常，進(jìn)而檢查氣門，無變形與異常磨損，與氣門導(dǎo)管配合正常，檢查液壓挺柱工作也正常，與座孔配合也無發(fā)卡等現(xiàn)象。

最后再仔細(xì)檢查氣門彈簧，發(fā)現(xiàn)該缸的進(jìn)氣門彈簧與其他氣門彈簧圈數(shù)不一樣，而且彈力偏小。更換第四缸進(jìn)氣門彈簧后試車，故障排除。

關(guān)于第四缸的進(jìn)氣門彈簧和其他氣門彈簧不一樣的問題，車主回憶，該車放置一年多沒開，前幾個(gè)月啟動(dòng)不了，拖到一個(gè)小修理廠修理過。發(fā)現(xiàn)是氣門卡死，進(jìn)行修理后，沒多久就出現(xiàn)了上述故障現(xiàn)象。估計(jì)是上次在更換氣門彈簧時(shí)，修理工錯(cuò)用了不同規(guī)格的彈簧。

4 結(jié)束語

從這例故障的診斷過程中，我們看到了氣缸壓縮壓力的測(cè)量，對(duì)故障的最后確診，起到了關(guān)鍵的作用。如果該故障不能確診，還需要進(jìn)行油壓測(cè)量、積碳清洗、噴油器清洗等檢修項(xiàng)目，勢(shì)必會(huì)擴(kuò)大檢修范圍，增加車主的維修費(fèi)用。對(duì)氣缸壓縮壓力的測(cè)量，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)量結(jié)果直觀，無疑是我們進(jìn)行汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷的有力手段。

[1]陳銳榮.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.