氣缸壓力表在發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用
現(xiàn)代汽車的技術(shù)性能已變得越 來(lái)越高端，其結(jié)構(gòu)也變得越來(lái)越復(fù) 雜，故障診斷的難度也有了相應(yīng)的 增加。借助一些儀器或設(shè)備來(lái)診斷 汽車故障已是現(xiàn)代汽車維修過(guò)程中 一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)和手段。利用 氣缸壓力表對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓縮壓力 進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)其數(shù)值對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 故障進(jìn)行分析和診斷就是一種行之 有效的方法。
在不解體的條件下，檢測(cè)氣缸 密封性的常用方法有：測(cè)量氣缸壓縮 壓力；測(cè)量曲軸箱竄氣量；測(cè)量氣缸 漏氣量或氣缸漏氣率；測(cè)量進(jìn)氣管負(fù) 壓等。通過(guò)檢測(cè)氣&壓力，可以了解 氣缸的密封性能與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀 況。用氣缸壓力表檢測(cè)氣缸壓縮壓力 具有價(jià)格低廉、儀表輕巧、實(shí)用性強(qiáng) 和檢測(cè)方便等優(yōu)點(diǎn)，因而在汽車維修行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
一、氣缸壓力表的結(jié)構(gòu)及正確使 用
1.氣缸壓力表的結(jié)構(gòu)
氣缸壓力表總成由0~5.88MPa量程的壓力表、連接軟管、單項(xiàng)進(jìn)氣 閥和適用于各種機(jī)型的可換接頭等 組成。其上有放氣閥，以便使指針回 位到“0”。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.氣缸壓力表的使用
氣缸壓力表按接口形式分為推 入式和螺紋接口式2種。推入式氣缸 壓力表用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，螺紋接口式 氣缸壓力表用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。柴油機(jī) 壓縮力大，必須將壓力表頭嚴(yán)密地緊 固在噴油器孔上才能測(cè)量。汽油機(jī)壓 縮力比較小，可用手握住壓力表，直 接頂在火花塞孔上進(jìn)行測(cè)量。
二、氣缸壓力的檢測(cè)方法
1.檢測(cè)條件
發(fā)動(dòng)機(jī)使用說(shuō)明書(shū)中所給的該 型發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸壓力值，是在特定條 件下得到的。因此，在使用氣缸壓力 表檢測(cè)氣缸壓力時(shí)，必須滿足相應(yīng)的檢測(cè)條件。
在用氣缸壓力表測(cè)試氣缸壓力 時(shí)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速更接近要 求轉(zhuǎn)速，應(yīng)采用存電充足的蓄電池驅(qū) 動(dòng)起動(dòng)機(jī)。最好用轉(zhuǎn)速表監(jiān)測(cè)曲軸轉(zhuǎn) 速，以做到心中有數(shù)。測(cè)試前，起動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)并讓其運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，進(jìn)行預(yù) 熱，使水溫升至TSAOT,機(jī)油壓力 達(dá)到正常值后，再熄火進(jìn)行測(cè)試。因 為氣缸的潤(rùn)滑狀況對(duì)氣缸壓力的影 響僅次于曲軸轉(zhuǎn)速，而氣缸的潤(rùn)滑狀 況又與機(jī)油溫度密切相關(guān)。測(cè)量時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)的各種狀態(tài)越接近實(shí)際工況，測(cè) 量的結(jié)果越準(zhǔn)確。對(duì)測(cè)得結(jié)果，還須 結(jié)合使用與維修情況進(jìn)行具體分析， 以得出正確的結(jié)論。
2.檢測(cè)方法
發(fā)劫機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使水溫達(dá)75弋 以上。停機(jī)后，用壓縮空氣吹凈火花 塞或噴油器周圍的灰塵和臟物，然后 卸下全部火花塞（柴油機(jī)需拆下噴油 器）并按氣缸次序放置。對(duì)于汽油發(fā) 動(dòng)機(jī)，還應(yīng)把高壓線拔下并可靠搭 鐵，以防止電擊和著火。
將氣缸壓力表的橡膠接頭插在 被測(cè)缸的火花塞孔內(nèi)，扶正壓緊。將 節(jié)氣門(mén)位于全開(kāi)位置，用起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 曲軸3~5s，待壓力表頭指針指示并 保持最大壓力后停止轉(zhuǎn)動(dòng)。取下氣缸 壓力表，讀取并記下讀數(shù)，按下單向 閥使壓力表指針回零。按上述方法依 次測(cè)量各缸，每缸測(cè)量次數(shù)不少于2 次。
就車檢測(cè)柴油機(jī)氣缸壓力時(shí)，應(yīng) 使用螺紋接頭的氣缸壓力表。如果該 機(jī)要求在較高轉(zhuǎn)速下測(cè)量，此種情況 除受檢氣缸外，其佘氣缸均應(yīng)工作。 其他檢測(cè)條件和檢測(cè)方法同子汽油 機(jī)。
三、氣缸壓力檢測(cè)結(jié)果分析
1.檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)表明，氣缸壓力的檢測(cè)結(jié)果 不僅與氣缸的密封性有關(guān)，還與曲軸 轉(zhuǎn)速有密切關(guān)系。在曲軸轉(zhuǎn)速較低 時(shí)，較小的轉(zhuǎn)速差能引起壓縮壓力較 大的變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速大于150r/min后，壓縮壓力隨轉(zhuǎn)速的變化量很小。因 此，在測(cè)定氣缸壓力時(shí)，應(yīng)使曲軸轉(zhuǎn) 速大于150r/min，避免轉(zhuǎn)速偏低對(duì)氣 缸壓力測(cè)試帶來(lái)影響。
氣缸壓縮壓力標(biāo)準(zhǔn)值一般由汽 車制造廠提供。按照GB18565—2001 《營(yíng)運(yùn)車輛綜合性能要求和檢驗(yàn)方 法》的規(guī)定，在用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸 壓力應(yīng)不小于原設(shè)計(jì)值的85%，每缸 壓力與各缸平均壓力的差：汽油機(jī)應(yīng) 不大子8%,柴油機(jī)應(yīng)不大千10%。
2.檢測(cè)結(jié)果分析
測(cè)得結(jié)果如高于原設(shè)計(jì)規(guī)定，可 能是由于燃燒室積碳過(guò)多、氣缸襯墊 過(guò)薄或缸體與缸蓋結(jié)合平面經(jīng)多次 修理加工過(guò)甚造成，這種情況一般較 少出現(xiàn)。測(cè)得結(jié)果若低于原設(shè)計(jì)規(guī) 定，可向該缸火花塞或噴油器孔內(nèi)注 入適量機(jī)油，然后用氣紅壓力表重測(cè) 氣缸壓力，并進(jìn)行分析：
1）第二次測(cè)出的壓力比第一次 高，接近標(biāo)準(zhǔn)壓力，表明氣缸、活塞 環(huán)、活塞磨損過(guò)大，或活塞環(huán)對(duì)口、卡 死、斷裂及缸壁拉傷等原因造成氣缸 密封不嚴(yán)。
2）第二次測(cè)出壓力與第一次略 同，即仍比標(biāo)準(zhǔn)壓力低，表明進(jìn)、排氣 門(mén)或氣缸墊不密封。
3）兩次檢測(cè)結(jié)果均表明某相鄰 兩缸壓力都相當(dāng)?shù)停f(shuō)明兩缸相鄰處 的氣缸墊燒損竄氣。
進(jìn)一步準(zhǔn)確判斷故障部位，采用 如下簡(jiǎn)易方法：（以汽油機(jī)為例）
1)卸下空氣濾清器，打開(kāi)散熱器 蓋和加機(jī)油口蓋，用1根接壓縮空氣 的膠管通過(guò)錐形橡皮頭插在火花塞 孔內(nèi)。
2)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，使被測(cè)氣缸 活塞處于壓縮上止點(diǎn)位置，然后將變 速器掛低擋，拉緊手制動(dòng)器操縱桿， 打開(kāi)壓縮空氣（600kPa以上）開(kāi)關(guān)， 注意傾聽(tīng)漏氣聲。
3）如在進(jìn)氣口處聽(tīng)到漏氣聲，說(shuō) 明進(jìn)氣門(mén)不密封。
4）如在排氣消聲器處聽(tīng)到漏氣 聲，說(shuō)明排氣門(mén)不密封。
5）如在散熱器加水口處看到有 氣泡或聽(tīng)到漏氣聲，說(shuō)明氣缸襯墊不 密封造成氣缸與水套相通。
6）如在相鄰氣缸火花塞口處聽(tīng) 到漏氣聲，說(shuō)明氣缸墊在該兩缸之間 處燒損竄氣。
7)如在加機(jī)油口處聽(tīng)到漏氣聲， 說(shuō)明氣缸活塞配合副不密封。
四、故障實(shí)例
故障現(xiàn)象：一輛桑塔納2000GSi轎車，搭載AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程 為8萬(wàn)km。該車?yán)滠嚂r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作一 切正常，當(dāng)水溫升高至正常工作溫度 后，發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力、 油耗偏高現(xiàn)象。接車后,維修人員首先 向用戶了解此車在故障出現(xiàn)前后是否 有異常情況。據(jù)客戶反映,該車在一家 修理廠做過(guò)一次常規(guī)保養(yǎng)，更換了火 花塞、三濾和機(jī)油等易耗品，之后不久 就出現(xiàn)了這種故障現(xiàn)象。
故障診斷與排除：發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不 足的主要原因有節(jié)氣門(mén)調(diào)整不當(dāng)，不 能全開(kāi):空氣濾清器堵塞；燃油壓力 過(guò)低；氣缸缺火；點(diǎn)火正時(shí)不當(dāng)或高 壓火花弱；空氣流量傳感器、水溫傳 感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器故障；噴油 器堵塞或霧化不良；EGR系統(tǒng)工作 不良；氣缸壓縮壓力過(guò)低或配氣正時(shí) 失準(zhǔn)；排氣受阻，在發(fā)動(dòng)機(jī)加載時(shí)，進(jìn) 氣歧管真空度明顯偏低等。
維修人員決定先進(jìn)行常規(guī)檢查。 使用解碼器讀取故障碼，發(fā)現(xiàn)無(wú)故障 代碼。將加速踏板踩到底，節(jié)氣門(mén)能 夠全開(kāi)?？諝鉃V清器無(wú)堵塞情況。用 燃油壓力表測(cè)量燃油系統(tǒng)壓力，在正 常范圍內(nèi)。使用點(diǎn)火正時(shí)燈檢查點(diǎn)火 正時(shí)，在熱車后的怠速及加速時(shí)都符 合要求。拆下各缸火花塞，發(fā)現(xiàn)上面 均有少量積碳，于是更換新件，換完 之后試車，故障依舊。接下來(lái)用氣缸 壓力表測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸壓力，發(fā)現(xiàn) 3缸壓力明顯偏低，只有600kPa左 右，其余各缸壓力也只有900kPa左右。
發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)缸壓偏低的現(xiàn)象，常 見(jiàn)原因主要有氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)、話塞環(huán) 磨損等，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)解體進(jìn)行檢 査。拆下氣缸蓋后，發(fā)現(xiàn)3缸進(jìn)氣I ] 有輕微的彎曲變形，活塞上還有與氣 門(mén)碰撞頂出的痕跡。正常情況下，活 塞與氣門(mén)不會(huì)發(fā)生碰撞，除非當(dāng)活塞 由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣門(mén)由于 回位不及時(shí)等原因造成氣門(mén)與活塞 相撞。檢查3缸氣門(mén)導(dǎo)管、液壓挺柱 均未發(fā)現(xiàn)異常，只是各缸氣缸壁上有 輕微的拉傷。因該車水溫一直正常， 由此分析故障原因是更換了劣質(zhì)機(jī) 油。如果機(jī)油粘度較低，潤(rùn)滑油膜容 易破壞，在高溫摩擦表面上不易形成 足夠厚度的油膜，機(jī)件得不到正常潤(rùn) 滑會(huì)增大磨損。另外，劣質(zhì)機(jī)油會(huì)使 氣缸密封作用下降，氣缸漏氣使得缸 壓下降，同時(shí)因發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低汽車 會(huì)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力現(xiàn)象。
為什么該車在冷車和熱車時(shí)會(huì) 出現(xiàn)不同狀況呢？當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較低 時(shí)，機(jī)油比較粘稱1基本上可以滿足 潤(rùn)滑需要。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后，機(jī) 油粘度降低，發(fā)動(dòng)機(jī)得不到充分潤(rùn) 滑，致使氣門(mén)發(fā)卡，氣缸拉傷。
維修技術(shù)人員更換了 3缸氣門(mén)、 氣門(mén)導(dǎo)管和各缸氣門(mén)油封后，又更換 了原廠機(jī)油。上路行駛200km之后， 客戶感覺(jué)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況明顯好轉(zhuǎn)， 加速、爬坡時(shí)汽車功率大增，油耗也 有所降低?；貜S檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓 力，發(fā)現(xiàn)3缸壓力增加到750kPa,其 他缸缸壓也有所提高。
五、結(jié)束語(yǔ)
氣缸密封性與氣缸體、氣缸蓋、 氣缸墊、活塞、活塞環(huán)和進(jìn)排氣門(mén)等 零件的技術(shù)狀況以及機(jī)油品質(zhì)有關(guān)。 在發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中，由于這些零件 磨損、燒蝕、結(jié)焦或積碳，導(dǎo)致氣缸密 封性下降，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，燃油 消耗率增加，使用壽命大大縮短。利 用氣缸壓力表檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓 縮壓力，可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障原因進(jìn) 行分析和判斷，特別是對(duì)造成氣缸 密封性故障的檢測(cè)更為有效。
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