如何有效检测气缸压力以保证发动机顺畅工作？

一、情境描述

一辆北京现代悦动轿车，客户反映，自己的轿车动力不足，加速无力，燃油、机油消耗快，排气管冒蓝烟，需要进行检查修复。

二、相关知识

（一）气缸压力故障原因

（1）活塞环的侧隙、开口端隙过大，或气体开口的迷宫路线变短，或活塞环的第一密封面被磨损后，其密封性变差。

（2）活塞与气缸磨损过大，使配合间隙增大，活塞在气缸内运动摇摆，影响活塞环与气缸的良好贴合密封。

（3）因活塞环结胶、积炭而卡在活塞环槽内，使环的自身弹性不能发挥，失去了气环与气缸壁的第一密封面。

（4）当气缸拉伤后，活塞环与气缸的密封被破坏，造成气缸压力低；装用了不匹配的活塞，如有的发动机选用的活塞顶部凹坑深度不一，用错后将影响气缸压力。

（5）气缸垫冲坏、气门座圈松动、气门弹簧折断或弹力不足、气门与气门导管因积炭或间隙过小使气门上下运动受阻等，导致气门密封不严。

（6）正时齿轮安装错误、齿轮键槽不正确、正时齿轮损坏或磨损过甚、凸轮轴正时齿轮上的轮廓与轮松动等，导致配气相位不正确。

（7）使用了不匹配的气缸盖，如有的气缸盖燃烧室容积可能不同，若装错会影响气缸压力；进、排气门间隙调整不当，或与气门座密封不严，或测试气缸压力时操作不当。

（二）气缸压力检测（见图2.17）

图2.17　气缸压力检测

通过检测气缸压力，可以诊断气缸、活塞组的密封情况，活塞环、气门、缸垫等密封是否良好，以及气门间隙调整是否适当等。

为确保发动机具有一定的动力性和经济性，汽油机气缸压力应不低于原厂规定标准值的10%，柴油机不得低于原厂规定标准值的20%。同时，为保证发动机平稳工作，各缸压力差，汽油机不得超过10%，柴油机不得超过8%。测得的气缸压力如超过原厂规定标准值的10%，多是因燃烧室内积炭过多，缸垫过薄或缸体、缸盖磨削过甚，活塞配缸间隙过大等造成的。

三、任务实施

（一）任务实施环境

1.现场设备、工量具等准备（见表2.13）

表2.13　现场设备、工量具等准备

2.技术要求（见表2.14）

表2.14　技术要求

注意：各缸压差不大于300kPa，具体参考维修手册。

（二）任务实施步骤

（1）气缸压力测量准备。

①蓄电池电力充足。

②用规定的力矩拧紧气缸盖螺栓。

③彻底清洗空气滤清器或更换新的空气滤清器。

④发动机达到正常的工作温度（水温80℃～90℃，油温70℃～90℃）。

⑤用起动机带动发动机运转（卸除全部火花塞），转速为200～300r/min，或按原厂规定。(www.xing528.com)

（2）先用压缩空气吹净火花塞周围的脏物。

（3）拆下全部火花塞。对于汽油机还应把点火系统次级高压线拔下并可靠搭铁，以防止电击或着火。

（4）把专用气缸压力表的锥形橡皮头插在被测量气缸的火花塞孔内，扶正压紧。

（5）将节气门（有阻风门的还包括阻风门）置于全开位置，用起动机带动曲轴转动3～5s（不少于4个压缩行程），待压力表表针指示并保持最大压力读数后停止转动。

（6）取下压力表，记下读数。按下单向阀使压力表指针回零。按此法依次测量各缸，每缸测量次数不少于2次，每缸测量结果取算术平均值，与标准值相比较，分析结果，判断气缸工作状况。

测量数据填入表2.15中。

表2.15　测量数据

四、拓展知识

汽车发动机气缸压缩压力波形的分析方法

一辆长安之星汽车在行驶途中突然熄火，再也不能起动，经检查：有高压火，喷油器有油喷出。用Pico示波器连接WPS500X压力传感器测气缸压力，如图2.18所示。

从图2.18中可以看出：气缸的压缩压力能达到10bar^[1]。单看最高压力值的话，对于这辆车来说气缸压缩压力是很好的。这时，如果使用机械压力表或数字式的压力表测量，看到有10bar的压缩压力，你可能会认为发动机机械方面没有什么问题。但我并不这么认为，因为我在压缩波形图中发现了问题所在。

图2.18　测量气缸压缩压力波形

再来给大家看一张正常的气缸压缩压力波形图，如图2.19所示。

从图2.19中可以看出：

图2.19　正常的气缸压缩压力波形

注释1：活塞到达上止点后，做功行程开始，此时的压力不是陡直地下降，而是随活塞向下移动、偏移，斜斜地下降。

注释2：压缩行程的波形弧度和做功行程的波形弧度是相同的（即两边宽度一致，对称）。

注释3：活塞在做功行程下降到一定程度时会出现负压。这实际上是由于此时气缸内没有真正的做功而形成的（此时的气缸内没有燃烧，我们可以把它看作是一个抽气机，所以当活塞下降到一定程度时会出现负压）。

下面再来看我们所测得的故障波形，如图2.20所示。

图2.20　故障波形分析

图2.21所示为故障波形的局部放大图。

图2.21　故障波形的局部放大图

可以看出：故障波形跟正常波形对比之后，明显地说明发动机存在机械问题。从故障波形上我们可以看出，气缸内的最大压缩压力能达到10bar，说明气缸密封性是好的，在压缩行程进、排气门也是关闭的，问题在于做功行程气缸内的压力下降过快。

检查到这里，则说明是正时出现了问题。安排技工检查正时，经检查验证了上述判断。故障原因：正时跳齿造成进、排气机构工作错乱，更换正时皮带和张紧轮之后故障排除。

五、任务总结

要求掌握气缸压力的检测方法，了解气缸压力检测的注意事项；能够进行气缸压力的检测，能够参照维修手册做出维修判断。