氣缸壓縮壓力的測量在發動機故障診斷中的運用

邱宗敏，金洪衛

（浙江交通職業技術學院，浙江 杭州 311112）

氣缸的密封性，是表征發動機技術性能的重要指標。氣缸的密封性下降，將造成發動機動力性下降、經濟性惡化、排放污染增加及工作不穩定等后果。氣缸的壓縮壓力，是診斷氣缸密封性的主要參數。在我們對汽車發動機進行故障診斷時，根據氣缸壓縮壓力測量的數據，可以判斷氣缸的密封性，繼而分析診斷出發動機相應的故障原因。

1 氣缸壓縮壓力的測量方法

1.1 氣缸壓力表

氣缸壓力表是檢測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。壓力表頭的驅動元件是一端活動、一端固定的一根扁平的彎成圓圈狀的管子。彎管內進入壓力時，彎管便伸直，活動端有杠桿和齒輪傳動機構與表盤上指針連接，指針轉動，在表盤上指示出壓力的大小。

（2）接頭。壓力表接頭通過導管與壓力表頭相連通，測量時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。

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

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

1.2 氣缸壓縮壓力的測量方法

測量氣缸壓縮壓力的步驟如下所述：

（1）將發動機運轉至正常工作溫度（一般冷卻水溫80～90℃）后熄火。

（2）汽油機將火花塞全部拆除，將節氣門全開；柴油機將全部噴油器拆除。

（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。啟動發動機，使曲軸轉動3～5 s（轉速應符合原廠規定）。

圖2 氣缸壓縮壓力的測量

（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，同時使發動機停止轉動，

（5）按下單向閥按鈕，使壓力表指針回零。

（6）對發動機各缸的壓縮壓力，按上述方法依次進行測量，每缸測量2～3次，求出算術平均值。將測量數據與規定標準值比較分析。若發現某缸壓力偏低時，可從火花塞（噴油器）孔中加入20～30 mL新機油后再測量，將兩次的測量數值，進行分析比較。

1.3 氣缸壓力的診斷標準

以發動機處在海平面為準，汽油機的氣缸壓縮壓力，應符合原廠規定的范圍，或不低于原廠規定標準值的10%，各缸的壓力差，應不超過其平均值的10%。柴油機的氣缸壓縮壓力，應符合原廠規定的范圍，或不低于原廠規定標準值的20%，各缸的壓力差，應不超過其平均值的8%。

數種常見車型的發動機氣缸壓縮壓力標準值，如表1所列。

表1 數種車型發動機的氣缸標準壓力值

1.4 測量結果分析

當測得的氣缸壓縮壓力值不符合標準要求時，可根據測量結果分析其原因。

（1）如果測得的氣缸壓縮壓力偏高，超過原廠規定的標準壓力值，一般為燃燒室內積炭過多、氣缸襯墊過薄、缸體與缸蓋結合平面經多次修理后磨削過甚等原因，造成燃燒室容積變小，而發動機壓縮比增大所致。

（2）如果測得的氣缸壓縮壓力偏低，低于原廠規定的標準壓力值，可向該缸火花塞（噴油器）孔內注入20～30 mL新機油后再測量。

如果第二次測出的壓力值接近標準壓力值，比第一次高，一般為活塞與氣缸磨損過度、活塞環磨損過度、各環端隙對口竄氣、環斷裂卡死、氣缸壁拉傷漏氣等原因，導致氣缸與活塞間密封不嚴。

如果第二次測出的壓力仍比標準壓力值低，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，導致進、排氣門關閉不嚴所致。

另外，氣缸襯墊燒損，也會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結果都很低，表明是氣缸襯墊兩缸相鄰處被燒損竄氣。

3 故障診斷實例

3.1 故障現象

一輛2003年生產的上海桑塔納汽車，裝配AJR發動機，行駛里程12萬km。車主反映該車冷啟動困難，要反復啟動幾次。啟動后，怠速抖動厲害，加速無力，容易熄火。

3.2 故障診斷

維修人員首先對汽車進行故障重現。啟動發動機，發現啟動機旋轉有力，但發動機不能順利啟動，用萬用表檢查了蓄電池的電壓，數字顯示11.6 V，電壓正常。用大眾V.A.G1552診斷儀檢查發動機的電控系統，無故障碼顯示。

因為發動機不易啟動，怠速抖動，懷疑某缸沒有工作，經檢查點火系統、火花塞及高壓線，均無異常。對發動機啟動幾次，進入怠速狀態后，作單缸斷火法試驗，當斷開第四缸點火后，發動機轉速稍有下沉，但無明顯變化。

分析上述現象顯示，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，漏氣嚴重。用手觸摸第四缸的進氣管溫度，明顯比其他缸高，初步判斷為氣門密封不嚴。

為進一步確定故障部位，決定對氣缸的壓縮壓力進行測量。4個缸的測量結果，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新機油后再測，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，發現第四缸活塞頂部有與進氣門碰壓痕跡，分析為氣門不能完全回位落座關閉所致。拆下第四缸進氣門，首先檢查氣門彈簧并無異常，進而檢查氣門，無變形與異常磨損，與氣門導管配合正常，檢查液壓挺柱工作也正常，與座孔配合也無發卡等現象。

最后再仔細檢查氣門彈簧，發現該缸的進氣門彈簧與其他氣門彈簧圈數不一樣，而且彈力偏小。更換第四缸進氣門彈簧后試車，故障排除。

關于第四缸的進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，前幾個月啟動不了，拖到一個小修理廠修理過。發現是氣門卡死，進行修理后，沒多久就出現了上述故障現象。估計是上次在更換氣門彈簧時，修理工錯用了不同規格的彈簧。

4 結束語

從這例故障的診斷過程中，我們看到了氣缸壓縮壓力的測量，對故障的最后確診，起到了關鍵的作用。如果該故障不能確診，還需要進行油壓測量、積碳清洗、噴油器清洗等檢修項目，勢必會擴大檢修范圍，增加車主的維修費用。對氣缸壓縮壓力的測量，設備簡單，操作方便，測量結果直觀，無疑是我們進行汽車發動機故障診斷的有力手段。

[1]陳銳榮.汽車發動機構造與維修[M].北京：機械工業出版社，2011.