任賀新

發動機內部機械故障有很高的比例是燃燒室密封性問題,例如進排氣門關閉不嚴、活塞環斷裂、拉缸等。維修人員通常使用氣缸壓力表來判斷氣缸燃燒室的密封性,然而這種方法有所欠缺,具體表現為以下2個方面。
(1)氣缸壓力表內置了單向閥,測量結果是多個壓縮沖程的累積壓力,對燃燒室輕微漏氣不敏感。
(2)即便檢測到氣缸壓力明顯偏低,也無從判斷漏氣部位,只能分解發動機做進一步檢查。
氣缸漏氣量測量儀恰好彌補了氣缸壓力表的不足,它能夠準確、快速地診斷燃燒室密封性問題,即便是輕微泄漏也能檢測出來;獨特的雙壓力表設計可計算燃燒室的泄漏率,不僅如此,根據漏氣聲的位置還能免拆判斷燃燒室的泄漏點。

圖1 博世OTC5609C型氣缸漏氣量測量儀的主體結構

圖2 博世OTC5609C型氣缸漏氣量測量儀的附件
如圖1所示,博世OTC5609C型氣缸漏氣量測量儀的主體結構主要由2個壓力表、調壓閥及接口等部分組成;如圖2所示,其附件包括1根配有14 mm轉接頭、50 cm長的軟管和3個轉接頭(尺寸分別為10 mm、12 mm及18 mm),可用于適配所有汽油發動機的火花塞安裝孔。博世OTC5609C型氣缸漏氣量測量儀的具體使用方法如下。
(1)拆除所有氣缸的火花塞,用工具轉動曲軸,直到目標氣缸達到壓縮上止點。
(2)根據火花塞尺寸選擇合適的轉接頭,將設備通過軟管連接至火花塞安裝孔。旋轉調壓閥,關閉進氣通路,連接氣源。
(3)緩慢打開調壓閥,使高壓氣體進入氣缸,此時壓力表1顯示充注壓力(一般充注至70 psi~100 psi,1 pis=6.895 kPa),壓力表2顯示泄漏壓力,可用于計算燃燒室的泄漏率。比如壓力表1為100 psi,壓力表2為90 psi,則燃燒室的泄漏率為10%,計算公式為

由于活塞環無法完全密封燃燒室,允許少量氣體從活塞組和氣缸壁之間泄漏,所以泄漏壓力會略低于充注壓力。根據筆者的使用經驗,正常氣缸的燃燒室泄漏率約為1%,如果泄漏率遠高于1%,說明燃燒室密封不良。
細節1 為何要讓目標氣缸處于壓縮上止點?
發動機的一個工作循環有4個沖程,運行過程中活塞和氣門的位置會不斷變化,當活塞位于壓縮上止點時,進、排氣門都是關閉的,燃燒室處于封閉狀態,所以這個時候最適合測試氣缸燃燒室的密封性。
細節2 如何找到氣缸的壓縮上止點?
將1根較長的直鐵絲插入火花塞安裝孔,直到頂住活塞頂部;用工具轉動曲軸,當鐵絲向上移動時,說明氣缸在壓縮或排氣沖程,而處于壓縮沖程時,會從火花塞安裝孔向外吹氣,這時慢慢地轉動曲軸,直到鐵絲升到最高點,這樣就找到了壓縮上止點。
細節3 為何能顯示泄漏壓力?
如圖3所示,2個壓力表之間有1個經過校準的節流孔,用于限制注入氣體的流量。對于壓力表2來說,一方面通過節流孔注入高壓氣體,另一方面通過不完全密封的燃燒室泄漏氣體。節流孔的作用是,讓注入壓力表2的氣體流量等于正常氣缸燃燒室的氣體泄漏量。換句話說,如果一個氣缸的燃燒室能夠正常密封,沒有異常的泄漏點,理論上2個壓力表的壓力值應該相等;而實際上,由于各款發動機之間有差異,工具制造和測量也有誤差,所以壓力表2的指示可能低于壓力表1。如果對標準泄漏量有疑問,建議與正常氣缸作對比。

圖3 氣缸漏氣量測量儀的內部結構示意
如圖4所示,氣缸燃燒室周圍連接了3個腔室,分別是進氣歧管腔室、排氣支管腔室及曲軸箱腔室。如果燃燒室密封不良,氣體將泄漏至周圍的腔室,依據漏氣聲的位置可判斷泄漏點。可能的泄漏點有:進氣門及其氣門座圈;排氣門及其氣門座圈;活塞與氣缸壁接觸部位;氣缸墊。具體診斷方法如下。
(1)若進氣門處密封不嚴,氣體將泄漏至進氣歧管腔室,可從節氣門處聽到漏氣聲。
(2)若排氣門處密封不嚴,氣體將泄漏至排氣支管腔室,拆掉前氧傳感器,可從傳感器安裝孔處聽到漏氣聲。
(3)若活塞與氣缸壁接觸部位密封不嚴,氣體將泄漏至曲軸箱腔室,可從機油尺導管或機油加注口處聽到漏氣聲。
(4)若氣缸墊密封不嚴,氣體將泄漏至水道或鄰近氣缸,此時可觀察冷卻液膨脹罐內是否冒泡,或者鄰近氣缸的火花塞孔是否向外吹氣。

圖4 氣缸的結構示意
建議用帶有長導管的漏斗輔助聽聲音,將導管放在想要探聽的部位,再把漏斗罩在耳朵上。一方面漏斗可聚攏聲音,起到擴音的效果,另一方面長導管使用起來更靈活便利。
氣缸漏氣量測量儀可用于精準分析燃燒室密封性問題,并能免拆診斷燃燒室的泄漏點,是一款很實用的診斷工具!