压缩引燃发动机

LaVision最新推出EngineMaster inspex 系列产品用于在真实量产发动机上进行气缸内内窥式成像测量。 可以采用内窥式成像对发动机缸内运行过程进行可视化观测，从而对接近量产发动机运转状态进行优化。采用内窥镜的锁孔成像是一种“微创”技术，可用于缸内实时监测如燃料喷射注入，引燃，燃烧和碳烟生成等过程。和常规的压力传感信号相结合，内窥式成像将发动机运行效能和排放与缸内现象如预引燃，缸壁湿润以及颗粒物生成关联起来了。 EngineMaster inspex 产品序列的设计目标就是为发动机缸内喷雾和燃烧提供一种即开即用的可视化测量手段。系统包含了所有必须的部件：高分辨率数字彩色相机，配有成像内窥镜，内窥式喷雾和背景照明器件，发动机缸体密封插件，同步电子控制器和用于记录和成像可视化软件平台。系统具有三种可选型号，以适应各种不同层次的应用需求，最高可实现高速时间和完全曲轴角分辨成像测量。

2009年2月17日，Hexagon计量产业集团麾下Messtechnik Wetzlar在德国MTU航空发动机公司“计量效率提升”项目中笑到了最后，该项目的目标是通过在叶盘测量中引进高效的测量技术以达到降低成本的目标。 叶盘是航空发动机的叶片转子，采用整体制造技术而取代了过去的多个部件的组合。 “计量效率提升”项目的目标对叶片轮廓和轮盘形状的测量时间减少30%。 Messtechnik Wetzlar所提供的系统包括QUINDOS软件和配备转台的Leitz PMM-C 161210P测量机。除了高性能、高效率的QUINDOS与Leitz PMM-C测量机，区别于其他对手，Messtechnik Wetzlar在叶盘方面无可匹敌的测量专业经验，成为其赢得竞争的关键因素。 QUINDOS-Leitz系统的组合，从六个竞争对手中脱颖而出。Wolfgang Meister，来自MTU的质量项目代表所给出的评价是： 测量时间显著减少，在进行样件测量中，整个测量时间降低了65%，并且测量过程可靠。在叶片轮廓的测量中，时间减少了75 %。 基于强大的Leitz PMM-C 扫描功能和QUINDOS软件，使得整个系统提供了稳定的测量功能。 提供了必要的接口与测量功能。 通过接口，该方案能够与MTU航空发动机的数据链进行关联。 Wolfgang Meister补充道：“利用这一方案，MTU航空发动机能够在将来显著减少投入和制造成本。对于系统的改变已经引入到叶盘的测量中，第一套测量系统也已经到位。联合的验证与系列引进计划也提到了日程。” 竞争展示的成功象征着Messtechnik Wetzlar – Hexagon计量产业集团动力总成能力中心的实力 – 是航空工业测量复杂形状部件的明智选择。该项目的成功也进一步强化了Hexagon计量产业集团在该领域的地位。 MTU航空发动机公司是德国领先的航空发动机制造商，是该领域全球最大的公司之一，并通过其分支机构遍布全球所有重要的国家和地区。在其民用航空发动机市场，MTU与全球最大的航空发动机公司合作 – 通用电气、普惠和罗罗公司。在军用发动机市场，MTU是德国几乎所有空军航空发动机的合作伙伴，并成为欧洲主要军用航空发动机项目中的关键角色。MTU是全球最大的民用航空发动机维修独立服务供应商，并在高压压缩机、低压汽轮机的制造与维修领域技术领先。该公司2007年营业收入26亿欧元，拥有大约7,100名员工。 欲了解更多详情欢迎访问海克斯康官方网站http://www.hexagonmetrology.com.cn

故障现象 一辆2005款宝马740Li车，搭载N62B40A发动机，累计行驶里程约为26.3万km。热机状态下将发动机熄火，约10 min后重新起动，发动机偶尔会怠速抖动；将发动机熄火后立即重新起动，发动机工作正常，且车辆行驶一切正常。该车因上述故障在其他维修厂维修，维修人员用故障检测仪检测，提示气缸4失火，调换点火线圈和火花塞后试车，故障依旧；测量气缸压力，也正常；接着又更换了喷油器、VANOS电磁阀及VANOS执行器，但故障依旧，于是将车开至我厂寻求技术支持。故障诊断 接车后反复试车，故障出现。用故障检测仪检测，读得故障代码“29D3 DME熄火，7缸”，读取发动机运转平稳性数据，发现气缸7的运转平稳性数值为5.71，偏大，说明气缸7发生失火。用pico示波器和WPS500X压力传感器测量排气脉动和气缸7的点火波形（图1），分析可知，气缸7点火后180°曲轴转角与360°曲轴转角之间的排气脉动异常，而此阶段正好对应气缸7的排气行程，这进一步验证气缸7发生失火。之前是气缸4失火，现在怎么会变成气缸7失火了呢？观察气缸7的点火波形（初级点火波形），排除点火系统故障的可能。图1　排气脉动和气缸7的点火波形 测量故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形（图2），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形叠加工具，输入点火顺序可以生成发动机工作循环图，红色区域为做功行程，灰色区域为排气行程，蓝色区域为进气 行程，黄色区域为压缩行程）进行分析，发现气缸7进气门打开时对应的进气脉动波形下拉明显不足，由此推断气缸7进气不足。图2　故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形 如图3所示，宝马可变气门升程系统通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件来调节进气门升程，调节范围为0.3 mm ~ 9.85mm。分析认为气缸7进气不足是由进气门升程过小引起的，可能的原因有：气门摇臂故障；进气液压气门间隙补偿器（HVA）故障；气门升程调节机构（偏心轴、中间推杆、调节板等）故障；机油压力不足。本着由繁入简的原则，首先测量机油压力。1—气门伺服电动机；2—蜗杆轴；3—复位弹簧；4—槽板；5—进气凸轮轴；6—调节板；7—进气HVA；8—进气门；9—排气门；10—排气HVA；11—排气滚子式气门摇臂；12—排气凸轮轴；13—进气滚子式气门摇臂；14—中间推杆；15—偏心轴；16—蜗轮图3　宝马可变气门升程系统结构 测得热机怠速时（此时故障没有再现）的机油压力约为1 bar（1 bar=100 kPa，图4a），明显偏低（正常为2 bar左右）；将发动机熄火，长时间停放后测得冷机怠速时的机油压力不足1 bar（图4b），异常（正常为4 bar左右）。图4　故障车的机油压力 拆检机油滤芯，滤芯很脏（图5）；拆下机油泵总成，进一步拆解发现溢流阀安装孔壁磨损严重（图6）。诊断至此，推断机油滤芯脏堵及溢流阀磨损泄压导致机油压力不足，使进气HVA偶尔工作不良，气门升程过小，进气量不足，以致发动机热机状态下气缸随机失火。图5　机油滤芯很脏图6　溢流阀安装孔壁磨损严重故障排除 更换机油、机油滤芯及机油泵总成后反复试车，故障不再出现，故障排除。