上止点相位对研究内燃机工作过程和进行有关参数的计算有重要的影响,若上止点位置偏差1°CA,就可能使平均指示压力产生约5.5%的误差和平均扭矩约5%的误差。由于种种原因,使得内燃机在工作时的上止点相位与静态上止点相位存在差异,因此需要对上止点相位进行重新确定。确定上止点相位的方法很多,常见的有以下几种:

这种方法是以发动机飞轮上的静态上止点标记为基准,用盘车使活塞(多缸机以第一缸为主)到达气缸最上部后再下行,用千分表按等行程中点法仔细找出活塞最高点,即为上止点。如磁电法、闪光停像法等。

这种方法是采用适当的传感器对动态上止点直接进行测量。图1是利用电容变化进行动态上止点测量的原理图,传感器电极和壳体之间有绝缘套,电容传感器装在缸盖上。当活塞顶运动到上止点时,传感器上的定极板与活塞(电容动极板)之间的电容量最大。因此利用电容测量装置即可得到活塞上止点信号。

倒拖法又叫气缸纯压缩线法。这种方法是测量不供油时的气缸压缩线(对多缸机可用停缸法制取,对单缸机用电机拖动),在靠近曲线上端作若干条平行于大气压力线的直线,连接这些直线的中点即可得到上止点线(如图2所示)。通常认为这条压力线是对称的,但实际上由于气缸内的压缩气体和气缸壁的热交换在压缩与膨胀过程中并非等同,以及不可避免地存在少量泄漏,所以压力曲线并不对称。因此按上述方法所获得的上止点线可能不垂直,与大气压力线有一定的差角Δα。采用这种方法时,平行线越靠近曲线上端,则所得上止点精度越高。

以上三种方法中,静态上止点定位精度较低,动态上止点测量精度最高,但需要附加测量装置,且测量结果受环境影响较大。倒拖法几乎不需要附加测量装置(对单缸机需电机拖动),且精度较高,是动态情况下获取上止点的较适用可靠的方法。尤其是在野外测量的情况下,可以减少由于电路或转速引起的误差。

精确确定活塞静态上止点,对理论研究、使用维修都具有重要意义。它是发动机配气相位和供油、点火提前角的基准,它们的数值是否精确,因而直接影响发动机的工作性能。例如,上止点位置误差0.2°曲轴转角,气缸平均指示压力的相对误差可达1-2%。而且在诸如示功图热力分析计算等内燃机理论研究方面的定量精度上也至关重要。

目前确定活塞上止点位置的常规方法,最广泛的是用百分表找最大值法。

这种方法是先将百分表指针靠紧在活塞顶部,再轻轻转动曲轴使活塞上升,当表针指示最大值时即为活塞上止点,作出相应的飞轮记号即可。这种方法的最大缺点是测量时需在上止点附近微量来回摇动曲轴,以判断百分表最大值位置。

由上述可知,在上止点附近,曲轴转过较大角度时其活塞的位移变化却很小,如481型发动机,当曲轴偏离上止点1°转角时,活塞位移变化仅为0.0121mm,偏离5°转角时位移也只有0.2414mm。因此有时曲轴已偏离上止点位置转过一微小角度,但活塞位移在百分表上几乎没有反映。这种人手的微量转动操作,特别是对技术不熟练的人,也较难进行控制,往往活塞已越过最高点,而无法捕捉到百分表上的最大数值。用这种方法测量,由于只测量一次,故无法消除因曲柄连杆机构配合件不均匀磨损引起的测量误差,特别是测量时需要微量摇动曲轴,更增加了百分表在上止点读数的波动性。