汽車維修常用無損檢測技術應用研究

徐征　李強 田志剛 朱奇林

【摘要】針對現代汽車采用了大量的新技術、構造較為復雜，導致出現故障原因、部位判斷困難的問題，利用X光射線透視、超聲波檢測、工業內窺鏡等無損檢測技術，檢測各種金屬、非金屬材料機械部組件、電氣元件、電路板的技術狀態，能夠為科學準確確定故障部位提供技術支持，有利于提高汽車故障檢測效率和維修質量。

【關鍵詞】汽車維修；無損檢測

一、無損檢測技術在汽車維修領域的應用需求與發展前景

目前，在汽車上大量采用了機電液一體化技術，以及基于CAN總線的信息管理與控制技術，操作越發簡便，性能也得到極大地提升。但是，相對于傳統的以機械為主的部件或系統，現代的汽車技術體現出系統集成度高、信息化程度高的特點，一旦發生故障，其產生的原因更加復雜，往往缺乏有效地技術手段進行故障部件的檢測，因此難于判斷，只能通過全面拆解發現和解決問題，結果導致故障排除周期過長，影響了汽車的正常使用。如某型家用轎車采用了綜合電子系統，發動機在起動時需要檢查溫度、壓力、轉速等多種信號，同時依靠基于電磁吸附原理的調速器控制供油，若某一環節出現異常，就會影響汽車起動。而這涉及到傳感器、線路、油路、油量控制機構多個元器件和部件，通過觀察很難判斷。

針對上述問題，較好的解決途徑就是應用和發展無損檢測技術。在不拆解和破壞汽車部件的基礎上，對汽車的各種金屬、非金屬材料機械部組件、電氣元件、電路板利用無損檢測技術獲取相關圖像，通過圖像分析提取故障特征，發現機械零部件損壞或產生的早期缺陷、線路斷路或短路、電子元器件失效、非金屬零部件的老化等故障原因，為故障檢測提供技術支持，使故障原因判斷科學、準確。無損檢測能夠輔助維修人員及時判斷并排除故障，快速恢復汽車完好性，大大縮短維修時間，提高維修質量，具有巨大的經濟效益和廣闊的應用前景。

二、汽車維修領域常用無損檢測技術適用性分析

目前，X光射線透視、超聲波檢測、工業內窺鏡是當前汽車維修領域常用的三大無損檢測技術。各檢測技術適用范圍和優缺點都有所不同，為此，要根據汽車部組件結構材料的特點，同時兼顧人員使用安全性和便捷性，分析上述幾種無損檢測技術性能指標，確定適合應用于汽車故障檢測的相應技術及檢測儀器。

（一）X光射線透視檢測技術分析

基于X光射線透視檢測技術的汽車檢測儀器主要為X射線機，該儀器可以分為固定式和便攜式兩類。固定式X射線機的高壓發生器和X射線管分開設置。便攜式X射線機的高壓發生器和X射線管則不分開，都設置在射線柜內，沒有整流裝置及高壓電纜，較為輕便。目前，國產攜帶式X射線機重量一般不超過40Kg，最大尺寸（長、寬、高）一般不超過700mm，以A3鋼材為參照穿透能力最大能夠達到60mm，最大功率一般不超過3.5Kw，能夠生成零部件內部圖像，效果較好。但X光射線透視檢測技術要通過膠片成像，需要建有曝光暗房，另外需要通過延時曝光或專用防護裝置保證操作者安全，操作者需要經過專門培訓取得崗位資質證書。

（二）超聲波檢測技術分析

超聲波檢測主要基于材料表面及內部缺陷對超聲波傳播的影響，在不破壞檢測材料的前提下，發現其表面及內部的夾渣、裂紋、氣泡等缺陷，具有成本低、靈敏度高、設備輕便易操作、穿透力強[1]、對人體沒有傷害、檢驗速度快等優點。目前，國產超聲波檢測儀可以檢測各種金屬和非金屬材料，體積較小可以手持操作，重量一般不超過5Kg，穿透能力范圍0-4500mm，最大尺寸（長、寬、高）一般不超過300mm，采用普通二號電池或高能鋰電池作為電源。但是超聲波檢測難以生成高質量的圖像，因此對內部構造復雜的零部件檢測效果不好。

（三）工業內窺鏡檢測技術分析

工業內窺鏡能夠對不易直接觀察的封閉零部件空間內表面進行檢測，還能夠用于高溫、有毒等特殊環境的檢測，基于成像形式可以為：光學鏡、光纖鏡、電子鏡三類，按照體積大小可以分為固定式、手持便攜式兩類[2]。目前，國產手持便攜式內窺鏡重量一般不超過5kg，體積較小，采用電池作為電源，探頭直徑一般為6-8mm，能進行360°的方向檢測，可以在自帶液晶顯示屏上直接生成檢測圖像，也可以通過USB2.0、AV輸出等多種接口與照相機、攝像機或電子計算機耦接，組成照相、攝像和圖象處理系統，從而進行視場目標的監視、記錄、貯存和圖象分析。工業內窺鏡優點是結構小巧、使用方便，能夠實時成像且效果較好、便于分析判斷，但是對于零件材料內部缺陷、零件表面肉眼無法分辨的缺陷很難檢測。

三、適用于無損檢測技術的汽車零部件分析

（一）適用于X光射線檢測的零部件

X光射線檢測技術適用于各種汽車零部件材料，還能夠發現汽車零部件材料內部缺陷，有較好的成像效果，能夠檢測汽車底盤系統鑄造件及焊接件，如氣缸蓋、輪轂、曲軸、傳動軸、凸輪軸、各種軸瓦、懸掛系統機件、轉向系統支架、變速器殼體、軸類與齒輪零件的焊接、管類與軸類零件的焊接，可對汽車輪胎簾線[3]進行檢測，還可以針對汽車控制計算機、連接線路等進行電子器件焊接可靠性、金屬多余物檢測。

（二）適用于超聲波檢測的零部件

超聲波能夠檢測各種材料的汽車零部件，檢測精度高，穿透性好，設備小巧便于使用且對人體無害，但是不能生成直觀的檢測圖像，而且對于內部結構復雜或表面粗糙的零部件較難檢測，對于奧氏體材料的零部件也難以檢測。適用于超聲波檢測的汽車零部件包括：各種軸桿類零件，如發動機曲軸、挺桿，各種軸瓦，發動機活塞及進排氣門；各類焊接件，如懸架機件，車輪輪輞等。

（三）適用于工業內窺鏡檢測的零部件

工業內窺鏡可以手持攜帶，可采用電池供電便于室外條件下使用，不受零部件材料限制，較為方便快捷，但是無法檢測零部件材料內部缺陷。適合進行內窺鏡檢測的汽車零部件主要有：各種管路，液壓部件（如油泵、閥體等），發動機消聲器、曲軸箱、油箱、汽缸，水箱，差速器，傳動箱，空調系統，離合器等。

參考文獻：

[1]王紅云.基于超聲波的無損檢測系統研究[J].儀表技術，2013（3）：29-31

[2]張攜.工業內窺鏡檢測設備技術的發展[J].航空維修與工程，2009（5）：34-35

[3]原培新.數字圖像處理在汽車輪胎X射線檢測中的應用[J].CT理論與應用研究，2007（2）：48-51