柴油車故障診斷技術(shù)研究分析

牛彥雷，侯輝

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230001）

關(guān)鍵字：柴油車；故障診斷；研究

前言

柴油機(jī)是車輛的心臟，是整個(gè)機(jī)械的核心動(dòng)力來源。柴油機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在具備燃料利用率高、熱效率高、功率較大、動(dòng)力強(qiáng)勁等優(yōu)勢(shì)。一般用于需要較大馬力的車輛、機(jī)械等。發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理越來越復(fù)雜，關(guān)鍵部位的零部件越來越細(xì)化，也越來越復(fù)雜，這就導(dǎo)致柴油機(jī)發(fā)生故障后的修理難度較大。一旦發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問題，造成車輛故障、機(jī)械停工的后果的成本較大，所以做好柴油機(jī)的故障診斷是解決問題的根本。

1 柴油車發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的問題及解決方法

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力過低

發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力過低是一種比較常見的故障問題。當(dāng)發(fā)生這種故障時(shí)，一般會(huì)引發(fā)潤滑系統(tǒng)故障、軸承磨損嚴(yán)重、冷卻系統(tǒng)故障等問題。潤滑系統(tǒng)發(fā)生故障的類型也分為多種：油底殼缺機(jī)油或油量不足、機(jī)油泵損壞、調(diào)壓閥壓力調(diào)節(jié)不準(zhǔn)、潤滑系統(tǒng)漏油或者油壓表損壞等問題。油底殼缺機(jī)油或油量不足會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的阻力較大，長期工作下導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)受損，不能正常工作。應(yīng)當(dāng)及時(shí)添加機(jī)油至規(guī)定的油量。當(dāng)機(jī)油泵發(fā)生損壞時(shí)，必須立即對(duì)其進(jìn)行維修或者更換。倘若不及時(shí)更換，導(dǎo)致機(jī)油發(fā)揮不了正常的作用，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。調(diào)壓閥壓力調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，要第一時(shí)間調(diào)節(jié)至正常壓力。倘若沒有及時(shí)調(diào)節(jié)，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油壓力過低，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)潤滑系統(tǒng)漏油時(shí)，要及時(shí)的更換零部件。此外，當(dāng)機(jī)油壓力過低時(shí)表示發(fā)動(dòng)機(jī)缺少正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的機(jī)油，導(dǎo)致各接觸面的摩擦力增大，造成軸承的磨損，導(dǎo)致軸承的間隙增大，軸承失去作用。此時(shí)，必須要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的大規(guī)模修理，更換新的軸承等損壞部件。對(duì)于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果差時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先排除冷卻系統(tǒng)的故障，倘若冷卻器被堵塞或者機(jī)油油面過高，需要進(jìn)行清理，并排出多余的機(jī)油，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.2 增壓系統(tǒng)發(fā)生故障

柴油機(jī)的增壓系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以不增大發(fā)動(dòng)機(jī)的排量的情況下，最大幅度的提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭力。在發(fā)動(dòng)機(jī)裝增壓機(jī)之后，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭力都有較大的提升。所以保證增壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行是保證發(fā)動(dòng)機(jī)提供正常動(dòng)力的基礎(chǔ)。但在實(shí)際生活中，增壓系統(tǒng)是比較容易出現(xiàn)問題的一部分。增壓系統(tǒng)所發(fā)生故障的原因一般有增壓壓力較低、增壓器超速、回油溫度過高、增壓器發(fā)出碰撞聲或有強(qiáng)烈震動(dòng)等。出現(xiàn)增壓壓力低的狀況一般是由于空氣濾清器堵塞或者壓氣機(jī)葉輪、擴(kuò)壓器不清潔導(dǎo)致的。必須及時(shí)對(duì)相應(yīng)的部位進(jìn)行清理，保證增壓系統(tǒng)正常工作。倘若增壓器入口溫度較高、環(huán)境溫度較高時(shí)，要調(diào)小油門。當(dāng)增壓器超速會(huì)導(dǎo)致渦輪的排氣溫度過高，這就需要調(diào)整柴油機(jī)的工作狀態(tài)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生噴油環(huán)渦輪葉片積炭等問題時(shí)，要及時(shí)清理零部件，流通量減小時(shí)，要重新調(diào)整并加固，做到工作細(xì)化，保證機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)。回油溫度過高將會(huì)導(dǎo)致渦輪氣封漏氣，增大增壓軸承的接觸面，導(dǎo)致增壓軸承被磨損，同樣需要及時(shí)的更換氣封和軸承。增壓器出現(xiàn)碰撞聲或強(qiáng)烈震動(dòng)的原因是轉(zhuǎn)子油封和固定件、壓氣機(jī)葉輪或渦輪與罩殼或氣封的間隙過小，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生了碰撞，并且還會(huì)導(dǎo)致軸承的磨損。倘若問題較為嚴(yán)重，比如渦輪葉片和壓氣機(jī)的葉片受損，要進(jìn)行拆件更換。

1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)異常排煙

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的排煙進(jìn)行檢查也是診斷問題的重要方式之一。通過排氣顏色可以大體推斷發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的部位，一般可以分為異常排黑煙、異常排白煙、異常排藍(lán)煙。其中異常排黑煙的情況比較常見。導(dǎo)致異常排黑煙的原因大致可以分為三種：進(jìn)排氣系統(tǒng)故障、燃油供給系統(tǒng)故障、機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)。進(jìn)氣道、空氣濾清器不清潔、渦輪增壓器和中冷器不清潔是導(dǎo)致進(jìn)氣系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，所以最重要的是做好清潔工作，其次排氣背壓較高也需要對(duì)排氣管進(jìn)行清潔，及時(shí)的檢查消聲器，保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。噴油管堵塞會(huì)導(dǎo)致燃油霧化不良，從而導(dǎo)致燃油的供給系統(tǒng)發(fā)生故障，此時(shí)應(yīng)當(dāng)清洗噴油管并進(jìn)行調(diào)試，保證其正常運(yùn)行。燃油的品質(zhì)也是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生黑煙的重要因素，倘若持續(xù)產(chǎn)生黑煙，需要考慮更換合格燃油。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生白煙的原因可能是中冷器漏水混入氣缸導(dǎo)致水迅速蒸發(fā)為水蒸氣，形成白煙。此故障需要立即檢修中冷器。發(fā)動(dòng)機(jī)排出藍(lán)煙是由于機(jī)油壓力或者液面過高，導(dǎo)致燃油燃燒補(bǔ)充分，致使發(fā)動(dòng)機(jī)排除藍(lán)煙。應(yīng)當(dāng)通過放掉多余機(jī)油等方式降低機(jī)油壓力。

2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)的方法

2.1 基于物理和化學(xué)的診斷方法

以物理和化學(xué)的方法進(jìn)行判定柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的方法是最簡便、最直接的方法。運(yùn)用此方法可以通過柴油機(jī)的聲、光、電、溫度等化學(xué)物理性質(zhì)進(jìn)行分析，同正常狀態(tài)進(jìn)行比較，并運(yùn)用相應(yīng)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來判定發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)生故障的部位或原因。常用于進(jìn)行此類判定的判定方法有：鐵譜、光譜分析法和油液分析法，來分析燃油當(dāng)中金屬顆粒的組成、含量和大小，通過此種方法來分析發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以此來分析發(fā)動(dòng)機(jī)磨損情況。對(duì)柴油機(jī)的尾氣進(jìn)行分析也是柴油機(jī)故障分析的一種重要方法。柴油機(jī)的尾氣能夠反映燃油在燃機(jī)內(nèi)部的燃燒情況，同時(shí)能夠從側(cè)面反映出機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)。柴油機(jī)的尾氣含有碳氧化合物、氮氧化合物等氣體，對(duì)于這些氣體進(jìn)行直觀的顏色分析能夠縮小故障范圍，減少檢修工作量。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法是一種模擬人腦的分析技術(shù)，偏向于人工智能化。它的工作原理是將故障問題形成數(shù)據(jù)傳入系統(tǒng)，然后通過系統(tǒng)進(jìn)行分析最后輸出故障分析結(jié)果，方便人們快速找到故障所在。此種技術(shù)的運(yùn)行方式是非線性的，具有較高的容錯(cuò)能力和聯(lián)想記憶能力、運(yùn)行快速、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，有利于提升故障的檢修速度。但是該種技術(shù)也存在著一些不足，比如系統(tǒng)只能機(jī)械化的進(jìn)行分析，無法真正的做到像人一樣分析，不能將平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)融入系統(tǒng)中進(jìn)行智能化的處理，分析結(jié)果可能存在一些偏差，起不到加快故障分析的作用。所以，此種診斷方法還有著較大的局限性，無法全面進(jìn)行分析。

2.3 基于專家系統(tǒng)的故障診斷方法

專家系統(tǒng)分析法就是把資歷較深的專家的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行匯總，把相應(yīng)的癥狀和故障原因向匹配，描述癥狀與故障之間的關(guān)系。所以，專家系統(tǒng)是一種較為完善的故障分析機(jī)理，也是研究最多，具有實(shí)際應(yīng)用意義的故障診斷方法。但是這種方法難于建模，所以沒有精確的數(shù)學(xué)建模系統(tǒng)。這說明此種方法操作較為復(fù)雜，不能完全依賴計(jì)算機(jī)進(jìn)行診斷，也在一定程度上限制了該方法的推廣。但相信在未來，相關(guān)專家一定可以解決難以建模的問題，將此種方法進(jìn)行簡化，以便于推廣和使用。

3 結(jié)語

柴油機(jī)的診斷技術(shù)仍然處于研發(fā)階段，存在分析結(jié)果誤差較大、處理方式單一、建模復(fù)雜等問題，所以目前還需要人工憑借經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)去判斷故障。要想在此方面有突破，還需要進(jìn)行大量的研究實(shí)驗(yàn)來提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提升我國在此方面的研究水平。