汽車發動機連桿故障診斷方法

金研

摘 要 發動機是汽車中的一個重要結構，在日常駕駛汽車的過程中，發動機產生故障較為常見，可以通過一些基本的診斷方法來確定故障位置及原因。發動機連桿是產生故障的一個主要位置，當其出現問題時常伴有異響等狀況的產生，所以可以通過對特殊現象的分析以及利用專業的診斷設備來進行故障的診斷與分析。借助物理診斷技術及相關儀器設備，可以對連桿故障加以定性分析，同時明確故障發生的具體位點，極大程度上節省了時間，以提高發動機維修過程的高效性。

關鍵詞 汽車;發動機連桿;故障;診斷

前言

由于汽車發動機連桿的作用特點與特殊位置，導致一旦這一組件產生故障時，容易發出一定的聲響。所以汽車維修人員首先需要根據汽車的發動機聲響來排除其他故障產生的可能，進而在利用振動信號的檢測來確定是否為發動機連桿出現問題。目前較常使用的診斷方法主要包括異響診斷、振動信號分析等，具體討論還可從連桿的不同位置上進一步研究。

1汽車發動機連桿異響診斷方法

1.1 發動機異響診斷儀

以聲波頻率的變化為基本原理設計出的發動機異響診斷儀在目前的使用中具有較好效果，可以對發動機產生的異響進行捕捉、處理與分析，從而得到直觀的故障產生位置與可能原因。發動機異響診斷儀與傳統的異響診斷方式相比，具有更加簡便與快速的優點，它可以利用系統中的計算程序對異響的頻譜進行自動分析，這樣就可以極大程度上減少人力分析所需要的時間，同時還能提高結果的準確率，避免人為因素造成的計算失誤。但是從成本方面進行分析，發動機異響診斷儀十分精密，所以需要的成本費用較高，這也是制約此診斷方式更好發展的一大原因。相關研究部門應加大對發動機異響診斷儀改進的力度，使其在優化結構與加強診斷結果有效性的同時，還能進一步降低使用成本，這樣會更好的擴大其在實際中的使用。

1.2 連桿異響的頻譜檢測

連桿是發動機中起到聯動作用的重要結構，當其出現故障時最直接的表現就是產生異響，這就表示連桿不能保持順暢的轉動狀態[1]。對連桿異響進行檢測的方法較多，現階段頻譜檢測就是準確性與穩定性較好的一種。頻譜檢測的主要原理就是利用頻譜周期性特點，對頻譜進行繪制并函數分析，從而得到一個周期型函數。函數的獲得需要以傅立葉級數為方法與理論基礎，這樣對于故障類型的最終確定起到推動性作用。連桿異響的頻譜檢測具有敏感性強、準確度高的優點，在實際汽車維修與檢測過程中發揮著重要作用。但是在使用頻譜檢測的過程中需要注意對算法的選擇與檢驗，從而提高檢測結果的有效性。

1.3 連桿異響的振聲診斷

在發現汽車存在發動機異響后，使用振聲診斷也是一項有效的措施，可以及時斷定故障的具體類型及產生位置。振聲診斷是近些年來發展起來并得到良好應用效果的診斷方法，與其他方法相比其能夠從總體方面進行綜合分析，從而使診斷結果的準確性得到顯著提升。在采用振聲診斷的過程中，首先需要對異響產生的振聲信號進行采集。異響產生的信號主要包括振動信號以及噪聲信號，噪聲信號是對整個診斷過程產生干擾的不利因素，所以要對這一信號進行處理，進而排出噪聲干擾，得到單一的振動信號。得到振聲信號后進一步分析后得到故障產生結果，這一診斷方式目前還在進一步的優化與成熟，具有良好的應用效果與發展前景。

2振動信號的處理

2.1 頻域信號處理

頻域信號是振動信號中的一個重要組成內容，對其加以詳細的分析可以獲得故障診斷的有效結果。在處理過程中首先要進行的就是時域與頻域的轉換，這種轉換簡單來說就是將時域函數轉換為頻域函數，其主要依據的原理就是傅立葉變換。這一過程還是一個可逆過程，即也可將頻域函數轉換為時域函數，這是其他條件與要求下可以發生的過程[2]。在轉換后得到的功率譜密度有兩個內容，及自譜密度與互譜密度。自譜密度可以分析振動信號在噪聲信號干擾中某一點的具體數值，從而提高故障診斷的精密度。同時互譜密度還可以表明系統中各種頻率之間的關系，從而在整體分析中具有較好效果。

2.2 時域信號處理

時域信號處理也是振動信號分析中的一項重要內容，得到的相關函數可以用來診斷汽車發動機連桿故障。用這種處理方法進行函數分析時，首先要確定時域特性的基本量，每個基本量所代表的含義不同，從而根據基本量來得到診斷依據。概率譜密度函數也是時域信號處理中能夠一個重要輔助函數，可以判斷時域信號的有效性。同時時域信號分析中也可以獲得自相關函數以及互相關函數，這兩種函數的意義與頻域信號中的相同，都是用于故障分析的重要依據。

3汽車發動機連桿故障診斷與分析

3.1 功率譜

在對汽車進行檢修的過程中，如果其發動機連桿所產生故障，不僅會在外界中聽見異響，同時進一步分析還可以發現其功率譜會發生較大變化。功率譜的特點也是作為故障診斷中十分重要且關鍵的依據，特征頻率的功率各不相同，所以一旦特征頻率發生變化，就會引發功率譜的密度發生相應改變。在汽車發動機連桿正常的條件下，其產生的頻率較為穩定，就是發動機正常工作的聲音頻率。一旦發生故障則會在不同位置上產生其他聲音頻率，這時得到的功率譜密度就會產生變化，進而可以判斷故障產生的具體位置。

3.2 故障系數

在得到頻率譜圖后，要對譜圖進行相關的函數分析，得到有效的頻率函數關系。在函數中的各種參數以及系數都代表著不同含義，其中也包括故障系數。對故障系數進行分析時，可以通過產生的閾值來加以判斷，即當故障系數一旦超過某一固定值以后，則代表汽車發動機連桿已經產生故障。分析過程中對故障系數進行利用可以更加直觀與簡單的判斷出是否發生故障，這樣對于提高檢測效率來說具有積極的影響意義。

3.3 連桿承軸故障

通過對頻率譜圖的分析與判斷，可以進一步確定發動機連桿故障產生的具體位置，其中連桿承軸就是常出現問題的部分。簡單的進行表述，其判斷方法就是觀察譜圖中各峰之間的間隙大小，通過對特定值帶入到函數中進一步確定連桿承軸是否產生損壞。連桿承軸是汽車發動機連桿中的一個關鍵組成部分，它起到重要的承重作用，所以一旦發生故障對于發動機整體的穩定性將會產生極大的不利影響。在進行汽車檢修時要注意對發動機連桿承軸進行檢測，及時對產生的故障進行發現，這樣才能加強汽車行駛過程中的安全性，避免危險事故的發生。

3.4 連桿螺栓故障

連桿螺栓也是組成汽車發動機連桿的關鍵部分，可以起到固定連桿的基本作用，所以當這一部分發生故障時，最直接的影響就是導致發動機連桿發生松動，從而造成聯動作用降低，制約發動機的正常工作。同樣，在判斷連桿螺栓故障時也需要利用頻譜分析與相關函數的計算，這種故障產生時的頻譜特點也較為明顯，可以從圖譜各峰之間的關系中看出。是否超過相應函數的閾值也是進一步判斷連桿螺栓故障以及檢驗過程的重要依據，從而提高診斷結果的準確性。

4結語

我國汽車產業的發展離不開生產技術的創新，但是與此同時車的維護與修理技術也需要得到優化與完善，使汽車的售后工作得到較好保證。汽車發動機連桿是故障較易產生的關鍵位置，所以在對汽車進行整體的檢測時，要對這一位置加強重視。進一步改善目前使用的汽車發動機連桿故障診斷方法，是一項重要的發展內容，對于汽車安全性與穩定性的增強意義重大。

參考文獻

[1] 張玲玲，任金成.發動機連桿軸承異響故障分析研究[J].振動.測試與診斷，2014，（02）：379-384.

[2]? 程利軍，張英堂，李志寧，等.基于階比跟蹤及共振解調的連桿軸承故障診斷研究[J].內燃機工程，2012，33（5）：67-73.