汽車發動機故障檢測與維修技術要點分析

宗亮宇

(山西省工業管理學校，太原 030012)

0 引言

我國是汽車制造大國，但是汽車制造水平距美國、德國、英國等工業發達國家相差較遠[1]，汽車制造業先進技術水平不及世界先進科研水平。汽車發動機是汽車的動力來源，是整機的核心部件，其中汽車發動機故障診斷、檢測及維修技術水平較低，對于汽車的安全使用造成了一定的安全隱患，因此，提高對汽車的故障診斷、檢測及維修技術對于提高汽車整機安全性及質量可靠性具有重要意義。

國外關于汽車發動機的故障診斷技術研究起步較早，從最初的憑借經驗手動檢查到后期運用相關儀器測量與設備檢查的科學診斷階段，發展到現在借助計算機及人工智能進行故障診斷及檢測。但是我國對汽車發動機故障檢測技術的研究起步較晚，從1970年才開始逐步發展[2]，隨著20世紀末期，汽車制造行業的快速發展才開始逐步研究相關汽車故障診斷及檢測儀器。到目前為止，汽車發動機的故障診斷及檢測技術仍是汽車制造行業的重點及難點之一[3-4]。

1 汽車發動機結構組成

汽車發動機主要包括曲柄連桿機構、配氣機構、燃油供給系統、點火系統、冷卻系統、潤滑系統及啟動系統[5-6]。曲柄連桿機構主要由機體組、活塞、連桿、曲軸及飛輪等組成，是汽車發動機的重要組成部分，主要作用是將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動向外輸出動力。配氣機構主要作用是在發動機工作時，定時開啟和關閉各汽缸的進排氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣進入汽缸，廢氣及時排出，在壓縮與膨脹行程中，保證密封性。汽車發動機燃油供給系統主要是供給噴油器一定壓力的燃油，根據控制單元控制噴油。汽車發動機點火系統是根據汽車發動機點火次序給火花塞一定的高壓電，產生足夠強的火花，保證可燃混合氣點燃，保證發動機的正常運行，點火系統是汽車發動機中故障發生率較高的組成部分。

2 汽車發動機常見故障

汽車發動機常見故障(圖1)及表現形式概況如表1所示，主要包括發動機啟動故障、溫度異常、發動機異味、出現噪聲等。

圖1 汽車故障分類

表1 汽車發動機故障常見類型及表現

2.1 發動機啟動故障

主要表現形式為汽車啟動及停止出現故障，造成的原因主要包括蓄電池電量過低，電路故障導致接觸不良。如發生發動機啟動故障，首先根據汽車儀表盤指示燈及聲音進行判斷，對蓄電池電量進行檢查，在電路連接處進行防銹處理，檢查電路線路之間接線是否可靠、發動機氣門是否存在積碳或灰塵造成進排氣不暢等。

2.2 溫度異常

常見為發動機溫度過高，主要原因包括水泵故障或者堵塞、排風扇運行故障、散熱器故障等。進行溫度檢查時，應該保證車輛通風且避免高溫直射，等待發動機溫度降低后對散熱器、節溫器、冷卻風扇進行檢查。

2.3 發動機異味

發動機異味引起的主要原因是汽車部件老化、油路密封性降低造成機油泄漏，異味隨著配氣管散出，只需要及時檢查相關零部件的老化、損壞情況，并及時進行更換處理。

2.4 出現噪聲

造成發動機噪聲的原因較多，如發動機架損壞、燃油不能充分燃燒造成管道堵塞等。當出現噪聲時，應該根據噪聲類型及科學檢測儀器進行故障檢測。

不論發生何種故障，首先應該進行車輛故障信號檢查，可以借助相關檢測設備進行檢測，或者采用相關傳感器對汽車發動機的溫度、振動及噪聲進行信號采集，并進行特征提取與模態分解，進行發動機故障分類及評估，如果不能及時判定故障類型應該及時送專業維修部門進行進一步的檢測。

2.5 加速無力、換擋熄火

加速無力需檢查進氣和供油情況，空氣濾芯以及油濾需要定期更換，一般更換周期為一年或者4萬公里更換，可以根據油品標號和使用環境適當延長縮短更換周期。

2.6 冷卻液溫度過高

檢查冷卻液是否不足，日常需注意補充，也要記得定期更換。同時關注散熱扇，如果打開時空調會轉，則檢查水溫傳感器、水泵和水箱上下循環水管。

3 汽車發動機故障維修技術要點

3.1 發動機故障維修技術要點

在進行汽車發動機故障維修時，首先，應該保證汽車噴射控制系統的清潔度，定期更換汽車燃油過濾器，檢查長時間使用的汽車燃油過濾器是否出現堵塞；其次，按照行業標準更換蓄電池，蓄電池故障會對其他電子元件造成不良影響；然后，檢查蓄電池的電量，蓄電池電量過低會造成汽車啟動與停止故障，根據實際情況及時對蓄電池進行充電；最后，在進行汽車發動機電子裝置及相關原件進行清洗時，要使用專門的清洗劑，不能直接用水進行清洗，容易造成電子元件銹蝕或短路故障。

燃油系統是發動機的主要構件，在進行燃油系統檢查時，首先，應該啟動汽車，看發動機是否正常啟動，如果不能正常啟動則根據報警指示燈進行故障判斷，如果汽車可以正常啟動，但是報警指示燈一直閃爍，則表明汽車自檢系統出現故障；其次，不論汽車發動機是正常啟動都不要隨意中斷任何裝置運行，避免由于電流的突然中斷導致整個電路系統出現故障；最后，在檢查發動機及相關電路執行原件時，對工作人員自身進行靜電消除處理，降低自身靜電對微電路系統的影響。

3.2 汽車發動機的保養與維護

發動機的定期保養對于降低故障發生率具有重要意義。在日常保養與維護中，要做到定期更換機油，更換空氣過濾裝置、機油過濾裝置及汽油過濾裝置。定期檢查方向油(助力轉向油)，檢查冷卻系統的冷卻液是否符合標準，檢查蓄電池電量及使用時間是否超過兩年，如果使用時間過長應該進行更換。

4 汽車發動機故障檢測與維修發展趨勢

汽車發動機故障診斷、檢測技術是基于汽車發動機基本結構特征、內燃機理論基礎、計算機控制技術和汽車工作性能為技術條件，并以汽車試運行和相關測試儀器的綜合技術。目前，已經開始基于相關計算機輔助、先進的傳感器技術及人工智能算法等對汽車發動機各種故障類型進行預測與自動分類診斷(圖3)，對汽車發動機各個安全模塊利用傳感器進行監測，汽車運行過程中，當某一模塊的信號超出預設范圍，則電路自動判定該模塊出現故障，并及時顯示故障指示燈。

圖3 汽車發動機故障自動檢測系統主要組成

基于汽車發動機故障診斷系統時刻監測汽車的運行及各個零部件的工作性能，即使只是一個螺釘松動，也會及時反映，便于及時發現存在的安全隱患，保障汽車的安全可靠運行，但是該系統的研發仍處于試驗階段，沒有進行大面積推廣應用。未來應該以該技術為基礎，發展汽車發動機故障自動診斷系統，對于提高汽車發動機故障診斷及精準判斷具有重要意義，是未來汽車制造行業的發展熱點之一。

隨著智能科技的發展與普及，人工神經網路技術是一種新型智能控制技術。人工神經網絡技術可以彌補傳統專家診斷系統中由于知識串行而導致的故障假設困難，能夠對人類的經驗與知識進行更為有效地組織和使用，尤其是在汽車這種結構較為復雜的系統中，可以提高故障診斷的精度與響應速度，是未來的研究重點之一。

5 結論

隨著我國汽車制造行業的快速發展，對汽車制造行業的技術水平提出了更高的要求。發動機作為汽車的動力來源及核心部件，其正常運行是保證汽車的安全性及可靠性的基礎條件。由于汽車發動機種類、型號較多，結構較為復雜，目前我國在汽車發動機故障檢測中主要分為人工檢測與儀器檢測，但是與發達國家相比，其自動化、智能化水平還有一定的差距。本研究首先介紹了汽車發動機的基本組成與結構特點，其次對常見的汽車發動機故障類型、表現形式及維修技術要點進行系統闡述，最后提出未來汽車發動機故障檢測與維修技術的主要發展方向與研究重點，研究結果對于提高我國汽車制造行業的技術水平提供技術參考，對于保障汽車出行安全具有重要意義。