汽車發動機的故障特征與檢測技術探究

摘要：為切實保證汽車發動機安全平穩運行，最大限度地滿足人們基本的出行安全要求，促進我國汽車故障檢測領域的全面健康發展，對汽車發動機的故障特征與檢測技術進行了分析與研究。首先對汽車發動機進行綜述，其次對汽車發動機檢測技術進行分析，并對汽車發動機故障特征進行解析，最后對汽車發動機故障檢測技術的類型進行分析，并通過案例進行了研究。

關鍵詞：汽車發動機；故障特征；檢測技術

中圖分類號：U472 收稿日期：2023-07-31

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.032

1 前言

汽車發動機作為汽車的核心組織構件，其運行質量直接影響汽車的駕駛安全。發動機在運行的過程中，不可避免地會出現一些故障問題，這會對發動機的運行質量造成極大的影響。因此，相關檢修人員需要對其故障特征進行分析，并借助多元化的檢測技術對其故障進行深入研究，以便于后續故障維護工作的有序開展。

2 汽車發動機檢測技術綜述

為切實提高汽車故障檢測的精準性以及故障維修質量，技術人員借助汽車故障發生規律，對當前的汽車發動機故障檢測技術進行全面的優化。有關專家借助神經網絡理論以及小波包分析法，對汽車發動機的振動信號特點進行了詳實的分析，并對發動機的振動信號客觀規律進行總結，同時對已經收集完成的振動信息規律進行頻域以及時域的雙重分析，同時借助BP神經網絡來對其進行測試，以此來有效地對汽車發動機故障自動化檢測提供詳實的數據信息支持[1]。

3 汽車發動機故障特征分析

3.1 發動機運轉特征

汽車發動機是汽車精密構件，在運行的過程中具有一定的規律性特征。這種規律特征主要體現在發動機內部各個構件之間的配合和運轉流程上。當發動機出現故障時，發動機的初始運行規律將被破壞，從而使其振幅、頻率以及溫度等諸多方面出現異常。在以往的故障檢測工作中，維修人員會借助發動機的振動異常等問題來對可能存在的故障問題進行檢修。隨著科學技術的發展與進步，在人工故障檢測工作經驗的基礎上，研發了發動機故障檢測技術。該技術可以對汽車發動機故障進行精準的分析以及評估[2]，從而行之有效地指導故障檢修人員進行維修。例如，在其振動檢測方面，根據以往的檢測經驗，振動異常會影響發動機的振動規律。發動機出現高溫以及排放故障，一般都是由其傳動故障所導致的，其會在發動機的振動規律上展現出明顯的異常特征。因此，在當前的故障檢測工作中，檢修人員一般都會將振動檢測技術與溫度檢測以及電路檢測技術綜合使用[3]。

3.2 傳動部件故障

汽車發動機在長久的使用過程中，內部構件不可避免地會出現一定的老化與磨損，使發動機的運行性能逐漸降低。例如曲柄連桿機構與活塞之間會出現一定的磨損，從而使運動過程中的沖擊力增加，加大活塞對氣缸的沖擊力度，進而導致氣缸的振動異常，所產生的振幅會由振動中心向四周進行擴散。除此之外，鏈輪與鏈條之間的配合質量、輪系與皮帶之間的配合質量以及曲軸的實際工作狀態都可以借助發動機的振動狀態進行有效的表現。當某一環節出現異常時，對振動進行檢測的傳感器將會對其異常振動情況進行收集，并將所收集的信息傳導給檢測分析系統。

3.3 進氣系統故障

汽車發動機中的進氣系統本身具有一定的振動特點，例如進氣口振動以及殼體振動。汽車發動機動力異常也將導致進氣系統的運行異常，同時對氣缸的廢氣排放質量造成影響。當前，相對較為常見的進氣系統故障為外部塵土以及水等雜質進入系統，從而導致進氣系統的堵塞，進而使進氣管位置出現異常振動現象。同時，進氣門之間的縫隙出現變化，也會使氣門參數出現相對較為明顯的變化。倘若進氣門的密封性出現問題，其密封問題所在部位產生漏氣噪音，也將導致進氣體系產生高頻率振動。除此之外，進氣系統的消音器問題以及柔性管老化問題都將使進氣系統出現振動異常，從而使發動機振動現象變得更為復雜。

3.4 排氣系統故障

排氣系統的故障原因與進氣系統的故障原因有點類似，例如排氣門密封問題所導致的高頻率振動等。若是汽車發動機的機油燃燒不完全，也會導致排氣系統的內部管道的光滑性下降，使內部管壁存在污垢，極大地降低了排氣性能。發動機所產生的廢氣也會對排氣管道造成一定的沖擊，倘若出現振幅相對較大的沖擊，也會使發動機的運行狀態受到嚴重的影響。除此之外，發動機在運行的過程中會將噪聲、高溫以及振動等異常現象直觀表現，一些故障問題也會對發動機的正常使用機能造成影響，例如，發動機無法啟動的原因可能是蓄電池電壓異常或是噴油器出現堵塞等，抑或是發動機的潤滑系統出現異常，使得發動機的散熱功能出現異常，導致發動機出現故障，同時使發動機出現磨損，降低發動機的使用時間。

4 汽車發動機故障檢測技術類型分析

4.1 故障碼分析技術

檢修人員借助汽車所提供的故障碼來對汽車發動機故障進行檢修與評估，故障碼是汽車生產廠商根據自身多年的生產制造以及市場營銷經驗，所總結歸納出的汽車發動機常見故障。故障碼會與汽車傳感器等一系列檢測裝置進行結合，以此來實時監測汽車發動機的運行狀態。隨著電控發動機的普及與應用，檢修人員借助現代化的故障檢測設備，可以對汽車的ECU存儲信息進行全面的提取，同時配合汽車配套的故障檢測系統來檢測發動機故障。檢修技術人員借助傳感器對發動機的重要部位進行檢測，以此來檢測發動機的實際運行特征，并將其與常見的發動機故障進行對比，同時生成與之相對應的故障碼，檢修人員便可以借助故障碼讀取設備來提取故障碼信息，并針對故障成因有計劃性的維修，保證發動機的正常運行[4]。

4.2 振動檢測技術

汽車發動機的內部構造相對較為復雜，倘若單純地依靠人工檢測方式對其故障進行判斷，不僅耗費人力資源成本，還會增加汽車發動機維修的時間成本。所以，為切實提升汽車發動機故障檢修效率，降低故障檢修成本，檢修人員可以借助振動檢測技術以及數據分析技術來對其故障進行檢測。首先，需要將振動傳感器在汽車發動機的各個位置進行安放，并借助計算機設備來對振動信號進行獲取，以此來對故障位置定位。相對常見的振動數據分析技術主要包括頻域分析、時域分析以及小波包分析等。倘若汽車的氣缸出現質量問題，以往的人工檢測技術是難以對其故障進行有效檢測的，而借助振動檢測技術可以借助傳感器裝置對其振幅變化進行詳實的分析，以此來最大限度地提升氣缸故障位置的定位精準性。

4.3 故障檢修系統技術

檢修人員還可以借助故障檢修系統來對故障進行檢測，網絡數據分析技術的實現是基于故障碼以及振動檢測技術來進行。作為一種現代化新技術，故障檢修系統技術可以借助聯網數據庫來對汽車發動機的故障進行判斷。故障檢修系統分析技術與大數據分析技術相似，借助數據分析的方式來對故障進行檢修。當以往的檢修技術無法對故障問題進行檢修時，便可以將故障數據信息傳輸至數據庫，并根據數據庫中的大數據信息來對其故障成因以及出現的位置進行分析。

5 案例分析

5.1 故障成因分析

本文以大眾邁騰B7L發動機為例，對汽車發動機故障檢測技術進行分析。檢修人員對出現故障的邁騰B7L發動機的電路圖進行分析與研究，電路圖如圖1所示。根據控制原理，對該發動機故障的成因進行分析，主要原因如下幾點：a.啟動系統的電力供應或是控制電路出現問題；b.啟動器自身存在故障；c.燃油系統存在故障；d.防盜系統無法正常啟動。

5.2 起動機不轉

2012款邁騰B7L裝備EA888引擎以及7速干雙離合器變速箱，行駛里程176 263 km，車輛的引擎發動機經常性的發光，對引擎控制器進行替換后，起動機在啟動的過程中無響應，啟動引擎失敗。

檢修人員對其進行故障判斷，診斷如下：

a.汽車發動機無法正常啟動時，檢修人員需要對其停止運轉的誘因進行詳實的檢測。汽車發動機轉動緩慢或不轉時，檢修人員需要對汽車蓄電池的電壓進行檢測，對蓄電池的電極柱以及電極導向的連接質量進行檢測。之后檢修人員需要對汽車點火開關、空擋開關以及啟動開關進行摸排，并對其實際運行狀況進行了解與掌握。倘若汽車發動機在正常運行的狀態下存在不能啟動的問題，檢修人員需要對故障碼以及油箱的通暢性進行檢查。汽車燃油泵是否正常運行，也是檢修人員需要觀察的。之后，檢修人員需要對ECU進行檢查，倘若發動機的運行公里數高于150 000 km，汽車ECU出現故障的概率將會提升。同時檢修人員需要對汽車傳感器以及真空軟管等部件進行檢查，以此來明晰發動機啟動故障。同時，檢修人員需要對J329的工作狀況進行檢測，并接通點火，對J3292以及5號終端進行接地測試，測試結果如表1所示。

對測量數據進行對比分析，發現J329繼電器存在失效問題，因此J329失效的成因與其相關的電路有關聯。為進一步驗證J329的電源狀態，檢修人員借助跳線箱以及萬用表對3號終端以及1號終端的接線端進行接地電壓測試，其結果如表2所示。

由表2可知，J329仍可以進行供電，但是不能正常工作，則充分地說明該處存在故障，在更換電源后，對其進行重新啟動，發現發動機仍未啟動，則說明該發動機仍存在其他的故障。

b.針對汽車發動機的過熱故障問題而言，檢修人員可以借助測溫計來對冷卻系統的實際溫度進行測量，并將測量溫度與常規溫度進行對比。倘若溫度差相對較大，這表示水溫計出現異常；倘若溫度相對較小，表示汽車發動機的冷卻系統出現故障，使發動機的散熱性能出現問題。倘若發動機出現漏水，檢修人員需要對漏水部位進行詳實的檢測；倘若油底殼出現漏水，借助故障檢修系統技術，檢修人員可以明晰該故障出現的誘因為氣缸襯墊損壞或是缸蓋松動。除此之外，倘若節溫器出現故障，其勢必會對發動機的運行質量造成影響，倘若節溫器的閥門開啟得過早，將會使發動機處于異常溫度的環境下，導致汽車油耗增加，減少發動機的運行壽命。

針對過熱故障，檢修人員借助故障碼分析技術對其分析。檢修人員在第一時間對散熱器以及風扇進行檢測，并對冷卻液的數量進行檢測。針對漏水故障，檢修人員需要對散熱器以及水泵的水量進行檢測，并借助熒光檢測儀器對漏水情況進行檢測，若是漏水嚴重，可以使用加壓檢測技術進行檢測。針對節溫器故障，在條件允許的情況下可以對節溫器進行分解，對閥門的啟動情況進行分析，以此來保證發動機的正常運行[5]。

6 結語

借助多元化的檢測技術，對汽車發動機故障特征以及出現的位置進行檢測，不僅可以切實提升檢測效率以及精準性，還可以保證發動機的運行質量，提升汽車行駛安全性。因此，技術人員需要對故障檢測技術進行全面的應用，并為故障維護工作提供強有力的支持。

參考文獻：

[1]張擁軍，郭軍.汽油電噴發動機加速不良故障的診斷與實踐[J]. 汽車實用技術，2023，48（13）：165-170.

[2]杜迎慧，堵衛紅.邁騰B8L加速踏板位置傳感器的故障診斷與排除[J].專用汽車，2023（3）：87-89.

[3]江海榮，蔣波，陳鴻.2007年別克君越發動機故障燈亮，高速風扇不運轉[J].汽車維修技師，2023（3）：40-41.

[4]羅健章.汽車發動機的故障特征與檢測技術研究[J].汽車維修技師，2022（12）：117-118.

[5]李建興.汽車發動機的故障特征與現代檢測技術應用[J].農機使用與維修，2022（3）：88-90.

作者簡介：

夏運東，男，1987年生，工程師，研究方向為機械工程。