汽車發動機的故障檢測和維修技術研究

摘要：發動機即汽車引擎，是汽車中重要的組成部分，能夠為汽車啟動與運行提供驅動力。在汽車使用過程中，隨著時間的不斷延長，發動機出現故障的概率就越高，若未能對發動機進行及時檢測與維修，會增加行車安全隱患。基于此，從汽車發動機相關概述入手，分析了汽車發動機故障檢測方法，闡述汽車發動機故障維修技術要點，提出幾點汽車發動機日常保養措施。

關鍵詞：汽車發動機；故障檢測；維修技術

中圖分類號：U464" 收稿日期：2023-12-20

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.03.020

1 前言

在汽車領域的快速進步中，如何保證汽車產品安全，減少汽車發動機故障，已成為社會各界關注的重點。開展汽車發動機故障檢測與維修工作時，需要先識別出汽車發動機存在的故障，并對產生該故障的原因進行分析，將此作為基礎科學選擇維修技術手段，制定科學的故障維修方案，消除發動機現存故障，保證發動機處于正常運行狀態。

2 汽車發動機概述

汽車發動機是為汽車提供動力的裝置，屬于汽車的心臟，其同汽車環保性、穩定性、動力性存在密切的聯系。現階段，較為常見的汽車發動機主要有兩種：一種是柴油機，另一種為汽油機。汽油機又可分為兩種類型，分別是二沖程發動機和四沖程發動機。通常情況下，家用汽車均為四沖程發電機。這種發動機實際運行原理為：四沖程發動機運行環節，主要由四個行程完成整個發動周期；第一個行程為進氣，第二個行程為壓縮，第三個行程為燃燒，第四個行程為排氣。

相比于汽油機，柴油因為具有自燃溫度低、不易蒸發等特征，往往應用壓燃式點火方式。而二沖程發動機，工作循環具體會經歷兩個步驟：一是活塞運動，二是曲軸旋轉。對于這種類型的發動機，其氣缸上往往會存在較多氣孔，分別用于換氣、排氣與進氣。運行環節，會通過活塞運動，實現氣孔啟閉。輔助行程中，主要是通過曲軸旋轉帶動活塞運動，并且活塞上行時，可以同時關閉掃氣孔以及排氣孔。可燃混合氣體會從掃氣孔到達氣缸內，最終被壓縮。活塞下行環節，可有效增大曲軸箱容積，獲得真空吸力，以此吸開舌簧筏，最終使可燃混合氣體到達曲軸箱內部。活塞運行到達上止點位置，火花塞會出現電火花，從而點燃可燃混合氣體，產生熱能。同時在活塞作用下，最終使熱能轉化為機械能。汽車發動機構成如圖1所示。

3 汽車發動機故障檢測診斷方法

3.1 專家系統診斷法

應用專家系統診斷汽車發動機故障，可獲得精準的診斷結果，不過若想充分發揮出該方法的真正作用，需要以大量的信息資料作為支持。實際診斷過程中，一些客戶未能提供精準、全面的信息數據，且一些信息具有較強的主觀性，因此利用專家系統進行故障檢測診斷時，應做好信息數據診斷工作[1]。

專家系統診斷技術應用環節，主要是借助計算機技術，對發動機數據信息進行采集，獲得相關數據信息后，專家系統中的邏輯分析功能會對數據信息進行分析，從而有效判斷是否發動機是否存在故障問題。并且，專家系統還可以借助其他理論觀念，推理發動機故障出現的主要原因，經過實際推理，了解故障成因后，能夠與車主提供的信息加以對比，以此科學確定出發動機故障產生的真正原因。專家系統診斷法具有較多優勢，診斷結果更加準確，且針對效率較高，在汽車故障檢測診斷中較為常見。專家系統結構如圖2所示。

3.2 主元分析法

在應用主元分析法時，會建立數據壓縮模型，以此提取一些重要數據信息，為故障診斷提供數據支持，構建相應模型。模型建立后，會測量發動機運行信號，若測量時發現主元模型信號與實際信號不一致，則可以判斷發動機存在故障，在此基礎上對故障產生的原因進行分析。通過主元分析法，可以將汽車故障冗余因素刪除，對關鍵因素直接進行提取，這種方式可科學處理數據信息，屬于一種高效的故障檢測手段。

3.3 模糊診斷法

在模糊診斷法應用過程中，模糊神經網絡診斷系統（圖3）會根據模糊集合論征兆空間與故障狀態空間的某種映射關系，由征兆來診斷故障。通過模糊診斷法，能夠將發動機故障確定在某一范圍，隨后重點分析該范圍內，導致發動機故障的主要原因，從而將范圍進一步縮小。例如，當發動機存在有聲無轉故障時，在最開始時不能確定出導致故障的主要原因，可選擇模糊診斷的方式，將故障范圍確定到軸、轉動齒輪間的部位，重點檢查這些重點部位，縮小故障范圍，最終找到故障原因，提升發動機運轉效率。

3.4 經驗法

發動機發生故障時，一些故障會存在明顯的現象，可直接用肉眼或簡單的措施對發動機進行檢測，最終了解故障問題，即經驗法。例如，若發動機溫度異常，可對其齒輪表面進行檢查，若存在生銹情況，可確定故障產生的原因，若不存在生銹情況，則可判定該故障是由于電路老化導致。發動機故障檢測環節，這種方法較為直接，不過對人員經驗要求較高，且當故障原因過于復雜時，無法判斷故障成因，只能檢測簡單故障。

4 汽車發動機故障維修技術要點

4.1 啟停故障維修

啟停故障屬于汽車發動機較為常見的故障，若發動機無法啟動[2]，且不存在異常聲音時，應檢查汽車油表量，特別當行駛于惡劣道路中或者長途行駛時，應嚴格控制油量，保證油量充足。啟停故障表現及維修方法如表1所示。

表1 啟停故障表現及維修方法

[故障表現""""" 維修方法"""""" 啟動環節存在異常聲響"""""" 對蓄電池電量是否充足進行考慮，可在萬用表的應用下，測量蓄電池電壓，若電壓不足，應及時進行蓄電池充電，也可更換蓄電池。""" 點火裝置實效"""""" 重點排查火花塞，可實施放電試驗，也可進行更換處理"""""" 發動機突然熄火""" 以安全為前提，及時靠邊停車，進行發動機重啟，及時維修，出現該故障的原因多為三元催化系統存在問題，需要及時對相應部件實施更換處理，使發動機良好運轉。"""""" ]

4.2 水溫過高故障維修

通常情況下，導致汽車發動機水溫過高的原因較多，如冷卻液不足、節溫器故障等。對于冷卻液不足問題，在故障維修環節禁止直接打開水箱蓋，需要確保汽車處于通風良好，且不會受到陽光照射等地方，將發動機罩打開，使水溫自然冷卻。實際操作環節，將冷毛巾覆蓋至防凍液蓋子上，打開蓋子后，及時將手放開，避免被蒸汽燙傷。待沒有水蒸氣后，將冷卻液加入其中。當節溫器出現故障問題時，也會使汽車發動機出現水溫過高的情況。這主要是因為節溫器處于故障狀態下，冷卻系統無法正常運行，無法對發動機水溫加以調控。通常情況下，節溫器會安裝于發動機下水管周圍，因此當其發生故障時，無法及時做出正確判斷。維修人員針對這一故障，可選擇手部感觸的方式，了解發動機上下管溫度情況，如果溫差較大，則可以判斷發動機循環系統存在故障，此時需要重點檢查是否存在系統堵塞、水泵故障以及節溫器未啟動問題。

4.3 噪音故障維修

維修噪音故障時，需要明確噪音產生的主要原因，對于經驗豐富的維修人員，可結合自身經驗初步判斷噪音故障[3]。如汽車發動機運行中若存在持續尖叫聲，主要原因可能是傳送皮帶打滑導致，也可能是發動機邊緣過薄導致。若發動機啟動時出現較大的金屬撞擊聲，應詳細檢查氣缸中混合氣體燃燒情況，對其燃燒是否充分做出判斷，實際檢查環節，應從發動機運行溫度入手，并檢查燃燒室中的積碳情況。若汽車加速環節發動機存在叩擊聲，可能是由于氣門間隙不均勻導致，也可能是由于潤滑劑不足導致，可通過添加潤滑劑等方式對故障問題做出處理。若發動機運行環節存在嘶嘶聲，可及時檢查真空管是否存在破裂問題，當發現故障問題后，需要及時更換真空管，以免影響到發動機運行效率。

4.4 發動機耗油異常故障維修

為解決這一故障問題，應從以下幾方面入手：a.針對油氣混合度不佳問題，導致該問題出現的原因可能是發動機燃油供給系統以及配氣機構存在故障，應對以上部件做出詳細檢查，若在檢查中發現并無異常，則需要重點分析燃油電子供給系統是否能夠正常供給，進而找出問題所在，檢測過程如圖4所示。b.針對于發動機零部件磨損問題，解決過程中，需要保證汽車發動機使用的合理性，定期對發動機使用情況進行全面檢查，進而及時發現并解決存在的問題，降低發動機故障的發生概率。c.當發動機油耗過大時，需要做好油料分析工作，去除油料中存在的雜質，確保發動機擁有正常的耗油量。

4.5 排氣管放炮故障維修

當發動機發生排氣管放炮故障時，會對汽車行駛安全產生嚴重影響，因此應及時做好檢修工作，避免該問題出現損害汽車使用壽命。汽車發動機故障維修環節，針對這一故障需要通過有效的方式進行處理[4]。發動機排氣管之所以會出現放炮故障，主要是由以下原因導致：發動機排氣管中存在的混合氣體在比例上缺乏合理性；燃燒時間存在問題。實際檢修環節，需要詳細檢查故障碼，對獲得的信息進行全面分析，找出故障產生的主要原因，一方面應對噴油嘴運行是否存在故障進行檢測，另一方面還應重點觀察低溫狀態下，噴油嘴的具體工作情況。此外，出現該問題后，還應考慮燃油壓力是否合理。如果經排查，發現不存在問題，則需要對發動機溫度傳感器進行檢測，了解空氣流量計是否處于正常狀態。

4.6 缺缸故障維修

缺缸故障屬于汽車發動機較為常見的一種故障，該故障會導致汽車動力嚴重降低，使汽車油耗量大幅增加，使發動機面臨較大的燒毀風險，不利于汽車駕駛安全。

針對這一問題，需要對所有氣缸進行檢查，了解高壓分線有無脫落問題，如果檢查中發現并未出現脫落情況，應使發動機中速運轉，此環節需要對發動機運行狀況進行詳細觀察，通過電流表對發動機電流情況進行檢查。若發動機存在較大電流，但并未發生抖動情況，或抖動幅度較小，則可以判斷汽缸出現了故障，應針對性加以解決，從而確保發動機正常運轉。

如果汽缸并不存在異常情況，應對火花塞進行檢查，點火后若發動機沒有任何反應，可認定點火塞存在堵塞問題，從而找出故障產生的主要原因[5]。點火后若發動機抖動幅度過大，也可判定點火塞發生了故障，很有可能是由于火花塞漏電導致。此外，發動機缺缸故障，也可能是由于其他元件故障導致，實際維修環節，工作人員應詳細檢查，針對性地開展故障維修工作。

5 汽車發動機日常保養措施

5.1 合理選擇燃油與潤滑油

若想有效降低發動機故障問題的發生概率，應定期做好發動機保養與維修工作，防止濾芯堵塞。a.結合發動機的環境與類型，科學選擇潤滑油，通常而言，汽油汽車使用的潤滑油為SD-SF級；柴油汽車使用的潤滑油為CB-CD級。b.根據實際情況，對潤滑油用量及質量進行嚴格控制，確保潤滑油使用的標準性與科學性，禁止使用變質的潤滑油。c.燃油材料選擇環節，應結合不同等級科學選擇，不可盲目選擇97等級，若使用缺乏合理性，會導致加速無力，嚴重情況下會降低汽油抗爆性。

5.2 保持曲軸箱通風良好

發動機維修保養環節中，應確保曲軸箱（圖5）通風良好，進行PCV閥安裝，重點分析其中的缺陷與問題，將雜質消除，以免對其過濾能力產生不良影響。此外，保證使用的合理性，可以最大程度上避免發動機出現磨損問題，同時還應使曲軸箱具有良好的清潔性，避免受到混合氣體的嚴重腐蝕，減少曲軸箱與其他零件的摩擦，確保發動機運行正常，降低耗能，提升汽車運行安全性的同時，延長發動機使用壽命。

5.3 定期清洗燃油系統

汽車燃油存在較大的粘稠性，較易產生油污，嚴重情況下會對汽車安全性產生不良影響。因此日常保養環節，需要根據實際情況，提升工作人員責任意識與專業能力水平，重點關注燃油系統不清潔的區域，重點維護，并對燃油系統進行定期清洗[6]。不僅要選擇性能好的燃油，還應避免出現嚴重的油污問題，如當發現軟化、燒焦等情況時，需要及時分析是否存在油液以及異物受熱發燙等情況。當汽車出現黑色尾氣時，具體原因是燃油未充分燃燒導致，出現白色氣體時，主要是由于燃油氣化不良導致，若為藍色氣體，則是由于火花塞故障問題導致，應給予針對性處理。

5.4 定期維護冷卻系統

發動機冷卻系統運行中，應盡量減少水中的混合物，保證其實際運行效果。確保發動機連續性地保持300 h左右冷卻液更換，使發動機始終處于正常的運行狀態，減少故障問題的出現。并且，相關工作人員應結合水箱清理需求，注重內部結構分析，減少與水接觸的時間，以免出現嚴重的腐蝕問題。此外，工作人員還應定期做好冷卻系統維護工作，避免其受到損害與腐蝕，減少不良因素對冷卻系統產生的影響，日常做好清理工作，增加維護力度，最大程度上延長發動機的使用時間。

6 結語

發動機屬于汽車中的重要部件，其結構較為復雜，汽車長時間使用或運行環境不佳時，易發生故障。為保證發動機應用性能，提升汽車行駛安全性，在成品出廠前，就應對發動機進行全面診斷檢測，嚴控成品質量。汽車維修人員需要利用科學的故障檢測與維修技術，及時發現并處理發動機故障問題，確保發動機處于良好的應用狀態，并且還應做好汽車發動機日常保養工作，減少故障問題的出現。

參考文獻：

[1]李占寬.汽車發動機維修經驗及故障診斷技巧[J].汽車維修技師，2023（4）：113.

[2]劉瑞芬，趙明.汽車電控發動機系統故障診斷與維修技術探討[J].內燃機與配件，2023（4）：76-78.

[3]邱祖漢.汽車發動機的故障檢測和維修技術探討[J].專用汽車，2023（1）：72-74.

[4]雷云進.汽車發動機故障診斷技巧與維修經驗[J].農機使用與維修，2023（1）：86-88.

[5]張立敬.汽車發動機故障檢測與維修技術要點[J].機械工業標準化與質量，2022（11）：52-55.

[6]鄭新.汽車發動機點火系統故障診斷方法[J].汽車與新動力，2022，5（4）：99-101.

作者簡介：

趙亮，男，1985年生，講師，研究方向為汽車檢測與維修技術、新能源汽車。