汽車機械故障分析與防范措施

張曉明

（江蘇省蘇州市市場監(jiān)督管理局，江蘇蘇州 215031）

現(xiàn)階段，汽車已成為人們的主要出行工具，給人們帶來較多的便利，但隨著汽車數(shù)量的增加，安全事故的數(shù)量不斷提升，因此，駕駛汽車時需要高度重視安全問題，避免造成更加嚴(yán)重的影響。交通安全問題與人們的生命安全有緊密聯(lián)系，在這種情況下，應(yīng)仔細(xì)分析汽車安全隱患問題，選擇合理的措施進(jìn)行應(yīng)對。

1 發(fā)動機非接觸式檢測技術(shù)的概論

非接觸式檢測技術(shù)包括智能技術(shù)、自動化控制技術(shù)，可檢測汽車發(fā)動機故障問題，通過比較可以看出，非接觸式檢測技術(shù)比較精密。在檢測的過程中，不需要與發(fā)動機接觸，可以做到對汽車發(fā)動機故障點的遠(yuǎn)距離測量。人們可以直接聽發(fā)動機的運行情況，按照發(fā)動機的實際情況選擇合理的診斷措施和標(biāo)準(zhǔn)，選擇聲音信號傳感器獲取聲電信號，掌握是否存在發(fā)動機異響的情況，可更好地明確發(fā)動機的故障類型，有助于提升整體的檢測效率。

非接觸式測量技術(shù)是一種新型的檢測技術(shù)，在進(jìn)行檢測工作時，主要是以光學(xué)原理和聲學(xué)原理為基礎(chǔ)開展操作，實現(xiàn)對故障問題的檢測。在操作時不造成破壞，整體的工作效率較高，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的測量，結(jié)果更加準(zhǔn)確。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，先進(jìn)技術(shù)的種類變得越來越豐富，在這個時期，工作人員將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用在汽車行業(yè)中，充分顯示出先進(jìn)技術(shù)的使用價值和作用，能夠保障汽車行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

2 汽車發(fā)動機機械故障分析

汽車發(fā)動機結(jié)構(gòu)與內(nèi)燃機相似，包含5個系統(tǒng)與2個大結(jié)構(gòu)。發(fā)動機故障類型較多，如發(fā)動機、供油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)故障等。

隨著現(xiàn)代汽車制造水準(zhǔn)逐漸提高，部分系統(tǒng)可在線監(jiān)測其工作狀態(tài)，但對發(fā)動機機械故障診斷時，仍有一定問題需要解決。發(fā)動機機械故障通常為異常響動，主要有以下幾方面：

（1）連桿軸承，由于連桿軸徑與連桿軸承間產(chǎn)生較大配合間隙或螺栓松動，致使軸徑與軸承碰撞，以致發(fā)生異常響動，汽缸體有顯著振動。

（2）孔座與活塞銷之間有較大配合間隙，致使活塞不斷敲擊孔座，導(dǎo)致發(fā)生聲響。

（3）由于曲徑與曲軸軸承間有較大配合間隙或螺栓松動，致使軸徑與軸承碰撞，發(fā)生異常響動，汽缸軸承座部位有顯著振動。

（4）汽缸漏氣，發(fā)動機做功中，會有高壓氣體途經(jīng)汽缸壁與活塞環(huán)一同進(jìn)入曲軸箱中，沖擊油底殼，發(fā)出聲響。

發(fā)動機機械故障通常是磨損造成的，部分故障無法有效分辨，如氣門、附件異常等。在檢測過程中，環(huán)境選擇一汽轎車廠總裝車間生產(chǎn)線，此環(huán)境十分嘈雜，存在各種噪聲干擾與混響聲，對診斷結(jié)果可能存在一定影響。因此，可采取進(jìn)廠檢測法避免雜音與混響聲對檢測結(jié)果的干擾。

非接觸檢測技術(shù)傳感器是加速度傳感器，傳感器布置過程中，應(yīng)控制與其他發(fā)動機之間的距離，應(yīng)保證較高的精確度，避免對發(fā)動機工作造成干擾，以實現(xiàn)動態(tài)檢測機械故障的功能。

3 汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術(shù)的工作流程

利用非接觸式檢測技術(shù)對汽車發(fā)動機進(jìn)行檢測時，為了高效收集和分析發(fā)動機異響數(shù)據(jù)，達(dá)到預(yù)期檢測目標(biāo)，建議采用LMS聲信號傳感系統(tǒng)，建立聲信號數(shù)據(jù)分析平臺，該系統(tǒng)具有優(yōu)異的抗干擾性和適用性。在實際檢測時，工作流程主要為：

第一，科學(xué)布設(shè)安裝檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)備，將各分系統(tǒng)設(shè)備的傳感器與數(shù)據(jù)整合分析系統(tǒng)的設(shè)備連接，再檢查各硬件參數(shù)的可靠性，保證各硬件設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。

第二，設(shè)置汽車發(fā)動機異響LMS聲信號數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的檢測參數(shù)，通過設(shè)置數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)內(nèi)部檢測參數(shù)，可以完成對檢測設(shè)備靈敏度的調(diào)試，完成對傳感器信號的校對，完成對聲信號采集時間間隔和采集頻率的設(shè)置。

本文對大眾朗逸轎車的研究，參考了專業(yè)維修數(shù)據(jù)，將聲信號采的集時間間隔設(shè)置為1.5 s，將聲信號采集頻率設(shè)置為20 260 Hz。

第三，做好前期準(zhǔn)備工作后，開始對汽車發(fā)動機故障聲音信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整合分析，最終準(zhǔn)確定位發(fā)動機機械故障所在位置。

4 汽車發(fā)動機機械故障信號的收集與分析

在對發(fā)動機進(jìn)行非接觸式檢測時，第一，在不影響車間正常生產(chǎn)的前提下，應(yīng)清理現(xiàn)場無關(guān)設(shè)備，保證檢測現(xiàn)場環(huán)境安靜，避免復(fù)雜環(huán)境噪聲對非接觸式檢測結(jié)果的干擾，再將待檢測汽車發(fā)動機在機械設(shè)備檢測平臺上固定，將非接觸式檢測工具放置在檢測平臺上并安置好聲信號傳感器，使發(fā)動機保持在冷啟動的狀態(tài)。

第二，由專業(yè)維修技師對發(fā)動機可能出現(xiàn)的機械故障進(jìn)行設(shè)定，以便后期模擬人工進(jìn)行發(fā)動機檢測。

第三，收集總裝車間內(nèi)部的聲信號數(shù)據(jù)，將聲信號數(shù)據(jù)進(jìn)行定期反饋，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，與發(fā)動機機械故障數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，使非接觸檢測系統(tǒng)更加準(zhǔn)確進(jìn)行發(fā)動機故障診斷。

5 非接觸式檢測技術(shù)的優(yōu)勢

使用非接觸式檢測技術(shù)檢測汽車發(fā)動機機械故障時，應(yīng)根據(jù)不同的車型采用不同的檢測方法，本研究以大眾朗逸1.6 L排量四沖程發(fā)動機為例，進(jìn)行異響故障檢測研究。

通過對發(fā)動機異響聲音信號的數(shù)據(jù)收集和分析，發(fā)現(xiàn)大眾朗逸汽車發(fā)動機的異響主要分布在前區(qū)、氣門挺柱區(qū)域、發(fā)動機底殼，這三個區(qū)域的機械異響占發(fā)動機機械故障總異響的80%以上，由于不同區(qū)域的機械故障異響的強度和音頻有區(qū)別。因此，利用非接觸式檢測裝置的傳感器，對發(fā)動機異響的強度和音頻進(jìn)行收集和分析，可快速、準(zhǔn)確定位故障點的準(zhǔn)確位置，達(dá)到高效診斷發(fā)動機機械故障的目的。

汽車發(fā)動機工作的環(huán)境復(fù)雜，在汽車出廠前需要對不同環(huán)境下發(fā)動機機械故障異響，進(jìn)行全面評估。

現(xiàn)階段，我國在檢測發(fā)動機異響時依舊選擇傳統(tǒng)的檢測措施，在進(jìn)行檢測時還是有著存在一定主觀性，由于檢測人員的經(jīng)驗等存在一定差異，較易產(chǎn)生誤判的問題，整體的故障檢測效率較低。

借助非接觸式汽車發(fā)動機機械故障檢測技術(shù)，可以更好地檢測發(fā)動機的異響，借助傳感器技術(shù)和自動化控制技術(shù)，能夠更加直觀和客觀的檢測汽車發(fā)動機故障，使用了定量數(shù)據(jù)信號收集方法、反饋方法，以提升發(fā)動機機械故障分析效率。

可以借助收集信號來反饋變化數(shù)據(jù)，研究發(fā)動機的故障，確?？梢苑糯笥布幚碣|(zhì)量，改善發(fā)動機機械故障檢測措施。借助非接觸式技術(shù)檢測方法，收集發(fā)動機聲信號的測取工況和測試位置，獲取發(fā)動機的聲頻變化情況，改善聲信號的采集設(shè)計，可精確實現(xiàn)對發(fā)動機異響數(shù)據(jù)的檢測。奔騰B50四線程發(fā)動機可以代表多種轎車的發(fā)動機機械故障檢測情況，能夠為非接觸式檢測技術(shù)的實際使用提供更加可靠的保障。

在使用傳統(tǒng)汽車發(fā)動機故障檢測措施開展檢測工作時，比較容易受到各種因素的影響，整體的檢測效率比較低，操作流程相對復(fù)雜，可能產(chǎn)生一系列的誤差問題。借助非接觸式檢測技術(shù)，能夠在不接觸發(fā)動機的情況下實現(xiàn)對于發(fā)動機異響的檢測，具備量化的環(huán)境適應(yīng)性。能夠在不同的復(fù)雜環(huán)境中開展測量，其中，包括智能化技術(shù)、自動化處理技術(shù)，能夠給汽車發(fā)動機的機械故障檢測技術(shù)的使用，提出全新的思路。

6 結(jié)語

汽車屬于人們重要的交通工具，因此，需要高度重視存在的安全問題。針對使用車輛時比較容易產(chǎn)生故障問題，本文分析了汽車可能產(chǎn)生的故障，對故障問題提出了相應(yīng)的解決措施。為了確保汽車保持長時間的運行，需要重視對于汽車的保養(yǎng)，確保能夠有效地處理存在的各種問題。