汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術研究

黃金記 孔寧寧

摘要： 汽車作為我國現(xiàn)代重要交通設備，在我國社會群眾人均收入不斷提高的背景下，我國汽車人均保有量在不斷增加，汽車在我國現(xiàn)代交通領域發(fā)揮著重要的作用。在汽車內部構件中，發(fā)動機是其核心構件，但是在汽車行駛過程中，發(fā)動機會受到多種因素的影響出現(xiàn)故障，從而影響汽車行駛性能和安全性，所以必須采用科學的檢測技術對其進行檢測。因此，本文將在汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術相關方面進行深入地研究與分析，并提出一些合理的意見和措施，旨在進一步提高汽車發(fā)動機故障檢測技術水平。

Abstract： Automobiles are important modern transportation equipment in China. Under the background of the continuous increase of the per capita income of the people in our society， the per capita ownership of automobiles in my country is constantly increasing. Automobiles play an important role in the field of modern transportation in China. In the internal components of a car， the engine is its core component. However， during the driving process of the car， the engine will be affected by a variety of factors and cause failures， which will affect the driving performance and safety of the car. Detection. Therefore， this article will conduct in-depth research and analysis on the non-contact detection technology of automobile engine mechanical failure， and put forward some reasonable opinions and measures， aiming to further improve the technical level of automobile engine failure detection.

關鍵詞： 汽車維修;發(fā)動機;機械故障;非接觸式;檢測技術

Key words： automobile maintenance;engine;mechanical failure;non-contact;detection technology

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0174-02

0? 引言

在我國汽車產業(yè)發(fā)展的推動下，我國汽車維修行業(yè)發(fā)展速度較快，維修技術水平有很大提升。發(fā)動機作為汽車的“心臟”，是汽車動力產生的核心設備，但是因為汽車發(fā)動機內部結構較為復雜，具有大量的零部件，發(fā)動機在長時間的運行狀態(tài)下，會因多種因素影響出現(xiàn)故障，且隨著汽車內部精密程度不斷提高，傳統(tǒng)的發(fā)動機維修技術難以取得良好效果，因此近些年來非接觸式檢測技術不斷取得應用，在發(fā)動機維修方面取得良好的應用效果。

1? 非接觸式檢測技術內涵概述

在發(fā)動機機械故障維修領域，非接觸式檢測技術是指采用現(xiàn)代化信息技術，主要利用智能化技術和自動化技術，對汽車發(fā)動機故障進行排查診斷的一種技術類型，采用非接觸式檢測設備中的聲音傳感器對發(fā)動機運行時的音頻、音色等數(shù)據(jù)進行收集，將收據(jù)在檢測軟件中進行對比分析，即可得到發(fā)動機當前存在的機械故障[1]。因為非接觸式檢測技術利用許多現(xiàn)代化檢測設備和檢測技術，所以相比于傳統(tǒng)的檢測技術而言，非接觸式檢測技術的檢測效率和檢測精準性能夠得到很大提升，具有許多明顯優(yōu)勢。綜合來看，采用非接觸式檢測技術對汽車發(fā)動機機械故障進行檢測時，其核心原理為生光學技術，在不需要與發(fā)動機接觸的情況下，就能夠完成對發(fā)動機的動態(tài)、靜態(tài)檢測，且檢測過程中不會對發(fā)動機產生任何影響，檢測效率能夠得到明顯提高，受到作業(yè)條件、作業(yè)環(huán)境等外界因素影響較小。在現(xiàn)代化電子技術快速發(fā)展的推動下，多種感應技術、感應材料以及自動化控制技術不斷發(fā)展，在非接觸式檢測技術中取得廣泛應用，是推動非接觸式檢測技術水平提高的重要因素，所以未來非接觸式檢測技術將會在汽車發(fā)動機故障檢測中取得更好的應用效果。

2? 非接觸式檢測技術在發(fā)動機機械故障檢測中的應用優(yōu)勢

發(fā)動機的主要工作原理是將油品或電能等能源轉化為汽車行駛的動能，是汽車內部構成中的關鍵構件，如果發(fā)動機發(fā)生機械故障，發(fā)動機的運行狀態(tài)則會受到很大影響，嚴重時發(fā)動機會停止運行甚至引起安全事故，且因為發(fā)動機在運行過程中，會長時間處于高溫、高壓以及高摩擦的調價中，所以在經過一段時間的運行后，就會出現(xiàn)一定的機械故障問題，所以為了保障發(fā)動機正常運行，需要采用相應的檢測技術，明確當前發(fā)動機故障類型、故障程度以及故障原因。非接觸式檢測技術是在現(xiàn)代科學技術發(fā)展推動下而形成的一種新型技術，相比于傳統(tǒng)的檢測技術而言，傳統(tǒng)的發(fā)動機機械故障檢測過于依賴檢測人員的工作經驗和專業(yè)人能力，但是檢測人員存在一定的不穩(wěn)定因素，會對檢測結果準確性造成影響，且綜合檢測效率不高，更為重要的是人工檢測方式需要將發(fā)動機進行拆卸，而非接觸式檢測技術則能夠在不接觸的情況下完成對發(fā)動機故障的檢測，其具體應用優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 提高檢測效率? 傳統(tǒng)人工發(fā)動機檢測方法需要將發(fā)動機進行拆解，采用檢測儀器或觀察方法判斷發(fā)動機故障，綜合效率較差，在許多不必要的流程中會消耗大量工作時間。而采用非接觸式檢測技術，利用光學和聲學技術，在檢測過程中通過安裝傳感器即可獲取發(fā)動機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，必須要進行發(fā)動機拆裝作業(yè)，所以能夠全面縮短故障檢測周期，從而提高發(fā)動機故障檢測效率。

2.2 檢測流程簡單? 傳統(tǒng)的人工發(fā)動機故障檢測方式流程較為復雜，需要完成發(fā)動機拆卸、檢測以及組裝等多個環(huán)節(jié)，而采用非接觸式檢測技術時，只需要將傳感設備安裝在發(fā)動機中的對應位置，并將傳感器與設備連接，即可完成對發(fā)動機機械故障的自動化檢測，省略大部分拆卸、組裝環(huán)節(jié)，不會對發(fā)動機自身造成任何影響，所以能夠降低人為因素的影響，在計算機技術、自動化技術的支持下，以數(shù)據(jù)的方式呈現(xiàn)發(fā)動機機械故障，不僅能夠完成檢測流程優(yōu)化，同時能夠提高檢測結果準確性。

2.3 自動化程度較高? 非接觸式檢測技術采用自動化與智能化技術，從而能夠代替檢測人員完成大部分故障檢測工作。自動化技術作為現(xiàn)代汽車維修行業(yè)的關鍵技術，能夠降低工作人員勞作強度，同時能夠促進發(fā)動機故障檢測效率提升。在非接觸式檢測技術應用過程中，設備軟件能夠完成自動化發(fā)動機故障數(shù)據(jù)獲取，同時能夠完成故障數(shù)據(jù)自動化對比、分析，中間不需要檢測人員進行操作，檢測人員只需要完成傳感器安裝以及設備調試工作，即可自動化輸出發(fā)動機故障檢測結果，從而能夠提高發(fā)動機機械故障檢測效率和檢測準確性，非接觸式檢測技術是促進我國汽車維修行業(yè)發(fā)展的關鍵性技術。

3? 非接觸式檢測技術在發(fā)動機機械故障檢測中的具體應有分析

3.1 非接觸式檢測技術應用流程? 在采用非接觸式檢測技術對發(fā)動機機械故障進行檢測時，需要按照相關的技術流程進行操作，才能夠保證技術應用規(guī)范性，提高故障檢測結果準確性。為了保障故障檢測順利開展，可以采用LMS聲信號傳感器建立聲信號數(shù)據(jù)分析平臺，該系統(tǒng)在實踐應用過程中具有良好的效果，適用性和抗干擾能力較強，其具體應用流程為：①將聲信號傳感器科學合理地安裝在發(fā)動機的對應位置，之后將聲信號傳感器與檢測設備連接，對連接情況進行檢測，保證各個環(huán)節(jié)的連接合理性。②對非接觸式檢測設備進行調試，設置發(fā)動機異響LMS聲信號數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的檢測參數(shù)，并對設備檢測靈敏性進行相應的調整，同時做好傳感器信號比對，并設置相應的聲信號采集頻率和采集間隔。③在前期準備工作完成后，開始發(fā)動機機械故障聲信號檢測和數(shù)據(jù)收集，根據(jù)分析結果即可判斷發(fā)動機機械故障的具體情況和故障位置，進而能夠根據(jù)故障開展相應的維修工作，為維修策略提供科學的數(shù)據(jù)支持[2]。

3.2發(fā)動機機械故障信號收集分析? 采用非接觸式檢測技術進行檢測時，主要依靠聲信號收集和分析完成。首先，在不對工作環(huán)境造成影響的情況下，需要做好檢測現(xiàn)場處理工作，將其他設備進行清除，并保證檢測環(huán)境安靜，防止其他聲源對檢測過程中的聲信號收集造成影響，能夠有效提高檢測工作質量和結果準確性。其次，將信號收集裝置安裝在發(fā)動機的對應位置中，并將發(fā)動機啟動，使其保持在冷啟動狀態(tài)。第三，檢測人員需要對發(fā)動機可能發(fā)生的故障在檢測設備中進行數(shù)據(jù)設定，以便于聲信號收集后開展比對工作。第四，將傳感器收集的發(fā)動機聲信號在檢測設備中完成比對，根據(jù)比對結果判斷發(fā)動機故障信息。

3.3 非接觸式檢測技術在不同故障中的應用? 以H市某汽車維修廠為例，在其對汽車發(fā)動機故障維修的過程中，根據(jù)多年的維修檢驗表明，汽車發(fā)動機機械故障主要包括如下內容：發(fā)動機前驅異響，占比44%;發(fā)動機后驅異響，占比6%;發(fā)動機氣門異響，占比16%;發(fā)動機中驅異響，占比14%;發(fā)動機箱體異響，占比7%;發(fā)動機底殼異響，占比13%。首先，針對曲軸軸承故障類型，曲軸在發(fā)動機中的作用是將連桿與活塞傳遞的氣體力轉變?yōu)榕ぞ?，從而實現(xiàn)傳動系統(tǒng)驅動，在發(fā)動機運行過程中，曲軸主軸會承受較大的交變負荷和高速摩擦，如果出現(xiàn)嚴重的腐蝕或磨損問題，則導致主軸軸徑與曲軸軸徑之間的間隙增大，或是因為合箱螺栓松動導致曲軸與主軸之間相互碰撞，從而發(fā)生異響，此時采用非接觸式檢測技術能夠直接獲取故障聲信號數(shù)據(jù)，并判斷故障發(fā)生準確位置。其次，針對連桿軸承故障類型，連桿軸承在發(fā)動機內部的主要作用是將活塞承載的荷載力傳遞到曲軸中，同時將曲軸的直線運動轉變?yōu)榍€旋轉運動方式。連桿軸承與曲軸軸承相同，在運行過程中承載較大摩擦和負荷力，所以在經過長時間的運行后就會出現(xiàn)相應的故障，例如連桿軸承與大小頭孔之間的間隙過大、連桿螺栓松動等，都會導致連桿出現(xiàn)過大摩擦的問題，當發(fā)生連桿軸承過大摩擦時，就會產生異響，此時采用非接觸式檢測技術，即可收集到異響聲信號，從而完成該故障類型的判斷，不需要拆卸發(fā)動機機體對其磨損情況進行檢測，具有良好的檢測效果[3]。第三，針對氣缸漏氣故障類型。發(fā)動機在運行過程中，氣缸表面所承載的氣體壓力和活塞側壓力較大，且壓力具有周期性變化特點，活塞在氣缸內高速運動，氣缸表面的潤滑條件會變差，從而導致氣缸避免所承載的摩擦力提高，進而導致發(fā)動機在運行過程中會承受更多的高壓氣體沖擊，高壓氣體進入氣缸內部和曲軸箱后，會對底殼產生強烈的沖擊，從而會發(fā)生異響，是一種典型的發(fā)動機機械故障類型。針對該發(fā)動機機械故障，可以采用非接觸式檢測技術，根據(jù)聲信號收集情況，即可判斷是否存在氣缸漏氣故障，且能夠判斷出氣缸漏氣的具體位置，使檢修人員更加明確當前發(fā)動機故障的基本信息，從而為發(fā)動機維修策略制定提供指導作用，提高發(fā)動機氣缸故障維修效率。第四，針對活塞銷故障類型，活塞銷在發(fā)動機中的主要功能是將連桿和活塞進行連接，并將活塞所承受的荷載力傳遞到連桿部分，活塞銷在發(fā)動機運行過程中，會長期處于高溫運行狀態(tài)下，所以承受高溫沖擊荷載力較大，同時因為活塞銷在活塞銷孔與連桿之前的角度較小，所以不能形成潤滑油膜，整體潤滑效果較差，從而導致其容易出現(xiàn)磨損問題，當出現(xiàn)磨損時發(fā)動機運行機會出現(xiàn)異響，此時采用非接觸式檢測技術即可對該故障類型進行判斷，即可得到準確的故障判斷結果。第五，針對除上述其他發(fā)動機機械故障類型，發(fā)動機內部其他零部件也會發(fā)生一定的故障，且大部分故障都是因為磨損形成的摩擦問題產生，比如氣門挺柱磨損后，就會發(fā)生較大的異響，但是聲響程度較小，所以需要采用非接觸式檢測技術對其進行檢測，從而能夠判斷故障發(fā)生位置，將故障位置進行準確地定位，是提高發(fā)動機機械故障診斷效率的重要方式，所以需要不斷提高非接觸式檢測技術應用水平，為我國發(fā)動機維修行業(yè)發(fā)展作出貢獻。

4? 結束語

綜上所述，本文全面闡述非接觸式檢測技術在發(fā)動機機械故障檢測中的應用優(yōu)勢，并對其具體應用方法進行分析，提出多種發(fā)動機機械故障類型，希望能夠對我國汽車維修行業(yè)發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高發(fā)動機故障診斷技術水平。

參考文獻：

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[2]劉勇.汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術研究[J].農家參謀，2020（16）：257.

[3]李亞鈞.對汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術的幾點探討[J].南方農機，2019（07）：176，205.