汽車發(fā)動機故障檢測及維修技術(shù)探討

趙杰

（山西鐵道職業(yè)技術(shù)學院，山西 太原 030000）

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度迅猛，這也為汽車保有量逐步增長創(chuàng)造了有利的條件。在汽車數(shù)量不斷增長的環(huán)境影響下，汽車故障排查與維修的問題也日益引起關注。發(fā)動機在汽車所有部件中占據(jù)重要地位，是汽車的動力之源和核心部件。最近幾年，汽車科技行業(yè)的自動化信息技術(shù)應用日益普遍，為新的檢測及維修技術(shù)發(fā)展融入更多智能化、數(shù)字化元素。這不僅有利于汽車制造技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，對于汽車發(fā)動機故障檢修也提供了更多便利性[1]。

1 汽車發(fā)動機的發(fā)展與工作原理

300年前，人們就開始對汽車發(fā)動機展開深入研究，受到工業(yè)革命發(fā)展的影響，法國人居紐在車上首次將發(fā)動機進行安裝應用，并將全球首臺蒸汽機車發(fā)明出來[2]。此后，科學技術(shù)發(fā)展速度進一步加快，由此又誕生了煤氣發(fā)動機，利用電火花實現(xiàn)混合氣點燃操作，并將內(nèi)燃機工作原理加以明確，并利用內(nèi)燃機里面四沖程為車子提供動力，這為活塞發(fā)動機的出現(xiàn)奠定了基礎。汪科爾把轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機當作汽車發(fā)動機基礎構(gòu)造，在此后逐步對汽車發(fā)動機加以改進都是建立在轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機基礎之上的。這以后的300余年，汽車工業(yè)發(fā)展期間，相關的制造工藝水平得到大幅提升，也進一步完善了發(fā)動機制作工業(yè)水平，全面提升了發(fā)動機性能效果，然而其結(jié)構(gòu)日變更日益復雜。發(fā)動機在發(fā)展過程中不斷進行優(yōu)化改進，由此將會伴隨著不同因素所致的故障，一單發(fā)動機出現(xiàn)故障，就需要對其相關的基本構(gòu)造知識加以掌握，進行綜合應用對存在的故障進行有效賠出，對提高故障解決效率意義重大。

四沖程發(fā)動機是使用最為普遍的汽車發(fā)動機，其工作過程具體涉及進氣、壓縮、做功與排氣四個階段。當發(fā)動機將所有步驟環(huán)節(jié)都完成之后，此時機器曲軸將會進行兩次工作。汽車所使用燃料涵蓋汽油機與柴油機兩種類型，由此發(fā)動機可以劃分成汽油機與柴油機，其工作機理基本一致。同時二沖程發(fā)動機應用也較為普遍，工作原理同四沖程發(fā)動機存在較大差異，四沖程發(fā)動機與活塞上下運動實現(xiàn)工作循環(huán)存在較為緊密的聯(lián)系，當活塞自下向上移動屬于壓縮。進行實際工作期間，其進氣口與排氣口處于關閉狀態(tài)，吸入氣缸可燃氣體將會進行壓縮處理，活塞下方曲軸箱為真空狀態(tài)。當活塞從上至下進行運動的時候，利用火花塞能夠點燃可燃氣體，在進行燃燒過程中將產(chǎn)生一定的熱量，這是汽車驅(qū)動力的重要來源[3]。

2 汽車發(fā)動機故障的常見類型

2.1 發(fā)動機無法啟動

發(fā)動機啟動與停止過程中經(jīng)常出現(xiàn)汽車發(fā)動機故障的現(xiàn)象，其中一些汽車使用一段時間之后就會存在啟停的故障。之所以會出現(xiàn)這樣的故障，一方面與電路問題有關，對電瓶電量帶來巨大影響，由此引起相應的啟動與停止問題。如果電池電量處于較低水平，對汽車啟動與停止帶來相應的影響，汽車發(fā)動機啟動功率和停止功率不協(xié)調(diào)也會引起汽車難以正常啟動。

2.2 發(fā)動機異常噪音

當汽車處于正常運行過程中出現(xiàn)一定的噪聲，通常存在惡性、良性、正常等各種不同情況，可能是由于曲軸或軸承連接不緊湊、發(fā)動機太熱、缺少潤滑油、氣缸底墊已經(jīng)破壞等所致。汽車發(fā)動機時間行駛期間出現(xiàn)相應的碰撞，如未得到及時解決，將會大幅縮短發(fā)動機使用壽命。

2.3 排氣管爆破失敗

排氣管爆破的本質(zhì)是可燃氣體混合物在排氣管里面燃燒所發(fā)出的聲音。點火時間太晚將會引起排氣管點火失敗，如果混合氣體無法全部進行燃燒，霧化燃料和氧氣混合比例未進行合理配置，如果第一時間對可燃氣體混合物采取有效的處理措施，由于在排氣管中已經(jīng)燃燒，此時將會對排氣管自身帶來相應的損壞，同時也會使燃料損耗大幅上升，造成能源的巨大浪費。

3 汽車發(fā)動機常見故障的故障類型

對汽車發(fā)動機進行檢測過程中，通過其工作聲音檢測是應用最為普遍的方式，通常而言，汽車發(fā)動機處于工作期間發(fā)出的聲音具有一定的節(jié)奏和規(guī)律，當汽車處于行駛狀態(tài)時發(fā)出刺耳噪音，一般與發(fā)動機內(nèi)部故障有關，相關零部件出現(xiàn)磨損引起最為常見，還與加油期間發(fā)動機動力不足所致。

3.1 發(fā)動機啟停故障

汽車發(fā)動機啟動與停止過程中經(jīng)常存在相應故障，一般而言對于正常汽車處于運行狀態(tài)下都將存在相應的啟停故障現(xiàn)象，如果是汽車發(fā)動機內(nèi)部電流線路與輸油管存在問題，此時將會引起汽車發(fā)動機無法啟動與熄火，同時，汽車有汽車蓄電池電量耗盡的情況下同樣會引起發(fā)動機停動力及不匹配的情況，進而造成發(fā)動機難以正常啟動。當汽車難以啟動的時候，主要通過電路檢測對相關的故障進行檢測排查，此時維修人員通過相關的電路檢測儀器對其電量進行檢測，當電池無故障的情況下，唯有對發(fā)動機輸油系統(tǒng)進行相應的檢測，對存在的問題加以明確。

3.2 發(fā)動機噪音故障

如果汽車發(fā)動機處于正常運行狀態(tài)時會發(fā)出具有一定規(guī)律聲音。而汽車在行駛過程中駕駛員可以對發(fā)動機噪聲進行警示判斷，如果發(fā)出刺耳摩擦噪音，此時一般因為發(fā)動機內(nèi)部零件摩擦所致，可以通過添加潤滑油的方式對其維修處理。

3.3 發(fā)動機油耗故障

部分汽車發(fā)動機在實際運行過程中會存在內(nèi)部燃油與潤滑油消耗較大的現(xiàn)象。引起此類故障的因素較多，其中可能是發(fā)動機內(nèi)部燃油未與空氣充分混合所致，此時就會使燃油大量消耗確保空氣燃油達到正?；旌蠣顟B(tài)，因為活塞將直接影響發(fā)動機的工作，所使用的活塞質(zhì)量不佳的情況下，將會造成活塞運動帶給發(fā)動機缸體異常摩擦，由此引起燃油與潤滑油消耗量大幅增加。

3.4 發(fā)動機尾氣故障

如果發(fā)動機在正常運行過程中所排除尾氣無任何顏色，如果此時發(fā)動機內(nèi)部燃油未進行完全燃燒所排放的尾氣呈黑色，發(fā)動機內(nèi)部活塞環(huán)與油環(huán)長期使用就會出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，極有可能引起發(fā)動機尾氣故障，排除的尾氣呈藍色。當所排除的尾氣呈白色，此時可以看出尾氣里面含有一定的水分，可能引起汽車嚴重安全隱患，同時駕駛員需要對使用燃油型號具體標準進行檢查，確認是否符合國家規(guī)定標準要求。

3.5 發(fā)動機拉杠活塞故障

發(fā)動機拉缸活塞出現(xiàn)故障的情況較為普遍，主要與發(fā)動機內(nèi)部活塞和氣缸距離太近所致。當發(fā)動機運行時因為過載引起發(fā)熱，而駕駛員未對發(fā)動機內(nèi)部狀態(tài)進行過多關注，會造成其內(nèi)部存在相應的異物而引起發(fā)動機拉缸故障發(fā)生，因此，全面了解所駕駛汽車發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠?qū)ζ溆行д瓶?，有效排除故障?/p>

3.6 發(fā)動機抖動故障

當警示燈亮起的時候可知冷卻系統(tǒng)存在相應的故障，同時能夠利用發(fā)動機抖動情況完成相應的檢測，當其出現(xiàn)無規(guī)則抖動，此時可能與點火系統(tǒng)存在較為緊密的聯(lián)系，在此基礎上對其進行注意檢查。進行火花塞故障檢測過程中，根據(jù)火花塞點火基本狀況即可對其進行相應的判斷，如果在火花塞可以進行點火時無抖動現(xiàn)象，此時可能與火花塞內(nèi)積累大量碳存在緊密關聯(lián)。當對火花塞點火操作期間出現(xiàn)發(fā)動機抖動現(xiàn)象時，判斷與火花塞漏洞存在緊密聯(lián)系。

4 發(fā)動機故障檢測與維修方式

4.1 初始點火提前角檢測

當發(fā)動機點火提前角過大，油氣混合氣在壓縮行程中完全燃燒，活塞到達上止點前達到最大壓力，使得活塞上行阻力增大，功率下降，還會出現(xiàn)爆震等故障。當汽車出現(xiàn)故障之后，維修工人需要對發(fā)動機正常運行狀態(tài)進行判斷，在現(xiàn)代電子點火系統(tǒng)中，由微處理器根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，以及進氣真空度、凸輪位置和水溫等信號，選定最佳點火提前角。一般采用頻閃法點火正時儀或缸壓法點火

正時儀進行檢測。首先運轉(zhuǎn)發(fā)動機使其達到正常工作溫度后停機，接下來拆下火花塞，將缸壓傳感器置于火花塞孔內(nèi)，火花塞固定在機體上進行缸外點火，把點火傳感器接在火花塞上，啟動發(fā)動機，點火傳感器輸出點火脈沖信號。根據(jù)信號可測得怠速、規(guī)定轉(zhuǎn)速或任一轉(zhuǎn)速下的點火提前角。結(jié)合電控發(fā)電機與電腦設備的方式，完成點火前進角檢測方法檢測信號設置操作。需要對相關的執(zhí)行零件檢測功能點火進行提前把角轉(zhuǎn)換成預設值，主要目的在于確保汽車點火提前角處于初始值狀態(tài)。通過此檢測方法，所得到的檢測結(jié)果一樣，此時發(fā)動機處于正常工作狀態(tài)，當結(jié)果存在一定的差異，此時與車輛基本調(diào)整偏差、機械損壞等存在較為緊密的聯(lián)系。

4.2 進氣管真空度檢測

發(fā)動機大多數(shù)故障都會引起進氣管真空度的降低，不同類型的故障對真空度影響程度不同。用真空表檢測進氣管真空度，將真空表與發(fā)動機進氣歧管相連，無需拆卸發(fā)動機即可進行快速檢測。通過此類檢測方法能夠讓技術(shù)員利用選擇真空計對發(fā)動機進氣管里面真空值進行相應檢測，主要目的在于對其以分布范圍加以明確，若發(fā)動機怠速時真空輕微波動，故障對所有缸均有影響；若真空劇烈波動，則故障只對單缸有影響。經(jīng)實車故障模擬檢測，豐田5A-FE汽油發(fā)動機真空值對不同故障來說，真控值差異較大。見表1。

表1 發(fā)動機進氣管真空度檢測

根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可知，配氣正時不正常和混合氣濃度不正常對真空度影響較?。慌艢夤芏氯瓦M氣管嚴重漏氣對真空度影響嚴重，真空度下降10 kPa左右；氣門嚴重漏氣對真空度影響最大，真空度下降30 kPa左右。通過不同故障對真空度影響的差異，我們可用真空測試儀進行故障快速診斷，快速鎖定故障方向，及時檢修，確保發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)工作。對于汽車發(fā)動機快速維修，降低人工勞動強度有巨大的意義，同時對于增強現(xiàn)代汽車安全效果具有積極作用。

4.3 點火波形檢測

點火系的故障主要有無火、缺火、亂火及點火正時失準等。這些故障可能導致發(fā)動機無法啟動。維修人員利用示波器對汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)相關要素加以檢測，分析各缸點火波形的電壓幅值、頻率及電壓形狀波動等。若電壓過高，可能是該缸火花塞間隙過大；若電壓過低則可能是該缸火花塞間隙過小、火花塞燒損或積碳過多；若各缸峰值電壓均較低，則可能蓄電池接線柱接觸不良、點火線圈短路等故障。維修人員對相關層級點火波形進行檢測，具體涉及高壓線、火線圈、火花塞等，根據(jù)示波器的不同參數(shù)進行故障識別，對車發(fā)動機故障排除具有積極作用。

5 信息技術(shù)應用下汽車發(fā)動機故障維修的新技術(shù)

5.1 精密檢測工具

改革開放進程不斷深入，進一步加強了我國同全球各國之間的貿(mào)易往來，這也為汽車維修交流創(chuàng)造了更多有利環(huán)境條件?，F(xiàn)階段，我國汽車維修涉及的維修工具類型繁多，進一步分析先進汽車維修工具基本情況可知，部分具有高應用價值的工具同先進技術(shù)與新技術(shù)之間存在較為緊密的聯(lián)系，由此為其實際應用計算機指令傳達創(chuàng)造了有利條件，同時為企業(yè)維修行業(yè)對高級技術(shù)人才的培養(yǎng)更加重視，可以引導這部分人才規(guī)范、系統(tǒng)、高效對相關先進維修工具加以應用，在進行汽車維修過程中體現(xiàn)出更加專業(yè)的技術(shù)水平[4]。

5.2 系統(tǒng)診斷技術(shù)

現(xiàn)階段，汽車給人們生活帶來了巨大影響[5]。所以，需要全面提升汽車維修水平，主要立足于對企業(yè)相關環(huán)節(jié)的全面掌握與診斷，需要對傳統(tǒng)的汽車機械與零部件進行單一維修技術(shù)加以改變，能夠有效排除汽車各種安全隱患，全面增強企業(yè)綜合安全性能。汽車維修人員主要結(jié)合汽車基本性能與相應的保養(yǎng)期限情況，對汽車進行定期維護確保其處于安全狀態(tài)。對現(xiàn)階段我國汽車維修發(fā)展基本情況展開深入分析可知，一般應用SRS安全自動空調(diào)系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)、加速滑動調(diào)節(jié)缸、TCS動力牽引系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等當作電子控制元件較為普遍。對汽車故障診斷主要通過電子控制元件完成，對于汽車故障信息則通過代碼格式對其進行記錄與存儲處理，這為維修人員在進行實際檢測與基本情況掌握方面提供了重要參考依據(jù)。

5.3 故障碼自診斷

汽車電控系統(tǒng)里面ECU主要發(fā)揮自診斷功能作用。ECU通過故障碼為維修人員傳遞相應的故障信息內(nèi)容，當維修人員確保汽s車處于通電狀態(tài)，此時ECU能夠把汽車存在持續(xù)故障信息存儲于系統(tǒng)中里面。第一步由人工完成錯誤代碼的提取操作。將汽車發(fā)動機關閉之后，把2個故障檢測插座通過電線進行短接操作，對儀表盤上燈進行相應的觀察與記錄操作，其閃爍次數(shù)與獲取錯誤代碼頻率加以明確。然而，通過此方式獲得代碼具有較大的局限性。在此基礎上可以通過專業(yè)檢測器讀碼方法，需要結(jié)合相應車型對軟件測試卡加以明確，把軟件測試卡插入到相應的測試儀器，此時即可將其錯誤代碼進行獲取。另一方面，汽車制造商一般應用集成診斷接口和模式較為普遍，在機械能代碼讀取過程中一般應用解碼器較為普遍。

5.4 專家診斷系統(tǒng)

EP主要立足于計算機內(nèi)部信息系統(tǒng)基礎上，進一步結(jié)合相應的行業(yè)領域?qū)＜宜邆涞闹R經(jīng)驗有效確保相關任務順利達成。一般情況下，在汽車系統(tǒng)里面所常見的故障位置集中于3個地方，分別是發(fā)動機、電路、底盤機械傳動。因為不同位置故障均呈現(xiàn)出多級結(jié)構(gòu)基本特征，必須對相關的地點將其數(shù)據(jù)庫進行建立，因此存儲同車輛故障發(fā)生、診斷、維修之間存在較為緊密的聯(lián)系。

6 結(jié)語

汽車生產(chǎn)大量信息化技術(shù)的應用，雖然進一步優(yōu)化了汽車的功能表現(xiàn)，但也也使得汽車缺陷診斷難度大幅增加。汽車所有部件中最為核心的就是發(fā)動機，大量先進技術(shù)的應用使得發(fā)動機內(nèi)部的構(gòu)造越來越復雜，這也要求汽車發(fā)動機故障診斷與維修的技術(shù)也隨之不斷創(chuàng)新，本研究主要從常見的汽車發(fā)動機故障入手，深入分析了汽車發(fā)動機故障檢測與維修技術(shù)情況，以更好的快速排查發(fā)動機故障，促進汽車檢測與維修技術(shù)的不斷發(fā)展。