張麗華

摘要：伴隨時代不斷發(fā)展，汽車普及率不斷提升，而在汽車使用過程中，駕駛?cè)藛T體驗則與發(fā)動機自身穩(wěn)定性與故障率有著直接關(guān)聯(lián)，在傳統(tǒng)人工故障診斷模式當(dāng)中，無法令發(fā)動機故障發(fā)生概率有效降低，并且無法令維修精度得到提高?；诖耍疚闹饕槍ζ嚢l(fā)動機機械系統(tǒng)故障相關(guān)原因展開探討，并提出具有較強針對性的診斷方法。

Abstract： With the continuous development of the times， the popularity of vehicles is increasing. In the process of vehicle use， the driver's experience is directly related to the stability and failure rate of the engine itself. In the traditional manual fault diagnosis mode， the probability of engine failure can not be effectively reduced， and the maintenance accuracy can not be improved. Based on this， this paper mainly discusses the causes of automobile engine mechanical system faults， and puts forward a strong diagnosis method.

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動機;機械系統(tǒng)故障;診斷檢測

Key words： automobile engine;mechanical system failure;diagnostic test

中圖分類號：U463.6? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）23-0150-02

0? 引言

汽車故障診斷的技術(shù)性是指在整車未解體的情況下，闡明汽車的運行過程，找出故障原因和故障位置的汽車應(yīng)用技術(shù)，汽車故障診斷是一項對邏輯分析思維要求較高的任務(wù)，工作的目標(biāo)是找到故障點。然而，大多數(shù)專業(yè)技術(shù)人員在實現(xiàn)目標(biāo)的過程中缺乏對失敗原因的分析。但是，缺乏對原理的分析和邏輯推理，導(dǎo)致故障診斷過程繁瑣、迷失方向，甚至誤判故障，給自己或他人帶來諸多不便和損害。

1? 研究背景與意義

作為最直接的能源，發(fā)動機系統(tǒng)軟件的組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種電子產(chǎn)品精度高，設(shè)計、安裝、調(diào)整等領(lǐng)域的工藝和生產(chǎn)要求較高。精細(xì)、標(biāo)準(zhǔn)化的模塊化方案，以及其各部件的搭配和協(xié)調(diào)調(diào)整，可以保證柴油機的整體特性，也能保證汽車未來運行的穩(wěn)定性和合理性[1]。在提高汽車安全系數(shù)的層面上，汽車發(fā)動機是能量轉(zhuǎn)換的直接消費者。在所需的極端天氣和地理環(huán)境下，存在一定概率的常見故障和安全隱患。例如，夏季氣溫較高，發(fā)動機爆震的發(fā)生率會增加，導(dǎo)致車輛間歇性拋錨，嚴(yán)重?fù)p害車輛客戶的駕駛體驗。為了更好、更有效地解決這個問題，同時合理控制發(fā)動機的設(shè)備故障率，有必要根據(jù)汽車發(fā)動機常見故障的具體表現(xiàn)，總結(jié)汽車發(fā)動機爆震的原因和規(guī)律。此外，還實現(xiàn)了車輛整體運行狀態(tài)和汽車發(fā)動機工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控系統(tǒng)。這不僅對汽車發(fā)動機新產(chǎn)品的開發(fā)和技術(shù)水平的提高有一定的幫助，同時也將提高當(dāng)今車輛的安全系數(shù)和使用體驗。

2? 汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)的組成及功能

汽車發(fā)動機的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由離合器、變速箱、傳動軸等許多部件組成，該部件的作用是將發(fā)動機的驅(qū)動力傳遞給驅(qū)動輪。其中，十字軸的主要作用機制是：它可以使傳動齒輪旋轉(zhuǎn)軸在各種不同旋轉(zhuǎn)方向的工況下，位于變速箱內(nèi)的萬向球（或傳動齒輪傳遞）驅(qū)動力穩(wěn)定，立即送至偉千減速機上的傳動齒輪，也可防止偉千傳動系統(tǒng)的滾動軸承明顯損壞零件[2]。減速機的主要作用是改變傳動齒輪驅(qū)動力的徑向轉(zhuǎn)角，使傳動加速與中心線配合運動方向，同時還可以降低徑向速比，擴大扭矩。分動箱的推動動作：當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或在不平的坡路上行駛時，能自動推動兩個驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動;一些雙橋上有兩個控制器的汽車更常見。兩個分動箱內(nèi)部或外部的輸出軸與驅(qū)動器的輪軸之間還有一個分動箱。其行駛效果主要取決于汽車何時通過轉(zhuǎn)彎或在不平坦的地面上。向上行駛時，確保前、后、左、右驅(qū)動輪和輪胎不會產(chǎn)生差速器。傳動軸的主要作用是將分動箱的車輪傳遞的最高扭矩再通過它傳遞給四輪，然后作為傳動軸帶動四輪高速運轉(zhuǎn)推動四輪車再次行駛。

3? 汽車發(fā)動機機械系統(tǒng)故障分類及原因

一般發(fā)動機機械系統(tǒng)的常見故障可分為以下幾類（如圖1所示）：①常見故障特征：自然、常見故障是外力無法抵抗或在整個過程中無法抵抗的自然性質(zhì)使用因素造成的故障;人為因素引起的常見故障一般存在于車輛制造、生產(chǎn)加工或維修的各個過程中，由于人為實際操作、技術(shù)難度等原因[3]。②設(shè)備故障率：絕大多數(shù)突發(fā)的、常見的車輛故障發(fā)生在車輛的所有正常運行過程中，其發(fā)生不受任何時間因素的影響。它屬于不可預(yù)知和不知不覺間斷。車輛特性常見故障，如突然爆胎、汽車發(fā)動機內(nèi)部油路突然堵塞、電源插頭突然松動等，此類故障很容易立即排除，不大影響車輛的正常使用壽命;漸進性故障一般是指汽車內(nèi)部的汽車發(fā)動機由于一些非故意因素的不斷生產(chǎn)，導(dǎo)致汽車發(fā)動機在汽車發(fā)動機所有正常運行過程中逐漸劣化。此類故障也歸因于緩慢且連續(xù)發(fā)生，因此可以通過在常見故障的初步檢查中充分利用此類常見故障來預(yù)防。一般在這種情況下，借助機動車檢測設(shè)備或車輛診斷檢測機設(shè)備的手機app，可以識別出此類常見故障可能導(dǎo)致的延時。③常見故障的可靠性水平：常見故障一旦持續(xù)發(fā)生，會呈現(xiàn)一定的周期性，常見故障癥狀穩(wěn)定，易于檢查和排除;間歇性常見故障屬于突發(fā)性常見故障，常見故障不顯著由于汽車的特性和周期性，可以發(fā)現(xiàn)此類常見故障多出現(xiàn)在汽車電子產(chǎn)品的自動控制系統(tǒng)中。④缺乏專業(yè)技能：一些常見的故障很可能導(dǎo)致車輛失去一些專業(yè)技能;如果車輛完全是常見故障，車輛將無法工作，專業(yè)技能將完全喪失。⑤常見故障的破壞程度：常見故障一般是指一些可以立即消除或?qū)囕v運行危害較小的常見故障;比較明顯的常見故障一般是指不能立即處理的常見故障;致命的常見故障是指對車輛較為明顯的損壞。

4? 發(fā)動機機械故障的典型表現(xiàn)

汽車發(fā)動機各種異常的主要表現(xiàn)形式，不僅可以反映發(fā)動機的異常情況，還可以向用戶傳達故障信息的特征和類型。根據(jù)專業(yè)技術(shù)人員的區(qū)分，可以從發(fā)動機故障的主要表現(xiàn)中獲得判斷故障類型的依據(jù)，通過一系列故障標(biāo)志可以獲得更詳細(xì)的、實際的故障位置信息[4]。為指導(dǎo)后續(xù)故障排除和發(fā)動機維修提供方向，汽車發(fā)動機機械設(shè)備故障主要表現(xiàn)形式的詳細(xì)信息見表1。

5? 結(jié)合不同表現(xiàn)的發(fā)動機機械故障診斷方法

5.1 振動信息? 為了更好、更強、更有效地進行區(qū)分，將異常振動整理為常見故障條件，大致分為三個方向。①汽車發(fā)動機氣缸內(nèi)汽車機油著火形成的有機廢氣夾住鋼壁后，破壞內(nèi)部主題活動部件產(chǎn)生的空隙，對其他工業(yè)設(shè)備造成沖擊和振動。②汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)時曲柄連桿的運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生慣性力矩振動。③汽車發(fā)動機旁通閥和排氣管閥在運行時會對工業(yè)設(shè)備產(chǎn)生沖擊和振動。這三種振動因素必須由專業(yè)技術(shù)人員一一排除，最后還要找出汽車發(fā)動機異常振動的原因。以上整個過程都需要借助機械振動信號的采集和分析來進行。所有匹配數(shù)字信號處理的全過程都必須經(jīng)過頻譜分析、時鐘頻率數(shù)字模型建立等全過程，重點關(guān)注其中可能出現(xiàn)的相應(yīng)常見故障，這一點也必須充分考慮。這種常見故障情況的整個診斷過程非常簡單高效，但如果不排除，就會有機會受到其他環(huán)境因素的干擾。比如設(shè)備的使用、自然環(huán)境的溫濕度等，都將常見故障檢查的綜合成本提高到了一定的水平。

5.2 噪聲信息? 汽車在運行時產(chǎn)生噪音的關(guān)鍵來自發(fā)動機。有三種特定類型的噪音可以判斷為發(fā)動機故障，點火噪聲是氣缸壓力對氣缸壁的沖擊引起的;機械設(shè)備的噪音是由于工作壓力和慣性使發(fā)動機內(nèi)部的活動部件相互相互作用而產(chǎn)生的，是由碰撞和振動引起的;氣動噪聲是由發(fā)動機在進氣和放氣全過程中的摩擦引起的，在傳播方向和傳播方式上幾乎呈放射狀。汽車在運行時，駕駛員預(yù)期遇到的噪聲來自于發(fā)動機中的機械設(shè)備噪聲和氣體摩擦噪聲，而低速行駛時的主要發(fā)動機噪聲是點火噪聲。在發(fā)動機運行過程中，可以根據(jù)信號的特殊指標(biāo)值和波形圖進行分析和準(zhǔn)確判斷，從而對指定的零部件進行更換和維修。

5.3 溫度信息? 制冷和冷卻水的氣缸壓力、排氣管溫度、傳動比和溫度等將提高汽車發(fā)動機的溫度，常見故障檢測技術(shù)專業(yè)人員可以通過深入分析溫度趨勢分析，對汽車發(fā)動機整體工作環(huán)境進行分析，并根據(jù)其運行狀況識別常見故障點。汽車發(fā)動機點火不完全可能導(dǎo)致汽車發(fā)動機溫度過高。技術(shù)人員可以在汽車發(fā)動機故障檢測全過程中重點關(guān)注汽車發(fā)動機的關(guān)鍵加熱參數(shù)和處理的效率，進而判斷是否存在共性故障。

5.4 油液檢測? 基本故障支持向量機算法優(yōu)化算法是基于波浪檢測基本理論的設(shè)計方案，在發(fā)動機運行過程中，材料的液壓油表面波會因鐵質(zhì)油管軟管表面的電磁場而產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這是周圍波浪的原始形狀，這種獨特的周圍波的規(guī)律性和色散特性可以用以下公式計算和表示：

在數(shù)據(jù)信號i的關(guān)系式中，u1m表示在自然環(huán)境中高梯度方向電磁場下測得的檢測器上的液壓機讀數(shù)值。 u2m 表示與車輛發(fā)動機活塞間隙匹配的震級，？棕是考慮輸出功率檢測的譜密度函數(shù)的整體偏差。？漬指標(biāo)值是發(fā)動機活塞表面鐵材料譜分析線的總寬度。掌握了多個關(guān)鍵標(biāo)量的作用和準(zhǔn)確的測量方法后，就可以間接得到周圍波的理化特性。當(dāng)發(fā)動機發(fā)現(xiàn)異常問題時，隨著時間t的過渡，檢測數(shù)據(jù)信號中會出現(xiàn)不同程度減弱的周圍波形。

6? 發(fā)動機故障診斷整體思路

在進行汽車發(fā)動機故障檢測時，首先要做的就是處理常見的故障信號檢查。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實驗設(shè)備可以使用的整體檢測目標(biāo)，選擇振動傳感器或噪聲傳感器，準(zhǔn)確測量汽車發(fā)動機的溫度、振動和噪聲。并與初始狀態(tài)的信號值進行比較。接下來一定要先用電腦對采集到的特征信號進行預(yù)處理和求解，按照較大、較小的分辨率進行解析還原真實的發(fā)動機爆震信號，去噪，并根據(jù)發(fā)動機爆震信息進行頻率對比分析，評估發(fā)動機爆震的可能因素和常見故障點。情況識別也是診斷發(fā)動機爆震的常見方法之一。根據(jù)常見故障波形與任何正常信號的差異，汽車發(fā)動機可以識別發(fā)生了哪些常見故障，并鎖定常見故障位置。

7? 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，推動了汽車快速發(fā)展的趨勢，隨后的汽車售后服務(wù)和汽修制造業(yè)也獲得了快速發(fā)展的趨勢。由于發(fā)動機機械系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜，在我國，發(fā)動機工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式可分為人工檢測和儀器檢測兩種。在日常生活中，不僅要提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)，更要注重維修技術(shù)的應(yīng)用和營銷推廣，開拓創(chuàng)新，與時俱進，不拘泥于傳統(tǒng)通用故障定期檢查保養(yǎng)方法，把握智能和新技術(shù)的核心價值，有利于保障行車安全的安全性能，同時也為自身的安全帶來保障。

參考文獻：

[1]柯秀成，吳初長.對汽車發(fā)動機機械故障非接觸式檢測技術(shù)的幾點探討[J].科學(xué)與財富，2019（012）：37.

[2]馬長喜.汽車發(fā)動機自動熄火的故障診斷分析[J].湖北農(nóng)機化，2019（03）：45.

[3]劉瑩瑩，杜秀波，夏繼偉，等.奧迪發(fā)動機機械故障診斷與排除[J].南方農(nóng)機，2019，050（016）：54.

[4]趙慧敏.基于智能診斷技術(shù)的發(fā)動機故障診斷[J].汽車世界，2019（013）：100-102.