趙杰

（山西鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟(jì)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(guān)注。發(fā)動機(jī)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(yīng)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(jī)故障檢修也提供了更多便利性[1]。

1 汽車發(fā)動機(jī)的發(fā)展與工作原理

300年前，人們就開始對汽車發(fā)動機(jī)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(jī)進(jìn)行安裝應(yīng)用，并將全球首臺蒸汽機(jī)車發(fā)明出來[2]。此后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度進(jìn)一步加快，由此又誕生了煤氣發(fā)動機(jī)，利用電火花實(shí)現(xiàn)混合氣點(diǎn)燃操作，并將內(nèi)燃機(jī)工作原理加以明確，并利用內(nèi)燃機(jī)里面四沖程為車子提供動力，這為活塞發(fā)動機(jī)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。汪科爾把轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機(jī)當(dāng)作汽車發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)構(gòu)造，在此后逐步對汽車發(fā)動機(jī)加以改進(jìn)都是建立在轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)之上的。這以后的300余年，汽車工業(yè)發(fā)展期間，相關(guān)的制造工藝水平得到大幅提升，也進(jìn)一步完善了發(fā)動機(jī)制作工業(yè)水平，全面提升了發(fā)動機(jī)性能效果，然而其結(jié)構(gòu)日變更日益復(fù)雜。發(fā)動機(jī)在發(fā)展過程中不斷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，由此將會伴隨著不同因素所致的故障，一單發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障，就需要對其相關(guān)的基本構(gòu)造知識加以掌握，進(jìn)行綜合應(yīng)用對存在的故障進(jìn)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(jī)是使用最為普遍的汽車發(fā)動機(jī)，其工作過程具體涉及進(jìn)氣、壓縮、做功與排氣四個階段。當(dāng)發(fā)動機(jī)將所有步驟環(huán)節(jié)都完成之后，此時機(jī)器曲軸將會進(jìn)行兩次工作。汽車所使用燃料涵蓋汽油機(jī)與柴油機(jī)兩種類型，由此發(fā)動機(jī)可以劃分成汽油機(jī)與柴油機(jī)，其工作機(jī)理基本一致。同時二沖程發(fā)動機(jī)應(yīng)用也較為普遍，工作原理同四沖程發(fā)動機(jī)存在較大差異，四沖程發(fā)動機(jī)與活塞上下運(yùn)動實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)存在較為緊密的聯(lián)系，當(dāng)活塞自下向上移動屬于壓縮。進(jìn)行實(shí)際工作期間，其進(jìn)氣口與排氣口處于關(guān)閉狀態(tài)，吸入氣缸可燃?xì)怏w將會進(jìn)行壓縮處理，活塞下方曲軸箱為真空狀態(tài)。當(dāng)活塞從上至下進(jìn)行運(yùn)動的時候，利用火花塞能夠點(diǎn)燃可燃?xì)怏w，在進(jìn)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(jī)故障的常見類型

2.1 發(fā)動機(jī)無法啟動

發(fā)動機(jī)啟動與停止過程中經(jīng)常出現(xiàn)汽車發(fā)動機(jī)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(guān)，對電瓶電量帶來巨大影響，由此引起相應(yīng)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(yīng)的影響，汽車發(fā)動機(jī)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(jī)異常噪音

當(dāng)汽車處于正常運(yùn)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(jī)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(jī)時間行駛期間出現(xiàn)相應(yīng)的碰撞，如未得到及時解決，將會大幅縮短發(fā)動機(jī)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?xì)怏w混合物在排氣管里面燃燒所發(fā)出的聲音。點(diǎn)火時間太晚將會引起排氣管點(diǎn)火失敗，如果混合氣體無法全部進(jìn)行燃燒，霧化燃料和氧氣混合比例未進(jìn)行合理配置，如果第一時間對可燃?xì)怏w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(yīng)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(fèi)。

3 汽車發(fā)動機(jī)常見故障的故障類型

對汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行檢測過程中，通過其工作聲音檢測是應(yīng)用最為普遍的方式，通常而言，汽車發(fā)動機(jī)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(dāng)汽車處于行駛狀態(tài)時發(fā)出刺耳噪音，一般與發(fā)動機(jī)內(nèi)部故障有關(guān)，相關(guān)零部件出現(xiàn)磨損引起最為常見，還與加油期間發(fā)動機(jī)動力不足所致。

3.1 發(fā)動機(jī)啟停故障

汽車發(fā)動機(jī)啟動與停止過程中經(jīng)常存在相應(yīng)故障，一般而言對于正常汽車處于運(yùn)行狀態(tài)下都將存在相應(yīng)的啟停故障現(xiàn)象，如果是汽車發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)停動力及不匹配的情況，進(jìn)而造成發(fā)動機(jī)難以正常啟動。當(dāng)汽車難以啟動的時候，主要通過電路檢測對相關(guān)的故障進(jìn)行檢測排查，此時維修人員通過相關(guān)的電路檢測儀器對其電量進(jìn)行檢測，當(dāng)電池?zé)o故障的情況下，唯有對發(fā)動機(jī)輸油系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的檢測，對存在的問題加以明確。

3.2 發(fā)動機(jī)噪音故障

如果汽車發(fā)動機(jī)處于正常運(yùn)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(jī)噪聲進(jìn)行警示判斷，如果發(fā)出刺耳摩擦噪音，此時一般因?yàn)榘l(fā)動機(jī)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(jī)油耗故障

部分汽車發(fā)動機(jī)在實(shí)際運(yùn)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(jī)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?？諝馊加瓦_(dá)到正常混合狀態(tài)，因?yàn)榛钊麑⒅苯佑绊懓l(fā)動機(jī)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(yùn)動帶給發(fā)動機(jī)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(jī)尾氣故障

如果發(fā)動機(jī)在正常運(yùn)行過程中所排除尾氣無任何顏色，如果此時發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃油未進(jìn)行完全燃燒所排放的尾氣呈黑色，發(fā)動機(jī)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(jī)尾氣故障，排除的尾氣呈藍(lán)色。當(dāng)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(yán)重安全隱患，同時駕駛員需要對使用燃油型號具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.5 發(fā)動機(jī)拉杠活塞故障

發(fā)動機(jī)拉缸活塞出現(xiàn)故障的情況較為普遍，主要與發(fā)動機(jī)內(nèi)部活塞和氣缸距離太近所致。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)行時因?yàn)檫^載引起發(fā)熱，而駕駛員未對發(fā)動機(jī)內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行過多關(guān)注，會造成其內(nèi)部存在相應(yīng)的異物而引起發(fā)動機(jī)拉缸故障發(fā)生，因此，全面了解所駕駛汽車發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠?qū)ζ溆行д瓶兀行懦收稀?/p>

3.6 發(fā)動機(jī)抖動故障

當(dāng)警示燈亮起的時候可知冷卻系統(tǒng)存在相應(yīng)的故障，同時能夠利用發(fā)動機(jī)抖動情況完成相應(yīng)的檢測，當(dāng)其出現(xiàn)無規(guī)則抖動，此時可能與點(diǎn)火系統(tǒng)存在較為緊密的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行注意檢查。進(jìn)行火花塞故障檢測過程中，根據(jù)火花塞點(diǎn)火基本狀況即可對其進(jìn)行相應(yīng)的判斷，如果在火花塞可以進(jìn)行點(diǎn)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(guān)聯(lián)。當(dāng)對火花塞點(diǎn)火操作期間出現(xiàn)發(fā)動機(jī)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(jī)故障檢測與維修方式

4.1 初始點(diǎn)火提前角檢測

當(dāng)發(fā)動機(jī)點(diǎn)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(dá)上止點(diǎn)前達(dá)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(dāng)汽車出現(xiàn)故障之后，維修工人需要對發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，在現(xiàn)代電子點(diǎn)火系統(tǒng)中，由微處理器根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，以及進(jìn)氣真空度、凸輪位置和水溫等信號，選定最佳點(diǎn)火提前角。一般采用頻閃法點(diǎn)火正時儀或缸壓法點(diǎn)火

正時儀進(jìn)行檢測。首先運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)使其達(dá)到正常工作溫度后停機(jī)，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(jī)體上進(jìn)行缸外點(diǎn)火，把點(diǎn)火傳感器接在火花塞上，啟動發(fā)動機(jī)，點(diǎn)火傳感器輸出點(diǎn)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(diǎn)火提前角。結(jié)合電控發(fā)電機(jī)與電腦設(shè)備的方式，完成點(diǎn)火前進(jìn)角檢測方法檢測信號設(shè)置操作。需要對相關(guān)的執(zhí)行零件檢測功能點(diǎn)火進(jìn)行提前把角轉(zhuǎn)換成預(yù)設(shè)值，主要目的在于確保汽車點(diǎn)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(jī)處于正常工作狀態(tài)，當(dāng)結(jié)果存在一定的差異，此時與車輛基本調(diào)整偏差、機(jī)械損壞等存在較為緊密的聯(lián)系。

4.2 進(jìn)氣管真空度檢測

發(fā)動機(jī)大多數(shù)故障都會引起進(jìn)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(jìn)氣管真空度，將真空表與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管相連，無需拆卸發(fā)動機(jī)即可進(jìn)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(jì)對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管里面真空值進(jìn)行相應(yīng)檢測，主要目的在于對其以分布范圍加以明確，若發(fā)動機(jī)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(shí)車故障模擬檢測，豐田5A-FE汽油發(fā)動機(jī)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(jī)進(jìn)氣管真空度檢測

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)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小；排氣管堵塞和進(jìn)氣管嚴(yán)重漏氣對真空度影響嚴(yán)重，真空度下降10 kPa左右；氣門嚴(yán)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(jìn)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(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)工作。對于汽車發(fā)動機(jī)快速維修，降低人工勞動強(qiáng)度有巨大的意義，同時對于增強(qiáng)現(xiàn)代汽車安全效果具有積極作用。

4.3 點(diǎn)火波形檢測

點(diǎn)火系的故障主要有無火、缺火、亂火及點(diǎn)火正時失準(zhǔn)等。這些故障可能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)無法啟動。維修人員利用示波器對汽車發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)相關(guān)要素加以檢測，分析各缸點(diǎn)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(diǎn)火線圈短路等故障。維修人員對相關(guān)層級點(diǎn)火波形進(jìn)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(jìn)行故障識別，對車發(fā)動機(jī)故障排除具有積極作用。

5 信息技術(shù)應(yīng)用下汽車發(fā)動機(jī)故障維修的新技術(shù)

5.1 精密檢測工具

改革開放進(jìn)程不斷深入，進(jìn)一步加強(qiáng)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。現(xiàn)階段，我國汽車維修涉及的維修工具類型繁多，進(jìn)一步分析先進(jìn)汽車維修工具基本情況可知，部分具有高應(yīng)用價(jià)值的工具同先進(jìn)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(shí)際應(yīng)用計(jì)算機(jī)指令傳達(dá)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(dǎo)這部分人才規(guī)范、系統(tǒng)、高效對相關(guān)先進(jìn)維修工具加以應(yīng)用，在進(jìn)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(guān)環(huán)節(jié)的全面掌握與診斷，需要對傳統(tǒng)的汽車機(jī)械與零部件進(jìn)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(qiáng)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(yīng)的保養(yǎng)期限情況，對汽車進(jìn)行定期維護(hù)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(yīng)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(dāng)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(jìn)行記錄與存儲處理，這為維修人員在進(jìn)行實(shí)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(yīng)的故障信息內(nèi)容，當(dāng)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(jī)關(guān)閉之后，把2個故障檢測插座通過電線進(jìn)行短接操作，對儀表盤上燈進(jìn)行相應(yīng)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(chǔ)上可以通過專業(yè)檢測器讀碼方法，需要結(jié)合相應(yīng)車型對軟件測試卡加以明確，把軟件測試卡插入到相應(yīng)的測試儀器，此時即可將其錯誤代碼進(jìn)行獲取。另一方面，汽車制造商一般應(yīng)用集成診斷接口和模式較為普遍，在機(jī)械能代碼讀取過程中一般應(yīng)用解碼器較為普遍。

5.4 專家診斷系統(tǒng)

EP主要立足于計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合相應(yīng)的行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜宜邆涞闹R經(jīng)驗(yàn)有效確保相關(guān)任務(wù)順利達(dá)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(jī)、電路、底盤機(jī)械傳動。因?yàn)椴煌恢霉收暇尸F(xiàn)出多級結(jié)構(gòu)基本特征，必須對相關(guān)的地點(diǎn)將其數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(yīng)用，雖然進(jìn)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(jī)，大量先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用使得發(fā)動機(jī)內(nèi)部的構(gòu)造越來越復(fù)雜，這也要求汽車發(fā)動機(jī)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(jī)故障入手，深入分析了汽車發(fā)動機(jī)故障檢測與維修技術(shù)情況，以更好的快速排查發(fā)動機(jī)故障，促進(jìn)汽車檢測與維修技術(shù)的不斷發(fā)展。