汽車機械故障原因與診斷分析研究

裴學杰

(陜西國防工業職業技術學院，西安 710300)

0 引言

汽車作為現階段主要的出行與交通工具，在保證我國人民出行、產品運輸、緊急補給等方面起著舉足輕重的作用，與汽車大量普及相伴隨產生的是汽車相關行業的發展。汽車機械故障原因與診斷技術通過對汽車機械的運行狀態進行量化，通過與標準值進行對比，找出機械故障的位置，并通過關聯性分析，挖掘出導致故障的根本原因，進而對汽車機械的日常維護和故障排除給出相應的參考和建議 。

1 汽車常見機械故障的表現

汽車是一個集機械、電器、控制、電信等多學科的復雜合成產物，各系統通過協同配合，完成車主提出的各種指令，其中，動力系統通過燃油或者電力為整個系統提供動力來源，其他系統則根據自身的物理屬性對能量進行轉化和控制，整體來看，整個系統是出于串聯的模式。因此，當其中某一個零件出現故障失效時，則有可能導致整個設備系統的故障，從而對車主或行人的生命安全造成威脅。最為常見的汽車故障為，在汽車運行過程中，制動系統或動力系統出現故障，將直接影響到車主的人身安全，另外還有，在汽車啟動時，若有某一部件失效，則直接導致汽車不能正常啟動，則直接影響到車主的用車需求。

2 汽車常見故障

2.1 汽車發動機故障

常見的發動機故障主要包括發動機異味與異響，發動機運轉不平穩，加速動力不足。主要表現形式如下。

2.1.1 發動機異味與異響

發動機異味主要是由于一些橡膠密封件老化，機油燃燒從密封中泄漏出來，隨著溫度升高逐漸蒸發，從而發出難聞的刺激性氣味，只需要及時更換密封件即可；發動機異響比較難判斷，主要來源如圖1所示，應該根據實際情況再進行進一步判斷。

圖1 汽車常見部位的異響發生概率

2.1.2 發動機運轉不平穩，加速動力不足

發動機運轉不穩定，常伴有“突突”的聲音，一方面有可能是化油器或點火時刻過晚，混合氣體燃燒不完全導致汽缸壓力不高；另一方面可能是燃燒的膨脹氣體進入化油器，產生“回火”現象，發出劇烈的“彭、彭”聲音，此時應及時找專業維修廠進行維修。

當遇到其他故障時，根據圖2檢查流程對發動機進行逐步檢查，如果不能自行解決，應該及時送到專業汽修廠進行維修。

圖2 汽車發動機故障檢查流程

2.2 汽車傳動系統故障

汽車傳動系統常見故障為離合器故障、手動變速器故障和傳動軸故障等，具體故障原因與表現形式如下。

2.2.1 離合器故障

離合器打滑，主要為汽車加速時速度不能提升，嚴重時離合器還會出現冒煙和燒焦味。主要是由于離合器壓緊力降低或表面摩擦系數降低所致；離合器發出異響主要是由于調整不當、潤滑不良等造成機件的異常摩擦；離合器分離不徹底主要表現為離合器踏板踩到底掛擋仍然困難，可能是由于動盤變形或離合器操縱油路中氣阻影響離合器不能完全分離。其他還有離合器發抖、離合器踏板沉重等問題。

2.2.2 手動變速器故障

手動變速器故障主要表現為換擋困難(表現為很難掛回空擋，主要是由于變速操縱機構運動件磨損、變形造成運動阻力等)、跳擋(擋位自動跳回空擋位置，主要是由于運動件過度磨損造成嚙合不正確，或者自動互鎖擋出現故障)、亂擋(主要表現為不能正常退回空擋或者所需擋位，主要是由于變速機構過度磨損與損壞等)和漏油(油封磨損)等。

2.2.3 傳動軸故障

常見的傳動軸故障包括汽車起步或者行駛過程中存在異響，主要是由潤滑不足造成；汽車行駛過程中出現振動，可能是由于傳動軸故障引起的傳動軸不平衡。

2.3 其他故障

汽車其他常見故障還包括轉向系統故障(汽車轉向跑偏、方向盤搖擺不定、轉向沉重等)、驅動橋故障(異響或者發熱，主要是由于齒輪和軸承之間過度磨損或者潤滑不良造成)、制動系統故障(制動不良或失效、制動拖滯等)、汽車行進系統故障(前后橋懸架異響、汽車行駛跑偏、車身過分傾斜等)、車身故障(車漆脫落、車身損壞、車門升降器失靈等)、電氣系統故障(蓄電池自動放電、蓄電池充不進去電、充電電流過小等)。如果遇到不能自行解決的故障應該及時送到汽車維修廠進行專業故障檢查與維修。

3 汽車機械故障的基本原因

汽車機械故障的原因是多樣的，對其故障的根本原因進行分類，可以從產品的初始設計、汽車的使用過程及汽車的維護和保養過程三個方面進行分析。

3.1 初始設計缺陷導致的汽車機械故障

產品的功能設計必須建立在大量社會需求調研的基礎上，但由于統計方法或調研人群的局限性，汽車機械的設計并不能滿足所有人的需求，特別是在針對人群進行某一部件的性能試驗時，容易導致產品零件的功能過剩或不足，最為常見的是不同的氣候環境對于汽車輪胎與汽車制動系統的需求差異。我國擁有最為全面的氣候條件，在進行汽車制動功能設計時要充分考慮高溫或者低溫情況下，設備部件的性能，保證不同環境的適用性。因此，汽車設計缺陷導致的汽車故障是最為基礎與根本的汽車故障原因。

3.2 駕駛人員的操作不當導致的汽車機械故障

據不完全統計，由駕駛人員操作不當導致的汽車機械故障占汽車故障總數的73%。駕駛員對汽車性能不熟悉和認知不當，同時不注重汽車的定期保養，容易在汽車進行超車、會車時導致汽車的故障，因此，汽車要進行定期檢查和及時保養，確保各部件處于正常的運行狀態。對于由于駕駛人員的操作不當引起的汽車故障發生前，汽車會做出反應。如，轉速變化、轉向遲鈍、制動距離變長等[1]。對于此類駕駛員能辨別出的汽車機械故障信號，駕駛員若能及時進行檢修，則可以最大程度上減少汽車故障導致的意外發生。此外，還有一些由于駕駛不當導致的汽車故障信號是不易被駕駛員所察覺的，此時則要求駕駛員一定要有基礎且必要的汽車常識，嚴格按照汽車操作與保養規范，及時發現汽車的故障并進行維修。

3.3 汽車維修時不良商家以次充好

汽車作為一種高度集成的移動設備，內部包含了大量的零部件，如果駕駛人員沒有太多的汽車相關知識或對汽車行業不是非常了解的情況下，一旦汽車出現故障，則完全依靠汽車維修人員，對于在汽車維修過程中所需要更換的零部件不能清楚的認識，甚至不清楚是否需要更換這一部件，亦或在進行更換零件時不知道在眾多零件品牌中選擇哪種，這就導致某些汽車維修站，利用駕駛員的知識盲區，偷工減料、以次充好，短時間內汽車能正常運行，但長遠來看由于該部件不符合整個車身系統的運行要求，極有可能導致汽車性能得不到發揮和其他相關部件的快速損耗。因此，汽車維修的不良商家是導致汽車頻繁故障的另一原因[2]。因此，在進行汽車維修時，要選擇汽車銷售指定或者有相關行業認證的正規維修站。同時，也應對行業進行整頓，維修廠要對維修技術人員進行嚴格把關，樹立正確的銷售和服務觀念，養成對每一個駕駛員的安全負責的積極態度，并不斷學習維修技術，提高汽車機械故障的維修質量。

4 故障診斷技術方法及適用領域

現階段越來越多的汽車選擇搭載各種智能控制系統，給汽車機械故障診斷技術的發展提供了新的舞臺和空間，本節將以下從原始到先進的汽車機械故障診斷技術進行闡述。

4.1 基于經驗的汽車機械故障診斷

基于經驗的汽車機械故障診斷技術又稱為一般診斷技術，指在進行汽車故障識別與排查過程中不借助先進的儀器儀表，維修工人通過對設備部件的顏色、振動和比較等方式對汽車的故障進行定位和識別，從而做出診斷，然后具有針對性地進行修理。

基于經驗的汽車故障與診斷分析方法適用于較小且較為明顯的汽車故障，如車門玻璃升起或降低時產生異響，則可以通過聽聲音和觀察玻璃刮痕，判斷升降裝置故障還是異物混入，進而確定下一步的維修方法。

4.2 全面分析技術對于汽車故障的識別與診斷

全面分析技術是在基于經驗的汽車故障診斷技術上進一步完善得到的，當設備故障較為復雜時或者導致汽車故障的原因較多時，則采用全面分析技術，借助全面分析技術則可以減少在汽車故障診斷時對于汽車部件的拆卸。如在汽車蓄電池出現故障時，首先要清楚故障的類型，是電流流失還是強電流保護，借助經驗判斷不能清楚地看到電流內部的基本結構，此時則可以采用全面分析技術，只需要對電流的流出情況進行統計，查看電流的具體情況，較為科學且省力地判斷出故障位置，若是因為保險絲導致的電池故障，則簡單地對保險絲進行更換則能解決問題。

與基于經驗的故障診斷技術相比，全面分析技術在復雜汽車故障識別時更具有優勢，且能最大程度保證診斷的準確性，同時盡可能減少維修工人的勞動強度。但對于某些更為復雜的故障還是要對汽車的某一部件進行拆卸做進一步分析。

4.3 基于儀器儀表的汽車故障診斷技術

如果將基于經驗的故障診斷與分析技術和全面分析技術分別比作醫生的經驗判斷和常規檢查，則基于儀器儀表的汽車故障診斷技術相當于在醫院進行的血液和核磁診斷。借助儀器儀表，通過計算機程序將診斷算法與汽車的運行電路、油路、機械傳動等傳感器連接，能夠直接對各部件的使用頻率、耗損程度和剩余壽命做出量化判斷，進而幫助維修工人直觀地判斷出故障的位置和導致汽車故障的原因，進而減少汽車故障診斷中耗用的大量人力物力，也能保證設備維修的效果。如，在汽車進行常規保養時，并無直接的故障信號，如果通過經驗和全面分析，無法對汽車中關鍵部件的使用情況進行判斷，此時可以借助儀器儀表，將系統連接到汽車上，對各部件進行判斷，對于即將或者未來一段時間內極有可能發生故障的零部件進行更換，進而降低汽車故障的概率，提高汽車運行的可靠性，延長汽車的使用壽命。

5 結語

汽車機械運行的穩定性和可靠性直接關系到駕駛人員和路人的人身財產安全，不斷豐富的汽車故障診斷與分析技術能極大程度上保證汽車運行質量。本文首先探討了汽車的常見故障類型；其次從汽車功能設計、駕駛人員操作和汽車維護三個方面分析了導致汽車故障的原因；最后對現階段汽車的故障診斷技術進行了對比和分析，希望能對汽車行業的發展做出相應的參考和支持。