汽車發動機故障診斷方法研究

張政

湖南交通職業技術學院 湖南省長沙市 410132

1 引言

隨著社會的發展和人民生活水平的提高，汽車正迅速走進人們的家庭，汽車維修業務逐漸轉變為不可或缺的服務業務，成為汽車使用全生命周期的一部分。發動機是汽車的重要組成部分，在提高汽車性能的同時，也使汽車整體控制系統的結構和功能進一步復雜化。故障使診斷和維護特別困難，可以考驗維護人員的知識和經驗。隨著技術的進步，發動機的結構變得越來越復雜，發動機本身的質量、外部環境和人為操作不當等因素增加了發動機故障的發生率，發動機故障的診斷難度不斷增加，促使人們不斷學習新的檢測方法和診斷技術。近年來，汽車生產技術水平不斷提高，科學合理的汽車發動機故障診斷理論成為相關專家的研究重點，診斷手段進一步完善。隨著電子信息技術應用于汽車診斷，汽車缺陷診斷的科技含量不斷提高，對缺陷診斷方法提出了很大挑戰。發動機點火系統是汽車缺陷多發的地方，許多汽車缺陷調查表明，點火系統缺陷占整車缺陷的50%以上，因此本文對發動機點火研究具有重要意義。

2 汽車發動機工作原理

發動機是提供發動機啟動和操作汽車的部件，因此其質量取決于其質量，汽車發動機的工作原理是，發動機將燃燒燃料（如汽油、柴油、天然氣）獲得的能量轉化為熱能，然后利用熱能在氣缸內活塞運動，發動機是把能量轉換成汽車的轉換器。

3 汽車發動機典型故障

3.1 曲柄連桿機構故障

如果曲柄連桿在大載荷下，那么很容易彎曲或彎曲連桿。連桿螺栓的損傷主要包括螺紋或離合器部分松動、斷裂或開裂、拉伸永久變形等形式的損傷。損壞原因復雜，裝配作業中斷，荷載不均勻，螺釘軸線不平整，螺栓螺母支承垂直，導致后期變形。密封件表面不夠清潔，螺紋間協調性差，擰緊力過大，容易造成夾緊或松動。

3.2 配氣機構故障

閥桿密封性的不同，主要是閥桿接觸面和閥座在燒蝕、磨損、碳積聚、離合器、閥桿間隙調節不合理、閥桿扭動、無閥桿彈簧或斷口的作用下減小了閥桿密封性的斷裂，閥桿過大的斷裂通常會導致推桿的損失，凸輪等零件的閥門或螺桿調節器間隙。其原因要么是閥桿彎曲，要么是閥桿與導向閥之間的間隙組合不當，要么是管道中碳積累過多導致閥桿斷裂，這在閥桿環上經常發生。有三個組成部分：凹痕、頭部和過渡區。閥門破裂通常是由于內燃機在很高的溫度下在短時間內冷卻，導致閥門兩端溫度不均勻和熱應力，或者排氣閥安裝不當造成的，在隨后的使用中，損壞是由于變形造成的。

3.3 氣缸故障

拔出氣缸時，氣缸工作面出現一系列不同深度的軸向槽，影響氣缸的密封性。汽缸故障的主要原因是磨削問題，剩下的是發動機過熱，活塞環間隙過大，發動機在低溫下多次起動。一般由于使用不當，操作時不考慮機器因操作而產生的高溫，直接加冷水，導致氣缸套淬火破裂。

4 汽車發動機典型故障的定性分析

4.1 氣缸典型故障定性分析

發動機工作條件與面部振動密切相關.在同樣的興趣下，氣缸破裂壓力和表面沖擊振蕩隨轉速的增加而增大和增強，延長行程時的振動強度，頻率范圍內的信號強度與時間范圍內的信號強度成正比.隨著磨損的增加，氣缸套外表面對功率譜影響的靈敏度峰值線性提高，以及對磨損的整體振動響應。

4.2 活塞典型故障定性分析

總的來說，在活塞的頻率范圍內，能量場中存在兩個峰值波，隨著轉速的增加向高頻方向移動，最終共同形成一個大的能量峰值波。在這些范圍內，可以選擇活塞銷吱吱作響的特征頻帶活塞頻率。

4.3 啟動失敗

由于車身重量加上貨物重量，車輛的重量使車輛在行駛中承受一定的載荷，而載重大的卡車的載荷增加。因此，發動機出現問題時，應立即對發動機進行檢查，以確定問題是什么，如果問題小，則自行解決。其中，起動故障是發動機中的一種永久性故障。如果發動機發動不起來，油壓下降，機器就會停下來。在這種情況下，必須立即更換傳輸，否則會發生意外。

4.4 噪聲分解

發動機運轉無問題，噪音小，運行相對平穩。但是，如果在操作過程中發動機發出不尋常的聲音，那就意味著它是不正常的。造成異常的主要原因是發動機塞和汽油燃燒不完全。因此，如果存在噪聲缺陷，應立即檢查發動機并解決問題，以避免發生事故。

4.5 爆炸失敗

引擎爆裂及爆裂的問題，主要是由于汽車廢氣排放的氣體濃度高，以及爆裂及爆裂工程出現故障，導致汽車耗油量增加，必須立即消除，這縮短了汽車的使用壽命.發動機可能會出現意想不到的操作錯誤.爆炸和爆震時的故障不容忽視，因為汽缸問題會增加汽車的油耗，如果嚴重，會導致發動機內燃。

4.6 燃油系統故障

對于汽車來說，汽油是主要燃料，但如果汽油燃燒時分解的污染物沒有完全清除，那么隨著時間的推移，很容易粘在發動機部件上，堵塞發動機關鍵部件。隨著燃料的燃燒，它變得越來越困難，最終導致發動機因工作中斷而出現故障。

5 如何安裝汽車發動機故障

5.1 診斷過程

發動機運行時出現明顯的異常振動，但在沒有可見噪聲的情況下，很難判斷現有的聲音診斷方法是否適用。故障排除需要花費大量的時間和精力，如果不及時診斷，那么維修很容易丟失。首先對發動機汽缸振動信號和車體振動信號進行了相關分析，在多個汽缸中檢測出故障汽缸，縮短了診斷過程，節省了時間，提高了診斷效率。其次對損壞的氣缸進行時域、頻域和短波數據包分析，具有時域、頻域和短波數據包的相關特性，最后將直接對這些特性進行故障診斷。

5.2 發動機故障診斷

正常和有缺陷圓柱體的振蕩信號和時鐘振蕩信號不會隨轉速、均方根值和局部空間的增加而變化。但是，盡管發動機在穩態狀態下的過流系數明顯低于故障狀態，但隨著轉數的增加，兩種模式下的峰值差減小，故障強度迅速減小，使過流系數可以確定為時間范圍，進行發動機故障診斷。因此，電機振蕩信號的時間參數可以橫向反映電機的運動狀態，但除此之外，過流系數在很大程度上取決于條件，因此對誤差診斷具有一定的意義。其他時區參數根據狀態變化較小。也就是說，過流量可以作為發動機故障診斷的標準，其他時間參數只能作為附加診斷參數。

5.3 故障檢修方法

汽車發動機的自動啟停系統發生故障后，維修技術人員可以執行以下步驟來確定故障原因并制定相應的維修計劃。一是了解車輛行駛里程、保養等基本信息。二是診斷車輛故障原因，與日常使用車輛的駕駛員溝通，明確汽車發動機自動啟停故障的內容。包括故障發生的頻率、故障發生的路況等。最后制定故障維修計劃，進行故障維修操作。具體包括以下幾個方面：一是上路試車，觀察汽車在行駛過程中是否有駕駛員報告的汽車發動機自動啟停錯誤，了解發動機溫度和儀表板顯示情況。當汽車發動機的自動啟停功能出現故障時等具體信息。二是根據道路試驗和觀察，將車輛狀況與安全標準狀況進行比較，如果車輛調試后滿足啟停系統的正常啟動要求，如關閉大功率設備、發動機冷卻等，但如果滿足條件，啟停系統仍不能正常工作，必須進行以下檢查。三是在診斷汽車發動機自動啟停功能故障時，可以使用首次使用電池測試儀明確電池的使用情況，如果電池正常，自動啟停功能汽車發動機仍然難以正常運轉，必須進行以下步驟的診斷工作。四是利用汽車診斷儀讀取車輛故障碼，識別故障部位，制定相應的維修方案。五是如上述檢查工作未發現異常，根據車輛維修手冊及電路布置圖檢查相關部位，并根據詳細檢查結果制定詳細的維修計劃。

5.4 發動機故障小波包分析

電機是一種振動源多、頻帶寬、振蕩型復雜的大型機構，其振蕩信號具有振蕩和時間變化的特征。發生故障時，與穩態相比，某些頻率的能量增加，某些頻率的能量減少。因此，信號的頻率組成包含了大量的信息，可以通過統計分析和確定規律來發現。當一個或多個頻率的能量變化反映特定缺陷的狀態時，利用這些特性建立每個頻帶的能量與缺陷狀態之間的關系，從而產生振動信號，并通過頻率變化反映缺陷狀態。通過包分析，通過將信號信息分解為正交包，得到均勻分布在所有頻段的波包分裂系數，可以成功地實現這一目標。然后分析小波包的分裂系數.

5.5 定期清洗燃油系統

由于汽油是液體，粘度高，車內油箱的工作環境密封性好，因此為防止燃油系統堵塞，工作人員定期保養、保養發動機，加強燃油系統的保護，有效延長發動機壽命，還可以選擇清潔產品徹底清潔燃油系統中的垃圾，以避免燃油系統出現故障和問題。

5.6 案例研究

問題分析：駕駛員收到汽車停止工作的反饋后，系統無法實現自動熄火功能。整車使用壽命3年，總里程7萬公里。故障原因診斷分析：發動機無明顯異常啟動情況，不能及時調整啟停功能，無法在診斷助手的協助下獲取故障信息。同時，在電壓測量的情況下，電池電壓為12.5伏，而駕駛汽車時測量的電壓增加了1.3伏，因此沒有明顯變化。不僅如此，維修人員將電池取出進行外接充電，測量相關參數，發現健康指數超過59%，清晰電量值超過98%。最后對車輛進行上路測試，明確系統功能，如果起停控制不可行，在檢測檢測系統的輔助下，確定電池狀況是否滿足使用要求標準。至于具體的維修工作計劃，通過更換電池后的傳感設施監測，確認啟停功能已恢復。在汽車發動機自動啟停功能的診斷和維修中可以看出，電池的性能與啟停功能的執行密切相關，達不到要求會影響正常運行，發動機在正常條件下啟動。

6 結語

機器由許多零件組成，每一個零件由幾個零件組成，發動機是汽車的核心，對它的工作非常重要，所以我們必須做好生命的準備。由于汽車經常被用作日常使用，加上發動機的高載量會產生影響其使用的問題，因此有必要對這一問題進行深入的研究。綜上所述，汽車發動機的自動啟停功能是現代汽車中非常重要的功能，對降低汽車油耗和空氣污染具有積極作用。因此，在對汽車發動機的自動啟停功能進行診斷和維護時，相關工作人員可以根據自身豐富的專業知識，根據故障類型，合理選擇合適的維修方法，使汽車的自動啟停功能發揮作用。發動機是汽車的性能水平，提供改進的技術支持，隨著科學技術的不斷發展，汽車的結構越來越復雜，汽車發動機的結構也越來越復雜，因此發動機故障診斷成為新的挑戰。作為汽車修理工，必須學習故障診斷的理論和方法，以確保對發動機故障進行有效評估，及時消除隱患，提高發動機維修質量和效率。由于傳統的診斷和排除故障的能力很差，維修人員有必要從各個方面學習和研究故障診斷的方法，從最初的模糊診斷到依靠多媒體信息技術的電子和智能設備的診斷。對發現的故障問題進行分析和處理，可以比較全面、快速、有效地找出故障原因，利用計算機技術建立完善、統一的汽車發動機診斷和維修技術方法，不僅節省了人工診斷的時間，而且使診斷更加準確，汽車發動機的故障診斷對于保證發動機的穩定運行。