汽车发动机检测与诊断的开发和实践

[摘 要]随着城市化进程的加快，经济的高速发展，人们物质生活得到改善，汽车保有量快速增长，中国成为世界汽车产销量第一。发动机是汽车核心组成部分，相对汽车来说就是“心脏”，若发生故障必然影响汽车安全行驶，甚至导致汽车不能启动。因此，做好汽车发动机性能检测与故障诊断非常重要。但现代汽车发动机结构越来越复杂，电子化程度越来越高，使得检测与诊断难度越来越大，传统检测与诊断技术已逐渐难以适用，不能获得理想检测与诊断效果。为提升检测与诊断水平，应加强对信息技术与智能技术的应用，开发发动机检测与诊断系统。本文将针对汽车发动机检测与诊断的开发和实践展开研究。

[关键词]发动机；汽车；诊断与检测；开发和实践

中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）17-0327-01

引言

现代社会已离不开汽车，各个领域都应用汽车，汽车成为推动经济发展和社会进步的重要力量。发动机对汽车的重要性毋庸置疑，其运行状态是否稳定直接影响汽车行驶，关系汽车油耗、功率、扭矩等多方面技术性能。倘若发动机存在故障隐患，甚至可能导致一系列故障问题发生，增加汽车维护成本。因此，应通过有效检测与诊断技术，判断发动机健康状态，预知故障隐患，从而采取有针对性维护措施，降低发动机故障率。而且这些检测与诊断记录的归纳与总结，能为故障检修提供依据，提高汽车发动机检修效率。

一、汽车发动机的特点

汽车发动机能为汽车提供动力支持，是影响汽车动力性、经济性、环保性的核心部件，由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。根据燃料不同可分为：汽油发动机、电动发动机、柴油发动机、混合动力发动机等等，较为常见的是汽油发动机与柴油发动机，所以谈论汽车发动机通常是指这两种。这两种发动机都属于往复活塞式内燃机，是热能动力装置，工作原理是将燃料的化学能转化为活塞运动的机械能并对外输出动力。柴油发动机热效率高，功率大，经济性能好；而汽油发动机转速高，噪声小，起动容易，制造成本低，污染小。汽车发动机发明于一八七六年，但由于受到技术限制，性能并不理想。经过不断发展，直到一九六七年汽车发动机技术得到空前发展，融入电子计算机控制技术，自此电控技术成为汽车发动机核心技术之一，但也使得使汽车发动机结构更加复杂，性能检测与故障诊断难度大大提升。

二、汽车发动机检测与诊断意义

发动机对汽车的重要性毋庸置疑，但发动机也是故障率较高部件，常见故障，如：发动机无法发动故障；发动机失速故障；发动机怠速不良故障；发动机混合气过稀故障；发动机不良加速故障；发动机点火系统故障；发动机燃油供给系统故障等等。任何故障问题的发生，都可能对汽车行驶安全造成不良影响。为降低事故率，确保汽车安全行驶，必须采取有效性能检测与诊断措施，对汽车发动机综合性能和故障隐患进行检测与诊断，从而及时排除潜在故障，使汽车发动机处于良性运作状态。传统人工检测与诊断技术效率低下、有效性差，对检修人员技能水平和实践经验都有较高要求，已逐渐不能满足日益复杂发动机检测与诊断要求。因此，应积极应用现代化技术，通过信息技术手段进行检测与诊断。

三、汽车发动机检测与诊断的开发和实践

现代汽车发动机结构复杂，由数千种零件构成，电子化程度越来越高，所以检测与诊断难度大。因此，应加强对汽车发动机检测与诊断技术的应用，开发信息化检测与诊断系统。下面通过几点来分析汽车发动机检测与诊断的开发和实践：

（一）系统整体设计

发动机检测与诊断系统是一个集信号检测、性能分析及故障诊断于一体的多任务信息处理系统，由：信号获取装置、检测主机、数据处理装置等几大部分组织。在系统整体设计中要对：诊断参数、检测主机类型、数据采集、信号处理等部分进行设计。诊断参数影响整个诊断效率，用来描述发动机的状态参数。在不解体检测下，各项参数间存在必然联系，所以诊断参数的选择非常重要[2]。例如：发动机输出功率随活塞与汽缸壁间隙变大而减小，结构参数和状态参数变化相互影响，所以可以通过状态参数描述结构参数。但发动机实际检测过程中，一个结构参数的变化可能导致多个状态参数随之变化，就必须要合理选择状态参数作为诊断参数。诊断参数选择中，所选参数应易于测量，离散度小，能显著反映发动机技能和故障状态，变化范围不超出极限值。通常情况下，汽缸压力、机油压力、冷却液温度、发动机功率等数值都可作为诊断参数。此外，检测主机选择设计方面，应考虑到系统工作环境，确保系统安全、可靠，具有一定稳定性。检测主机是整个检测系统的核心，检测主机应具有一定抗干扰、防震动、防尘功能。例如：IPC-610工控机便非常符合要求。数据采集结构设计方面，可采取采集卡或串口通信采集两种方式[3]。性能较为理想的采集卡如：A-812PG数据采集卡，便符合要求，而且采集精度高，速度快，更带有Delphi动态链接库，数据处理更容易，而且不会产生数据冗余问题。信号处理方面，注意输入信号分为模拟信号、脉冲信号、数字信号三类。因此，信号处理机制要与信号类型配套，科学进行信号处理后再送入数据采集系统，确保信号处理的准确性和有效性。

（二）系统平台开发

在整体设计完成后，要进行系统平台开发，系统平台是系统功能实现的基础，是协调系统软硬件的关键。由于目前windows操作系统占主流地位，而且很多工控主机应用均为windwos环境运行，所以系统平台开发应基于windows系统环境，采用VC或DELPHI变成工具。VC虽然编译功能强，但操作难度大，系统平台开发耗时费力。而DELPHI界面友好，操作简单，编译器性能优越，而且数据库工具更完善，所以选择DELPHI作为系统平台开发工具。发动机检测与诊断系统开发中，要考虑到各阶段系统负责的任务，合理设置系统结构，例如：检测前的数据采集、显示、记录、分析等模块的实现，检测后的数据处理、打印等。模块化设计模式能降低设计难度，提升系统独立性和可靠性，且系统测试与调整也会更加方便，便于修改。另一方面，具体设计中要确保系统平台的通用性、可操作性。

结束语

汽车发挥着重要作用，推动着经济发展，不论日常生活，还是社会生产运输都离不开汽车。汽车发动机是汽车的核心，影响着汽车行驶安全，若发生故障，将可能导致汽车无法正常行驶，甚至诱发安全事故。现代汽车发动机结构复杂，检测与诊断难度大，传统技术手段已逐渐不能满足要求，应加强信息化技术的应用，构建现代化检测与诊断模式。

参考文献：

[1] 张涌钢.汽车发动机性能检测与故障诊断专家系统的研究[D].浙江大学，2014，06：693-697.

[2] 赵祥模.分布式网络化汽车综合性能自动测控系统研究与实现[D].长安大学，2014，16（08）：129-136.

[3] 王怀兴.基于LabVIEW技术的汽车发动机实时远程网络测试系统研究[D].武汉理工大学，2014，11（14）：132-135.，

作者简介

赵星阳（1995.10.20）；性别：男，籍贯：山东省昌邑市，学历：本科，毕业青岛理工大学；现有职称：在读；研究方向：车辆工程；