汽车发动机故障检测与维修技术要点分析

宗亮宇

(山西省工业管理学校，太原 030012)

0 引言

我国是汽车制造大国，但是汽车制造水平距美国、德国、英国等工业发达国家相差较远[1]，汽车制造业先进技术水平不及世界先进科研水平。汽车发动机是汽车的动力来源，是整机的核心部件，其中汽车发动机故障诊断、检测及维修技术水平较低，对于汽车的安全使用造成了一定的安全隐患，因此，提高对汽车的故障诊断、检测及维修技术对于提高汽车整机安全性及质量可靠性具有重要意义。

国外关于汽车发动机的故障诊断技术研究起步较早，从最初的凭借经验手动检查到后期运用相关仪器测量与设备检查的科学诊断阶段，发展到现在借助计算机及人工智能进行故障诊断及检测。但是我国对汽车发动机故障检测技术的研究起步较晚，从1970年才开始逐步发展[2]，随着20世纪末期，汽车制造行业的快速发展才开始逐步研究相关汽车故障诊断及检测仪器。到目前为止，汽车发动机的故障诊断及检测技术仍是汽车制造行业的重点及难点之一[3-4]。

1 汽车发动机结构组成

汽车发动机主要包括曲柄连杆机构、配气机构、燃油供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统及启动系统[5-6]。曲柄连杆机构主要由机体组、活塞、连杆、曲轴及飞轮等组成，是汽车发动机的重要组成部分，主要作用是将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动向外输出动力。配气机构主要作用是在发动机工作时，定时开启和关闭各汽缸的进排气门，使新鲜可燃混合气或空气进入汽缸，废气及时排出，在压缩与膨胀行程中，保证密封性。汽车发动机燃油供给系统主要是供给喷油器一定压力的燃油，根据控制单元控制喷油。汽车发动机点火系统是根据汽车发动机点火次序给火花塞一定的高压电，产生足够强的火花，保证可燃混合气点燃，保证发动机的正常运行，点火系统是汽车发动机中故障发生率较高的组成部分。

2 汽车发动机常见故障

汽车发动机常见故障(图1)及表现形式概况如表1所示，主要包括发动机启动故障、温度异常、发动机异味、出现噪声等。

图1 汽车故障分类

表1 汽车发动机故障常见类型及表现

2.1 发动机启动故障

主要表现形式为汽车启动及停止出现故障，造成的原因主要包括蓄电池电量过低，电路故障导致接触不良。如发生发动机启动故障，首先根据汽车仪表盘指示灯及声音进行判断，对蓄电池电量进行检查，在电路连接处进行防锈处理，检查电路线路之间接线是否可靠、发动机气门是否存在积碳或灰尘造成进排气不畅等。

2.2 温度异常

常见为发动机温度过高，主要原因包括水泵故障或者堵塞、排风扇运行故障、散热器故障等。进行温度检查时，应该保证车辆通风且避免高温直射，等待发动机温度降低后对散热器、节温器、冷却风扇进行检查。

2.3 发动机异味

发动机异味引起的主要原因是汽车部件老化、油路密封性降低造成机油泄漏，异味随着配气管散出，只需要及时检查相关零部件的老化、损坏情况，并及时进行更换处理。

2.4 出现噪声

造成发动机噪声的原因较多，如发动机架损坏、燃油不能充分燃烧造成管道堵塞等。当出现噪声时，应该根据噪声类型及科学检测仪器进行故障检测。

不论发生何种故障，首先应该进行车辆故障信号检查，可以借助相关检测设备进行检测，或者采用相关传感器对汽车发动机的温度、振动及噪声进行信号采集，并进行特征提取与模态分解，进行发动机故障分类及评估，如果不能及时判定故障类型应该及时送专业维修部门进行进一步的检测。

2.5 加速无力、换挡熄火

加速无力需检查进气和供油情况，空气滤芯以及油滤需要定期更换，一般更换周期为一年或者4万公里更换，可以根据油品标号和使用环境适当延长缩短更换周期。

2.6 冷却液温度过高

检查冷却液是否不足，日常需注意补充，也要记得定期更换。同时关注散热扇，如果打开时空调会转，则检查水温传感器、水泵和水箱上下循环水管。

3 汽车发动机故障维修技术要点

3.1 发动机故障维修技术要点

在进行汽车发动机故障维修时，首先，应该保证汽车喷射控制系统的清洁度，定期更换汽车燃油过滤器，检查长时间使用的汽车燃油过滤器是否出现堵塞；其次，按照行业标准更换蓄电池，蓄电池故障会对其他电子元件造成不良影响；然后，检查蓄电池的电量，蓄电池电量过低会造成汽车启动与停止故障，根据实际情况及时对蓄电池进行充电；最后，在进行汽车发动机电子装置及相关原件进行清洗时，要使用专门的清洗剂，不能直接用水进行清洗，容易造成电子元件锈蚀或短路故障。

燃油系统是发动机的主要构件，在进行燃油系统检查时，首先，应该启动汽车，看发动机是否正常启动，如果不能正常启动则根据报警指示灯进行故障判断，如果汽车可以正常启动，但是报警指示灯一直闪烁，则表明汽车自检系统出现故障；其次，不论汽车发动机是正常启动都不要随意中断任何装置运行，避免由于电流的突然中断导致整个电路系统出现故障；最后，在检查发动机及相关电路执行原件时，对工作人员自身进行静电消除处理，降低自身静电对微电路系统的影响。

3.2 汽车发动机的保养与维护

发动机的定期保养对于降低故障发生率具有重要意义。在日常保养与维护中，要做到定期更换机油，更换空气过滤装置、机油过滤装置及汽油过滤装置。定期检查方向油(助力转向油)，检查冷却系统的冷却液是否符合标准，检查蓄电池电量及使用时间是否超过两年，如果使用时间过长应该进行更换。

4 汽车发动机故障检测与维修发展趋势

汽车发动机故障诊断、检测技术是基于汽车发动机基本结构特征、内燃机理论基础、计算机控制技术和汽车工作性能为技术条件，并以汽车试运行和相关测试仪器的综合技术。目前，已经开始基于相关计算机辅助、先进的传感器技术及人工智能算法等对汽车发动机各种故障类型进行预测与自动分类诊断(图3)，对汽车发动机各个安全模块利用传感器进行监测，汽车运行过程中，当某一模块的信号超出预设范围，则电路自动判定该模块出现故障，并及时显示故障指示灯。

图3 汽车发动机故障自动检测系统主要组成

基于汽车发动机故障诊断系统时刻监测汽车的运行及各个零部件的工作性能，即使只是一个螺钉松动，也会及时反映，便于及时发现存在的安全隐患，保障汽车的安全可靠运行，但是该系统的研发仍处于试验阶段，没有进行大面积推广应用。未来应该以该技术为基础，发展汽车发动机故障自动诊断系统，对于提高汽车发动机故障诊断及精准判断具有重要意义，是未来汽车制造行业的发展热点之一。

随着智能科技的发展与普及，人工神经网路技术是一种新型智能控制技术。人工神经网络技术可以弥补传统专家诊断系统中由于知识串行而导致的故障假设困难，能够对人类的经验与知识进行更为有效地组织和使用，尤其是在汽车这种结构较为复杂的系统中，可以提高故障诊断的精度与响应速度，是未来的研究重点之一。

5 结论

随着我国汽车制造行业的快速发展，对汽车制造行业的技术水平提出了更高的要求。发动机作为汽车的动力来源及核心部件，其正常运行是保证汽车的安全性及可靠性的基础条件。由于汽车发动机种类、型号较多，结构较为复杂，目前我国在汽车发动机故障检测中主要分为人工检测与仪器检测，但是与发达国家相比，其自动化、智能化水平还有一定的差距。本研究首先介绍了汽车发动机的基本组成与结构特点，其次对常见的汽车发动机故障类型、表现形式及维修技术要点进行系统阐述，最后提出未来汽车发动机故障检测与维修技术的主要发展方向与研究重点，研究结果对于提高我国汽车制造行业的技术水平提供技术参考，对于保障汽车出行安全具有重要意义。