汽车发动机的故障特征与检测技术探究

摘要：为切实保证汽车发动机安全平稳运行，最大限度地满足人们基本的出行安全要求，促进我国汽车故障检测领域的全面健康发展，对汽车发动机的故障特征与检测技术进行了分析与研究。首先对汽车发动机进行综述，其次对汽车发动机检测技术进行分析，并对汽车发动机故障特征进行解析，最后对汽车发动机故障检测技术的类型进行分析，并通过案例进行了研究。

关键词：汽车发动机；故障特征；检测技术

中图分类号：U472 收稿日期：2023-07-31

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.032

1 前言

汽车发动机作为汽车的核心组织构件，其运行质量直接影响汽车的驾驶安全。发动机在运行的过程中，不可避免地会出现一些故障问题，这会对发动机的运行质量造成极大的影响。因此，相关检修人员需要对其故障特征进行分析，并借助多元化的检测技术对其故障进行深入研究，以便于后续故障维护工作的有序开展。

2 汽车发动机检测技术综述

为切实提高汽车故障检测的精准性以及故障维修质量，技术人员借助汽车故障发生规律，对当前的汽车发动机故障检测技术进行全面的优化。有关专家借助神经网络理论以及小波包分析法，对汽车发动机的振动信号特点进行了详实的分析，并对发动机的振动信号客观规律进行总结，同时对已经收集完成的振动信息规律进行频域以及时域的双重分析，同时借助BP神经网络来对其进行测试，以此来有效地对汽车发动机故障自动化检测提供详实的数据信息支持[1]。

3 汽车发动机故障特征分析

3.1 发动机运转特征

汽车发动机是汽车精密构件，在运行的过程中具有一定的规律性特征。这种规律特征主要体现在发动机内部各个构件之间的配合和运转流程上。当发动机出现故障时，发动机的初始运行规律将被破坏，从而使其振幅、频率以及温度等诸多方面出现异常。在以往的故障检测工作中，维修人员会借助发动机的振动异常等问题来对可能存在的故障问题进行检修。随着科学技术的发展与进步，在人工故障检测工作经验的基础上，研发了发动机故障检测技术。该技术可以对汽车发动机故障进行精准的分析以及评估[2]，从而行之有效地指导故障检修人员进行维修。例如，在其振动检测方面，根据以往的检测经验，振动异常会影响发动机的振动规律。发动机出现高温以及排放故障，一般都是由其传动故障所导致的，其会在发动机的振动规律上展现出明显的异常特征。因此，在当前的故障检测工作中，检修人员一般都会将振动检测技术与温度检测以及电路检测技术综合使用[3]。

3.2 传动部件故障

汽车发动机在长久的使用过程中，内部构件不可避免地会出现一定的老化与磨损，使发动机的运行性能逐渐降低。例如曲柄连杆机构与活塞之间会出现一定的磨损，从而使运动过程中的冲击力增加，加大活塞对气缸的冲击力度，进而导致气缸的振动异常，所产生的振幅会由振动中心向四周进行扩散。除此之外，链轮与链条之间的配合质量、轮系与皮带之间的配合质量以及曲轴的实际工作状态都可以借助发动机的振动状态进行有效的表现。当某一环节出现异常时，对振动进行检测的传感器将会对其异常振动情况进行收集，并将所收集的信息传导给检测分析系统。

3.3 进气系统故障

汽车发动机中的进气系统本身具有一定的振动特点，例如进气口振动以及壳体振动。汽车发动机动力异常也将导致进气系统的运行异常，同时对气缸的废气排放质量造成影响。当前，相对较为常见的进气系统故障为外部尘土以及水等杂质进入系统，从而导致进气系统的堵塞，进而使进气管位置出现异常振动现象。同时，进气门之间的缝隙出现变化，也会使气门参数出现相对较为明显的变化。倘若进气门的密封性出现问题，其密封问题所在部位产生漏气噪音，也将导致进气体系产生高频率振动。除此之外，进气系统的消音器问题以及柔性管老化问题都将使进气系统出现振动异常，从而使发动机振动现象变得更为复杂。

3.4 排气系统故障

排气系统的故障原因与进气系统的故障原因有点类似，例如排气门密封问题所导致的高频率振动等。若是汽车发动机的机油燃烧不完全，也会导致排气系统的内部管道的光滑性下降，使内部管壁存在污垢，极大地降低了排气性能。发动机所产生的废气也会对排气管道造成一定的冲击，倘若出现振幅相对较大的冲击，也会使发动机的运行状态受到严重的影响。除此之外，发动机在运行的过程中会将噪声、高温以及振动等异常现象直观表现，一些故障问题也会对发动机的正常使用机能造成影响，例如，发动机无法启动的原因可能是蓄电池电压异常或是喷油器出现堵塞等，抑或是发动机的润滑系统出现异常，使得发动机的散热功能出现异常，导致发动机出现故障，同时使发动机出现磨损，降低发动机的使用时间。

4 汽车发动机故障检测技术类型分析

4.1 故障码分析技术

检修人员借助汽车所提供的故障码来对汽车发动机故障进行检修与评估，故障码是汽车生产厂商根据自身多年的生产制造以及市场营销经验，所总结归纳出的汽车发动机常见故障。故障码会与汽车传感器等一系列检测装置进行结合，以此来实时监测汽车发动机的运行状态。随着电控发动机的普及与应用，检修人员借助现代化的故障检测设备，可以对汽车的ECU存储信息进行全面的提取，同时配合汽车配套的故障检测系统来检测发动机故障。检修技术人员借助传感器对发动机的重要部位进行检测，以此来检测发动机的实际运行特征，并将其与常见的发动机故障进行对比，同时生成与之相对应的故障码，检修人员便可以借助故障码读取设备来提取故障码信息，并针对故障成因有计划性的维修，保证发动机的正常运行[4]。

4.2 振动检测技术

汽车发动机的内部构造相对较为复杂，倘若单纯地依靠人工检测方式对其故障进行判断，不仅耗费人力资源成本，还会增加汽车发动机维修的时间成本。所以，为切实提升汽车发动机故障检修效率，降低故障检修成本，检修人员可以借助振动检测技术以及数据分析技术来对其故障进行检测。首先，需要将振动传感器在汽车发动机的各个位置进行安放，并借助计算机设备来对振动信号进行获取，以此来对故障位置定位。相对常见的振动数据分析技术主要包括频域分析、时域分析以及小波包分析等。倘若汽车的气缸出现质量问题，以往的人工检测技术是难以对其故障进行有效检测的，而借助振动检测技术可以借助传感器装置对其振幅变化进行详实的分析，以此来最大限度地提升气缸故障位置的定位精准性。

4.3 故障检修系统技术

检修人员还可以借助故障检修系统来对故障进行检测，网络数据分析技术的实现是基于故障码以及振动检测技术来进行。作为一种现代化新技术，故障检修系统技术可以借助联网数据库来对汽车发动机的故障进行判断。故障检修系统分析技术与大数据分析技术相似，借助数据分析的方式来对故障进行检修。当以往的检修技术无法对故障问题进行检修时，便可以将故障数据信息传输至数据库，并根据数据库中的大数据信息来对其故障成因以及出现的位置进行分析。

5 案例分析

5.1 故障成因分析

本文以大众迈腾B7L发动机为例，对汽车发动机故障检测技术进行分析。检修人员对出现故障的迈腾B7L发动机的电路图进行分析与研究，电路图如图1所示。根据控制原理，对该发动机故障的成因进行分析，主要原因如下几点：a.启动系统的电力供应或是控制电路出现问题；b.启动器自身存在故障；c.燃油系统存在故障；d.防盗系统无法正常启动。

5.2 起动机不转

2012款迈腾B7L装备EA888引擎以及7速干双离合器变速箱，行驶里程176 263 km，车辆的引擎发动机经常性的发光，对引擎控制器进行替换后，起动机在启动的过程中无响应，启动引擎失败。

检修人员对其进行故障判断，诊断如下：

a.汽车发动机无法正常启动时，检修人员需要对其停止运转的诱因进行详实的检测。汽车发动机转动缓慢或不转时，检修人员需要对汽车蓄电池的电压进行检测，对蓄电池的电极柱以及电极导向的连接质量进行检测。之后检修人员需要对汽车点火开关、空挡开关以及启动开关进行摸排，并对其实际运行状况进行了解与掌握。倘若汽车发动机在正常运行的状态下存在不能启动的问题，检修人员需要对故障码以及油箱的通畅性进行检查。汽车燃油泵是否正常运行，也是检修人员需要观察的。之后，检修人员需要对ECU进行检查，倘若发动机的运行公里数高于150 000 km，汽车ECU出现故障的概率将会提升。同时检修人员需要对汽车传感器以及真空软管等部件进行检查，以此来明晰发动机启动故障。同时，检修人员需要对J329的工作状况进行检测，并接通点火，对J3292以及5号终端进行接地测试，测试结果如表1所示。

对测量数据进行对比分析，发现J329继电器存在失效问题，因此J329失效的成因与其相关的电路有关联。为进一步验证J329的电源状态，检修人员借助跳线箱以及万用表对3号终端以及1号终端的接线端进行接地电压测试，其结果如表2所示。

由表2可知，J329仍可以进行供电，但是不能正常工作，则充分地说明该处存在故障，在更换电源后，对其进行重新启动，发现发动机仍未启动，则说明该发动机仍存在其他的故障。

b.针对汽车发动机的过热故障问题而言，检修人员可以借助测温计来对冷却系统的实际温度进行测量，并将测量温度与常规温度进行对比。倘若温度差相对较大，这表示水温计出现异常；倘若温度相对较小，表示汽车发动机的冷却系统出现故障，使发动机的散热性能出现问题。倘若发动机出现漏水，检修人员需要对漏水部位进行详实的检测；倘若油底壳出现漏水，借助故障检修系统技术，检修人员可以明晰该故障出现的诱因为气缸衬垫损坏或是缸盖松动。除此之外，倘若节温器出现故障，其势必会对发动机的运行质量造成影响，倘若节温器的阀门开启得过早，将会使发动机处于异常温度的环境下，导致汽车油耗增加，减少发动机的运行寿命。

针对过热故障，检修人员借助故障码分析技术对其分析。检修人员在第一时间对散热器以及风扇进行检测，并对冷却液的数量进行检测。针对漏水故障，检修人员需要对散热器以及水泵的水量进行检测，并借助荧光检测仪器对漏水情况进行检测，若是漏水严重，可以使用加压检测技术进行检测。针对节温器故障，在条件允许的情况下可以对节温器进行分解，对阀门的启动情况进行分析，以此来保证发动机的正常运行[5]。

6 结语

借助多元化的检测技术，对汽车发动机故障特征以及出现的位置进行检测，不仅可以切实提升检测效率以及精准性，还可以保证发动机的运行质量，提升汽车行驶安全性。因此，技术人员需要对故障检测技术进行全面的应用，并为故障维护工作提供强有力的支持。

参考文献：

[1]张拥军，郭军.汽油电喷发动机加速不良故障的诊断与实践[J]. 汽车实用技术，2023，48（13）：165-170.

[2]杜迎慧，堵卫红.迈腾B8L加速踏板位置传感器的故障诊断与排除[J].专用汽车，2023（3）：87-89.

[3]江海荣，蒋波，陈鸿.2007年别克君越发动机故障灯亮，高速风扇不运转[J].汽车维修技师，2023（3）：40-41.

[4]罗健章.汽车发动机的故障特征与检测技术研究[J].汽车维修技师，2022（12）：117-118.

[5]李建兴.汽车发动机的故障特征与现代检测技术应用[J].农机使用与维修，2022（3）：88-90.

作者简介：

夏运东，男，1987年生，工程师，研究方向为机械工程。