汽车维修常用无损检测技术应用研究

徐征　李强 田志刚 朱奇林

【摘要】针对现代汽车采用了大量的新技术、构造较为复杂，导致出现故障原因、部位判断困难的问题，利用X光射线透视、超声波检测、工业内窥镜等无损检测技术，检测各种金属、非金属材料机械部组件、电气元件、电路板的技术状态，能够为科学准确确定故障部位提供技术支持，有利于提高汽车故障检测效率和维修质量。

【关键词】汽车维修；无损检测

一、无损检测技术在汽车维修领域的应用需求与发展前景

目前，在汽车上大量采用了机电液一体化技术，以及基于CAN总线的信息管理与控制技术，操作越发简便，性能也得到极大地提升。但是，相对于传统的以机械为主的部件或系统，现代的汽车技术体现出系统集成度高、信息化程度高的特点，一旦发生故障，其产生的原因更加复杂，往往缺乏有效地技术手段进行故障部件的检测，因此难于判断，只能通过全面拆解发现和解决问题，结果导致故障排除周期过长，影响了汽车的正常使用。如某型家用轿车采用了综合电子系统，发动机在起动时需要检查温度、压力、转速等多种信号，同时依靠基于电磁吸附原理的调速器控制供油，若某一环节出现异常，就会影响汽车起动。而这涉及到传感器、线路、油路、油量控制机构多个元器件和部件，通过观察很难判断。

针对上述问题，较好的解决途径就是应用和发展无损检测技术。在不拆解和破坏汽车部件的基础上，对汽车的各种金属、非金属材料机械部组件、电气元件、电路板利用无损检测技术获取相关图像，通过图像分析提取故障特征，发现机械零部件损坏或产生的早期缺陷、线路断路或短路、电子元器件失效、非金属零部件的老化等故障原因，为故障检测提供技术支持，使故障原因判断科学、准确。无损检测能够辅助维修人员及时判断并排除故障，快速恢复汽车完好性，大大缩短维修时间，提高维修质量，具有巨大的经济效益和广阔的应用前景。

二、汽车维修领域常用无损检测技术适用性分析

目前，X光射线透视、超声波检测、工业内窥镜是当前汽车维修领域常用的三大无损检测技术。各检测技术适用范围和优缺点都有所不同，为此，要根据汽车部组件结构材料的特点，同时兼顾人员使用安全性和便捷性，分析上述几种无损检测技术性能指标，确定适合应用于汽车故障检测的相应技术及检测仪器。

（一）X光射线透视检测技术分析

基于X光射线透视检测技术的汽车检测仪器主要为X射线机，该仪器可以分为固定式和便携式两类。固定式X射线机的高压发生器和X射线管分开设置。便携式X射线机的高压发生器和X射线管则不分开，都设置在射线柜内，没有整流装置及高压电缆，较为轻便。目前，国产携带式X射线机重量一般不超过40Kg，最大尺寸（长、宽、高）一般不超过700mm，以A3钢材为参照穿透能力最大能够达到60mm，最大功率一般不超过3.5Kw，能够生成零部件内部图像，效果较好。但X光射线透视检测技术要通过胶片成像，需要建有曝光暗房，另外需要通过延时曝光或专用防护装置保证操作者安全，操作者需要经过专门培训取得岗位资质证书。

（二）超声波检测技术分析

超声波检测主要基于材料表面及内部缺陷对超声波传播的影响，在不破坏检测材料的前提下，发现其表面及内部的夹渣、裂纹、气泡等缺陷，具有成本低、灵敏度高、设备轻便易操作、穿透力强[1]、对人体没有伤害、检验速度快等优点。目前，国产超声波检测仪可以检测各种金属和非金属材料，体积较小可以手持操作，重量一般不超过5Kg，穿透能力范围0-4500mm，最大尺寸（长、宽、高）一般不超过300mm，采用普通二号电池或高能锂电池作为电源。但是超声波检测难以生成高质量的图像，因此对内部构造复杂的零部件检测效果不好。

（三）工业内窥镜检测技术分析

工业内窥镜能够对不易直接观察的封闭零部件空间内表面进行检测，还能够用于高温、有毒等特殊环境的检测，基于成像形式可以为：光学镜、光纤镜、电子镜三类，按照体积大小可以分为固定式、手持便携式两类[2]。目前，國产手持便携式内窥镜重量一般不超过5kg，体积较小，采用电池作为电源，探头直径一般为6-8mm，能进行360°的方向检测，可以在自带液晶显示屏上直接生成检测图像，也可以通过USB2.0、AV输出等多种接口与照相机、摄像机或电子计算机耦接，组成照相、摄像和图象处理系统，从而进行视场目标的监视、记录、贮存和图象分析。工业内窥镜优点是结构小巧、使用方便，能够实时成像且效果较好、便于分析判断，但是对于零件材料内部缺陷、零件表面肉眼无法分辨的缺陷很难检测。

三、适用于无损检测技术的汽车零部件分析

（一）适用于X光射线检测的零部件

X光射线检测技术适用于各种汽车零部件材料，还能够发现汽车零部件材料内部缺陷，有较好的成像效果，能够检测汽车底盘系统铸造件及焊接件，如气缸盖、轮毂、曲轴、传动轴、凸轮轴、各种轴瓦、悬挂系统机件、转向系统支架、变速器壳体、轴类与齿轮零件的焊接、管类与轴类零件的焊接，可对汽车轮胎帘线[3]进行检测，还可以针对汽车控制计算机、连接线路等进行电子器件焊接可靠性、金属多余物检测。

（二）适用于超声波检测的零部件

超声波能够检测各种材料的汽车零部件，检测精度高，穿透性好，设备小巧便于使用且对人体无害，但是不能生成直观的检测图像，而且对于内部结构复杂或表面粗糙的零部件较难检测，对于奥氏体材料的零部件也难以检测。适用于超声波检测的汽车零部件包括：各种轴杆类零件，如发动机曲轴、挺杆，各种轴瓦，发动机活塞及进排气门；各类焊接件，如悬架机件，车轮轮辋等。

（三）适用于工业内窥镜检测的零部件

工业内窥镜可以手持携带，可采用电池供电便于室外条件下使用，不受零部件材料限制，较为方便快捷，但是无法检测零部件材料内部缺陷。适合进行内窥镜检测的汽车零部件主要有：各种管路，液压部件（如油泵、阀体等），发动机消声器、曲轴箱、油箱、汽缸，水箱，差速器，传动箱，空调系统，离合器等。

参考文献：

[1]王红云.基于超声波的无损检测系统研究[J].仪表技术，2013（3）：29-31

[2]张携.工业内窥镜检测设备技术的发展[J].航空维修与工程，2009（5）：34-35

[3]原培新.数字图像处理在汽车轮胎X射线检测中的应用[J].CT理论与应用研究，2007（2）：48-51