汽车发动机机械故障非接触式检测技术研究

黄金记 孔宁宁

摘要： 汽车作为我国现代重要交通设备，在我国社会群众人均收入不断提高的背景下，我国汽车人均保有量在不断增加，汽车在我国现代交通领域发挥着重要的作用。在汽车内部构件中，发动机是其核心构件，但是在汽车行驶过程中，发动机会受到多种因素的影响出现故障，从而影响汽车行驶性能和安全性，所以必须采用科学的检测技术对其进行检测。因此，本文将在汽车发动机机械故障非接触式检测技术相关方面进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高汽车发动机故障检测技术水平。

Abstract： Automobiles are important modern transportation equipment in China. Under the background of the continuous increase of the per capita income of the people in our society， the per capita ownership of automobiles in my country is constantly increasing. Automobiles play an important role in the field of modern transportation in China. In the internal components of a car， the engine is its core component. However， during the driving process of the car， the engine will be affected by a variety of factors and cause failures， which will affect the driving performance and safety of the car. Detection. Therefore， this article will conduct in-depth research and analysis on the non-contact detection technology of automobile engine mechanical failure， and put forward some reasonable opinions and measures， aiming to further improve the technical level of automobile engine failure detection.

关键词： 汽车维修;发动机;机械故障;非接触式;检测技术

Key words： automobile maintenance;engine;mechanical failure;non-contact;detection technology

中图分类号：U472.43                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0174-02

0  引言

在我国汽车产业发展的推动下，我国汽车维修行业发展速度较快，维修技术水平有很大提升。发动机作为汽车的“心脏”，是汽车动力产生的核心设备，但是因为汽车发动机内部结构较为复杂，具有大量的零部件，发动机在长时间的运行状态下，会因多种因素影响出现故障，且随着汽车内部精密程度不断提高，传统的发动机维修技术难以取得良好效果，因此近些年来非接触式检测技术不断取得应用，在发动机维修方面取得良好的应用效果。

1  非接触式检测技术内涵概述

在发动机机械故障维修领域，非接触式检测技术是指采用现代化信息技术，主要利用智能化技术和自动化技术，对汽车发动机故障进行排查诊断的一种技术类型，采用非接触式检测设备中的声音传感器对发动机运行时的音频、音色等数据进行收集，将收据在检测软件中进行对比分析，即可得到发动机当前存在的机械故障[1]。因为非接触式检测技术利用许多现代化检测设备和检测技术，所以相比于传统的检测技术而言，非接触式检测技术的检测效率和检测精准性能够得到很大提升，具有许多明显优势。综合来看，采用非接触式检测技术对汽车发动机机械故障进行检测时，其核心原理为生光学技术，在不需要与发动机接触的情况下，就能够完成对发动机的动态、静态检测，且检测过程中不会对发动机产生任何影响，检测效率能够得到明显提高，受到作业条件、作业环境等外界因素影响较小。在现代化电子技术快速发展的推动下，多种感应技术、感应材料以及自动化控制技术不斷发展，在非接触式检测技术中取得广泛应用，是推动非接触式检测技术水平提高的重要因素，所以未来非接触式检测技术将会在汽车发动机故障检测中取得更好的应用效果。

2  非接触式检测技术在发动机机械故障检测中的应用优势

发动机的主要工作原理是将油品或电能等能源转化为汽车行驶的动能，是汽车内部构成中的关键构件，如果发动机发生机械故障，发动机的运行状态则会受到很大影响，严重时发动机会停止运行甚至引起安全事故，且因为发动机在运行过程中，会长时间处于高温、高压以及高摩擦的调价中，所以在经过一段时间的运行后，就会出现一定的机械故障问题，所以为了保障发动机正常运行，需要采用相应的检测技术，明确当前发动机故障类型、故障程度以及故障原因。非接触式检测技术是在现代科学技术发展推动下而形成的一种新型技术，相比于传统的检测技术而言，传统的发动机机械故障检测过于依赖检测人员的工作经验和专业人能力，但是检测人员存在一定的不稳定因素，会对检测结果准确性造成影响，且综合检测效率不高，更为重要的是人工检测方式需要将发动机进行拆卸，而非接触式检测技术则能够在不接触的情况下完成对发动机故障的检测，其具体应用优势体现在以下几个方面：

2.1 提高检测效率  传统人工发动机检测方法需要将发动机进行拆解，采用检测仪器或观察方法判断发动机故障，综合效率较差，在许多不必要的流程中会消耗大量工作时间。而采用非接触式检测技术，利用光学和声学技术，在检测过程中通过安装传感器即可获取发动机运行状态数据，必须要进行发动机拆装作业，所以能够全面缩短故障检测周期，从而提高发动机故障检测效率。

2.2 检测流程简单  传统的人工发动机故障检测方式流程较为复杂，需要完成发动机拆卸、检测以及组装等多个环节，而采用非接触式检测技术时，只需要将传感设备安装在发动机中的对应位置，并将传感器与设备连接，即可完成对发动机机械故障的自动化检测，省略大部分拆卸、组装环节，不会对发动机自身造成任何影响，所以能够降低人为因素的影响，在计算机技术、自动化技术的支持下，以数据的方式呈现发动机机械故障，不仅能够完成检测流程优化，同时能够提高检测结果准确性。

2.3 自动化程度较高  非接触式检测技术采用自动化与智能化技术，从而能够代替检测人员完成大部分故障检测工作。自动化技术作为现代汽车维修行业的关键技术，能够降低工作人员劳作强度，同时能够促进发动机故障检测效率提升。在非接触式检测技术应用过程中，设备软件能够完成自动化发动机故障数据获取，同时能够完成故障数据自动化对比、分析，中间不需要检测人员进行操作，检测人员只需要完成传感器安装以及设备调试工作，即可自动化输出发动机故障检测结果，从而能够提高发动机机械故障检测效率和检测准确性，非接触式检测技术是促进我国汽车维修行业发展的关键性技术。

3  非接触式检测技术在发动机机械故障检测中的具体应有分析

3.1 非接触式检测技术应用流程  在采用非接触式检测技术对发动机机械故障进行检测时，需要按照相关的技术流程进行操作，才能够保证技术应用规范性，提高故障检测结果准确性。为了保障故障检测顺利开展，可以采用LMS声信号传感器建立声信号数据分析平台，该系统在实践应用过程中具有良好的效果，适用性和抗干扰能力较强，其具体应用流程为：①将声信号传感器科学合理地安装在发动机的对应位置，之后将声信号传感器与检测设备连接，对连接情况进行检测，保证各个环节的连接合理性。②对非接触式检测设备进行调试，设置发动机异响LMS声信号数据分析系统的检测参数，并对设备检测灵敏性进行相应的调整，同时做好传感器信号比对，并设置相应的声信号采集频率和采集间隔。③在前期准备工作完成后，开始发动机机械故障声信号检测和数据收集，根据分析结果即可判断发动机机械故障的具体情况和故障位置，进而能够根据故障开展相应的维修工作，为维修策略提供科学的数据支持[2]。

3.2发动机机械故障信号收集分析  采用非接触式检测技术进行检测时，主要依靠声信号收集和分析完成。首先，在不对工作环境造成影响的情况下，需要做好检测现场处理工作，将其他设备进行清除，并保证检测环境安静，防止其他声源对检测过程中的声信号收集造成影响，能够有效提高检测工作质量和结果准确性。其次，将信号收集装置安装在发动机的对应位置中，并将发动机启动，使其保持在冷启动状态。第三，检测人员需要对发动机可能发生的故障在检测设备中进行数据设定，以便于声信号收集后开展比对工作。第四，将传感器收集的发动机声信号在检测设备中完成比对，根据比对结果判断发动机故障信息。

3.3 非接触式检测技术在不同故障中的应用  以H市某汽车维修厂为例，在其对汽车发动机故障维修的过程中，根据多年的维修检验表明，汽车发动机机械故障主要包括如下内容：发动机前驱异响，占比44%;发动机后驱异响，占比6%;发动机气门异响，占比16%;发动机中驱异响，占比14%;发动机箱体异响，占比7%;发动机底壳异响，占比13%。首先，针对曲轴轴承故障类型，曲轴在发动机中的作用是将连杆与活塞传递的气体力转变为扭矩，从而实现传动系统驱动，在发动机运行过程中，曲轴主轴会承受较大的交变负荷和高速摩擦，如果出现严重的腐蚀或磨损问题，则导致主轴轴径与曲轴轴径之间的间隙增大，或是因为合箱螺栓松动导致曲轴与主轴之间相互碰撞，从而发生异响，此时采用非接触式检测技术能够直接获取故障声信号数据，并判断故障发生准确位置。其次，针对连杆轴承故障类型，连杆轴承在发动机内部的主要作用是将活塞承载的荷载力传递到曲轴中，同时将曲轴的直线运动转变为曲线旋转运动方式。连杆轴承与曲轴轴承相同，在运行过程中承载较大摩擦和负荷力，所以在经过长时间的运行后就会出现相应的故障，例如连杆轴承与大小头孔之间的间隙过大、连杆螺栓松动等，都会导致连杆出现过大摩擦的问题，当发生连杆轴承过大摩擦时，就会产生异响，此时采用非接触式检测技术，即可收集到异响声信号，从而完成该故障类型的判断，不需要拆卸发动机机体对其磨损情况进行检测，具有良好的检测效果[3]。第三，针对气缸漏气故障类型。发动机在运行过程中，气缸表面所承载的气体压力和活塞侧压力较大，且压力具有周期性变化特点，活塞在气缸内高速运动，气缸表面的润滑条件会变差，从而导致气缸避免所承载的摩擦力提高，进而导致发动机在运行过程中会承受更多的高压气体冲击，高压气体进入气缸内部和曲轴箱后，会对底壳产生强烈的冲击，从而会发生异响，是一种典型的发动机机械故障类型。针对该发动机机械故障，可以采用非接触式检测技术，根据声信号收集情况，即可判断是否存在气缸漏气故障，且能够判断出气缸漏气的具体位置，使检修人员更加明确当前发动机故障的基本信息，从而为发动机维修策略制定提供指导作用，提高发动机气缸故障维修效率。第四，针对活塞销故障类型，活塞销在发动机中的主要功能是将连杆和活塞进行连接，并将活塞所承受的荷载力传递到连杆部分，活塞销在发动机运行过程中，会长期处于高温运行状态下，所以承受高温冲击荷载力较大，同时因为活塞销在活塞销孔与连杆之前的角度较小，所以不能形成润滑油膜，整体润滑效果较差，从而导致其容易出现磨损问题，当出现磨损时发动机运行机会出现异响，此时采用非接触式检测技术即可对该故障类型进行判断，即可得到准确的故障判断结果。第五，针对除上述其他发动机机械故障类型，发动机内部其他零部件也会发生一定的故障，且大部分故障都是因为磨损形成的摩擦问题产生，比如气门挺柱磨损后，就会发生较大的异响，但是声响程度较小，所以需要采用非接触式检测技术对其进行检测，从而能够判断故障发生位置，将故障位置进行准确地定位，是提高发动机机械故障诊断效率的重要方式，所以需要不断提高非接触式检测技术应用水平，为我国发动机维修行业发展作出贡献。

4  结束语

综上所述，本文全面阐述非接触式检测技术在发动机机械故障检测中的应用优势，并对其具体应用方法进行分析，提出多种发动机机械故障类型，希望能够对我国汽车维修行业发展起到一定的借鉴和帮助作用，不断提高发动机故障诊断技术水平。

参考文献：

[1]姜十万.汽车发动机机械故障非接触式检测技术分析[J].农机使用与维修，2020（005）：23-24.

[2]刘勇.汽车发动机机械故障非接触式检测技术研究[J].农家参谋，2020（16）：257.

[3]李亞钧.对汽车发动机机械故障非接触式检测技术的几点探讨[J].南方农机，2019（07）：176，205.