汽车发动机机械故障非接触式检测技术探讨

汽车发动机机械故障非接触式检测技术探讨

冯庆丰，邹胜科

中国汽车工程研究院股份有限公司 401122

摘要：汽车作为我国重要的现代交通工具，随着社会人均收入的不断增加，我国的人均汽保有量也在逐步增加。汽车在我国现代交通领域中扮演了重要的角色，而在其内部部件中，发动机则是其核心组成部分。然而，由于汽车在行驶过程中会受到多种因素的影响，发动机也会时常出现故障，从而对汽车的行驶性能和安全性产生负面影响。因此，本文旨在对汽车发动机机械故障的非接触检测技术展开深入的研究和分析，并提出一些可行的方案和建议，以期进一步提高汽车发动机故障检测的技术水平。

关键词：汽车维修；发动机机械故障；非接触式；探测技术

在中国汽车工业的推动下，中国汽车维修行业得到了快速的发展，维修技术水平也被大幅提高。作为汽车的“心脏”，发动机是汽车发电的关键设备。然而，由于发动机的内部结构较为复杂，包含大量部件，因此在长时间的使用中，发动机容易因为各种原因失效。此外，在汽车内部精度不断提高的同时，传统的发动机维修技术已经难以满足维修的需要。因此近年来，非接触检测技术得到了不断地应用，并且在发动机维修过程中取得了显著的应用效果。

1、非接触检测技术内涵概述

近年来，随着汽车工业的飞速发展，汽车的质量问题得到了广泛关注。因此，汽车动机的可靠性越来越成为一个热门话题，尤其是对于机械故障的诊断技术。目前，车辆故障检测主要采用的是OBD（onboard diagnosis）检测系统。这种诊断技术需要专业的设备和技术来检测和解决，但是，该系统需要车辆电脑自带OBD诊断接头来进行交互，而很多老旧车辆或是特殊车型并没有这个接头，无法进行远程诊断。此外，该系统也存在着一些弊端，比如无法检测到非机械性故障、诊断精度有限等。为了解决这个问题，近年来，非接触式故障检测技术逐渐受到重视。这种技术可以通过传感器采集发动机运转时的声波、振动等信号，对发动机的故障进行诊断。这种技术具有诊断准确度高、操作简单等优点，被广泛应用于航空、制造等领域。近年来，该技术也开始被应用于汽车领域，相信未来随着该技术的不断发展，将会成为汽车故障检测领域中的一种重要技术手段。

2、非接触检测技术在发动机机械故障检测中的应用优势

2.1提高检测效率

非接触检测技术可以快速、准确地检测出发动机机械部件的故障问题。因为非接触检测技术采用了高级的光电传感器和微观成像技术等先进手段，这些手段可以轻易地捕捉到故障产生的热量或振动等变化，进而通过计算机分析出具体问题所在。相较于传统的机械故障检测方法，该技术的速度和准确度明显提高了不少，无需拆卸附件甚至整台发动机，即可“听见”发动机的“声音”。

2.2简单的检测过程

非接触检测技术无须对发动机进行拆卸检查，带来了很多便利。传统的机械故障检测往往需要拆卸发动机的机械部件，对整台发动机进行深入检查，而这也会带来一定的人力物力资源消耗。因此，采用非接触检测技术，在不影响发动机整体情况的前提下进行机械故障检测，既省去了检测前的拆卸工作，又大大缩短了检测时间和成本，带来了很多实际应用优势。

2.3高度自动化

非接触式检测技术运用自动化和智能技术实现了大部分故障检测工作，代替了相关检验人员的职能。正是现代汽车维修业的关键技术，普及和推广可以显著减轻员工劳动强度，提升发动机故障检测效率。该技术可通过系统软件自动采集和比对发动机故障数据，而无需经过人为操作。只要完成传感器安装和设备调试，检验人员便可自动获取发动机机械故障检测结果，从而提高效率和检测准确性。非接触式检测技术在中国汽车维修行业发展中功不可没，是推动该行业发展的重要技术。

2.4很强的实用性

现如今，不少企业或个人对发动机机械故障检测的要求并不是太高，但一些专业公司却往往需要更加高效的检测手段。这时，非接触检测技术就很好地解决了这个问题。采用其进行检测，既能够提高检测效率并且精度高、而且还能够迅速获得检测结果，公司能够更快地进行问题诊断并且提供更加及时有效的解决方案。

3、非接触检测技术的应用

3.1非接触检测技术的应用设计

汽车发动机机械故障包括缸体、活塞、曲轴、连杆等机件的故障，对于这些机械故，非接触检测技术可以应用于以下三个方面：

缸体检测：缸体故障会导致发动机的压缩不足、燃油泄漏等问题。非接触式磁性传感器可用于检测发动机缸体的磁性特性，确定缸体上是否有裂纹、受损或磨损等故障。此外，激光测距仪可以使用来测量缸壁的磨损程度，采用形貌分析技术识别缸体的磨损。

活塞检测：活塞故障会导致发动机缸内间隙变大、油路阻塞等问题。非接触式磁性传感器可应用于检测活塞表面的磁性，测出活塞表面是否存在磨损或撞伤等故障。同时，使用激光测距仪、激光扫描仪或光学显微镜等设备，可用于检测活塞与缸体之间的间隙大小。

曲轴和连杆检测：曲轴和连杆的故障会导致偏转或高速运动时振动过大等问题。非接触式传感器可用于检测曲轴和连杆的振动、轴向偏差等情况，并测量旋转轴的直径、轮廓和圆度误差等技术参数。这也有助于评估组件的表面质量。

在应用非接触检测技术设计汽车发动机机械故障的检测方案时，需要根据具体需求选择适当的传感设备、采用合适的信号处理算法，建立合适的检测模型。同时，可以采用机器学习算法，通过分析大量数据，提高非接触检测技术在汽车发动机机械故障检测中的准确率和精度。

3.2非接触检测技术的应用过程

若要提高非接触检测技术的有效性，相关部门必须选择高适用性、抗干扰能力强的设备系统，如LMS声学信号传感控制系统。通过该系统在非接触检测中的有效应用，可建立一个可靠的信息平台，收集和科学分析汽车发动机相关声学信号数据，以便全面掌握机械故障信息。检测工作应遵循以下具体流程：技术人员需在检测系统中科学、合理地安装配套硬件设备，并根据相关安装标准将各分支系统设备有效连接。同时，他们需科学分析每种设备的可行性。若检测系统设备出现异常，必须迅速有效处理，以避免问题影响检测结果准确性，降低整个检测工作的效率和质量。其次，相关部门需要基于车辆发动机正常参数，合理地设置LMS声信号检测系统的检测参数，以便正确识别车辆发动机产生的异常声音。为实现这一目标，技术人员可以利用该检测系统的原始参数进行科学设置，也可以提高传感器信号校对的便利性和效率。此外，技术人员还需要校准非接触式检测设备，并特别注意相关设备的灵敏度。他们还应科学地设置声学信号采样频率和时间间隔，以使非接触检测系统在指定时间间隔内完成发动机异常噪音数据信息的准确采样。例如，在测试某辆车的发动机并应用非接触检测技术时，相关技术人员需要将声学信号的采样频率设置为20260Hz，并将采样间隔设置为1.5秒。这样能够自动采集声学信号，保证数据信息的真实性和可靠性，并提高数据信息分析的准确性，从而使汽车发动机的故障诊断结果更加准确，使汽车引擎的机械故障得到有效修复。最后，技术人员需要使用相应的检测和分析系统平台，对声学数据进行有效整合和科学分析，以确定机械故障的位置，从而对汽车发动机故障进行高效的维护。

结语

基于上述分析，在对汽车发动机机械故障进行检测时，采用有效的非接触检测技术可以提高检测的准确性、保证检测的质量和效率，并避免人工检测可能带来的错误。综上所述，采用非接触式检测技术有助于促进故障排查工作的发展。当然，在使用这种技术时，我们还需要考虑实际情况，以充分发挥非接触式探测技术的作用。

参考文献：

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[2]柯秀成, 吴初长. 对汽车发动机机械故障非接触式检测技术的几点探讨[J].  2019.

[3]李亚钧. 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, 50(7):2.