汽車發動機故障診斷技巧與維修方法分析

摘要：現階段，隨著社會經濟的發展快速，人們的生活質量不斷提升，私家車的數量持續增長。發動機是汽車中的重要組成部件，也是故障高發的部位之一，提升汽車發動機故障診斷和維修技術很有必要。據此，對汽車發動機常見的故障進行分析，并探索了汽車發動機故障診斷技術，研究了汽車發動機故障維修方法。

關鍵詞：汽車；發動機；故障診斷；維修

中圖分類號：U469 ?收稿日期：2023-10-29

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.02.024

1 前言

當前計算機技術持續發展更新，同時也推動了各行各業的變革。就汽車發動機故障診斷而言，智能化的診斷方式開始出現。我國對汽車發動機的診斷和維修技術相對于發達國家還有一定差距，但是相關技術的研發工作在積極推進，如汽車發動機故障診斷和維修技術的研究。本文就汽車發動機故障診斷和維修進行分析，旨在為汽車發動機維修管理提供思路和方法指導，提升駕駛員和維修人員專業技術水平。

2 汽車發動機常見的幾種故障

2.1 燃油系統故障

發動機燃燒的燃料主要是汽油，汽油作為液體，處于比較粘稠的狀態，發動機使用時，燃油系統很容易堵塞，導致汽車無法正常啟動。正常行駛時，除了汽油本身外，灰塵等雜質也會進入發動機[1]。至于發動機本身的內部結構，發動機并不能及時清除異物，而是通過機油來沖洗。諸如孔之類的有吸引力的結構會將污染物吸入發動機內部，隨著時間的推移，就會堵塞管道。當然，汽油無法順利進入發動機，因此發動機無法正常燃燒汽油，造成行駛問題，嚴重時發動機中的自然現象會造成很大的損壞。

2.2 潤滑系統故障

發動機運轉時，通常使用機油作為潤滑劑，以保證發動機能夠正常運轉。很多司機對機油種類的選擇并不嚴格，基本上只是在發動機上隨便添加機油。事實上，市場上有很多機油，但質量都很差。有車主認為，機油也是石油類物質的一種，主要起潤滑作用，機油只要潤滑就不需要更換，甚至認為過期的機油不會影響正常使用，這是一個非常錯誤的認識。當機油在發動機內部運行時，首先要經過過濾系統，因為有些雜質并不影響工作，它們會與機油一起進入過濾器[2]。

2.3 冷卻系統故障

由于汽車是大功率的電器設備，在使用過程中會產生大量的熱量，必須及時排除這些熱量，使溫度不影響汽車的內部結構，這個過程是基于汽車的冷卻系統。汽車冷卻系統出現故障會導致發動機溫度急劇升高，但不必等到發動機溫度升高才意識到冷卻系統出現故障，否則問題可能進一步演化。其實，當發動機出現故障時，可以通過聲音來識別，正常情況下，發動機噪音很大，無法高速運轉[3]。

3 汽車發動機故障診斷技巧和故障維修技術

3.1 發動機故障診斷技巧

3.1.1 根據信號處理發動機故障診斷法

做好汽車發動機故障診斷，一是要進行模式辨識，二是要做好分類。對此，診斷關鍵是要特征提取、模式識別和對發動機數據的訪問。利用信號處理診斷汽車發動機故障的關鍵是信號模型診斷的使用。特殊的診斷方法包括主成分分析和小波分析[4]。

a.主成分分析方法主要對數據進行壓縮，提取主數據，根據提取的數據進行錯誤診斷，利用提取的歷史數據進行研究分析，建立主成分模型，然后進行分析。測量的是發動機的實際運行信號。如果汽車發動機的實際運行信號與主要部件型號的信號互斥，則說明發動機存在故障，對其他類型故障排除，由此可以確定缺陷問題的根本原因。根據分析獲得的信息，對發動機故障進行隔離并進行相應的修復。主成分分析方法更擅長將大量冗余數據處理成單獨的數據，具有強大的數據處理能力，是一種相對有效的錯誤監控和管理方法。

b.波形分析方法主要分析電機運行過程中記錄的時頻數據，通過分析參數變化來定位電機故障。這種分析方法依賴于收集多個參數的變化來確定是否發生了錯誤。在具體應用中，電機與波形分析相結合，運行效果與波形采集系統相結合，監測電機運行波動，記錄電機運行過程中的參數變化，并根據波形分析進行比較參數。然后，通過比較波形測試數據，可以得出發動機停止后噴射脈沖寬度增加的結論。當燃油消耗量和點火角一定時，發動機轉速也一定。所以燃料、功率和速度的變化是不同的，這些變化可以引起發動機故障，需要具體分析并解決問題。

3.1.2 模糊誤差診斷方法

該診斷方法通過模糊分析和數據評估來識別發動機故障問題，可用于初步評估發動機故障，快速確定故障程度，然后重點進行適當的基礎技術分析。范圍不斷的縮小對提高故障診斷效率具有積極的影響。事實證明，汽車發動機不發出聲音也不轉動，初步分析很難確定具體原因。此種情況下，可以采用模糊故障診斷方法來縮小故障范圍，初步認為問題或多或少集中在電機軸、旋轉齒輪等處，通過注意相關部位的屏蔽，確定故障范圍，防止故障的發生，提高發動機故障診斷的效率。

3.1.3 基于知識的錯誤診斷方法

人工智能和計算機技術的發展為汽車發動機故障診斷提供了新的思路和技術支撐。許多新的診斷方法應運而生，例如汽車發動機故障的分析與診斷，即使用計算機診斷汽車發動機問題。計算機分析數據模式需要收集和診斷有故障的發動機信息和參數，用戶還可以在程序運行時調用相應的應用程序來收集有關用戶的信息，并快速診斷錯誤的位置。

3.1.4 診斷系統故障的專家方法

從原理上講，專家系統可以診斷發動機故障，因為系統可以從被診斷的發動機中收集數據，利用計算機的邏輯分析功能進行處理，根據專家知識進行推理分析，分析出故障的可能原因，對發動機易出現故障的部位進行檢查，這一診斷方法對于提升故障診斷效率具有很好的效果。

3.2 汽車發動機常見故障維修案例分析

3.2.1 案例一

2019款北汽EC3純電動汽車搭載TZ180XS01驅動電機，總行駛里程約3.8萬km，車輛壽命為3年。

錯誤現象：打開車門，儀表顯示正常，踩下制動踏板，啟動汽車。設備顯示錯誤，READY消息熄滅，電池故障燈亮起，并且車輛無法啟動。

故障分析：接管車輛檢查后，確認故障為車輛無法啟動。使用故障檢測器確定車輛控制系統（VCU）、電機控制系統（MCU）和電池管理系統（BMS）是否存在通信故障。按照由簡單到復雜的診斷原則，首先檢查蓄電池電壓和線束。關于高壓線束的連接，未發現相應線束有損壞。

初步評估缺陷程度：CAN總線故障。

故障排除：

a.測量CAN-H線束接頭T16j/14的診斷（OBD）連接器處的接地電壓。實際測量值為2.52 V，正常值為2.7 V左右。使用示波器觀察并測量端子T16j/14和端子T16j/6之間的波形。實測波形如圖1所示，可以看出P-CAN網絡之間的連接不正確。

b.測量連接器 T16j/14和端子T16j/6之間的電阻，測得的實際值為3 Ω，而標準值應該是60 Ω。由此可以判斷，P-CAN存在短路。

c.將S147和S148斷開，借助萬用表對T35/8端子與T35/7端子之間的電阻進行檢測，其測得值為0.3 Ω。這表示P-CAN網絡之間有明顯的短路問題。

診斷結果：由于P-CAN之間短路，導致功率門系統癱瘓，高壓無法開啟。

故障處理：由于P-CAN之間短路，導致功率門系統癱瘓，高壓無法開啟。找出線路上的短路點，并復位故障。此時故障已清除，車輛可以正常供電。

3.2.2 案例二

車輛信息：車型為大眾寶來；發動機為1.6 L；行駛里程為170 000 km。

故障現象：發動機有啟動跡象，但最終無法啟動著機。

診斷與排除：

a.收到車輛后，使用VAS5052進行檢測。發動機管理系統和其他電子控制系統中不存儲任何錯誤代碼。檢查發動機氣門正時是否正確。

b.檢查點火裝置和火花塞。除火花塞4個電極濕外，其他一切正常。

c.測量燃油壓力并滿足車輛技術要求。斷開燃油泵保險絲并搖晃數次后，將燃油泵裝回，啟動發動機，發動機能啟動，但怠速時振動較大。誤打開油箱蓋后，發動機得以啟動，同時油箱蓋下方冒出大量白煙，怠速時發動機劇烈振動。從上述測試結果分析，該車應該是發動機本身出現了機械故障。

d.測量氣缸內的壓力，發現第二個氣缸內的壓力只有0.6 kPa，明顯偏低。其余氣缸中的所有氣缸壓力均在車輛規格范圍內，因此問題由第二個氣缸確定。

e.拆檢第二個氣缸，發現該缸活塞的第2道氣環斷裂成3段（圖2）。

故障處理：更換第二個氣缸活塞氣環，重新組裝并測試。發動機啟動運轉正常，故障已排除。發動機第二個氣缸活塞氣環爆裂后，由于活塞氣環破裂，大量可燃混合氣進入曲軸箱?！傲鬟^”的空氣通過曲軸箱通風系統進入油門后面，使傳感器判斷進氣量較大。發動機控制單元根據進氣量來調節噴油量，導致噴油量過多，火花塞“沉陷”，導致發動機無法啟動。當加油口蓋打開時，曲軸箱內的“吹氣”氣體從加油孔排出，曲軸箱內的氣體壓力下降，“吹氣”氣體無法打開油泵膜片。氣體分離器不能穿過曲軸箱，通風系統允許空氣通過節氣門“排出”，以便啟動發動機。斷開燃油泵并啟動發動機數次后，燃油管路中的汽油壓力逐漸降低，從而減少噴油器噴射的燃油量，同時將部分可燃混合氣噴入燃燒室，即可以啟動發動機。

4 汽車發動機故障維護保養方法

4.1 及時保養，清理雜質

對汽車發動機的故障情況分析，發現大部分雜質造成了發動機內部結構的堵塞，影響了發動機的正常工作。但只要雜質沒有充分積累，發動機的正常運轉就不會有問題。因此，只要及時清理發動機內部的雜質，就不會對發動機造成太大的影響。發動機污染主要是灰塵、碎屑等漂浮物進入發動機并在行駛過程中被不斷壓實造成的。雜質對發動機燃油系統的影響最大，它們會導致燃油系統堵塞或發動機自燃。清洗發動機燃油系統時，要科學清洗，使用專業的清洗劑，并遵循正確的操作程序。應及時對發動機進行修理和檢查，保證發動機日常正常運轉。

4.2 及時更換優質機油

機油對于發動機的作用是難以形容的。它主要對發動機內部結構的磨損起到緩速器的作用。汽車每天行駛數千公里，發動機長時間使用后，內部結構磨損嚴重，只能通過機油潤滑來緩解。如果機油質量不合格，將會對發動機造成嚴重磨損，并可能導致發動機長期報廢。由此可見機油質量對于發動機的重要性。

優質機油雜質含量低，潤滑效果好，保證發動機的正常運轉。劣質發動機油通常含有較高濃度的雜質，雜質不能及時通過過濾器排出，直接堆積在過濾器內，導致機油無法正常到達發動機，潤滑效果明顯降低。因此，在發動機保養方面，有必要選擇合格的機油，以減少發動機障礙。

另外，汽車在使用過程中機油的消耗量是比較少的，但是及時更換機油非常必要，因為機油本身在內部使用過程中也會吸收外界的雜質，會儲存在機油中。氣缸長時間運行后，質量肯定會低于原來，所以及時更換機油可以有效避免因機油問題導致發動機故障。車主在購買機油時應注意選擇優質機油，不要貪圖便宜而購買劣質機油。

同時，在購買機油時，應注意其與自己車型的兼容性。不同的車型需要不同類型的機油，只有高度兼容的機油才能正常工作。正常情況下，發動機機油消耗量較低，但仍進入燃燒室燃燒。燃燒劣質機油會產生大量氣體，這些氣體滯留在氣缸內，不斷壓縮活塞和氣缸，造成氣室壓力過大，損壞發動機。

4.3 注意冷卻系統維護和清理

在汽車發動機系統中，當冷卻系統出現故障時，發動機溫度急劇升高，對發動機造成嚴重的內部損壞。冷卻系統需要冷卻劑，也就是水箱里的水。冷卻系統的故障是由于水箱內水垢物質過多造成的，而水垢物質的形成是由于水中雜質的積累和沉淀造成的。因此，在選擇冷卻液時，盡量選擇雜質較少的蒸餾水。

另外，更換冷卻液時要注意合理的用量，同時冷卻液的更換時間要定期、合理。使用高質量的冷卻液可最大程度地減少污染，并確保水箱中有足夠的水以使冷卻液正常工作。冷卻系統的正常工作增強了散熱效果，保證了發動機的安全，并提供充足的動力支持汽車的行駛。

除了保證冷卻液的質量外，水箱內的污垢也必須及時清理。水箱內的污垢可以通過物理和化學方法清洗。采用規范的方法清除污垢，可以減少內部腐蝕，保證冷卻效果，確保發動機的正常運轉。

5 結語

就汽車發動機而言，其關聯的功能線路比較多，如果發動機部位出現故障，會導致汽車的運行直接癱瘓，還可能導致其他功能問題。因此，對于汽車發動機故障類型的診斷和維修處理至關重要，需要把握有效的故障診斷技術應用，并能夠快速提升維修診斷效率，這對于提升駕駛安全性和舒適性都至關重要。

參考文獻：

[1]謝樹斌.汽車發動機冷卻系統故障診斷及維修關鍵技術研究[J].內燃機與配件，2020（3）：165-166.

[2]孟雅琦，古遠，莊新穎，等.神經網絡及小波分析法在汽車發動機故障診斷中的應用研究[J].農機使用與維修，2021（1）：93-94.

[3]張偉旗.汽車發動機冷卻系統故障診斷及維修關鍵技術研究[J].汽車零部件，2017（3）：74-77.

[4]孔民.汽車發動機冷卻系統故障診斷及維修關鍵技術研究[J].內燃機與配件，2018（1）：134-135.

作者簡介：

邵立敬，男，1996年生，初級（二級實習指導教師），研究方向為新能源汽車。