汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)研究

周江華

摘要：近些年，在我國(guó)社會(huì)快速發(fā)展的影響下，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，目前，現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，非接觸式發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)中的應(yīng)用，能夠提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)效率，通過對(duì)非接觸式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)技術(shù)分析，探究了非接觸式檢測(cè)技術(shù)具有應(yīng)用流程與實(shí)施步驟，指出了非接觸式檢測(cè)技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī);機(jī)械故障;非接觸式檢測(cè)技術(shù);應(yīng)用

引言

近年來，我國(guó)汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，汽車數(shù)量快速增長(zhǎng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的引擎和心臟，是汽車動(dòng)力的來源，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含大量零部件，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)難免會(huì)出現(xiàn)機(jī)械故障。隨著科技不斷發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)越來越精密復(fù)雜，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性是決定汽車能否可靠行駛的重要因素。非接觸式檢測(cè)技術(shù)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)的新興技術(shù)，非接觸式檢測(cè)技術(shù)通過提取異常信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行檢測(cè)，為發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷提供依據(jù)。該技術(shù)可以顯著提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的檢測(cè)精準(zhǔn)度和檢測(cè)效率，因此，研究該技術(shù)的研究對(duì)提升汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)精準(zhǔn)度和檢測(cè)效率具有積極意義。

1發(fā)動(dòng)機(jī)非接觸式檢測(cè)技術(shù)概述

非接觸式檢測(cè)技術(shù)主要是采用智能技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)，對(duì)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行檢測(cè)，比傳統(tǒng)的檢測(cè)方式更加精密，采用便捷化的診斷技術(shù)，通過不與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行接觸，實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障的遠(yuǎn)距離測(cè)量，主要通過人們耳朵對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的聲調(diào)、響動(dòng)、音頻、音色等進(jìn)行分析判斷，來構(gòu)建發(fā)動(dòng)機(jī)故障的診斷算法與故障評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，然后通過聲音信號(hào)傳感器來捕獲發(fā)動(dòng)機(jī)的聲電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的異響進(jìn)行捕獲，進(jìn)而能夠精準(zhǔn)的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障類型進(jìn)行判斷與分析，從而能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的檢測(cè)效率。非接觸式測(cè)量技術(shù)是最近發(fā)展的新技術(shù)，采用光學(xué)原理與聲學(xué)原理為基礎(chǔ)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障進(jìn)行測(cè)量，整個(gè)測(cè)量過程中沒有破壞性，而且測(cè)量的效率比較高，在工作距離比較大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障的動(dòng)態(tài)以及靜態(tài)的測(cè)量，精準(zhǔn)效果十分明顯。在光敏原件、電子感應(yīng)技術(shù)、智能技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)不斷成熟的情況下，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械非接觸式檢測(cè)技術(shù)得到了飛速發(fā)展。

2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)

利用非接觸式檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障時(shí)，需要根據(jù)不同的車型采用不同的檢測(cè)方法，本研究以大眾朗逸1.6L排量四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行異響故障檢測(cè)研究。通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)異響聲音信號(hào)的數(shù)據(jù)收集和分析，發(fā)現(xiàn)大眾朗逸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的異響主要分布在前區(qū)、氣門挺柱區(qū)域和發(fā)動(dòng)機(jī)底殼，這三個(gè)區(qū)域的機(jī)械異響占到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障總異響的80%以上，由于不同區(qū)域的機(jī)械故障異響的強(qiáng)度和音頻有區(qū)別，因此，利用非接觸式檢測(cè)裝置的傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)異響的強(qiáng)度和音頻進(jìn)行收集和分析，就能快速準(zhǔn)確地定位出故障點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，從而達(dá)到高效診斷發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的目的。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作的環(huán)境很復(fù)雜，在汽車出廠前需要對(duì)不同環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障異響進(jìn)行全面的評(píng)估。本文將檢測(cè)地點(diǎn)選擇在大眾朗逸汽車總裝車間進(jìn)行研究，在復(fù)雜噪聲環(huán)境中，復(fù)雜噪聲必然會(huì)對(duì)非接觸式檢測(cè)技術(shù)形成干擾。因此，在布置傳感器時(shí)，一方面可以為非接觸式檢測(cè)設(shè)備配置加速傳感器，同時(shí)要控制好傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)間的距離，既要避免檢測(cè)設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)帶來影響，又要降低噪聲對(duì)檢測(cè)結(jié)果的干擾，保證檢測(cè)結(jié)果的精度和信噪比滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。

3非接觸式發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)技術(shù)的具體分析流程

為了提高非接觸式技術(shù)的檢測(cè)效率與有效性，在檢測(cè)時(shí)可以采用實(shí)用性比較強(qiáng)的、具有良好干擾能力的LMS聲信號(hào)控制傳感系統(tǒng)，構(gòu)建一個(gè)高效的信號(hào)檢測(cè)分析平臺(tái)，在具體的操作過程中，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的異響動(dòng)的信息數(shù)據(jù)收集如下：第一，對(duì)各個(gè)硬件系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的布置與安裝，并能夠?qū)⒏鞣N配套的數(shù)據(jù)整合分析控制系統(tǒng)與檢測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)線連接在一起，并對(duì)各個(gè)硬件的參數(shù)進(jìn)行分析與可靠性驗(yàn)證，使其在檢測(cè)的過程中能夠有效地發(fā)揮設(shè)備檢測(cè)的性能;第二，對(duì)LMS汽車發(fā)動(dòng)機(jī)異響聲信號(hào)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)定，可以采用軟件從內(nèi)部對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，然后對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，并非接觸式檢測(cè)設(shè)備的靈敏度進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)設(shè)置好信號(hào)的采樣頻率與采樣時(shí)間，在檢測(cè)的過程中，通過多次檢測(cè)與有經(jīng)驗(yàn)檢測(cè)維護(hù)技師的分析，將設(shè)備檢測(cè)的頻率與信號(hào)設(shè)置為20260Hz，同時(shí)將故障信號(hào)檢測(cè)的數(shù)據(jù)收集與檢測(cè)時(shí)間設(shè)置為1.5s，以提高信號(hào)的檢測(cè)效果。

4非接觸式檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

目前，我國(guó)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)異響的檢測(cè)技術(shù)還是采用傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗(yàn)與技師測(cè)試的水平，在檢測(cè)的過程中還具有一定的主觀性，有時(shí)候由于檢測(cè)人員的不同，容易出現(xiàn)誤判的情況，也會(huì)影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)的效率。因此，采用非接觸式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)技術(shù)，能夠快速的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的異響進(jìn)行檢測(cè)，并采用基于傳感器技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)，可以更為直觀與客觀的對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)運(yùn)用了定量數(shù)據(jù)信號(hào)收集與反饋的方式，提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的分析效率。而且，通過依靠收集聲信號(hào)來反饋?zhàn)儞Q數(shù)據(jù)的方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行分析，為放大硬件處理質(zhì)量提供了有效的渠道，也改變了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的檢測(cè)方式。采用非接觸式技術(shù)檢測(cè)方式，通過收集發(fā)動(dòng)機(jī)聲信號(hào)的測(cè)取工況與測(cè)試位置，來獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的聲頻變化情況，優(yōu)化聲信號(hào)的采集設(shè)計(jì)，可以精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)異響的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也能夠顯著提升異響檢測(cè)效果。通過選取奔騰B50的四線程發(fā)動(dòng)機(jī)，能夠在一定程度上代表了多數(shù)轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)情況，可以作為非接觸式檢測(cè)技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)的代表。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，傳統(tǒng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)方法在檢測(cè)的過程中，受到技師、人工、環(huán)境的影響較大，而且檢測(cè)效率低，操作流程冗雜，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的分析誤差較大。通過采用非接觸式檢測(cè)技術(shù)，可以在不接觸發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的異響進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，具有量化的環(huán)境適應(yīng)性，而且還可以在多種復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，它采用的式智能化與自動(dòng)化處理技術(shù)，為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障檢測(cè)技術(shù)提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：沈陽(yáng)金吉利建筑工程有限公司）