摘要：发动机是驱动汽车的重要传动部件，随着汽车发动机技术的不断发展，发动机的结构越来越复杂，发动机的故障会影响车辆的正常运行，并在道路上引发事故。此外，集成系统的使用给车辆的故障排除带来困难，并增加了电路等一系列故障的可能性，因此有必要研究汽车发动机的故障检测和维修方法，以保证汽车发动机的正常运行。在此基础上，介绍了汽车发动机的结构和原理，总结了最常见的汽车发动机故障类型的原因，并针对迈腾B8汽车发动机故障提出检测和维修的方法。

关键词：汽车维修；发动机故障；检测技术

中图分类号：U472  收稿日期：2023-05-24

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.033

1 前言

近年来，中国汽车工业蓬勃发展，汽车已经成为人们不可缺少的交通工具。由于汽车发动机是汽车的动力源，是汽车的核心，汽车发动机诊断、检测和维修技术水平低下，导致汽车安全运行存在一定障碍，改进汽车发动机诊断、检测和维修技术，对提高汽车安全性、质量、可靠性具有重要意义。我国对发动机故障检测的研究起步较晚，在20世纪70年代逐步发展，随着20世纪末汽车工业的快速发展，对汽车故障诊断和检测的适当设备的研究也逐渐展开。时至今日，汽车发动机故障诊断和检测技术已成为汽车工业中最重要的问题和挑战之一。

2 汽车发动机结构原理

在汽油发动机中，燃料被注入进气歧管，混合物被送入发动机气缸。柴油机使用喷射泵将柴油注入发动机气缸，通过热混合物的自燃和热膨胀做功。发动机根据决定车辆经济性的汽缸布置，分为WV发动机和水平对置发动机，包括二冲程和四冲程内燃机。汽车发动机的结构包括曲轴和齿轮，主要是燃料供应系统、润滑和冷却系统以及点火系统。曲轴机构主要由壳体组、曲轴飞轮组和活塞杆组组成，它们为曲轴提供燃烧场并将膨胀压力转化为扭矩[1]。气门组包括气门导管和弹簧等部件，它们要将气门固定在气缸密封圈上，齿轮组包括齿轮、摇臂和导杆等，曲轴机构的功能是打开和关闭进气门和出气门以确保燃烧室的严密性，有规律的压缩和膨胀循环。点火系统是汽油发动机的一个重要部分，通常位于火花塞的两个电极之间，以产生电火花，它包括交流发电机、电池和点火线圈。燃气-柴油内燃活塞式发动机将燃料的化学能转化为机械能以产生动力，柴油发动机的热效率更高、更经济。蒸汽机和柴油机的工作原理不同，柴油机采用压燃式。活塞在发动机汽缸中的往复运动是由活塞销和连杆端部的连接所执行的。

3 汽车发动机常见的故障类型

3.1 发动机启停故障

发动机故障通常发生在启动发动机时，发动机电路或油路的任何异常都可能导致发动机无法正常启动。发动机在蓄电池电量不足时也可能无法正常启动。驾驶员在发动机不能正常启动的情况下，应首先检查汽车发动机的电源线路，并检查汽车发动机的电池容量[2]、停机系统、起动机及起动机线路。

3.2 发动机噪声故障

当发动机运转时，经常会发出一定的噪音，如果发动机发出的噪声是一种持续的、有规律的噪声，表示汽车发动机运转正常，如果汽车发动机发出刺耳的噪声，说明汽车发动机内部零件摩擦，这时可以通过使用听诊器，识别发动机异响部位，更换损坏部件来排除故障。

3.3 发动机油耗故障

许多车主发现，车辆燃油消耗越来越多。消耗量增加的主要原因是发动机运行时，系统各传感器信号失真、喷油及点火系统性能下降，导致燃料没有与空气充分混合，燃烧不充分。润滑油消耗量增加的主要原因是发动机内部零件的不正常磨损。

3.4 发动机尾气故障

由于燃料和空气在发动机中混合不均匀而导致燃烧不充分，易导致出现尾气刺鼻，冒黑烟的情况。如果发动机中的活塞环或油环在运行过程中严重磨损，可能会出现蓝色尾气，如果驾驶员使用劣质燃料，也会出现白色排气[3]。

3.5 发动机拉缸活塞故障

由于汽车发动机的内部结构，如果活塞和气缸之间的距离太小，活塞很容易被挤出来。如果驾驶员在驾驶过程中没有注意到发动机过热，异物很容易卡在发动机汽缸内，导致发动机拉缸。

3.6 发动机抖动故障

如果车辆内部显示屏上的冷却液温度警告灯突然亮起，这说明车辆的冷却系统出现了问题，往往此时发动机也会出现抖动，车辆维修人员可以检查发动机抖动情况，如果发动机抖动没有规律，可能是车辆的点火系统出现了问题。车辆的点火系统就是点火器及火花塞，可以通过点火器跳火测试及互换的方法检查点火器。检查火花塞时的，如果点火器正常工作时，火花塞不点火，可能是火花塞内部有大量积碳或已经损坏。

4 汽车发动机故障的常用检测方法

4.1 经验检测法

在汽车运行过程中不可避免地出现各种故障，但这些故障逐渐积累起来，形成了一个完善的检测系统。由于缺乏现代化的技术检测设备，大多数故障必须依靠人工检测，通过在实践中的积累，维修人员可以进一步学习检测专业知识，并根据发动机的外观等，对发动机故障进行预评估、检测。为了使检测和维修更加有效，要对许多工具做出有效的替代，例如，如果发动机有积碳问題，检测人员的专业知识可以准确定位发动机损坏位置[4]；当然，经验性检测方法的性质并不意味着其应用是普遍的，它们也需要相应的理论培训和实践经验。通常情况下，经验方法对于简单的问题可能很准确，可以减少检测和维修发动机故障的时间。

4.2 ECU诊断检测法

由于汽车工业的日益智能化，ECU（电子控制单元）现在的应用越来越广泛。ECU在汽车使用中扮演着“大脑”的角色，许多复杂的功能都要依靠ECU来控制和完成，大大降低了人为干预的程度。例如，自动气候控制、空气清洁、语音助手和自动驾驶都与ECU的支持和保护密不可分。在汽车发动机的故障检测领域，ECU的功能和作用也不能被忽视。这意味着大多数汽车在出厂时都在ECU中配备了相关参数，并在关键部位安装了传感器，以便在发生故障时通过ECU向用户发出警报。因此，通过ECU进行发动机故障检测已经成为更快速、更准确地获取故障信息的最常用方法之一。

5 发动机故障检测与维修方式

5.1 进气管真空度检测

发动机进气歧管的负压是最敏感的部件之一，许多发动机故障都是由于负压变化造成的。汽车维修人员应使用能确定真空度大小的专用真空表检查发动机进气歧管的真空度。这主要是为了确定当发动机出现故障时，进气歧管中的真空度偏差的影响。将故障对负压值的影响与迈腾B8发动机的负压值作为参考进行了比较。正常怠速时进气歧管真空值为61 MPa，混合气不正常时对进气歧管真空值的影响可以忽略不计，气门严重泄漏时对进气歧管真空值的影响最大。列出各种故障对进气歧管真空值的影响，有利于车辆维修人员确定发动机故障的原因，有效提高车辆维修人员的工作效率，最大限度地保证车辆安全。

5.2 点火波形检测

如果发动机不能启动，必须检查点火系统，可能存在点火故障、点火不正常。汽车修理工可以使用示波器检查点火系统，示波器可以用来确定发动机各个汽缸中发生的情况。如果示波器的电压很高，那么发动机缸体中的火花塞可能已经断开；如果示波器的电压很低，那么发动机缸体中可能有很多积碳，火花塞已经磨损或者缸体中的火花塞已经断开。维修人员可以用示波器检查车辆的发动机组，甚至可以测量点火线圈、火花塞和发动机高压线，以帮助维修人员确定是否有问题[5]。

6 具体案例分析

6.1 故障了解与确认

a.故障现象

迈腾B8，客户称该车之前发生过严重事故，维修后可以正常使用，近期停车后，重新启动，车辆无法启动。接到故障车辆车后试车，车辆无法启动，起动机不转，仪表显示异常，踩下制动踏板指示灯、EPC灯不显示（图1）。

b.车辆验证

经和客户一起试车，验证结果客户描述的问题属实。

c.初始检查

先后检查线束插头连接、检查是否存在加装件等，结果未发现异常。

6.2 诊断检查

a.将诊断仪（431）与车辆连接，扫描全车系统，发现01发动机控制系统、02变速箱电子装置系统缺失（图2）。

b.查阅维修信息按照维修手册推荐的诊断流程&步骤操作。

由于上述步骤未能找到故障原因，接下来按照手册中相关故障的诊断流程进行系统测试：

a.检查J623电源电路正常。断开J623的T91插头，测量J623电源系统电压为12.45V正常（图3）。

b.检查J743变速器电源电路正常。

c.检查动力网CAN系统，利用示波器对比CANH波形變成一条直线，正常值应为3.5～2.5V跳动的矩形波，异常，判定为CANH-CANL互短。异常波形和正常波形分别如图4-图5所示。

d.断开J623和J533插头，测量动力网CAN线路，T91/79-T20e/16电阻＜1 Ω正常，T91/80-T20e/6电阻电阻＜1 Ω正常，T91/79-T91/80＞10 kΩ正常。

e.测量J623本体T91/79-T91/80间电阻＜1 Ω，异常，J623内部短路。

6.3 验证客户描述的问题是否修复

更换J623，故障排除，车辆恢复正常。

6.4 故障机理分析

J623本体T91/79-T91/80之间短路，导致动力网CAN通信失败，所以起动机不工作，P挡闪烁，仪表EPC灯不点亮。更换J623本体后，上述故障排除，起动车辆，运行正常。

7 发动机故障诊断的注意事项

a.为防止因电压下降而损坏ECU和传感器，不要在发动机运行时断开蓄电池导线。

b.当发动机警告灯亮起时，不要断开蓄电池。断开电池将清除ECU中的相应数据。

c.在排除车辆故障时，关闭点火装置，断开蓄电池负极，并锁上钥匙，以确保维修人员的人身安全。

d.在排除故障时，应使用车辆专用的万用表检查控制单元和传感器。

e.电池连接不当可能会导致单元烧毁，引起火灾。

f.控制单元和传感器必须密封，不能受潮，控制单元和传感器不能用水清洗。

g.如果控制单元出现故障，不要擅自拆解，如果误诊了故障，擅自拆卸控制单元，控制单元的密封将被破坏。

8 汽车发动机故障检测与维修发展趋势

发动机故障诊断与检测技术是以汽车发动机的基本结构特点、内燃机的理论基础、计算机控制技术和整车性能指标为规范，以及综合汽车试车技术和相关测试设备为基础［6］。现在，汽车发动机的各种安全模块都是由传感器监测的，如果在车辆运行时，任何模块的信号超出了规定的范围，电路就会自动检测模块的故障，并及时发出错误信息。适当的计算机设施、先进的传感器技术、人工智能算法对汽车发动机各种故障的预测、自动分类和诊断能力越来越强。在汽车发动机故障诊断系统的基础上，持续监测车辆和各部件的性能，哪怕只是一个螺丝松动，都有助于及时发现安全隐患，确保车辆安全可靠地运行，但目前该系统仍处于实验阶段，尚未得到广泛使用。未来，应在此技术的基础上开发车辆损伤自动诊断系统，这对提高车辆损伤的诊断和准确检测能力至关重要，也是汽车工业未来发展的焦点之一。

9 结语

汽车的故障诊断是一个系统的过程，只有了解汽车控制机制，结合故障现象，使用现代诊断设备，并对数据进行审查和分析，才能准确确定具体的故障位置。

参考文献：

[1]刘国平.丰田凯美瑞M20C发动机故障检测与维修[J].内燃机与配件，2020（17）：129-130.

[2]陈林.汽车发动机故障检测与维修[J].中国宽带，2021（2）：162.

[3]张立敬.汽车发动机故障检测与维修技术要点[J].机械工业标准化与质量，2022（11）：52-55.

[4]聂斐，尹华，张雨辰.基于“1+X”证书的“汽车发动机故障检测与维修”课程设计与实施[J].时代汽车，2021（13）：53-54.

[5]李丽.发动机故障检测与维修技术分析[J].百科论坛电子杂志，2020（14）：1634.

[6]宗亮宇.汽车发动机故障检测与维修技术要点分析[J].农机使用与维修，2022（5）：105-107.

作者简介：

李显贵，男，1973年生，研究生，研究方向为汽车检测与维修技术、新能源汽车检测与维修技术、二手车鉴定与评估。