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

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【摘要】汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)的前沿技術(shù)和主流趨勢(shì)，相比傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)而言，非接觸式檢測(cè)技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，基于此，本文對(duì)非接觸式檢測(cè)技術(shù)的概念進(jìn)行介紹，對(duì)非接觸式檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)和應(yīng)用流程進(jìn)行分析，通過對(duì)非接觸式檢測(cè)技術(shù)的研究以期為推進(jìn)非接觸式檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用推廣發(fā)揮作用。

【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

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

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)是依托于智能化技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)形成的一種新型檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)是通過檢測(cè)設(shè)備上的聲音傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)響動(dòng)的音量、音頻和音色等數(shù)據(jù)進(jìn)行捕獲和分析，然后通過發(fā)動(dòng)機(jī)故障評(píng)估系統(tǒng)算法模型進(jìn)行計(jì)算，最后將計(jì)算結(jié)果直接反饋給檢測(cè)人員，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的精確診斷[1]。由于該技術(shù)利用一些現(xiàn)代化檢測(cè)設(shè)備對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化分析和檢測(cè)，因此，該技術(shù)的現(xiàn)代化程度和檢測(cè)效率很高。相比傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)具有很大優(yōu)勢(shì)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)的核心是聲光學(xué)原理，該技術(shù)在無需與發(fā)動(dòng)機(jī)接觸的情況下就可以完成對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)檢測(cè)，因此該技術(shù)在檢測(cè)時(shí)不但不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成任何影響，檢測(cè)的效率還很高。未來隨著電子感應(yīng)技術(shù)、光敏感材料技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)和智能化技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)將發(fā)展的更加成熟，應(yīng)用也將更加廣泛。

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[2]。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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)的工作流程

利用非接觸式檢測(cè)技術(shù)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了高效收集和分析發(fā)動(dòng)機(jī)異響數(shù)據(jù)，為了達(dá)到預(yù)期檢測(cè)目標(biāo)，建議采用LMS聲信號(hào)傳感系統(tǒng)來建立聲信號(hào)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，該系統(tǒng)具有優(yōu)異的抗干擾性和適用性。在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，工作流程主要為：第一步，科學(xué)布設(shè)安裝檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)備，將各分系統(tǒng)設(shè)備的傳感器與數(shù)據(jù)整合分析系統(tǒng)的設(shè)備連接好，然后檢查各硬件參數(shù)的可靠性，保證各硬件設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。第二步，設(shè)置汽車發(fā)動(dòng)機(jī)異響LMS聲信號(hào)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的檢測(cè)參數(shù)，通過設(shè)置數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)內(nèi)部檢測(cè)參數(shù)可以完成對(duì)檢測(cè)設(shè)備靈敏度的調(diào)試，完成對(duì)傳感器信號(hào)的校對(duì)，還可以完成對(duì)聲信號(hào)采集時(shí)間間隔和采集頻率的設(shè)置[3]，本文對(duì)大眾朗逸轎車的研究在參考了專業(yè)維修人員后將聲信號(hào)采集時(shí)間間隔設(shè)置為1.5s，將聲信號(hào)采集頻率設(shè)置為20260Hz。第三步，在做好前期準(zhǔn)備工作后，開始對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障聲音信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和整合分析，最終準(zhǔn)確定位出發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障所在位置。

4汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障信號(hào)的收集與分析

在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行非接觸式檢測(cè)時(shí)，第一步，在不影響車間正常生產(chǎn)的前提下，要將現(xiàn)場(chǎng)無關(guān)設(shè)備清理掉，盡量保證檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安靜，盡量避免復(fù)雜環(huán)境噪聲對(duì)非接觸式檢測(cè)結(jié)果的干擾，然后將待檢測(cè)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械設(shè)備檢測(cè)平臺(tái)上固定好，將非接觸式檢測(cè)工具放置在檢測(cè)平臺(tái)上并安置好聲信號(hào)傳感器，然后讓發(fā)動(dòng)機(jī)保持在冷啟動(dòng)的狀態(tài)[4]。第二步，由專業(yè)維修技師對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有可能出現(xiàn)的機(jī)械故障進(jìn)行設(shè)定，以便后期模擬人工進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)。第三步，收集總裝車間內(nèi)部的聲信號(hào)數(shù)據(jù)，并將聲信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行定期反饋，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，并與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而幫助非接觸檢測(cè)系統(tǒng)更加準(zhǔn)確進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷。

5結(jié)語

機(jī)械故障是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的常見故障，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障檢測(cè)工作是一項(xiàng)比較專業(yè)和復(fù)雜的工作，以往主要采取傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)主要依靠檢測(cè)方法、檢測(cè)設(shè)備儀器和專業(yè)人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)工作容易受到干擾，檢測(cè)結(jié)果的隨意性和不確定性較大，因此，傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)具有一定的弊端。非接觸式檢測(cè)技術(shù)在遠(yuǎn)距離就可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械異響的精準(zhǔn)檢測(cè)，從而快速準(zhǔn)確定位出機(jī)械故障的位置，并且可以很好地適應(yīng)量化環(huán)境，可以適用于多種復(fù)雜環(huán)境，隨著自動(dòng)化技術(shù)和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障非接觸式檢測(cè)技術(shù)未來在汽車工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景將非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

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作者：劉勇 單位：湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院