汽車維修常用無損檢測技術(shù)應(yīng)用研究

徐征　李強 田志剛 朱奇林

【摘要】針對現(xiàn)代汽車采用了大量的新技術(shù)、構(gòu)造較為復(fù)雜，導(dǎo)致出現(xiàn)故障原因、部位判斷困難的問題，利用X光射線透視、超聲波檢測、工業(yè)內(nèi)窺鏡等無損檢測技術(shù)，檢測各種金屬、非金屬材料機械部組件、電氣元件、電路板的技術(shù)狀態(tài)，能夠為科學(xué)準(zhǔn)確確定故障部位提供技術(shù)支持，有利于提高汽車故障檢測效率和維修質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】汽車維修；無損檢測

一、無損檢測技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域的應(yīng)用需求與發(fā)展前景

目前，在汽車上大量采用了機電液一體化技術(shù)，以及基于CAN總線的信息管理與控制技術(shù)，操作越發(fā)簡便，性能也得到極大地提升。但是，相對于傳統(tǒng)的以機械為主的部件或系統(tǒng)，現(xiàn)代的汽車技術(shù)體現(xiàn)出系統(tǒng)集成度高、信息化程度高的特點，一旦發(fā)生故障，其產(chǎn)生的原因更加復(fù)雜，往往缺乏有效地技術(shù)手段進行故障部件的檢測，因此難于判斷，只能通過全面拆解發(fā)現(xiàn)和解決問題，結(jié)果導(dǎo)致故障排除周期過長，影響了汽車的正常使用。如某型家用轎車采用了綜合電子系統(tǒng)，發(fā)動機在起動時需要檢查溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等多種信號，同時依靠基于電磁吸附原理的調(diào)速器控制供油，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，就會影響汽車起動。而這涉及到傳感器、線路、油路、油量控制機構(gòu)多個元器件和部件，通過觀察很難判斷。

針對上述問題，較好的解決途徑就是應(yīng)用和發(fā)展無損檢測技術(shù)。在不拆解和破壞汽車部件的基礎(chǔ)上，對汽車的各種金屬、非金屬材料機械部組件、電氣元件、電路板利用無損檢測技術(shù)獲取相關(guān)圖像，通過圖像分析提取故障特征，發(fā)現(xiàn)機械零部件損壞或產(chǎn)生的早期缺陷、線路斷路或短路、電子元器件失效、非金屬零部件的老化等故障原因，為故障檢測提供技術(shù)支持，使故障原因判斷科學(xué)、準(zhǔn)確。無損檢測能夠輔助維修人員及時判斷并排除故障，快速恢復(fù)汽車完好性，大大縮短維修時間，提高維修質(zhì)量，具有巨大的經(jīng)濟效益和廣闊的應(yīng)用前景。

二、汽車維修領(lǐng)域常用無損檢測技術(shù)適用性分析

目前，X光射線透視、超聲波檢測、工業(yè)內(nèi)窺鏡是當(dāng)前汽車維修領(lǐng)域常用的三大無損檢測技術(shù)。各檢測技術(shù)適用范圍和優(yōu)缺點都有所不同，為此，要根據(jù)汽車部組件結(jié)構(gòu)材料的特點，同時兼顧人員使用安全性和便捷性，分析上述幾種無損檢測技術(shù)性能指標(biāo)，確定適合應(yīng)用于汽車故障檢測的相應(yīng)技術(shù)及檢測儀器。

（一）X光射線透視檢測技術(shù)分析

基于X光射線透視檢測技術(shù)的汽車檢測儀器主要為X射線機，該儀器可以分為固定式和便攜式兩類。固定式X射線機的高壓發(fā)生器和X射線管分開設(shè)置。便攜式X射線機的高壓發(fā)生器和X射線管則不分開，都設(shè)置在射線柜內(nèi)，沒有整流裝置及高壓電纜，較為輕便。目前，國產(chǎn)攜帶式X射線機重量一般不超過40Kg，最大尺寸（長、寬、高）一般不超過700mm，以A3鋼材為參照穿透能力最大能夠達到60mm，最大功率一般不超過3.5Kw，能夠生成零部件內(nèi)部圖像，效果較好。但X光射線透視檢測技術(shù)要通過膠片成像，需要建有曝光暗房，另外需要通過延時曝光或?qū)Ｓ梅雷o裝置保證操作者安全，操作者需要經(jīng)過專門培訓(xùn)取得崗位資質(zhì)證書。

（二）超聲波檢測技術(shù)分析

超聲波檢測主要基于材料表面及內(nèi)部缺陷對超聲波傳播的影響，在不破壞檢測材料的前提下，發(fā)現(xiàn)其表面及內(nèi)部的夾渣、裂紋、氣泡等缺陷，具有成本低、靈敏度高、設(shè)備輕便易操作、穿透力強[1]、對人體沒有傷害、檢驗速度快等優(yōu)點。目前，國產(chǎn)超聲波檢測儀可以檢測各種金屬和非金屬材料，體積較小可以手持操作，重量一般不超過5Kg，穿透能力范圍0-4500mm，最大尺寸（長、寬、高）一般不超過300mm，采用普通二號電池或高能鋰電池作為電源。但是超聲波檢測難以生成高質(zhì)量的圖像，因此對內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜的零部件檢測效果不好。

（三）工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)分析

工業(yè)內(nèi)窺鏡能夠?qū)Σ灰字苯佑^察的封閉零部件空間內(nèi)表面進行檢測，還能夠用于高溫、有毒等特殊環(huán)境的檢測，基于成像形式可以為：光學(xué)鏡、光纖鏡、電子鏡三類，按照體積大小可以分為固定式、手持便攜式兩類[2]。目前，國產(chǎn)手持便攜式內(nèi)窺鏡重量一般不超過5kg，體積較小，采用電池作為電源，探頭直徑一般為6-8mm，能進行360°的方向檢測，可以在自帶液晶顯示屏上直接生成檢測圖像，也可以通過USB2.0、AV輸出等多種接口與照相機、攝像機或電子計算機耦接，組成照相、攝像和圖象處理系統(tǒng)，從而進行視場目標(biāo)的監(jiān)視、記錄、貯存和圖象分析。工業(yè)內(nèi)窺鏡優(yōu)點是結(jié)構(gòu)小巧、使用方便，能夠?qū)崟r成像且效果較好、便于分析判斷，但是對于零件材料內(nèi)部缺陷、零件表面肉眼無法分辨的缺陷很難檢測。

三、適用于無損檢測技術(shù)的汽車零部件分析

（一）適用于X光射線檢測的零部件

X光射線檢測技術(shù)適用于各種汽車零部件材料，還能夠發(fā)現(xiàn)汽車零部件材料內(nèi)部缺陷，有較好的成像效果，能夠檢測汽車底盤系統(tǒng)鑄造件及焊接件，如氣缸蓋、輪轂、曲軸、傳動軸、凸輪軸、各種軸瓦、懸掛系統(tǒng)機件、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)支架、變速器殼體、軸類與齒輪零件的焊接、管類與軸類零件的焊接，可對汽車輪胎簾線[3]進行檢測，還可以針對汽車控制計算機、連接線路等進行電子器件焊接可靠性、金屬多余物檢測。

（二）適用于超聲波檢測的零部件

超聲波能夠檢測各種材料的汽車零部件，檢測精度高，穿透性好，設(shè)備小巧便于使用且對人體無害，但是不能生成直觀的檢測圖像，而且對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜或表面粗糙的零部件較難檢測，對于奧氏體材料的零部件也難以檢測。適用于超聲波檢測的汽車零部件包括：各種軸桿類零件，如發(fā)動機曲軸、挺桿，各種軸瓦，發(fā)動機活塞及進排氣門；各類焊接件，如懸架機件，車輪輪輞等。

（三）適用于工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測的零部件

工業(yè)內(nèi)窺鏡可以手持攜帶，可采用電池供電便于室外條件下使用，不受零部件材料限制，較為方便快捷，但是無法檢測零部件材料內(nèi)部缺陷。適合進行內(nèi)窺鏡檢測的汽車零部件主要有：各種管路，液壓部件（如油泵、閥體等），發(fā)動機消聲器、曲軸箱、油箱、汽缸，水箱，差速器，傳動箱，空調(diào)系統(tǒng)，離合器等。

參考文獻：

[1]王紅云.基于超聲波的無損檢測系統(tǒng)研究[J].儀表技術(shù)，2013（3）：29-31

[2]張攜.工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測設(shè)備技術(shù)的發(fā)展[J].航空維修與工程，2009（5）：34-35

[3]原培新.數(shù)字圖像處理在汽車輪胎X射線檢測中的應(yīng)用[J].CT理論與應(yīng)用研究，2007（2）：48-51