某兩用燃料車失火問題的解決過程＊

鄭瓊姑，王圣波

（一汽海馬汽車有限公司，海南 海口 570216）

1 前言

天然氣汽車是目前世界上公認(rèn)的節(jié)能、低污染、經(jīng)濟(jì)、安全的新型代用燃料汽車。且我國的天然氣儲量巨大，相對汽油來說要便宜得多，但市場上專用的CNG（壓縮天然氣）燃料發(fā)動機(jī)不多見，同時CNG 加氣站等配套設(shè)施也不夠完善，不能滿足實際應(yīng)用的需求。因此在傳統(tǒng)燃油車上開發(fā)兩用燃料（汽油-壓縮天然氣CNG）車型得于推廣及應(yīng)用。

油、氣兩用燃料車型是指車輛具備兩套相對獨立的燃料供給系統(tǒng)，一套是液化石油氣或天然氣，另一套是其他燃料，兩套燃料的供給可分別但不能同時給發(fā)動機(jī)提供燃料的汽車。兩用汽車按燃料組成分類有壓縮天然氣/汽油兩用燃料汽車、液化石油氣/汽油的兩用燃料汽車等。該類車型適用于降低燃料成本及節(jié)能減排，在出租車市場極受歡迎，應(yīng)用前景廣泛。

失火現(xiàn)象是指發(fā)動機(jī)火花塞沒有點火、噴射到燃燒室的燃料不足、汽缸密封不良或其他原因造成發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的不完全燃燒。在系統(tǒng)中失火以檢測到的失火次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，當(dāng)失火次數(shù)超過周期內(nèi)總點火次數(shù)的百分比時（制造廠申報的失火率），將導(dǎo)致污染物超過法規(guī)的要求，車輛無法上市。失火嚴(yán)重時也可能導(dǎo)致催化器因過熱而造成不可逆的損壞，故當(dāng)失火出現(xiàn)后且達(dá)到一定條件時，故障燈將被點亮，以提醒駕駛員有故障出現(xiàn)，要及時檢查處理，避免車輛進(jìn)一步惡化。

本文介紹了某兩用燃料車型（汽油-CNG）出現(xiàn)的失火現(xiàn)象，經(jīng)過逐步排查最終找出問題點，并提出措施及成功解決失火問題的過程。

2 問題描述

某兩用燃料車在天然氣燃料下開展道路試驗，發(fā)現(xiàn)在低檔位高轉(zhuǎn)速行車時出現(xiàn)發(fā)動機(jī)抖動，踩油門沒反應(yīng)且發(fā)動機(jī)故障燈（不帶！）閃爍的現(xiàn)象。使用診斷儀檢查故障碼有：多缸失火，1、2、3 和4 缸均失火。出現(xiàn)故障后停車熄火，重新起動車輛，進(jìn)行1 檔全油門到4000 轉(zhuǎn)以上后換2 檔全油門到4000 轉(zhuǎn)以上工況時失火均很容易復(fù)現(xiàn)。同時發(fā)現(xiàn)車輛在低檔位低轉(zhuǎn)速或高檔位低轉(zhuǎn)速行車均未報失火故障，只在高轉(zhuǎn)速下容易出現(xiàn)前述的失火現(xiàn)象，見圖1 所示失火實際值比失火閥值高了故報出了失火故障。

圖1 故障圖示

3 故障調(diào)查及分析

針對出現(xiàn)的故障，調(diào)查思路如下：

（1）原車汽油供給系統(tǒng)是否一樣出現(xiàn)失火。

（2）檢查發(fā)動機(jī)的相關(guān)零部件點火線圈、火花塞、是否正常。

（3）檢查燃?xì)庀到y(tǒng)的硬件是否正常。

（4）檢查燃?xì)釫CU 數(shù)據(jù)。

根據(jù)調(diào)查思路一步步調(diào)查，進(jìn)而做出判斷。

3.1 檢查汽油車是否有失火

有故障的車清完故障后，切換到汽油模式下進(jìn)行相應(yīng)試驗（重跑容易出現(xiàn)失火的路況），幾個循環(huán)后未發(fā)現(xiàn)失火現(xiàn)象，排除由汽油系統(tǒng)引起的失火問題。

3.2 檢查發(fā)動機(jī)及相關(guān)硬件

確定失火是在燃?xì)庀到y(tǒng)出現(xiàn)的，故逐一排查燃?xì)庀到y(tǒng)的各個相關(guān)零部件。

在故障車上發(fā)現(xiàn)第二缸的點火線圈外殼橡膠圈有裂痕見下圖2，更換成新的點火線圈后，失火故障仍然重現(xiàn)，排除點火線圈橡膠圈裂痕引起的失火問題。

圖2 橡膠圈裂痕

排除點火線圈后接著檢查火花塞情況，發(fā)現(xiàn)原車上的火花塞點火間隙處偏小（標(biāo)準(zhǔn)為1.0mm 至1.2mm），車上拆下來的火花塞用1mm 的塞尺很難塞入縫隙中見如圖3，經(jīng)過更換，失火仍然存在，排除火花塞間隙小的問題引起的故障。

圖3 火花塞間隙對比

車上的線路松斷，接錯也可能造成失火。通過和線束主管，發(fā)現(xiàn)故障車輛的中控儀表線路為老狀態(tài)，且該儀表板的動力CAN 和車身CAN 接混了，見下圖4，通過剪掉接錯的線束，拆除該段線束后，失火故障仍然再現(xiàn)，排除中控臺線束引起的失火。

圖4 中控儀表線束

3.3 排查燃?xì)釫CU 過程

對可能引起故障的件均檢查了一番，沒發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，以往傳統(tǒng)車的情況，大部分的時候很多都和ECU 有關(guān)，從而懷疑是燃?xì)釫CU 硬件或軟件造成的失火故障， 為此將逐一排查。

故障車上的燃?xì)釫CU 硬件和更換件有版本的區(qū)別，也用了兩版的硬件做了對比排除燃?xì)釫CU 硬件引起的失火。

跟蹤實際跑車，重走故障工況，錄下失火過程數(shù)據(jù)拿回分析，發(fā)現(xiàn)車輛在每次失火時lambda（空燃比）值都有偏稀（在1.8 到2 之間，正常在1 附近）情況出現(xiàn)，如圖5。

圖5 失火時lambda 偏稀

發(fā)現(xiàn)lambda 偏稀后，用示波器測量了發(fā)動機(jī)的點火和噴射電壓信號，均未發(fā)現(xiàn)異常。但通過電流鉗檢查發(fā)現(xiàn)流過燃?xì)鈬娮炀€圈的保持段電流偏小（正常為0.8A）。

3.4 失火原因

燃?xì)鈬娮斓膬?nèi)阻較小，采用的是峰值-保持型方式。因發(fā)動機(jī)4 個缸的噴嘴都使用同一電源供電，假如1 缸噴射信號處于噴射且尚未完成的保持段時，3 缸噴嘴打開控制信號開始噴射燃?xì)馓幱诜逯惦A段，此時加載在1 缸噴嘴處的電源會出現(xiàn)瞬時壓降，導(dǎo)致1 缸噴嘴控制信號的保持段電流降低。如果壓降過大，噴嘴內(nèi)部的閥體受力不平衡，噴嘴直接關(guān)閉。從而會導(dǎo)致1 缸預(yù)期噴射的燃料未噴射完就提前關(guān)閉，從而進(jìn)入缸內(nèi)燃料量減少，lambda 過稀，發(fā)動機(jī)燃燒不穩(wěn)定，動力不足而產(chǎn)生失火。見圖6 及圖7。

圖6 噴嘴噴射方式（峰值-保持型）

圖7 電流重疊區(qū)

4 解決措施

綜上調(diào)查結(jié)果，解決噴嘴在噴射過程中的保持段時不被 其他噴嘴工作時拉低電壓是解決的關(guān)鍵。解決措施如下幾點：

（1）參考噴嘴自身參數(shù)，調(diào)整噴嘴內(nèi)部控制電流，將噴射時未重疊工況的保持段電流調(diào)整為0.8A 左右。

（2）調(diào)整噴射信號重疊區(qū)，對噴嘴進(jìn)行工況補(bǔ)償（即噴嘴保持電流的占空比調(diào)節(jié)系數(shù)中增加天然氣噴嘴保持電流修正系數(shù)），使其在重疊時噴嘴的最小保持電壓也在0.8A。

實際操作是將噴嘴占空比調(diào)為24%（原來22%），噴嘴占空比調(diào)高，將直接影響到噴嘴電壓，進(jìn)而影響噴嘴電流。

數(shù)據(jù)優(yōu)化后，至今失火未復(fù)現(xiàn)，見圖8。

圖8 整改后效果圖

5 結(jié)束語

引起失火的原因有很多種，當(dāng)車輛出現(xiàn)失火故障時，依據(jù)工程經(jīng)驗基本能判斷出故障部位，但是科學(xué)合理的排除問題和調(diào)查過程都是從硬件到軟件的步驟進(jìn)行，只要仔細(xì)檢查，不管硬件問題還是軟件引起的故障均能找到原因所在，進(jìn)而解決問題。