汽油發(fā)動(dòng)機(jī)失火探討

1、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)失火探討汽油發(fā)動(dòng)機(jī)失火探討[摘要摘要]闡述了汽油機(jī)失火的概念介紹了失火的危害，分析了汽油機(jī)失火的原因，并分別介紹了汽油機(jī)失火檢測(cè)的方法，即缸內(nèi)壓力法、點(diǎn)火電壓波形法、曲軸轉(zhuǎn)速波形法、OX傳感器(氧傳感器)法、單缸斷火法及離子檢測(cè)法等。關(guān)健詞關(guān)健詞：汽油機(jī)：汽油機(jī)失火失火檢測(cè)檢測(cè)失火足汽油機(jī)最常見(jiàn)的一種故障。隨著電子控制汽油噴射系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)換器及其它電子裝置應(yīng)用的日趨廣泛和汽車(chē)保有量的快速增加，失火造成的危害越來(lái)越嚴(yán)重。本文

2、擬對(duì)失火的定義進(jìn)行探討，對(duì)失火的危害、原因及有關(guān)失火的檢測(cè)方法進(jìn)行分析。1失火的定義失火的定義雖然國(guó)外對(duì)失火的研究開(kāi)展較早，也取得許多進(jìn)展，但對(duì)失火循環(huán)的定義還不完全一致。據(jù)有關(guān)資料記摘，有人將發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)分為3類(lèi)：慢燃燒循環(huán)，IMEP為平均值的85％～46％；部分燃燒循環(huán)，IMEP小于平均值的46％；失火循環(huán)，IMEP0、還有人將發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)分為另外3類(lèi)：正常工作循環(huán)，1MEP正常；IMEP波動(dòng)很大的循環(huán)；完全失火循環(huán)，IME

3、P≤0。美國(guó)大氣資源局的有關(guān)規(guī)定中指出，失火是指由于火花塞缺火、燃油不足、氣缸密封不良或其它原因造成的氣缸內(nèi)的燃燒不充分。因此，失火可以定義為：在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，由于各種原因造成的混合氣在氣缸內(nèi)不能正常燃燒的現(xiàn)象、根據(jù)不正常燃燒的程度，失火分為部分失火和完全失火。部分失火是指混合氣在氣缸內(nèi)燃燒不完全，造成IMEP達(dá)不到正常值的現(xiàn)象；完全失火是指混合氣在氣缸內(nèi)燃燒不足或基本沒(méi)有燃燒，造成1MEP≤0的現(xiàn)象。根據(jù)工作過(guò)程中出現(xiàn)的頻率，失火

4、義可以分為連續(xù)失火和單次失火。連續(xù)失火是指在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，失火氣缸連續(xù)發(fā)生失火的現(xiàn)象。單次失火是指在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，失火氣缸有時(shí)正常工作、有時(shí)失火的現(xiàn)象。為了反映部分失火和單次失火的失火嚴(yán)重程度，引入一個(gè)概念——失火率。失火率是指部分失火造成的IMEP的下降值與正常值的百分比或單次失火中失火循環(huán)占總循環(huán)的百分比。2失火的危害失火的危害失火不但降低了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，而且加速了催化轉(zhuǎn)換器的失效，使排放污染加劇。21失火加速

5、排氣凈化催化劑失效失火加速排氣凈化催化劑失效為了反映失火對(duì)催化劑的危害程度，引入“催化劑的許可溫度”的概念。催化劑的許可溫度是指維持催化劑正常工作所允許的最高排氣溫度。超過(guò)這個(gè)溫度，就會(huì)加速催化劑老化。發(fā)動(dòng)機(jī)在高速、大負(fù)荷工作時(shí)，排氣溫度在950℃左右，因此，確定催化劑的許可溫度為1000℃[2][2]。在一排量為3L的六缸機(jī)上試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，失火率分別為25％、20％、15％、10％和5％條件下，排氣溫度上升到1000℃時(shí)，相應(yīng)的負(fù)荷(進(jìn)氣

6、管壓力)與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖１所示。由圖1可見(jiàn)，失火率越高，排氣溫度越容易達(dá)到許可溫度，對(duì)催化劑的危害越嚴(yán)重。當(dāng)失火率為5％，轉(zhuǎn)速在6000rmin以上、大負(fù)荷(進(jìn)氣管壓力較高)時(shí)，排氣溫度才達(dá)到許可溫度；當(dāng)失火率為25％時(shí)，即使負(fù)荷很小(進(jìn)氣管壓力為20kPa)，只要轉(zhuǎn)速超過(guò)5000rmin，排氣溫度就會(huì)達(dá)到許可溫度。從圖1還可以看出，失火率一定時(shí)，排氣溫度還與發(fā)動(dòng)機(jī)的等。點(diǎn)火系故障導(dǎo)致失火，是由于火花塞缺火或點(diǎn)火提前角不當(dāng)造成混合氣在氣

7、缸內(nèi)不能正常燃燒。主要原因有：火花塞污損、電極間隙過(guò)大或過(guò)小、裙部絕緣不良；高壓線(xiàn)斷路或絕緣不良；分電器故障等。燃料供給系故障導(dǎo)致失火，是由于可燃混合氣過(guò)濃或過(guò)稀造成混合氣在氣缸內(nèi)不能正常燃燒。主要原因有：空氣濾清器堵塞、進(jìn)氣管漏氣、燃油油路不暢或油壓過(guò)高或過(guò)低、化油器或噴油器故障等。配氣機(jī)構(gòu)故障導(dǎo)致失火，是由于可燃混合氣進(jìn)氣不暢或廢氣排氣不徹底造成混合氣在氣缸內(nèi)不能正常燃燒。主要原因有：氣門(mén)間隙調(diào)整不當(dāng)或凸輪軸變形等。氣缸密封不良導(dǎo)致

8、失火，是由于氣缸密封不良引起壓縮過(guò)程和壓縮終了可燃混合氣的溫度和壓力降低，影響可燃混合氣的著火性能。主要原因有：活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間密封不良、氣門(mén)與氣門(mén)座之間密封不良、氣缸墊損壞等。4失火檢測(cè)方法失火檢測(cè)方法綜合國(guó)內(nèi)外情況，失火的檢測(cè)方法主要有如下6種：缸內(nèi)壓力法、曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)法、單缸斷火法、點(diǎn)火電壓波形法、OX傳感器法和離子檢測(cè)法。41缸內(nèi)壓力法缸內(nèi)壓力法由于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壓力隨著燃燒速率的不同而變化，在高速、大負(fù)荷條件下，失火時(shí)的

9、氣缸壓力與正常燃燒時(shí)的氣缸壓力有很大的差異；而在低速、小負(fù)荷時(shí)，這種差異可能就不明顯。因而，不能直接應(yīng)用氣缸壓力差異判斷失火。這就需要通過(guò)對(duì)氣缸壓力數(shù)據(jù)的測(cè)量分析，找出真正能反映可燃混合氣在氣缸內(nèi)的燃燒質(zhì)量、判斷氣缸有無(wú)失火的途徑。應(yīng)用IMEP就可以達(dá)到這個(gè)目的。通過(guò)測(cè)量氣缸內(nèi)的氣體壓力計(jì)算出IMEP，并與正常燃燒時(shí)的IMEP或直接與其他氣缸的IMEP比較，判斷該氣缸是否正常燃燒，有無(wú)失火。盡管這種方法是最準(zhǔn)確的失火檢測(cè)方法，但因壓力傳

10、感器等檢測(cè)儀器價(jià)格較高、安裝不方便，而且發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況下正常工作時(shí)的IMEP數(shù)據(jù)不容易得到，該方法在實(shí)際就車(chē)診斷中受到限制。4.24.2點(diǎn)火電壓波形法點(diǎn)火電壓波形法隨著燃燒條件(混合氣成分、壓力、溫度等)不同，火花塞放電電壓的波形有很大差異。通過(guò)對(duì)不同燃燒條件下火花塞電壓波形的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，完全不能燃燒時(shí)，火花塞擊穿電壓比正常值高20％～50％，火花持續(xù)時(shí)間卻短20％～30％，火花后期電壓比正常燃燒時(shí)高2倍～5倍。這種方法的特點(diǎn)是儀器安

11、裝簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)。但由于火花塞電壓波形除與燃燒條件有關(guān)外還受火花塞間隙大小、火花塞絕緣性能等影響，因此檢測(cè)的準(zhǔn)確性不高。這種方法在我國(guó)應(yīng)用較廣，但主要局限于檢測(cè)點(diǎn)火系的工作情況，根據(jù)電壓波形分析點(diǎn)火系各零部件工作是否正常。4.34.3曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)法曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)法如果發(fā)動(dòng)機(jī)有失火故障，則失火氣缸的指示扭矩就會(huì)下降，造成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異常波動(dòng)。許多文獻(xiàn)表明，根據(jù)曲軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速可以估計(jì)各氣缸的壓縮壓力、燃燒壓力、指示扭矩等。曲軸轉(zhuǎn)速波動(dòng)法正是通過(guò)