汽油發(fā)動機失火探討

1、汽油發(fā)動機失火探討汽油發(fā)動機失火探討[摘要摘要]闡述了汽油機失火的概念介紹了失火的危害，分析了汽油機失火的原因，并分別介紹了汽油機失火檢測的方法，即缸內(nèi)壓力法、點火電壓波形法、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法等。關(guān)健詞關(guān)健詞：汽油機：汽油機失火失火檢測檢測失火足汽油機最常見的一種故障。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保有量的快速增加，失火造成的危害越來越嚴(yán)重。本文

2、擬對失火的定義進(jìn)行探討，對失火的危害、原因及有關(guān)失火的檢測方法進(jìn)行分析。1失火的定義失火的定義雖然國外對失火的研究開展較早，也取得許多進(jìn)展，但對失火循環(huán)的定義還不完全一致。據(jù)有關(guān)資料記摘，有人將發(fā)動機的工作循環(huán)分為3類：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)動機的工作循環(huán)分為另外3類：正常工作循環(huán)，1MEP正常；IMEP波動很大的循環(huán)；完全失火循環(huán)，IME

3、P≤0。美國大氣資源局的有關(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)動機工作過程中，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)燃燒不足或基本沒有燃燒，造成1MEP≤0的現(xiàn)象。根據(jù)工作過程中出現(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)動機工作過程中，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)動機工作過程中，失火氣缸有時正常工作、有時失火的現(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發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性，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。超過這個溫度，就會加速催化劑老化。發(fā)動機在高速、大負(fù)荷工作時，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的六缸機上試驗發(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，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，失火率越高，排氣溫度越容易達(dá)到許可溫度，對催化劑的危害越嚴(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，排氣溫度才達(dá)到許可溫度；當(dāng)失火率為25％時，即使負(fù)荷很小(進(jìn)氣管壓力為20kPa)，只要轉(zhuǎn)速超過5000rmin，排氣溫度就會達(dá)到許可溫度。從圖1還可以看出，失火率一定時，排氣溫度還與發(fā)動機的等。點火系故障導(dǎo)致失火，是由于火花塞缺火或點火提前角不當(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、電極間隙過大或過小、裙部絕緣不良；高壓線斷路或絕緣不良；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濃或過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高或過低、化油器或噴油器故障等。配氣機構(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、氣門與氣門座之間密封不良、氣缸墊損壞等。4失火檢測方法失火檢測方法綜合國內(nèi)外情況，失火的檢測方法主要有如下6種：缸內(nèi)壓力法、曲軸轉(zhuǎn)速波動法、單缸斷火法、點火電壓波形法、OX傳感器法和離子檢測法。41缸內(nèi)壓力法缸內(nèi)壓力法由于發(fā)動機氣缸內(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，失火時的

9、氣缸壓力與正常燃燒時的氣缸壓力有很大的差異；而在低速、小負(fù)荷時，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。這就需要通過對氣缸壓力數(shù)據(jù)的測量分析，找出真正能反映可燃混合氣在氣缸內(nèi)的燃燒質(zhì)量、判斷氣缸有無失火的途徑。應(yīng)用IMEP就可以達(dá)到這個目的。通過測量氣缸內(nèi)的氣體壓力計算出IMEP，并與正常燃燒時的IMEP或直接與其他氣缸的IMEP比較，判斷該氣缸是否正常燃燒，有無失火。盡管這種方法是最準(zhǔn)確的失火檢測方法，但因壓力傳

10、感器等檢測儀器價格較高、安裝不方便，而且發(fā)動機各種工況下正常工作時的IMEP數(shù)據(jù)不容易得到，該方法在實際就車診斷中受到限制。4.24.2點火電壓波形法點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。通過對不同燃燒條件下火花塞電壓波形的對比分析發(fā)現(xiàn)，完全不能燃燒時，火花塞擊穿電壓比正常值高20％～50％，火花持續(xù)時間卻短20％～30％，火花后期電壓比正常燃燒時高2倍～5倍。這種方法的特點是儀器安

11、裝簡便，適應(yīng)性強。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，因此檢測的準(zhǔn)確性不高。這種方法在我國應(yīng)用較廣，但主要局限于檢測點火系的工作情況，根據(jù)電壓波形分析點火系各零部件工作是否正常。4.34.3曲軸轉(zhuǎn)速波動法曲軸轉(zhuǎn)速波動法如果發(fā)動機有失火故障，則失火氣缸的指示扭矩就會下降，造成發(fā)動機轉(zhuǎn)速異常波動。許多文獻(xiàn)表明，根據(jù)曲軸的瞬時轉(zhuǎn)速可以估計各氣缸的壓縮壓力、燃燒壓力、指示扭矩等。曲軸轉(zhuǎn)速波動法正是通過