羅鵬程　楊海龍

【摘要】通過對一款寶馬發(fā)動機(jī)，怠速發(fā)抖故障的檢修與排除。論述缸內(nèi)流場的改變對發(fā)動機(jī)的影響；以及本人在檢修過程中的體會、見解。

【關(guān)鍵詞】怠速發(fā)抖故障;診斷;排除;稀燃發(fā)動機(jī);分層稀混合氣燃燒;缸內(nèi)流場

本文通過簡述檢修寶馬E32 740IL轎車，怠速發(fā)抖故障的診斷與排除的全過程；論述了本人對采用進(jìn)氣道噴射稀燃技術(shù)發(fā)動機(jī)概念的理解，并分析了影響進(jìn)氣道噴射稀燃技術(shù)發(fā)動機(jī)正常工作的一些因素。

１．故障現(xiàn)象

一臺寶馬740IL轎車，報(bào)修該車在發(fā)動機(jī)怠速時(shí)感覺車身抖動，踩剎車掛檔時(shí)感覺更明顯些，冷車時(shí)稍好一點(diǎn)。停車等候或等紅燈時(shí)，坐在車上感覺像有人在快速輕搖車身，所以非常不舒服。行駛中或輕輕空踩油門，抖動就消失。該車新車買回不到一年，已經(jīng)行駛32000公里。兩個(gè)月前開始感覺有很輕微抖動，接下來感覺越來越明顯；一直到兩星期前，感覺抖動的強(qiáng)度才沒有繼續(xù)變化。

調(diào)出該車的維修記錄。發(fā)現(xiàn)該車從2000公里保養(yǎng)開始，一直都在我廠做保養(yǎng)，期間除了做基本的保養(yǎng)項(xiàng)目外，都沒有其他的維修記錄。說明該車的保養(yǎng)工作及車況一直良好。于是維修部經(jīng)理派工，由我?guī)ьI(lǐng)的維修小組施工維修。

2.故障診斷

該車是1993年5月出廠的E32寶馬740IL大陸版豪華轎車，配備了頂置雙凸輪軸32氣門，實(shí)際排量3982cc，壓縮比為10：1的V8 M60B40發(fā)動機(jī)。接到維修任務(wù)后，在觀察發(fā)動機(jī)的工作狀態(tài)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)該發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比其他的M60發(fā)動機(jī)抖，手觸摸發(fā)動機(jī)感覺抖動比較有規(guī)律和密集，不像是單缸不工作。坐在車內(nèi)感覺像車子有上下擺動，掛檔開空調(diào)更明顯。輕踩油門到1000轉(zhuǎn)以上，抖動基本感覺不到。

用寶馬原廠的檢測電腦MODLE2對該車進(jìn)行檢測，我發(fā)現(xiàn)該車各系統(tǒng)均沒有故障碼，系統(tǒng)正常。接著對發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行了讀取并分析，其數(shù)據(jù)如下表：

最后又從新整理思路，把整個(gè)過程清理了一遍，覺得該故障引起的原因不在外部，應(yīng)該是發(fā)動機(jī)內(nèi)部引起的故障。只能通過解體發(fā)動機(jī)詳細(xì)檢查了。

通過解體發(fā)動機(jī)，發(fā)現(xiàn)除了在4、7缸的缸壁上都有幾道長短不一較淺的劃痕外，其它零件都符合原廠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過和香港駐廠技術(shù)指導(dǎo)的研究分析。引起缸壁上出現(xiàn)劃痕的原因，應(yīng)是因?yàn)樵摪l(fā)動機(jī)采用了全鋁合金的缸體，缸壁沒有采用通常的鑲缸套方法，而是在加工好的缸壁上噴涂上一層耐磨特殊金屬涂層。可能在生產(chǎn)過程中，該缸體在噴涂時(shí)產(chǎn)生了質(zhì)量問題。使發(fā)動機(jī)在使用過程中該涂層產(chǎn)生了剝落現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了缸壁上劃痕的產(chǎn)生。而該發(fā)動機(jī)應(yīng)是運(yùn)用了稀薄燃燒的原理。由于缸壁出現(xiàn)了劃痕導(dǎo)致了缸內(nèi)燃燒流場的改變，從而使點(diǎn)火時(shí)火花塞周圍的混合氣濃度不夠，影響了混合氣的燃燒質(zhì)量，因而使得該缸工作不正常。而且是兩個(gè)缸工作不正常，最終導(dǎo)致了發(fā)動機(jī)的抖動故障。而發(fā)動機(jī)冷車時(shí)由于混合氣較濃，相對的混合氣燃燒質(zhì)量較好一點(diǎn)，所以冷機(jī)時(shí)發(fā)動機(jī)的抖動相對輕微。在加速時(shí)各汽缸的做功行程時(shí)間縮短，因而振動的感覺就不明顯了。

3.故障排除

有了這樣的結(jié)論，再者該車還在保修期內(nèi)，于是我們將情況和劃痕照片上報(bào)德國總廠，并提出了索賠要求。很快德國總廠就有了回復(fù)，證實(shí)了我們的推論，并發(fā)來了全新的缸體總成，還要求我們將舊中缸發(fā)回德國總廠，以便進(jìn)一步研究。

發(fā)動機(jī)安裝完畢裝車試驗(yàn)，故障消失發(fā)動機(jī)狀態(tài)良好。

此后德國總廠為我們維修中心配備了電子窺缸鏡，以便日后再有出現(xiàn)這種故障，就可快速的判斷是否由于中缸涂層脫落而引起。之后一年里，我們更換了由于該原因引起的索賠缸體總成約有四十多個(gè)。

4.原理分析

要了解稀薄燃燒，就先要了解發(fā)動機(jī)的空燃比。所謂空燃比是指在發(fā)動機(jī)進(jìn)氣沖程中吸入氣缸的空氣與燃油（汽油）重量之比，也就是說，混合氣中的空氣與燃油的比例稱為空燃比。 汽油與空氣混合燃燒時(shí)，空氣量過多或者過少都不能有效進(jìn)行燃燒。汽油完全燃燒所必需的空氣比例，可以根據(jù)理論計(jì)算得到，并稱之為理論空燃比。具體地講，一份汽油對14.7份空氣。因此理論空燃比為14.7。必須根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況改變空燃比。在帶有三效催化轉(zhuǎn)化器的發(fā)動機(jī)中，發(fā)動機(jī)必須調(diào)整到理論空燃比，14.7∶1。在部分帶節(jié)氣門開啟時(shí)，一般發(fā)動機(jī)以較稀薄的混合氣，即空燃比在15－16∶1范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，但在稀薄燃燒發(fā)動機(jī)中，將以更為稀薄的混合氣，即空燃比大于18。稀薄燃燒就是發(fā)動機(jī)混合氣中的汽油含量低，汽油與空氣之比可達(dá)1：18以上。稀燃發(fā)動機(jī)是指能燃用空燃比(a)為 18：1或更稀混合氣的汽油機(jī)。

稀薄燃燒技術(shù)的最大特點(diǎn)就是燃燒效率高，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，同時(shí)還可以提升發(fā)動機(jī)的功率輸出。因?yàn)樵谙”∪紵臈l件下，由于混合氣點(diǎn)火比理論空燃比條件下困難，暴燃也就更不容易發(fā)生，因此可以采用較高的壓縮比設(shè)計(jì)提高熱能轉(zhuǎn)換效率，再加上汽油能在過量的空氣里充分燃燒，所以在這些條件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。

汽油發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)稀燃的關(guān)鍵技術(shù)歸納起來有以下三個(gè)主要方面：

4.1提高壓縮比

采用緊湊型燃燒室，通過進(jìn)氣口位置改進(jìn)使缸內(nèi)形成較強(qiáng)的空氣運(yùn)動旋流，提高氣流速度；將火花塞置于燃燒室中央，縮短點(diǎn)火距離；提高壓縮比至13：1左右，促使燃燒速度加快。

4.2分層燃燒

分層稀混合氣燃燒，這種燃燒方式主要是通過控制混合氣的濃度分布來實(shí)現(xiàn)的，其在火花塞附近混合氣比較濃，空燃比約 為12～13，保證可靠的點(diǎn)火，在其余大部分區(qū)域混合氣較稀，空燃比在20以上。

而該寶馬740IL發(fā)動機(jī)采用了進(jìn)氣道噴射稀燃技術(shù)。在進(jìn)氣道噴射發(fā)動機(jī)上實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的重要技術(shù)主要在于缸內(nèi)有適當(dāng)?shù)臏u流存在、最佳燃油噴射時(shí)間的控制以及全區(qū)域空燃比控制。而當(dāng)汽油機(jī)采用進(jìn)氣道噴射稀燃技術(shù)時(shí)，燃油噴射須與氣流運(yùn)動相結(jié)合。依進(jìn)氣流動形式不同分為渦流分層和滾流分層兩種技術(shù)。渦流進(jìn)氣可實(shí)現(xiàn)混合氣在缸內(nèi)軸向分層，在一個(gè)或兩個(gè)氣門不對稱進(jìn)氣時(shí)，混合氣在缸內(nèi)將形成斜軸渦渦流?；旌蠚夥謱拥目刂埔蛩厥沁M(jìn)氣渦流和噴射定時(shí)。渦流起維持混合氣分層的作用，噴油定時(shí)決定著濃混合氣區(qū)在缸內(nèi)的位置。一般認(rèn)為，進(jìn)氣初期噴油，燃油先進(jìn)入缸內(nèi)下部，隨著活塞的運(yùn)動在缸內(nèi)均勻分布；進(jìn)氣后期噴油，濃混合氣在缸內(nèi)上部且維持到點(diǎn)火時(shí)刻。稀燃極限與噴油定時(shí)關(guān)系很大，只有在進(jìn)氣行程的某一區(qū)段噴油，才能實(shí)現(xiàn)理想的混合氣分層。

4.3高能點(diǎn)火

5.結(jié)束語

通過這次故障的檢查和分析到排除。使我深深地體會到，由于現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)越來越先進(jìn)。作為一名合格汽車維修工，需要不斷的學(xué)習(xí)充實(shí)自己，而且要頭腦靈活思路清晰，才能追趕上科技的潮流，不斷地進(jìn)步。

由于本人的水平和經(jīng)驗(yàn)有限，文中難免存有錯漏和不足，懇請各專家、教授、同行批評指正。[科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］山西車用發(fā)動機(jī)研究所.車用發(fā)動機(jī).兵器工業(yè)車用發(fā)動機(jī)專業(yè)情報(bào)網(wǎng),2004,(6).

［２］袁守利,杜傳進(jìn),顏伏伍,侯獻(xiàn)軍．車用汽油機(jī)實(shí)現(xiàn)稀薄燃燒的技術(shù)措施．武漢理工大學(xué)．