摘要：通過調(diào)查分析某輕型商用車發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的根本原因，發(fā)現(xiàn)該車型出現(xiàn)發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的根本原因為發(fā)動機(jī)噴油策略不完善，疊加用戶在冬季長期短距離行駛，發(fā)動機(jī)長期處于低溫的工作狀態(tài)，未燃燒的汽油被活塞帶入油底殼且無法蒸發(fā)，進(jìn)而出現(xiàn)機(jī)油稀釋的現(xiàn)象。解決該質(zhì)量問題的對策包括改善發(fā)動機(jī)冷啟動階段噴油嘴的噴油策略和燃油自學(xué)習(xí)值策略，同步實施用戶關(guān)懷措施等。該質(zhì)量問題的解析思路及對策分析，對整車問題解析、對策有較強(qiáng)的指導(dǎo)性。

關(guān)鍵詞：輕型商用車；發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋；發(fā)動機(jī)抖動；噴油策略

中圖分類號：U473 收稿日期：2022-12-13

1前言

汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)過近百年的發(fā)展，其技術(shù)依舊在不斷地創(chuàng)新和發(fā)展，如依據(jù)噴油技術(shù)區(qū)分有缸內(nèi)直噴式發(fā)動機(jī)和傳統(tǒng)電噴發(fā)動機(jī)。缸內(nèi)直噴（GDI），即直接將燃油噴人氣缸內(nèi)與進(jìn)氣混合的技術(shù)，優(yōu)點是油耗量低、升功率大，壓縮比高達(dá)12，與同排量的傳統(tǒng)電噴發(fā)動機(jī)相比功率與扭矩都提高了10％左右。缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)要求燃油以極高壓力直接注入于燃燒室中，使汽油有更好的霧化效果，提升燃油、空氣的混合效率。一旦汽油的霧化效果不佳或者噴油策略不佳，過多的汽油將未被燃燒并形成汽油掛壁現(xiàn)象，并隨著上下往復(fù)的活塞進(jìn)入發(fā)動機(jī)油底殼中，導(dǎo)致出現(xiàn)發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的問題。

本文通過分析某輕型商用車發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的根本原因，探究發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋對于該輕型商用車功能、性能的影響，并提出改善建議和對策。

2某輕型商用車發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的現(xiàn)象

根據(jù)市場反饋，該輕型商用車在北京、天津、河北、新疆等區(qū)域，在冬季時有多名客戶反饋車輛出現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速時抖動、發(fā)動機(jī)故障燈點亮等情況，個別嚴(yán)重車輛發(fā)動機(jī)直接熄火?？蛻魧④囁椭两?jīng)銷商處檢查時，發(fā)現(xiàn)車輛發(fā)動機(jī)的機(jī)油液位明顯上升，已經(jīng)超過最高刻度線，且機(jī)油中有強(qiáng)烈的汽油味（圖1）。下面以此為例展開分析。

該問題累計投訴案例達(dá)到74例，對客戶的影響較大，嚴(yán)重影響客戶正常使用車輛，且對該車型的品牌口碑造成不利影響，需盡快分析該車型出現(xiàn)發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的根本原因，并盡快實施對策，解決客戶的問題，保護(hù)車型的良好口碑。

3某輕型商用車發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的原因和影響

3.1發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的理論分析

以某品牌1.5T缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)為例，對發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋進(jìn)行理論分析，如圖2所示。

a.在發(fā)動機(jī)冷機(jī)階段，發(fā)動機(jī)缸內(nèi)直噴汽油霧化不良，液態(tài)汽油滴附著在發(fā)動機(jī)氣缸壁產(chǎn)生濕壁效應(yīng)（圖2a）。

b.缸壁上的液態(tài)汽油被上下往復(fù)運動的活塞帶入油底殼（圖2b）。

c.冬季發(fā)動機(jī)處于頻繁的冷機(jī)工作狀態(tài)，導(dǎo)致油底殼中持續(xù)混入大量汽油，發(fā)動機(jī)機(jī)油液位將明顯升高（圖2c）。

d.當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)入熱機(jī)階段時，油底殼機(jī)油溫度上升，油底殼中混入的汽油逐漸揮發(fā)（圖2d）。

e.油底殼中揮發(fā)的汽油通過PCV曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)重新參與燃燒（圖2e）。

f.當(dāng)PCV曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)過量揮發(fā)汽油將影響發(fā)動機(jī)正常工作，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)故障燈點亮（圖2f）。

3.2該輕型商用車機(jī)油稀釋的原因分析

問題分析團(tuán)隊采取頭腦風(fēng)暴的形式，對目標(biāo)車型發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋可能產(chǎn)生的原因從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面制作魚骨圖，進(jìn)行逐一排查，如圖3所示。

經(jīng)過排查，料、法等檢查項目均無異常，進(jìn)而對人、機(jī)、環(huán)等項目進(jìn)行重點調(diào)查分析。

要因“環(huán)”即車輛使用環(huán)境：故障僅發(fā)生在冬季，通過分析車輛故障數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)故障案例分散，南方地區(qū)也有少量故障車輛，數(shù)據(jù)差異不大，如圖4所示，說明車輛使用地域與故障數(shù)量無明顯關(guān)聯(lián)性，僅與車輛的使用環(huán)境溫度有強(qiáng)相關(guān)性。

要因“人”即駕駛員習(xí)慣：通過分析典型客戶車輛的用車習(xí)慣，發(fā)現(xiàn)故障車輛每天行駛距離小于40km，如圖5所示。故障嚴(yán)重的車輛每天行駛距離小于20km，單次行駛距離低于5km，行駛時間小于10min，此種駕駛情況下車輛發(fā)動機(jī)依舊處于熱機(jī)階段，未達(dá)到最佳工作溫度，油底殼中的汽油無法被蒸發(fā)，極易發(fā)生機(jī)油稀釋問題。

要因“機(jī)”即車輛動力總成：首先對車輛的硬件進(jìn)行檢查，包括發(fā)動機(jī)氣缸壓力、氣缸泄漏量測試、燃油壓力測試、噴油嘴泄漏量測試、噴油嘴噴射測試、電磁閥真空負(fù)壓測試、進(jìn)排氣系統(tǒng)等，發(fā)現(xiàn)硬件均無異常。如圖6所示，通過對比分析故障車輛數(shù)量，同一套動力總成硬件，新舊版本軟件的故障率差距較大。新軟件故障數(shù)量占比達(dá)到90%，而舊軟件故障占比僅為10%。對比分析新舊軟件的差異點，發(fā)現(xiàn)新軟件在冷機(jī)啟動階段，噴油策略中單次點火三次噴油時間較短，而單次噴油時間較長。舊版本軟件則三次噴油時間較長，單次噴油時間較短。對于發(fā)動機(jī)燃燒室每次噴油過程，多次噴油的霧化效果明顯優(yōu)于單次噴油，將有助于燃燒做功。

通過對“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個要素的分析，該輕型商用車發(fā)生機(jī)油稀釋故障的主要原因為單次行駛距離較短，發(fā)動機(jī)未達(dá)到正常工作的溫度，進(jìn)入油底殼的汽油無法蒸發(fā)并通過曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入燃燒室參與燃燒，導(dǎo)致累積至油底殼的汽油逐漸增多由此出現(xiàn)機(jī)油稀釋的現(xiàn)象。

3.3機(jī)油稀釋對車輛功能的影響分析

當(dāng)該輕型商用車出現(xiàn)機(jī)油稀釋現(xiàn)象后，在發(fā)動機(jī)冷啟動階段，由于過多的汽油蒸汽通過曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)重新進(jìn)入燃燒室參與燃燒，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的燃油自學(xué)習(xí)值和發(fā)動機(jī)噴油策略發(fā)生變化，噴油嘴噴油過少導(dǎo)致發(fā)動機(jī)出現(xiàn)稀薄燃燒的現(xiàn)象，發(fā)動機(jī)出現(xiàn)怠速抖動，嚴(yán)重時將發(fā)生發(fā)動機(jī)熄火和發(fā)動機(jī)故障燈點亮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響客戶正常使用車輛。

4問題解決方案

4.1改變噴油策略

在同一套動力總成硬件的情況下，新版本軟件的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于舊版本軟件。雖然舊版本軟件也存在機(jī)油稀釋的情況，但故障率很低，客戶投訴少，因此將發(fā)動機(jī)冷啟動階段的噴油策略變更回舊版本狀態(tài)，即發(fā)動機(jī)冷啟動階段，延長噴油嘴三次噴射的時間，提高冷啟動階段汽油的霧化效果，減少過多的汽油掛壁并進(jìn)入油底殼，以減緩發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的現(xiàn)象。

4.2改善發(fā)動機(jī)冷啟動階段的燃油自學(xué)習(xí)策略

啟用油稀釋模型，當(dāng)發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋濃度過高時，在開環(huán)階段，將燃油自學(xué)習(xí)值設(shè)定為一個安全的水平，規(guī)避由于噴油量過少的稀薄燃燒而導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)怠速抖動現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)入閉環(huán)階段后，回到正常的燃油自學(xué)習(xí)值模式，正常的燃油自學(xué)習(xí)值始終存在，OBD診斷將始終基于正常的燃油自學(xué)習(xí)值。該解決方案只能改善發(fā)動機(jī)冷啟動時的燃燒狀況、緩解怠速抖動、發(fā)動機(jī)怠速失速的問題，但無法改善或減少發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋。圖7顯示了發(fā)動機(jī)標(biāo)定修改策略。

4.3用戶關(guān)懷措施

當(dāng)用戶進(jìn)入經(jīng)銷商店進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時，提醒用戶注意定期檢查機(jī)油，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)油稀釋的情況時，可適當(dāng)增加發(fā)動機(jī)熱機(jī)時間以及車輛行駛距離，讓發(fā)動機(jī)溫度進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，將過多的汽油蒸汽通過曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入燃燒室參與燃燒，減少油底殼中的汽油。當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋問題嚴(yán)重的極端客戶時，實施免費更換機(jī)油等保養(yǎng)措施，保護(hù)品牌口碑。

5結(jié)語

本文通過運用魚骨圖法對某輕型商用車缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋問題的詳細(xì)分析，鎖定了該問題的根本原因，并采取了針對性的改善方案，包括車輛本身動力總成軟件的改善以及用戶的關(guān)懷措施等。但非常遺憾的是，本文所采取的對策僅能改善機(jī)油稀釋現(xiàn)象而不能完全解決機(jī)油稀釋的問題。如需完全解決該輕型商用車機(jī)油稀釋的問題，需重新開發(fā)整個動力總成的軟硬件，包括動力總成匹配、標(biāo)定、驗證等，周期長費用極高，無法快速解決市場上客戶的緊急需求，希望在后續(xù)車型開發(fā)過程中能吸取本次經(jīng)驗教訓(xùn)，進(jìn)而規(guī)避該問題。同時，市場上多個品牌的車型出現(xiàn)過發(fā)動機(jī)機(jī)油稀釋的問題，各個品牌也采取了相應(yīng)的措施應(yīng)對。本文所采取的問題分析手法、解決對策等對后續(xù)其他主機(jī)廠具有一定的參考價值。