摘要：通過調(diào)查分析某輕型商用車發(fā)動機機油消耗量過高的根本原因，以及機油消耗量過高與發(fā)動機熄火的因果關(guān)系，發(fā)現(xiàn)油消耗過高是因為活塞環(huán)槽的尺寸超差，引起過多機油進入燃燒室參與燃燒，并導致發(fā)動機熄火。提出了解決該車型質(zhì)量問題的對策，如加強對活塞的尺寸檢查、修改該車型機油量的報警策略等。該質(zhì)量問題的解析思路及對策分析，對汽車整車問題解析有較強的指導性。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機；機油消耗量；活塞；尺寸超差；熄火

中圖分類號：U464 收稿日期：2022-12-13

1前言

汽車發(fā)動機在運行過程中消耗機油是正常現(xiàn)象，但其消耗量必須控制在一定的范圍內(nèi)，國家標準GB/T19055-2003明確規(guī)定：額定轉(zhuǎn)速、全負荷時機油，燃油的消耗比不得超過0.3%。一般汽車企業(yè)都有自己的企業(yè)標準，且其要求通常比國標更高。

根據(jù)市場數(shù)據(jù)反饋，本文所述的某款輕型商用車發(fā)動機機油消耗量過高，導致發(fā)動機熄火的市場投訴數(shù)量接近700例，嚴重影響了該款車型的口碑，造成了極其負面的市場影響。在配置方面，該車配備了進氣可變系統(tǒng)，該系統(tǒng)由四個電磁間替代了原來的搖臂來推開氣門；通過四個電磁閥來控制機油，每個電磁閥控制兩個進氣門，當電磁閥關(guān)閉時，油路被關(guān)閉，氣門無法推開，當電磁閥開啟時，油路接通，氣門開啟。

本文分析該車發(fā)動機機油消耗量過高的原因，探究發(fā)動機機油消耗量過高對于該輕型商用車功能的影響，并提出改善建議和對策。

2某輕型商用車發(fā)動機機油消耗量過高的原因和影響分析

2.1發(fā)動機機油消耗的理論

如圖1所示，發(fā)動機正常的機油消耗量的來源可分為三個體系：活塞氣缸組件、氣門導管組件和曲軸箱強制通風系統(tǒng)。通?；钊M件是主要消耗源，具體所占比例因發(fā)動機而異，因發(fā)動機運行工況而異。除此之外，如果發(fā)動機是渦輪增壓發(fā)動機，渦輪增壓器也是機油消耗源之一，如是自然吸氣發(fā)動機則不存在該項來源。當發(fā)動機機油消耗量過高時，可以肯定至少有一個體系存在異常，導致機油進入發(fā)動機燃燒室內(nèi)并參與燃燒，其影響程度因發(fā)動機制造和發(fā)動機使用特性而異。

2.2該款車型機油消耗量過高的原因

采取頭腦風暴的形式，對目標車型發(fā)動機機油消耗量過高可能產(chǎn)生的原因從人、機、料、法、設(shè)計方面制作魚骨圖，進行逐一排查，如表1所示。經(jīng)過排查，人、機、法等檢查項目均無異常，進而對活塞、活塞環(huán)尺寸以及機油報警策略進行重點調(diào)查分析。

拆解機油消耗量過高的發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)活塞和氣缸壁配合處，活塞環(huán)控油性能差，過多的機油進入燃燒室并參與燃燒，導致發(fā)動機機油消耗量過高。對活塞、活塞環(huán)、缸套等關(guān)鍵零部件進行尺寸檢查，活塞環(huán)、缸套均無異常，而活塞環(huán)槽的尺寸存在超差現(xiàn)象。

根據(jù)活塞的設(shè)計圖紙要求，活塞上共有三個環(huán)槽，分別為一環(huán)、二環(huán)、油環(huán)，每個環(huán)槽的均有一個向上的角度，如圖2所示。向上的環(huán)槽傾斜角在控制機油上優(yōu)于向下的環(huán)槽傾角。向下的傾斜角容易使活塞環(huán)的上端的外徑和缸壁接觸，導致活塞環(huán)將機油泵人燃燒室內(nèi)。

對多臺發(fā)動機機油消耗量過高的活塞進行全尺寸測量，發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)槽傾角尺寸存在超差的現(xiàn)象。因測量數(shù)據(jù)較多，本文僅選取兩臺發(fā)動機的測量數(shù)據(jù)，如表2、表3所示。將原機油消耗量過高的發(fā)動機更換尺寸合格的活塞，并將發(fā)動機裝配至整車進行驗證，發(fā)現(xiàn)該車型發(fā)動機機油消耗量改善可達到70%-80%。試驗結(jié)果表明，活塞環(huán)槽傾角尺寸超差是導致發(fā)動機機油消耗量過高的根本原因。

2.3該款車型機油消耗量過高對車輛功能的影響

根據(jù)機油對于汽車發(fā)動機的作用，當汽車發(fā)動機機油消耗量過大時，將嚴重影響發(fā)動機的性能和功能，包括：a.滑動部件之間缺少潤滑而磨損過大；b.滑動部件之間缺少清洗而導致接觸面異常磨損；c.發(fā)動機內(nèi)部溫度過高；d.發(fā)動機內(nèi)阻增大，車輛動力性能下降；e.對于機油具備液壓傳動作用的發(fā)動機，油耗過高將導致發(fā)動機異常熄火。

根據(jù)市場數(shù)據(jù)反饋，該款輕型商用車出現(xiàn)機油消耗過多時，將出現(xiàn)發(fā)動機熄火的故障，因為該款車型發(fā)動機的可變進氣機構(gòu)由機油液壓傳動，結(jié)合圖2、圖4，詳細原理如下：a.發(fā)動機氣門和凸輪軸之間是液壓連接，凸輪軸的運動通過擠壓泵送高壓腔內(nèi)的液壓油傳遞給發(fā)動機進氣門，使發(fā)動機進氣門開啟；b.通過電磁閥來連通或關(guān)閉中壓腔和高壓腔的連接，以調(diào)節(jié)進氣門的開啟的時間和高度，實現(xiàn)相位和升程的可變；c.機構(gòu)內(nèi)的機油由發(fā)動機潤滑系統(tǒng)供給，需要持續(xù)地提供機油到高壓腔以保持可以有油被泵送以打開進氣門；d.如果機油低于臨界水平（尤其在極端制動和轉(zhuǎn)向等駕駛工況下），機油供油系統(tǒng)進油口會瞬時無法吸到足夠的油從而吸入空氣，氣體會進入到高壓腔；e.機油管路中存在的可壓縮的油氣混合機油，會導致機油壓力降低，降低可變進氣系統(tǒng)的工作性能；￡在這種可變進氣系統(tǒng)性能降低的情況下，會導致缸內(nèi)燃燒受到影響。在燃燒受到影響時，發(fā)動機輸出扭矩達不到正常水平，不能維持發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)，甚至可能會出現(xiàn)發(fā)動機熄火。

3問題解決方案

3.1機油消耗量過高的解決方案

活塞供應(yīng)商加強對活塞尺寸的檢查與控制，確保所有供應(yīng)的活塞尺寸符合設(shè)計圖紙要求，供應(yīng)商質(zhì)量管理工程師要加強對供應(yīng)商工藝過程、質(zhì)量管理手段的管理。發(fā)動機工廠定期對活塞進行抽樣檢查，加強工廠內(nèi)部控制。對于發(fā)動機機油消耗量過高且在市場上已售的車輛，開展主動召回工作，對于機油消耗量過高且投訴嚴重的車主實施發(fā)動機更換、維修工作，并提醒客戶定期檢查發(fā)動機機油量。

3.2機油消耗量過高導致發(fā)動機熄火的解決方案

為增強解決方案的魯棒性，對發(fā)動機機油液位低的報警策略進行修改。

a.強化報警表現(xiàn)形式，延長報警提示的聲音、文字、警告燈的持續(xù)時間，并且文字提醒增加“立即檢查發(fā)動機機油位”，更容易讓車主感知到報警，并采取合理的措施，如表4所示。

b.優(yōu)化該車型機油壓力報警限值（表5），實現(xiàn)更加提前的報警策略。

實施優(yōu)化后的機油壓力報警限值和報警策略，如果客戶沒有及時檢查和添加機油，車輛也能自動監(jiān)測到機油壓力不足的情況，儀表會點亮紅色機油警告燈，并顯示警告文字提示，同時發(fā)出警告蜂鳴聲，以提前警示車主進行應(yīng)對，從而避免發(fā)動機不能正常運行的情況。

優(yōu)化的預警策略強化了報警表現(xiàn)形式，更容易讓客戶感知到報警，并采取合理的措施。同時優(yōu)化的預警策略提前了報警時機，能更加有效地保證在發(fā)動機熄火前有充分的報警。

4結(jié)語

本文針對某輕型商用車機油消耗量過高的問題，結(jié)合發(fā)動機機油消耗的原理，鎖定了問題的根本原因，并采取了針對性的對策方案，經(jīng)充分驗證后，證明對策方案有效。該質(zhì)量問題的發(fā)現(xiàn)、分析及對策是汽車設(shè)計開發(fā)過程中非常典型的案例，在乘用車領(lǐng)域也經(jīng)常出現(xiàn)，對汽車行業(yè)質(zhì)量問題的解決具有較強的參考性。