黃錦華　王　俊

內(nèi)燃機(jī)的性能,從設(shè)計(jì)角度來說,常見的性能指標(biāo)有經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠耐久性、使用維修性、排放和噪聲性、加工工藝性;從使用角度來說,還包括安全性。

一、壓縮比方面的變化對(duì)油耗的影響

壓縮比是氣缸總?cè)莘e與燃燒室的比值,表示活塞由下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)時(shí)氣缸內(nèi)的氣體被壓縮的程度。壓縮比過高或過低都會(huì)引起油耗的增加。另外,對(duì)一輛車來說,其壓縮比設(shè)計(jì)之后,是不能改變的。但是,在使用過程中,會(huì)出現(xiàn)以下的情況影響壓縮比。

1.連桿彎曲

例如,車輛快速通過深水坑路面、沖洗汽車時(shí),水流入空氣濾清器后,若發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)工作,會(huì)導(dǎo)致水進(jìn)入氣缸。當(dāng)氣缸處于壓縮行程時(shí),又由于水是不能被壓縮的,此時(shí)活塞就不會(huì)到達(dá)原來的位置(上止點(diǎn)),這樣就會(huì)使連桿彎曲,壓縮比受到影響,最后導(dǎo)致車輛的混合氣燃燒不充分,油耗增加。

如果車輛在通過深水坑途中熄火后被強(qiáng)行多次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),會(huì)造成連桿扭彎、變形,嚴(yán)重時(shí)連曲軸也會(huì)被壓彎、搗缸。所以,缸內(nèi)進(jìn)水、涉水后的車輛,發(fā)動(dòng)機(jī)千萬不能再繼續(xù)工作或強(qiáng)行再次起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),否則必會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)大修。

2.氣缸里存在大量的積炭

在氣缸壁上、活塞上方、燃燒室內(nèi)(缸蓋)、氣門處積炭,是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常發(fā)生的問題。由于交通流量的增加,而私家車往往是在交通擁堵(城市里面)的狀況下行駛,一走一停的現(xiàn)象常常出現(xiàn),所以容易患上“城市憂郁癥”,造成混合氣燃燒變差,從而導(dǎo)致油耗升高。若不及時(shí)清除積炭,油耗會(huì)增高。

3.氣門密封性能不良

密封性能不良的現(xiàn)象有時(shí)會(huì)導(dǎo)致進(jìn)、排氣管放炮。因?yàn)樵趬嚎s時(shí),氣門密封不良,混合氣就泄漏了,從而造成壓縮不良,油耗增加。

時(shí)常在交通擁擠的道路(城市)行駛的車輛,燃燒不良產(chǎn)生的積炭會(huì)留在氣門與氣門座圈間的密封環(huán)帶處。熱車時(shí),現(xiàn)象不太明顯(積炭偏軟);冷車時(shí),由于積炭較硬并不整齊地留在環(huán)帶上,導(dǎo)致氣門漏氣,起動(dòng)后的怠速會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)3～5秒,熱車后現(xiàn)象消除。隨著積炭的增加,抖動(dòng)越來越嚴(yán)重,并且抖動(dòng)時(shí)間也越來越長(zhǎng),從3～5秒延長(zhǎng)到7～8秒,甚至到3～5分鐘。這種情況出現(xiàn)時(shí),不用懷疑液壓挺柱。如果液壓挺柱有問題的話,也不會(huì)在這么短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生如此明顯的癥狀,即使有變化的話也是很緩慢的。若是有問題的話也會(huì)出現(xiàn)氣門響,但是有積炭是不存在氣門響的。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象后,更換火花塞、噴油嘴都是無濟(jì)于事的,只有清除積炭才能根本解決問題(如果積炭不嚴(yán)重的話,可多加幾腳油門或跑跑高速)。

4.配氣機(jī)構(gòu)工作不良

配氣機(jī)構(gòu)不良,配氣相位變化則壓縮比同樣會(huì)改變。可變正時(shí),機(jī)構(gòu)能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高低來改變配氣相位、改變氣門升程、開閉的時(shí)刻,若出現(xiàn)問題,則該改而不改,或是開得早晚不一樣,就會(huì)影響配氣相位。配氣相位變了就會(huì)影響油耗。配氣相位的變化最終還影響了壓縮比,但又和別的影響壓縮比的情況不一樣。因?yàn)橛脷飧讐毫Ρ砣y(cè)量缸壓,配氣相位變了,氣缸壓力是不變的,僅僅是在點(diǎn)火的那一時(shí)刻的壓縮性能不夠、點(diǎn)火時(shí)刻不準(zhǔn)導(dǎo)致燃油增加。例如,帕薩特、奧迪A6 1.8T都采用此結(jié)構(gòu),凸輪軸上進(jìn)排凸輪間有一鏈條,這配氣相位的鏈條的兩個(gè)彩色標(biāo)記中間是16個(gè)鏈節(jié),若裝成15個(gè)鏈節(jié),車子很難起動(dòng),并有故障碼00515(霍爾傳感器)出現(xiàn),同時(shí)油耗增加、怠速不穩(wěn);若裝成17個(gè)鏈節(jié)后也有凸輪軸位置傳感器信號(hào)對(duì)地短路的故障碼,此時(shí)對(duì)起動(dòng)影響不太大,但是對(duì)加速性能的影響很大,并且油耗增加。從這可變相位上,可看出氣門開閉時(shí)刻、升程對(duì)油耗有影響的。

二、進(jìn)氣、排氣系統(tǒng)的臟、堵、漏對(duì)油耗的影響

進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作循環(huán)和工作順序適時(shí)地開啟和關(guān)閉進(jìn)、排氣門,使足量的純凈空氣或空氣與燃油的混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸,并及時(shí)將廢氣完全地排入大氣。

1.進(jìn)氣系統(tǒng)

假設(shè)進(jìn)氣系統(tǒng)被弄臟的情況。以桑塔納2000為例,用診斷儀測(cè)得的數(shù)據(jù)流里有一個(gè)“發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷”,怠速時(shí)數(shù)值應(yīng)正好是噴油脈寬的一半,代表了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷,正常值是1.6～1.7ms。隨著車輛的使用,該值會(huì)慢慢加大到2.0ms、2.3ms、2.4ms,不會(huì)超過2.5ms,否則就要存記故障碼,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)油耗增加的現(xiàn)象,但是對(duì)外無任何故障出現(xiàn)。處理方法是:把節(jié)氣門體重新清洗并做一個(gè)基本設(shè)定(匹配),油耗馬上降低。這說明進(jìn)氣系統(tǒng)臟了會(huì)影響油耗。因?yàn)楣?jié)氣門臟了之后,節(jié)氣門回不到位,節(jié)氣門位置傳感器送給電腦的信號(hào)就開大一度,相當(dāng)于踩著油門,油就被多加一點(diǎn),最后導(dǎo)致油耗增加。

空氣濾清器、進(jìn)氣系統(tǒng)的曲軸箱通風(fēng)、廢氣再循環(huán)、燃油蒸汽這些管路都和進(jìn)氣管相連。若這些管路的性能不好,同樣會(huì)影響到油耗。

進(jìn)排系統(tǒng)的密封性和很多附屬機(jī)構(gòu),如廢氣再循環(huán)、活性炭罐、曲軸箱、燃油蒸發(fā)等等的工作性能有關(guān)。很多汽車上裝有渦輪增壓器。車輛在交通擁擠的地方行駛時(shí),由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較底,渦輪增壓器基本上是不工作的,使渦輪增壓器的潤(rùn)滑不好,渦輪增壓器會(huì)慢慢地?fù)p壞。當(dāng)渦輪增壓損壞后,其流速、充氣系數(shù)也發(fā)生變化,此時(shí)在交通擁擠的路上行駛是不會(huì)增加油耗的,而在交通暢通的路上行駛,油耗就會(huì)增加。

2.排氣系統(tǒng)

目前,很多車都裝了三元催化器、消音器等等。如果三元催化器由于臟導(dǎo)致堵塞的話,會(huì)引起加速不良、供油不足、起動(dòng)困難等癥狀;稍堵的情況也會(huì)排氣不暢、進(jìn)氣不暢、充氣系數(shù)不足,從而影響氣缸的混合氣濃度,影響油耗的增加。另外,排氣泄漏也會(huì)導(dǎo)致油耗增加。因?yàn)楝F(xiàn)在采用的是閉環(huán)控制,所以排氣管漏的是空氣,空氣漏進(jìn)排氣管后,排氣管內(nèi)的氧含量增加,氧傳感器將檢測(cè)到的氧含量信號(hào)給電腦,電腦就會(huì)發(fā)出加油的信號(hào),而在氣缸內(nèi)的油太多后就會(huì)燃燒不完全。除了在缸內(nèi)形成積炭之外,到了排氣管后的油遇到漏的空氣和足夠的溫度,油就被燃燒,所以排氣管也不能漏氣。

3.二次空氣噴射

二次空氣噴射的作用是往排氣歧管中噴空氣,為廢氣中的CO、HC提供氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),使它們最終轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。二次空氣噴射的工作是由電腦控制的,對(duì)降低排放是非常有幫助的。假如該裝置出現(xiàn)故障,不需加空氣時(shí)還在噴空氣,排氣管內(nèi)的氧含量自然增加,此時(shí)氧傳感器檢測(cè)到的該信號(hào)會(huì)給電腦,電腦又會(huì)發(fā)出加油的信號(hào),此時(shí)油耗就成倍往上漲,并且不會(huì)冒黑煙。遇到該現(xiàn)象,只需用尾氣分析儀去測(cè)量排氣管中的各廢氣的含量。一般情況下,CO、HC、CO2是不超標(biāo)的,而氧的參數(shù)為嚴(yán)重超標(biāo)。所以,這種現(xiàn)象的故障點(diǎn)一般是二次空氣噴射有故障或三元催化裝置前的一個(gè)悶頭沒裝上。

4.傳感器的特性變化導(dǎo)致油耗增加

任何一個(gè)傳感器出現(xiàn)特性變化的故障,都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗。電控發(fā)動(dòng)機(jī)的電控參數(shù)有特性變化,對(duì)油耗的影響是非常大的。所以,要利用數(shù)據(jù)流、波形來監(jiān)控電控系統(tǒng)的參數(shù)有沒有變化。跟流量、位置、溫度傳感器對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性影響是非常大的。

5.燃油系統(tǒng)本身變化導(dǎo)致油耗增加

燃油濾清器、油箱的進(jìn)油網(wǎng)、噴油嘴、管路、燃油壓力等,如果出現(xiàn)堵、臟等不正常現(xiàn)象,都會(huì)引起油壓不正常,而影響到油壓,又都會(huì)影響油耗。油壓高了油耗就也會(huì)高,油壓低了油耗也會(huì)高。因?yàn)橛蛪焊吡?在同樣時(shí)間內(nèi),噴的油就多了;而油壓低了,噴的油也就少了,此時(shí)通過氧傳感器的信號(hào)進(jìn)行噴油量修正,最終也會(huì)使油耗增加。另外,霧化不好,燃燒不完全,油沒燃燒就排出了;噴油嘴臟、堵后噴出來的油霧化不好,它的形狀不是霧狀的而是一束一束的,油燃燒就不良了,也會(huì)使油耗增加。所以,噴油嘴需定期清洗,或者在油中使用添加劑,也可解決這一問題。

以上這些是內(nèi)燃機(jī)本身的原因?qū)е掠秃脑黾?但整個(gè)車輛的技術(shù)狀況對(duì)車輛的油耗影響也非常大。例如,手動(dòng)檔的車輛離合器打滑、車輪定位參數(shù)不正確、車身不周正也會(huì)增加油耗。車輪定位參數(shù)不正確,除了增加油耗外,還會(huì)造成“啃胎”的現(xiàn)象。自動(dòng)檔車輛的自動(dòng)變速器打滑、液力變矩器的鎖止?fàn)顟B(tài)不正確都會(huì)增加油耗。另外,現(xiàn)在的車輛上都采用智能型控制,它會(huì)考慮底盤車速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否匹配,如大眾的輝騰在高速時(shí)會(huì)自動(dòng)降低車身高度,如果該系統(tǒng)出現(xiàn)故障就會(huì)增加油耗。

(作者單位:浙江省杭州技師學(xué)院)