李奕霖 陳國珍

【摘 要】隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)苛，人們的注意力更多地放在可能致使發(fā)動機排放超標(biāo)的故障上面。在眾多的故障中，內(nèi)燃機失火是相當(dāng)有危害性的故障之一。當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)失火故障時，若不及時檢修且繼續(xù)使發(fā)動機運行，則會引起催化器的加速損壞，其結(jié)果就是導(dǎo)致后處理系統(tǒng)的損壞及排放污染物的嚴(yán)重超標(biāo)。因此對發(fā)動機失火故障的及時檢測及判斷哪一缸出現(xiàn)失火故障是相當(dāng)重要的?；诖?，本文主要對汽車發(fā)動機失火常見誘因及預(yù)防措施進行了簡要的分析。

【關(guān)鍵詞】汽車發(fā)動機；失火；常見誘因；預(yù)防措施

【中圖分類號】U492 文獻標(biāo)識碼：A

引言

從近幾年頻繁報道的新聞可以看出，每到夏季高溫時節(jié)，汽車自燃事故會進入高發(fā)時期，這需要人們高度警惕。那么，汽車為何會發(fā)生失火自燃呢，其根本原因還是在于汽車的發(fā)動機，為此，有必要對汽車發(fā)動機失火的常見誘因進行分析，并采取針對性的預(yù)防措施，只有這樣才能最大限度的避免汽車自燃事故的發(fā)生。

1汽車發(fā)動機失火常見誘因

從汽車發(fā)動機失火的條件可以了解到，火源、可燃物與助燃物是引起失火事故的3大要素，因此在對汽車發(fā)動機失火常見誘因進行分析時，也需要根據(jù)這3個條件來進行分析。對于火源來說，其既可能是電火花的形式，也可能是火星、明火以及高溫?zé)嵩吹刃问?，?dāng)汽車發(fā)動機在啟動時，其點火電路便可能會因漏電而出現(xiàn)跳火，也可能會因發(fā)動機內(nèi)部的電器線路接觸不良，或是在振動條件的作用下因線路絕緣破壞而發(fā)生搭鐵等，這些原因都會產(chǎn)生電火花，而如果發(fā)動機出現(xiàn)故障，會造成其機體表面溫度的急劇升高，進而出現(xiàn)高溫?zé)嵩?，此時如果高溫?zé)嵩锤浇嬖诳扇嘉?，而溫度又恰好達到引燃點，便可能會出現(xiàn)明火。此外，如果發(fā)動機的進氣總管中出現(xiàn)回火，而回火又竄出發(fā)動機外部，或是汽流進入到發(fā)動機倉中，也同樣會產(chǎn)生能夠引燃可燃物的明火火源，以上都是火源的產(chǎn)生途徑。

2汽車發(fā)動機失火故障的檢測方法

2.1曲軸轉(zhuǎn)速診斷的方法

曲軸轉(zhuǎn)速診斷是當(dāng)前我國汽車行業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種方法，主要的應(yīng)用步驟是在汽車發(fā)動機失火的時候，就會直接造成指示轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，在這個過程中，曲軸輸出角的速度會出現(xiàn)波動。從這一特殊的過程可看出，瞬時轉(zhuǎn)速的波動能直接表明發(fā)動機失火的現(xiàn)象，而瞬時轉(zhuǎn)速的測量又是汽油電控發(fā)動機工作時的一個必要環(huán)節(jié)，這個診斷可以直接作為診斷汽車發(fā)動機失火的重要依據(jù)，相關(guān)的工作人員可以依據(jù)汽車轉(zhuǎn)速傳感器對其進行追蹤，此外還可以利用相應(yīng)的外部設(shè)備，如汽車診斷儀圖形分析或者示波器以及汽車軟件等都可以獲取這樣的數(shù)據(jù)波形變化圖。

2.2缸內(nèi)壓力診斷的方法

缸內(nèi)壓力診斷跟曲軸轉(zhuǎn)速診斷的方法有異曲同工之處，因汽車發(fā)動機氣缸內(nèi)的壓力跟燃燒有很大的關(guān)系，可以以發(fā)動機氣缸內(nèi)的壓力變化來作為判斷汽車發(fā)動機是否失火的診斷依據(jù)，尤其是在當(dāng)發(fā)動機處于高速、強壓力的情況下，汽車發(fā)動機氣缸內(nèi)的壓力跟正常情況相比會產(chǎn)生很大的不同，這個時候?qū)τ趬毫Φ募皶r監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)發(fā)動機處于失火的狀態(tài)，可是這種方法也存在一個弊端，就是當(dāng)發(fā)動機處于低速、弱壓力的情況下，就不會很大的壓力差，也就無法及時發(fā)現(xiàn)失火的發(fā)動機。此外這種方法的成本比較高，因為需要用到一個壓力傳感器來對氣缸內(nèi)的壓力進行及時的感知，并且不是很便于安裝操作，所以在實際操作中運用得比較少，主要用于對于汽車發(fā)動機的試驗研究。

2.3發(fā)動機失火故障診斷

發(fā)動機按工作狀態(tài)，可分為“穩(wěn)態(tài)工況”和“動態(tài)工況”?！胺€(wěn)態(tài)工況”是指恒負(fù)載恒節(jié)氣門開度工況，如：發(fā)動機怠速工況或平坦高速時的巡航等；“動態(tài)工況”是指變負(fù)載變節(jié)氣門開度，此工況則對應(yīng)發(fā)動機的更加一般的工作狀態(tài)。對于現(xiàn)階段診斷失火故障的方法存在的問題，針對“穩(wěn)態(tài)工況”，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行節(jié)氣門開度和做功周期的非線性預(yù)測。缸內(nèi)壓力本質(zhì)是一個變幅值變頻率的周期信號，所以采用在諸如核能等工程上廣泛應(yīng)用的傅里葉變換對其進行處理～37對處理后的數(shù)據(jù)進行誤差補償，提高本方法的精確性。本文提出的方法分析了發(fā)動機的內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換和節(jié)氣門輸入及轉(zhuǎn)速輸出的非線性關(guān)系，具有較強的抗干擾性。仿真和實驗表明，在高轉(zhuǎn)速小負(fù)載和低轉(zhuǎn)速大負(fù)載工況下發(fā)生的失火故障，以及單缸連續(xù)失火和多缸隨機失火，本方法均能準(zhǔn)確的實現(xiàn)故障診斷。針對“動態(tài)工況”，本文利用發(fā)動機做功能量轉(zhuǎn)化定理結(jié)合牛頓能量定律建立起發(fā)動機運轉(zhuǎn)模型，進而建立與節(jié)氣門開度和負(fù)載相關(guān)的轉(zhuǎn)速迭代模型，利用擴展卡爾曼濾波器對己建立的轉(zhuǎn)速模型進行優(yōu)化，得到最優(yōu)輸出值，提高模型的精度，完成線性化處理。利用拓展卡爾曼濾波器的最優(yōu)輸出，對失火類型分類的特征量報警值，可對擴展卡爾曼濾波器的最優(yōu)觀測值與實測轉(zhuǎn)速值的殘差變化率在頻率特性上進行分析得出，利用此報警值設(shè)計失火診斷策略。失火工況和非失火工況以及不同的失火類型，在頻域上低頻、基頻和倍頻處均呈現(xiàn)出不同的特性，通過合理的設(shè)置基頻和倍頻處的值便可完成對失火故障的診斷。

節(jié)氣門開度變化和負(fù)載變化將導(dǎo)致殘差序列發(fā)生較大變化，這種變化在頻域上呈現(xiàn)出不同的特性，即在幅值上，出現(xiàn)較大不同。本文將節(jié)氣門開度變化率和負(fù)載變化率作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，頻域上低頻段的幅值為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，其輸出可用以完成對殘差序列頻域上低頻段幅值的確定。按照四缸發(fā)動機不同的失火缸數(shù)，失火故障可分為：單缸失火，連續(xù)兩缸失火，間隔兩缸失火和三缸失火。分析失火工況和非失火工況，以及不同的失火類型情況下，殘差序列頻域上低頻，基頻和倍頻處幅值表現(xiàn)出的不同特性，利用這些表現(xiàn)出來的不同的特性合理設(shè)計不同頻段的報警值，并將報警值作為輸入，失火故障診斷結(jié)果為輸出進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練，即利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出結(jié)合分析殘差序列頻譜在基頻和倍頻處的幅值特性，合理的設(shè)計報警值，完成對失火故障診斷策略的設(shè)計。

3汽車發(fā)動機失火預(yù)防措施

針對汽車發(fā)動機運行中存在的故障問題，為避免其故障影響，還需要加強對汽車發(fā)動機的定期保養(yǎng)維護上，延長發(fā)動機使用壽命，并及時進行潤滑油更換，以減少發(fā)動機故障問題，確保其運行使用的安全。同時，還應(yīng)注意及時進行發(fā)動機濾芯更換，避免發(fā)動機運行中氣體逆流造成堵塞發(fā)生等，對汽車發(fā)動機正常運行進行保障。

結(jié)束語

綜上所述，通過對汽車發(fā)動機失火的誘因進行系統(tǒng)性分析，進而明確了汽車發(fā)動機失火通常都是由電路故障和可燃油性物質(zhì)泄漏所造成的。因此，在采取相應(yīng)預(yù)防措施時，也應(yīng)從這兩個方面進行考慮，通過對電路及可燃油物質(zhì)進行定期的檢查，能夠最大限度的避免汽車發(fā)動機失火事故的發(fā)生，并且在預(yù)防汽車自燃事故時，還要盡量避免長時間點火停放與車輛改裝，同時做好自燃事故的預(yù)防處理措施，購買自燃險，以使汽車自燃事故所造成的損失能夠降到最低。

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（作者單位：上汽通用（沈陽）北盛汽車有限公司）