某型柴油机冷启动蓝白烟问题标定研究

张光峰 曹平平

摘 要：随着国家排放法规越来越严，顾客对汽车的性能更加挑剔，对柴油车的尾气排放要求越来越高。柴油机尾气中蓝白烟的主要成分是HC、未燃烧的燃油以及部分水蒸气。针对柴油发动机蓝白烟的问题，文章分析了可能影响蓝白烟的ECU标定变量。通过台架、整车以及环境适应性等方面标定验证，最终仅仅通过修改ECU数据的方式解决了柴油机冒蓝白烟的问题。

关键词：柴油机；尾气；蓝白烟；标定

中图分类号：TK428 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）21-0087-02

柴油机在正常工作温度下，其排气应该是无色或淡灰色，所谓无色不是完全无色，不能像汽油机那样无色，而是在无色中伴有淡淡的灰色，这是正常排气烟色。但是在实际使用过程中会经常遇到一些汽车的尾气有大量的蓝白烟。这些排烟不仅影响了顾客的感受，同时对环境造成了巨大的伤害。本文就处理蓝白烟故障进行标定策略方面的研究，旨在以最小的工作量和成本来彻底解决柴油机的蓝白烟问题。

1 柴油机蓝白烟原因分析

柴油机燃料完全燃烧后，正常颜色一般为淡灰色，高负荷工作时为深灰色。柴油机在工作中，会经常出现冒烟现象，排烟有黑烟、蓝烟、白烟和灰色四种，它们是判断柴油机故障的条件之一。柴油车尾气中蓝白烟的主要成分是HC、未燃烧的燃油以及部分水蒸气，具体形成原因还可以细分为燃油燃烧不充分、燃油雾化不良、进气量不足等。

2 确定影响因子以及关键因子

2.1 影响因子分析

根据柴油机的燃烧机理，以及尾气中蓝白烟的主要成分，对柴油发动机冷启动过程中冒蓝白烟的可能原因进行列举，具体FTA，如图1所示。

2.2 关键因子确定

通过在整车上不断进行试验、验证，利用PDCA以及单一变量等方法，对以上10个末端因子进行逐一排查、筛选，最终确定了影响柴油机冒蓝白烟问题的主要因素：主喷提前角、预喷、预热塞以及空燃比。

3 标定结果分析

按照2.2中确定的四个关键因子，分别在整车上对这四个标定变量进行不断优化、调整。具体的标定过程如下。

3.1 主喷提前角修正

首先，把主喷提前角基础MAP的小转速负荷点稍微提高，大部分工况未变化；

其次，主要优化主喷提前角基于冷却液温度的修正MAP，即：InjCrv_phiMIETSCor1_MAP加大低温和部分高温的修正，使燃烧更充分，也降低中高水温冒烟的风险。如图2所示。

3.2 预喷优化

预喷有益于改善燃烧，使燃烧更加稳定。因此增加了预喷2，使发动机在低温工况（80 ℃水温以下）下都是两次预喷。如图3所示。

3.3 空燃比限制优化

优化了空档下的空燃比限值，增大了低转速和低负荷范围内的限值，降低冒烟风险。如图4所示。

3.4 预热时间的优化

在保证预热塞不损坏的情况下，尽量增大预热时间和后热时长。如图5所示。

4 结 语

最终将标定优化以后的的ECU数据在性能试验台架上进行试验，对发动机燃烧稳定性以及尾气成分进行测量、分析、验证。发动机标定优化后的燃烧稳定性更好，如图6所示。

同时我们对发动机的尾气成分进行测量、分析，发动机标定优化后的HC排放比优化之前的明显减少，如图7所示。

通过以上试验、分析研究，可以得出影响柴油机冷启动冒蓝白烟的主要原因为主喷提前角、预喷、空燃比限制以及预热时间。在不影响发动机燃烧稳定性的情况下，通过不断优化、调整这四个变量，可以很好的解决柴油发动机冒蓝白烟的问题。

参考文献：

[1] 周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，2005：178.

[2] 王建昕.帅石金.汽车发动机原理[M].北京：清华大学出版社，2013：159.