某两用燃料车失火问题的解决过程＊

郑琼姑，王圣波

（一汽海马汽车有限公司，海南 海口 570216）

1 前言

天然气汽车是目前世界上公认的节能、低污染、经济、安全的新型代用燃料汽车。且我国的天然气储量巨大，相对汽油来说要便宜得多，但市场上专用的CNG（压缩天然气）燃料发动机不多见，同时CNG 加气站等配套设施也不够完善，不能满足实际应用的需求。因此在传统燃油车上开发两用燃料（汽油-压缩天然气CNG）车型得于推广及应用。

油、气两用燃料车型是指车辆具备两套相对独立的燃料供给系统，一套是液化石油气或天然气，另一套是其他燃料，两套燃料的供给可分别但不能同时给发动机提供燃料的汽车。两用汽车按燃料组成分类有压缩天然气/汽油两用燃料汽车、液化石油气/汽油的两用燃料汽车等。该类车型适用于降低燃料成本及节能减排，在出租车市场极受欢迎，应用前景广泛。

失火现象是指发动机火花塞没有点火、喷射到燃烧室的燃料不足、汽缸密封不良或其他原因造成发动机气缸内的不完全燃烧。在系统中失火以检测到的失火次数进行统计，当失火次数超过周期内总点火次数的百分比时（制造厂申报的失火率），将导致污染物超过法规的要求，车辆无法上市。失火严重时也可能导致催化器因过热而造成不可逆的损坏，故当失火出现后且达到一定条件时，故障灯将被点亮，以提醒驾驶员有故障出现，要及时检查处理，避免车辆进一步恶化。

本文介绍了某两用燃料车型（汽油-CNG）出现的失火现象，经过逐步排查最终找出问题点，并提出措施及成功解决失火问题的过程。

2 问题描述

某两用燃料车在天然气燃料下开展道路试验，发现在低档位高转速行车时出现发动机抖动，踩油门没反应且发动机故障灯（不带！）闪烁的现象。使用诊断仪检查故障码有：多缸失火，1、2、3 和4 缸均失火。出现故障后停车熄火，重新起动车辆，进行1 档全油门到4000 转以上后换2 档全油门到4000 转以上工况时失火均很容易复现。同时发现车辆在低档位低转速或高档位低转速行车均未报失火故障，只在高转速下容易出现前述的失火现象，见图1 所示失火实际值比失火阀值高了故报出了失火故障。

图1 故障图示

3 故障调查及分析

针对出现的故障，调查思路如下：

（1）原车汽油供给系统是否一样出现失火。

（2）检查发动机的相关零部件点火线圈、火花塞、是否正常。

（3）检查燃气系统的硬件是否正常。

（4）检查燃气ECU 数据。

根据调查思路一步步调查，进而做出判断。

3.1 检查汽油车是否有失火

有故障的车清完故障后，切换到汽油模式下进行相应试验（重跑容易出现失火的路况），几个循环后未发现失火现象，排除由汽油系统引起的失火问题。

3.2 检查发动机及相关硬件

确定失火是在燃气系统出现的，故逐一排查燃气系统的各个相关零部件。

在故障车上发现第二缸的点火线圈外壳橡胶圈有裂痕见下图2，更换成新的点火线圈后，失火故障仍然重现，排除点火线圈橡胶圈裂痕引起的失火问题。

图2 橡胶圈裂痕

排除点火线圈后接着检查火花塞情况，发现原车上的火花塞点火间隙处偏小（标准为1.0mm 至1.2mm），车上拆下来的火花塞用1mm 的塞尺很难塞入缝隙中见如图3，经过更换，失火仍然存在，排除火花塞间隙小的问题引起的故障。

图3 火花塞间隙对比

车上的线路松断，接错也可能造成失火。通过和线束主管，发现故障车辆的中控仪表线路为老状态，且该仪表板的动力CAN 和车身CAN 接混了，见下图4，通过剪掉接错的线束，拆除该段线束后，失火故障仍然再现，排除中控台线束引起的失火。

图4 中控仪表线束

3.3 排查燃气ECU 过程

对可能引起故障的件均检查了一番，没发现异常现象，以往传统车的情况，大部分的时候很多都和ECU 有关，从而怀疑是燃气ECU 硬件或软件造成的失火故障， 为此将逐一排查。

故障车上的燃气ECU 硬件和更换件有版本的区别，也用了两版的硬件做了对比排除燃气ECU 硬件引起的失火。

跟踪实际跑车，重走故障工况，录下失火过程数据拿回分析，发现车辆在每次失火时lambda（空燃比）值都有偏稀（在1.8 到2 之间，正常在1 附近）情况出现，如图5。

图5 失火时lambda 偏稀

发现lambda 偏稀后，用示波器测量了发动机的点火和喷射电压信号，均未发现异常。但通过电流钳检查发现流过燃气喷嘴线圈的保持段电流偏小（正常为0.8A）。

3.4 失火原因

燃气喷嘴的内阻较小，采用的是峰值-保持型方式。因发动机4 个缸的喷嘴都使用同一电源供电，假如1 缸喷射信号处于喷射且尚未完成的保持段时，3 缸喷嘴打开控制信号开始喷射燃气处于峰值阶段，此时加载在1 缸喷嘴处的电源会出现瞬时压降，导致1 缸喷嘴控制信号的保持段电流降低。如果压降过大，喷嘴内部的阀体受力不平衡，喷嘴直接关闭。从而会导致1 缸预期喷射的燃料未喷射完就提前关闭，从而进入缸内燃料量减少，lambda 过稀，发动机燃烧不稳定，动力不足而产生失火。见图6 及图7。

图6 喷嘴喷射方式（峰值-保持型）

图7 电流重叠区

4 解决措施

综上调查结果，解决喷嘴在喷射过程中的保持段时不被 其他喷嘴工作时拉低电压是解决的关键。解决措施如下几点：

（1）参考喷嘴自身参数，调整喷嘴内部控制电流，将喷射时未重叠工况的保持段电流调整为0.8A 左右。

（2）调整喷射信号重叠区，对喷嘴进行工况补偿（即喷嘴保持电流的占空比调节系数中增加天然气喷嘴保持电流修正系数），使其在重叠时喷嘴的最小保持电压也在0.8A。

实际操作是将喷嘴占空比调为24%（原来22%），喷嘴占空比调高，将直接影响到喷嘴电压，进而影响喷嘴电流。

数据优化后，至今失火未复现，见图8。

图8 整改后效果图

5 结束语

引起失火的原因有很多种，当车辆出现失火故障时，依据工程经验基本能判断出故障部位，但是科学合理的排除问题和调查过程都是从硬件到软件的步骤进行，只要仔细检查，不管硬件问题还是软件引起的故障均能找到原因所在，进而解决问题。