防止火花塞结冰策略的研究与应用

朱耀文，徐士, 张腾，史小平，朱名欣，史祥东

1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东 潍坊 261061；2.潍柴动力股份有限公司，山东 潍坊 261061

0 引言

天然气重卡与传统燃油卡车相比，污染物排放明显降低；与纯电动卡车相比，成本更低、技术更成熟。推广天然气汽车可以更好地保护环境，缓解能源压力[1]。我国新疆、内蒙、四川等地区天然气资源相对丰富[2-3]，天然气汽车普及较广。但是我国新疆、内蒙古、辽宁等北方地区冬季气温经常低于-20 ℃，导致天然气汽车停车一段时间后再次起动困难[4]，因此有必要对该问题进行分析研究。

1 问题分析

1.1 问题描述

根据某公司天然气重卡市场反馈，当天然气重卡起动时，起动机正常工作，但发动机无法起动。对车辆初步检查，仪表无故障码，表明起动时电控信息交互没有问题，燃气压力及电瓶电压均正常，且车辆停车前各项状态也都正常[5-7]。对车辆进行拆检，发现火花塞电极附近大量结冰，如图1所示，并且不同气缸内的火花塞结冰状况不一致，当活塞处于下止点时，火花塞结冰最为严重。火花塞经加热除冰重新安装到车辆后，发动机起动成功。

图1 火花塞电极处结冰

通过调查发现，不同类型的火花塞以及其他公司的天然气汽车也普遍存在该问题，由此可见，停车后，燃烧室内的水蒸气在低温环境下冷凝成水，继而在火花塞电极处积聚结冰，造成车辆再次起动困难是天然气发动机的一个共性问题。

1.2 火花塞点火机理

火花塞的主要……