某车型异常熄火故障分析及对策

姚学森，迟玉华

某车型异常熄火故障分析及对策

姚学森，迟玉华*

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230022）

文章基于某车型的异常熄火问题，从问题调查、原因分析着手，找到问题的可能原因，并通过发动机工作原理、整车试验逐一将可能发生问题原因排除，找到了问题的主要原因为压力调节阀（PCV）异常磨损，发动机流量学习异常。最终通过优化PCV结构，采用双缓冲弹簧结构，同时更换PCV材质，问题得到了最终解决，产品力得到提升。

异常熄火；故障分析；传感器；节气门

随着人们环保意识的增强，汽车尾气排放对空气污染的问题也随之得到更多的关注，国家对环境的保护也加速提升，同时也更加严格，因此推出了国六排放标准。此标准具有世界领先性，对整车排放出厂、使用过程将全过程监控，必须满足国六排放标准。因国六标准的快速执行，对汽车发动机性能要求全方位提高，性能具有先进性，导致整车厂开发、验证无相关成熟车型参考，验证周期短导致过程不充分，会出现一些不确定性问题，本论文基于整车行驶中发动机异常熄火故障进行分析。

发动机异常熄火会出现转向、制动瞬时失去助力，车辆发生失控，对车内人员产生危险，在整车开发中定义为A类关键问题，本文以一款车型出现的故障为例，从问题产生机理分析，以试验验证为基础，对问题的可能性进行验证诊断，找到问题发生的根源，提出优化方案，并予以实施。

1 问题来源

2021年公司收到400市场车辆异常熄火故障投诉共计7例，为M83A车型反馈。通过对M83A车型反馈的7项异常熄火故障进行调查分析，发现车辆故障发生均是在行驶中踩离合或空挡滑行发动机熄火。对市场反馈的熄火车辆100%检测，车辆行驶中转怠速（踩离合/空挡滑行），发动机转速回落，此时节气门开度仅1.9%，发动机扭矩无法克服行驶阻力，导致发动机熄火。正常车辆此工况节气门开度都在3%以上，此时转速回落顺畅，无跌坑现象。

通过数据分析发现，节气门开度较小导致发动机熄火。节气门开度受节气门流量学习控制。节气门流量学习是整车正常工作应对发动机散差的有效措施，在进气温度、进气压力满足使用条件后，当前节气门开度下进气流量会学习进储存区[1]。节气门流量的学习值区域划分是按照节气门开度依次排序的，表1为正常车辆与熄火车辆节气门流量学习对比，由于熄火工况对应小节气门开度，只对比前10个储存区，见表1数据。以熄火车辆为例，如果当前节气门流量是3.21 g/s，正常车辆反查储存区是2，对应节气门开度是4%，熄火车辆反查储存区是在1和2之间，存储区更接近于1，对应节气门开度是2%，节气门开度相对正常车辆就偏小。从而可得出结论：节气门流量学习值偏大，导致发动机节气门开度过小，是导致发动机异常熄火的症结。节气门流量学习值偏大，是导致发动机异常熄火的症结，解决节气门流量学习值偏大问题，就可解决踩离合发动机熄火问题[2]。

表1 节气门流量学习表

节气门开度/%储存区节气门流量/(g/s) 正常车辆故障车辆 000.911.50 211.262.92 423.214.67 635.956.57 848.018.81 10511.1811.10 13616.3117.24 15720.1021.10 17825.2026.60 20930.4331.41

2 故障分析

采用故障树对节气门流量学习值偏大的症结问题进行原因分析，见图1。共找到7项问题原因，其中针对进气温度压力传感器信号失真问题，对故障车辆进气温度压力传感器的压力与电压信号及温度与电阻值进行测量，均符合设计要求，可确认进气温度压力传感器电压、电阻正常，输出信号失真问题可排除；针对碳罐电磁阀管路泄漏、制动真空管泄漏、曲轴通风管泄漏、进气歧管结合处泄漏问题进行烟雾泄漏诊断仪检测及台架气密性测试，检测结果符合技术要求，此四项问题原因可排除；剩余压力调节阀（Pressure Control Valve, PCV）流量特性异常、碳罐电磁阀流量偏大需要进行试验验证。

图1 故障车辆数据采集

3 试验验证

对故障车PCV进行台架流量测试，通过测试曲线发现PCV流量超出理论流量15%以上，输出流量偏大；初步判断PCV流量超出理论流量，造成节气门后的进气量偏高，导致节气门流量学习值偏大[3]。为进一步确认PCV阀流量超限是导致节气门开度偏大的要因，将故障车辆PCV与正常车辆PCV进行调换，并测试节气门开度。检测结果表明，故障车辆行驶中踩离合节气门开度大于3%，熄火故障不再现；正常车辆踩离合节气门开度小于2%并出现熄火，进一步证明了PCV阀流量偏大，导致节气门流量学习值偏大，造成节气门开度变小，需进一步分析PCV阀流量偏大原因[4]。

通过观察PCV，阀芯已存在偏移，解剖故障件PCV，芯存在异常磨损，如图2、图3所示，造成PCV开度异常，流量偏大。

图2 PCV阀芯偏移

图3 PCV阀内部结构

结论：整车行驶中换挡踩离合，发动机进入怠速状态，PCV阀流量偏大导致节气门流量学习值偏大，由于PCV阀芯磨损，导致PCV开度无法精准控制，此时PCV若由较大开度突然变小会导致进气流量瞬间变小，从而导致发动机熄火。

碳罐电磁阀流量偏大进行确认。测试碳罐电磁阀不同占空比下的流量，测试结果满足设计要求；同时，又将故障车碳罐电磁阀与正常车辆调换，故障车辆踩离合熄火故障未消除，正常车辆无熄火现象；最终可得出结论，碳罐电磁阀各占空比下的空气流量正常，并非导致发动机熄火的原因[5]。

通过对问题进行分析和调查，PCV阀芯异常磨损，是导致进气流量学习值偏大的根本原因。针对PCV阀芯异常磨损问题，PCV阀芯不耐磨，需要提高PCV阀芯耐磨性。通过对故障车辆PCV阀芯结构及材质分析，对故障车辆M83A车型的PCV阀芯剖切，从阀芯内部结构剖视图可看出，如图4所示，PCV阀芯仅头部有主控制弹簧，M83A车型PCV阀芯为塑料材质：聚苯硫醚（Poly Phen- ylene Sulfide, PPS）+ GF40%。

同时又拆解了公司另外两款车型PCV，如图5所示，内部均为双弹簧结构，阀芯为金属材质。双弹簧结构可提升缓冲性能，降低阀芯的滑移速度，金属材质提升了阀芯的耐磨性能。

基于不同车型、不同型号的PCV结构和材料分析，最终找到了改进PCV异常磨损的优化措施：一是优化结构形式，增加缓冲弹簧；二是提升耐磨性，阀芯与阀体材质改为Q235的金属材质[6]。

图5 不同型号PCV阀结构材料对比

对PCV更改后进行台架耐久测试，台架试验1 000 h后，PCV阀芯关键尺寸在磨损误差范围内，测量关键尺寸基本无变化，检测数据如表2所示；台架1 000 h后，耐久件的PCV阀流量曲线满足设计标准，如图6所示，不影响节气门流量学习标定。同时，对PCV结构优化后的车辆进行为期一年的跟踪，市场上未再反馈同类的发动机异常熄火问题，车辆行驶中踩离合异常熄火故障得到有效解决。

表2 台架耐久关键尺寸检测数据

关键尺寸/mm新件400 h台架耐久1 000 h台架耐久 Ψ3.4±0.513.383.343.32 Ψ7.4±0.17.457.437.41 Ψ80-0.28.628.608.60 Ψ5.40-0.15.355.335.32 Ψ3.7+0.0403.733.723.72 Ψ2.4±0.12.382.342.32

图6 整改后的PCV耐久试验符合设计标准

4 结论

根据本次问题解决结果，发动机进气端不存在泄漏，是PCV零件本身因结构设计、选材出现了问题，找到问题产生后根本原因后，通过对标分析，找到了解决问题的方案：优化结构，提高材质本身耐磨性。本文基于对PCV结构、工作原理分析，通过试验进行排查分析，最终找到了该踩离合发动机异常的原因，并针对问题点优化了产品件结构及材质，提高了产品件的耐磨性，提升了PCV的可靠性，最终提升了产品竞争力及顾客满意度。

[1] 郁有文,常健,程继红.传感器原理及工程应用[M].4版.西安:西安电子科技大学出版社,2014.

[2] 李海琼,钱凤娟.汽车起动系统常见故障分析[J].内燃机与配件,2020(5):168-169.

[3] 鲁值雄,冯崇毅.汽车电子控制技术[M].3版.北京:人民交通出版社,2018.

[4] 蔡俊敏.进气压力传感器模态分析与优化[J].汽车维修技师,2017(6):129.

[5] 王迎.发动机废热回收系统的热力循环优化及运行控制[D].长春:东北师范大学,2020.

[6] 马勇,南出勇,欧力郡.车用柴油机进气歧管结构优化分析[J].内燃机,2019(1):40-46.

Analysis and Countermeasures of Abnormal Flameout of a Vehicle

YAO Xuesen, CHI Yuhua*

( Jianghuai Automotive Group Company Limited, Hefei 230022, China )

Based on the abnormal flameout problem of a certain model, the article starts from the problem investigation and cause analysis to find the possible causes of the valve control problem. The main causes of the problem are found to be abnormal wear of the pressure control value (PCV) valve and abnormal learning of the engine flow through the working principle of the engine and the vehicle test, and causes of possible problems are excluded one by one. Finally, the problem is solved and the power of the product is improved by optimizing the PCV structure, adopting the double buffer spring structure, and replacing the PCV material.

Abnormal flameout; Fault analysis; Sensor; Throttle

U472.42

A

1671-7988(2023)10-92-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.010.019

姚学森（1979—），男，工程师，研究方向为整车总布置设计，E-mail:yxs@jac.com。

迟玉华（1983—），男，硕士，高级工程师，研究方向为整车总布置设计，E-mail:cyh@jac.com。