某車型高原試驗熄火驗證

劉漢斌 易勇 姜文義 鄭建明 郭曉強

（中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心）

汽車熄火時除了失去動力以外，還將會伴隨著真空助力器的失效，低速時大部分車型的轉(zhuǎn)向助力也無法發(fā)揮作用，這就意味著汽車的方向盤和剎車失去助力，具體表現(xiàn)為汽車轉(zhuǎn)向很重（甚至會讓人誤解為已經(jīng)鎖死），以及汽車制動效能大幅下降[1]。文章針對某車型試驗車（W 車）在地區(qū)適應性試驗過程中發(fā)生多次熄火現(xiàn)象，對熄火問題做了多次驗證，最終找出導致熄火的原因。

1 熄火地點及次數(shù)統(tǒng)計

W 車在試驗過程中，分別在廣州、五指山、山西高速、川藏公路、芒康、香格里拉及麗江地區(qū)發(fā)生過熄火，尤其在川藏公路、芒康及香格里拉地區(qū)頻繁發(fā)生，熄火現(xiàn)象基本上都是發(fā)生在高溫且外界氣壓較低的情況下（高海拔）且油箱內(nèi)油量較少，具體統(tǒng)計情況，如表1 所示。

表1 試驗車在不同地區(qū)熄火次數(shù)統(tǒng)計表

2 熄火原因分析

針對川藏公路試驗過程中W 車熄火頻繁問題，試驗車隊特意2 次返回川藏公路進行油泵熄火現(xiàn)象驗證。在油泵熄火驗證試驗中，共捕捉到多次熄火，圖1示出W 車熄火時油軌壓力工況圖。

經(jīng)檢查，W 車線束一切正常，標定數(shù)據(jù)不存在問題。經(jīng)測試儀器測得，熄火時油軌壓力瞬間降到一個較低的數(shù)值，如圖1 所示，所以熄火的原因來自供給系統(tǒng)，考慮到熄火的普遍性，最終原因歸總到油泵的性能衰退或者設計不良。

2.1 油泵濾網(wǎng)

由于W 車此前進行過5 000 km 的多灰路面試驗，考慮到汽油泵濾網(wǎng)（內(nèi)置濾網(wǎng)）內(nèi)有雜質(zhì)，分析有可能是由于濾網(wǎng)阻塞而引起發(fā)動機供油不足，以致汽車熄火，因此對濾網(wǎng)有雜質(zhì)的油泵進行濾清器更換，濾清器更換前后的油壓對比曲線，如圖2 所示。

由圖2 可以看出，在常溫常壓下，有雜質(zhì)的燃油泵與新燃油泵相比，雖然油壓略有下降，但油壓都在200 kPa 以上，不會導致發(fā)動機熄火，故排除油泵雜質(zhì)對熄火造成的影響。同時在試驗過程中更換新油泵后依舊熄火，進一步說明了熄火現(xiàn)象與油泵雜質(zhì)無關聯(lián)。

2.2 氣阻

發(fā)動機在怠速或者較低車速的情況下，油箱內(nèi)油量較少，排氣管以及地表輻射對燃油箱內(nèi)部的溫度影響非常大，導致燃油箱內(nèi)溫度過高，這樣汽油較容易形成氣阻[2]。

W 車存在2種氣阻現(xiàn)象：

1）在汽車工況為大負荷時，油門踏板的開啟頻率和幅度影響了汽油泵的電壓，導致葉片在局部忽快忽慢，以至于在特殊條件下（特別是在高原地區(qū)，大氣壓較低，燃油箱內(nèi)溫度較高），油箱內(nèi)較容易形成氣阻[3]。

2）汽油泵高速旋轉(zhuǎn)時，泵體會產(chǎn)生大量的熱，而這部分熱量主要靠汽油來冷卻，一旦油位過低（W 車熄火時，普遍反應油表指示為倒數(shù)第4 個紅格左右），汽油泵的熱量就不能及時散出，導致局部溫度過高，這樣汽油較容易形成氣阻。

3 改進措施

針對油箱中的氣阻，對油泵提出了4 項改進措施：

1）燃油泵儲油桶引射口處增加隔板，以降低射流中氣泡對油泵泵油能力的影響，如圖3 所示；

2）燃油泵底座外軌排氣孔尺寸由φ0.8 mm 增大到φ0.9 mm，內(nèi)軌增加一個φ1 mm 的排氣孔，如圖4 所示；

3）進油口尺寸加大優(yōu)化，以適當降低進油流速，降低進油口處真空度以及進油口處燃油發(fā)生氣化形成氣阻的可能性；

4）優(yōu)化燃油泵電機，減小電流，以降低其發(fā)熱功率（此項為后續(xù)優(yōu)化項，暫未體現(xiàn)）。

以上4 項措施主要針對氣阻，對于極端情況下燃油粗濾器發(fā)生堵塞的情況，專門措施包括：1）優(yōu)化粗濾網(wǎng)支架，如圖5 所示；2）加大粗濾網(wǎng)過濾面積及容塵量，如圖6 所示，圖6 中橙色為加大過濾面積后的粗濾器，紫色為原方案。更改后的油泵最終通過了路試的驗證。

4 結(jié)論

引起發(fā)動機熄火的原因很多（機械和電氣原因等），需要逐步排查。在特定條件下，油箱內(nèi)會產(chǎn)生氣阻，如果油泵抗氣阻性能差，可能導致燃油供給困難而引起發(fā)動機熄火，存在一定的安全隱患。通過在燃油泵儲油桶引射口增加隔板、增大油泵底座外軌排氣孔及進油口尺寸，能有效提高油泵的抗氣阻能力，改進設計后的油泵最終通過了路試的驗證。提高油泵的抗氣阻能力也可從降低燃油箱溫度方面考慮，是以后重點研究的方向之一。