汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)缺陷分析

孫玉祥，白 云，彭 俊，甘長紅，李騰飛

（河南凱瑞車輛檢測認(rèn)證中心有限公司，河南 焦作 454950）

隨著中國汽車市場的不斷擴(kuò)大，各類汽車產(chǎn)品良莠不齊，僅2020年全國消協(xié)組織受理消費(fèi)者汽車類投訴（含零部件）比上年增長1.6%，品質(zhì)和安全問題占汽車投訴總量的25.5%。市場監(jiān)管總局缺陷產(chǎn)品管理中心在2020年收到消費(fèi)者提供的汽車產(chǎn)品缺陷線索37377條。

本文以2016～2020年國家市場監(jiān)督管理總局缺陷產(chǎn)品管理中心發(fā)布的國內(nèi)汽車召回案例信息為數(shù)據(jù)統(tǒng)計依據(jù)，按照車輛類型、缺陷總成、缺陷系統(tǒng)和軟硬件等方面進(jìn)行總結(jié)分析。以此為中國汽車行業(yè)中發(fā)動機(jī)技術(shù)的良性發(fā)展提出可行性建議，促進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

總體來看，自2004年至今召回案例和召回車輛均處于逐年增長的態(tài)勢，而近5年中國就共實施召回1096次，涉及車輛5720.8萬輛，其中約有140個汽車廠家涉及到國內(nèi)汽車缺陷召回。2004～2020年汽車產(chǎn)品召回的次數(shù)與數(shù)量如圖1所示。

圖1 2004～2020年汽車產(chǎn)品召回的次數(shù)與數(shù)量

1.1 車輛類型數(shù)據(jù)分析

截至2020年底，全國汽車保有量2.8億輛，其中傳統(tǒng)燃油車以98.2%的市場占有率持續(xù)主導(dǎo)市場。較大的市場體量也必然會出現(xiàn)較多的產(chǎn)品問題，據(jù)近5年的缺陷案例數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)燃油汽車缺陷占比93.6%。車輛類型詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 車輛類型數(shù)據(jù)

1.2 汽車系統(tǒng)總成數(shù)據(jù)分析

近5年召回的車輛主要問題集中在發(fā)動機(jī)、氣囊和安全帶兩方面，其中涉及發(fā)動機(jī)總成（占22.0%）、氣囊和安全帶（占21.6%）、車身（占16.3%）、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（占11.1%）、制動系統(tǒng)（占10.5%）等方面。汽車缺陷總成詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 汽車缺陷總成數(shù)據(jù)

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在發(fā)動機(jī)總成缺陷案例中，主要的缺陷存在于燃料供給系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)控制模塊中，分別占比44.6%和18.6%。其他各個系統(tǒng)均存在不同程度的缺陷情況。發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)缺陷詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 發(fā)動機(jī)各系統(tǒng)缺陷詳細(xì)數(shù)據(jù)圖

1.3 軟硬件數(shù)據(jù)分析

從軟硬件角度分析，發(fā)動機(jī)缺陷中由硬件缺陷導(dǎo)致汽車召回的案例占比較高，占總數(shù)的78.3%，由軟件缺陷導(dǎo)致的召回案例占總數(shù)的21.6%。發(fā)動機(jī)軟硬件詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖5所示。

圖5 發(fā)動機(jī)軟硬件詳細(xì)數(shù)據(jù)

在較長周期的軟件開發(fā)過程中，軟件缺陷主要是軟件控制策略設(shè)計和軟件編碼驗證兩方面問題，其中軟件控制策略設(shè)計缺陷占比67.5%，軟件編碼驗證缺陷占比30.6%。

1.4 數(shù)據(jù)分析總結(jié)

汽車系統(tǒng)總成缺陷問題主要集中在發(fā)動機(jī)總成上，發(fā)動機(jī)在系統(tǒng)裝配制造和零部件供應(yīng)商生產(chǎn)制造兩方面，以及發(fā)動機(jī)的半成品部件和系統(tǒng)組裝工藝上均存在諸多問題。

在發(fā)動機(jī)總成中的燃油供給系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)控制模塊出現(xiàn)缺陷的頻率較高。據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，燃油供給系統(tǒng)的缺陷集中體現(xiàn)在油箱、油管和燃油泵上，而導(dǎo)致這種缺陷的主要原因是材料本身的品質(zhì)問題和裝配工藝的問題。

在燃油供給系統(tǒng)使用過程中，常見的缺陷問題有因為發(fā)動機(jī)油封橡膠老化、密封件平面變形造成的發(fā)動機(jī)漏油；發(fā)動機(jī)的燃油泵芯內(nèi)部葉輪（樹脂制）密度不足，造成葉輪在使用過程中受燃油影響發(fā)生膨潤、變形，與燃油泵殼體和泵蓋發(fā)生干涉，導(dǎo)致燃油泵芯工作不良；另外在焊接成型的油箱焊縫受到振動和撞擊時非常容易斷裂，焊接工藝的不足經(jīng)常會造成產(chǎn)品缺陷。

2 汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議

2.1 整車生產(chǎn)廠

作為汽車行業(yè)產(chǎn)品輸出終端，把控汽車整體安全品質(zhì)責(zé)無旁貸。整車廠在發(fā)動機(jī)選型、零部件選配、生產(chǎn)工藝、裝配等階段都需要嚴(yán)格把關(guān)，以免在后期的召回過程中造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

1）整車廠在發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)原材料選擇過程中建議增加材料的物理性能和化學(xué)成分的把關(guān)，將材料進(jìn)行內(nèi)部檢驗或者送往第三方檢驗，而不僅僅只是對成品零部件進(jìn)行檢測驗收。汽車發(fā)動機(jī)在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)材料強(qiáng)度不足而磨損的狀況，部分原材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)較大影響了使用的可靠性。

2）同批次車輛增加不同零部件供應(yīng)商，減小整車安全品質(zhì)風(fēng)險，避免出現(xiàn)集中性大批量缺陷事故。例如因裝配了某零部件生產(chǎn)公司的未帶干燥劑的硝酸銨氣體發(fā)生器導(dǎo)致召回的車輛就高達(dá)1769萬輛，僅某汽車制造公司在2018年3月召回的一批因氣囊缺陷召回的汽車就高達(dá)486萬輛；同樣在2018年另一汽車公司因一批懸架控制臂缺陷而導(dǎo)致召回332萬輛汽車。

3）加大對發(fā)動機(jī)裝配層層把關(guān)的力度，確保高規(guī)格的裝配工藝，發(fā)動機(jī)復(fù)雜的裝配過程是不同廠家不同工藝水平的重要體現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計分析得知，因為裝配過程而導(dǎo)致缺陷的召回占比15.8%，主要的缺陷存在于焊接、粘接、布線和細(xì)小部件缺失等方面。

2.2 零部件供應(yīng)商

1）汽車發(fā)動機(jī)的控制軟件設(shè)計后，在產(chǎn)品驗證環(huán)節(jié)增加試驗頻率和類型。特別是在軟件產(chǎn)品控制策略方面，召回中心現(xiàn)有案例中已多次出現(xiàn)因為控制策略缺陷而導(dǎo)致的召回。

2）據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計近5年由于裝配錯誤導(dǎo)致召回的車輛高達(dá)403萬輛，所以要對半成品部件裝配流水線增設(shè)二級監(jiān)管制度和不定期抽檢制度，確保細(xì)小部件的完整配套，避免某零部件公司生產(chǎn)未裝干燥劑的安全氣囊事件再次發(fā)生。

2.3 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗機(jī)構(gòu)

1）因為傳統(tǒng)燃油汽車依然占據(jù)市場較大份額，所以應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)管，特別是在汽車的電氣負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、氣候負(fù)荷和化學(xué)負(fù)荷等基礎(chǔ)方面加強(qiáng)試驗監(jiān)管力度，主要體現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的耐腐蝕試驗和抗疲勞試驗兩方面。

2）配合國家相關(guān)單位加強(qiáng)對雜亂的零部件供應(yīng)商市場進(jìn)行監(jiān)管，零部件的缺陷問題是發(fā)動機(jī)品質(zhì)安全的根源問題。如果能通過國家監(jiān)管提高零部件品質(zhì)，也是對汽車發(fā)動機(jī)高品質(zhì)發(fā)展起到助推作用。

3）多方位多元素參與到汽車的評價測試中，特別是開發(fā)對已銷售車輛市場的測試評價，做出對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的評價結(jié)果反饋給汽車市場，進(jìn)而督促整車和零部件制造商提升產(chǎn)品品質(zhì)。

3 總結(jié)

本文將2016年以來的缺陷案例進(jìn)行匯總分析，從汽車類型、缺陷總成和發(fā)動機(jī)系統(tǒng)等方面分析出汽車生產(chǎn)中存在的問題，并對汽車發(fā)動機(jī)缺陷內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)分析。最后基于數(shù)據(jù)匯總結(jié)果對汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的整車制造商、零部件供應(yīng)商和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗機(jī)構(gòu)提出發(fā)展性建議，助力汽車發(fā)動機(jī)技術(shù)健康發(fā)展。