- · 《真空科学与技术学报》[09/30]
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电控发动机进气系统及其真空泄漏对发动机的影(5)
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摘要:凡是进入汽缸内的空气,必须是经过空气滤清器滤清、AFS或MAP计量和节气门控制三个环节才“合法”,缺少任一环节而进入汽缸内的空气或气体都为“非法
凡是进入汽缸内的空气,必须是经过空气滤清器滤清、AFS或MAP计量和节气门控制三个环节才“合法”,缺少任一环节而进入汽缸内的空气或气体都为“非法”气体。至于EGR系统、曲轴箱强制通风(PCV)系统、燃油蒸发排放控制(EVAP)系统引入进气系统的气体,已纳入ECU控制系统予以补偿,另当别论,不在此列。在发动机实际运用中,因进气管道破裂、真空软管破损、密封件老化等问题,导致部分气体不经滤清或不经计量或不受控制甚至直入汽缸,种种进气系统真空泄漏,都会影响发动机的正常运行,严重者会使发动机无法工作。进气系统真空泄漏对发动机影响的程度,因泄漏部位和泄漏量以及发动机电控系统类型而异。
为了论述方便,如图1、图2所标注,将进气系统分为A、B、C、D四段。空气滤清器之后到AFS为A段,AFS之后到节气门为B段,节气门之后到进气门为C段,进气门之后到活塞平面之上为D段。显然,D型系统没有B段,只有A、C、D三段。
1.A段真空泄漏对发动机的影响
A段真空泄漏,“非法”气体既受节气门控制又经AFS或MAP计量,对L型系统和D型系统(空气滤清器之后到节气门为A段)的影响是相同的。在前期不会对发动机运行产生明显故障性影响,长期运行危害极大。其危害体现在两个方面。
一方面,未经滤清的空气携带着粉尘被吸入进气系统,污染节气门和燃烧室,加快汽缸磨损,加速排气道阻塞,如三元器阻塞。显然,这是一个渐行渐变由量变到质变的过程。前期可能悄无声息,无异常现象,随着日积月累,节气门被异物覆盖,节气门开度与TPS信号严重失调,燃烧室异物占位使实际压缩比大于设计压缩比,汽缸密封性下降,三元器堵塞。可见,无论哪一条,发动机都无法正常运行。B、C、D段真空泄漏也会带来如此危害。
另一方面,这部分“非法”气体不经空滤器的滤阻而轻易进入进气系统,因其没有受到既定必要的阻力,从理论上讲,一定会打破发动机控制系统原有的最佳平衡控制点,通常A/F闭环控制系统能予以补偿,对发动机正常运行影响很小。有案例表明,当A段真空泄漏达到一程度时,有的发动机会产生怠速周期性抖动,其他启动、加速、运行工况都正常。
2.B段真空泄漏对发动机的影响
对于L型系统,“非法”气体未经AFS计量但受节气门控制。B段真空泄漏,AFS信号对应的空气流量相对当下B段的实际真空度为小。目前,ECU对此AFS信号为小的失真信号,未设置诊断及补偿机制,ECU对此毫无所知,仍以AFS为小的失真信号按既定程序予以燃油定量。显然,A/F配制过稀。若真空泄漏量小,A/F闭环控制系统能予以补偿,若真空泄漏量较大,出了A/F闭环控制系统的调节范围,就不能将过稀的A/F调回来。过稀的A/F导致发动机怠速不稳、加速无力、起步熄火、回火等故障。自诊断系统有故障码生成,通常报A/F过稀、AFS信号不良等故障码。
3.C段真空泄漏对发动机的影响
对L型系统,C段真空泄漏,非法气体既不受节气门控制又未经AFS计量。直接导致A/F过稀,其危害如前所述。对D型系统,C段真空泄漏,非法气体不受节气门控制但经MAP计量,与节气门之前真空泄漏相比,给发动机带来更为严重的危害,其危害体现在两个方面。
一方面,TPS和MAP信号失去原有既定的一一对应关系,从根本上破坏了ECU的基本控制,导致发动机偏离最佳点运行,表现为动力下降、油耗上升等不危及汽车行驶的较为隐性故障。
另一方面,怠速失控。“非法”气体未被怠速控制系统控制(以下简称为怠控系统),而被MAP正常计量,ECU对于MAP为大的失真信号毫不知情,仍以MAP为大的失真信号按既定程序予以燃油定量。显然,A/F配制本身无可挑剔,但混合汽量的增大,使怠速升高。若真空泄漏量小,怠控系统可调回正常怠速。随着真空泄漏量增大,怠控系统调到最小仍调不回来,怠速继续升高。若ECU无减速断油功能,怠速随真空泄漏量增大而继续升高以致于出现飞车现象。若ECU有减速断油功能,当怠速升高到断油转速时,怠速因断油而下降,当怠速下降到恢复供油转速时,怠速因供油而上升,如此循环,产生游车现象。
4.D段真空泄漏对发动机的影响
D段真空泄漏对发动机的影响最致命。“非法”气体无滤清、无计量、无控制直接侵入汽缸,其途径有三。其一,活塞与汽缸间隙处。活塞环和汽缸严重磨损、活塞环粘结以及拉缸,都会造成在吸气行程,曲轴箱内气体被直接吸入汽缸;其二,汽缸垫密封处。汽缸垫松动、烧损、冲损,都会造成吸气行程空气被直接吸入汽缸;其三,排气门密封面。排气门密封面因积碳、严重磨损等,都会造成吸气行程废气回流被吸入汽缸。发动机技术状况一旦恶化到如此程度,就根本无法运行。
文章来源:《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/qikandaodu/2020/1113/403.html