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汽油发动机失火探讨
[摘要] 阐述了汽油机失火的概念．介绍了失火的危害，分析了汽油机失火的原因，并分别介绍了汽油机失火检测的方法，即缸内压力法、点火电压波形法、曲轴转速波形法、OX传感器(氧传感器)法、单缸断火法及离子检测法等。
关健词：汽油机 失火 检测
失火足汽油机最常见的一种故障。随着电子控制汽油喷射系统、三元催化转换器及其它电子装置应用的日趋广泛和汽车保有量的快速增加，失火造成的危害越来越严重。本文拟对失火的定义进行探讨，对失火的危害、原因及有关失火的检测方法进行分析。
1 失火的定义
虽然国外对失火的研究开展较早，也取得许多进展，但对失火循环的定义还不完全一致。据有关资料记摘，有人将发动机的工作循环分为3类：慢燃烧循环，IMEP为平均值的85％～46％；部分燃烧循环，IMEP小于平均值的46％；失火循环，IMEP<0、还有人将发动机的工作循环分为另外3类：正常工作循环，1MEP正常；IMEP波动很大的循环；完全失火循环，IMEP≤0。
美国大气资源局的有关规定中指出，失火是指由于火花塞缺火、燃油不足、气缸密封不良或其它原因造成的气缸内的燃烧不充分。
因此，失火可以定义为：在发动机工作过程中，由于各种原因造成的混合气在气缸内不能正常燃烧的现象、根据不正常燃烧的程度，失火分为部分失火和完全失火。部分失火是指混合气在气缸内燃烧不完全，造成IMEP达不到正常值的现象；完全失火是指混合气在气缸内燃烧不足或基本没有燃烧，造成1MEP≤0的现象。根据工作过程中出现的频率，失火义可以分为连续失火和单次失火。连续失火是指在发动机工作过程中，失火气缸连续发生失火的现象。单次失火是指在发动机工作过程中，失火气缸有时正常工作、有时失火的现象。为了反映部分失火和单次失火的失火严重程度，引入一个概念——失火率。失火率是指部分失火造成的IMEP的下降值与正常值的百分比或单次失火中失火循环占总循环的百分比。 2 失火的危害
失火不但降低了汽车发动机的动力性、经济性，而且加速了催化转换器的失效，使排放污染加剧。
2．1 失火加速排气净化催化剂失效
为了反映失火对催化剂的危害程度，引入“催化剂的许可温度”的概念。催化剂的许可温度是指维持催化剂正常工作所允许的最高排气温度。超过这个温度，就会加速催化剂老化。发动机在高速、大负荷工作时，排气温度在950℃左右，因此，确定催化剂的许可温度为1000℃[2]。在一排量为3L的六缸机上试验发现，失火率分别为25％、20％、15％、10％和5％条件下，排气温度上升到1000℃时，相应的负荷(进气管压力)与转速的关系如图１所示。由图1可见，失火率越高，排气温度越容易达到许可温度，对催化剂的危害越严重。当失火率为5％，转速在6000 r/min以上、大负荷(进气管压力较高)时，排气温度才达到许可温度；当失火率为25％时，即使负荷很小(进气管压力为20kPa)，只要转速超过5000 r/min，排气温度就会达到许可温度。从图1还可以看出，失火率一定时，排气温度还与发动机的工况有关，随着负荷
的增大，排气温度达到许可温度的最低转速下降很快，即负荷越大，排气温度越容易达到许可温度，对催化剂的危害越严重。另外，发动机负荷一定时，转速越高，排气温度越容易达到许可温度，如进气管压力40kPa、转速2500r／min时，失火率大于25％，排气温度才会达到许可温度；转速5000r/min时，失火率达到20％，排气温度就能达到许可温度。总之，失火率越高，对催化剂的危害越严重；并且这种危害与发动机的工况有关，发动机转速越高，负荷越大，失火对催化剂的危害也越严重。
2．2 失火造成排放污染加剧
失火对排放的影响主要表现为使HC化合物的排放浓度增大。正常情况下，失火使废气中的氧气浓度增大，导致氧传感器周期性地输出“混合气过稀”的信号，造成混合气过浓。氧传感器的类型不同，混合气变浓的程度不同，相应的CO排放量有不同程度的增加，NOx排放量有不同程度的下降。在一排量为2.81的六缸机上试验发现，各种排放物浓度与失火率的关系曲线如图2所示，图2中纵坐标为各种排放物浓度与美国1994年排放标准(HC0.15g/km，C02.11g/km，NOx0.25g/km)百分比。由图2可见，随着失火率的增加，HC浓度迅速增加，失火率为2.2％时，HC浓度约为失火前的2倍，超出标准约50％。
另外，通过研究点火不良造成的失火对废气排放量的影响发现，点火不良导致的失火对HC排放影响非常严重。当失火率在4％～5％之间时，HC排放量达到标准的2倍左右；当失火率接近6％时，HC排放达到标准的3倍。CO排放量随失火率增大变化不明显，失火率达到6％时，CO排放量仍在标准值内。NOx排放量随失火率增大而减小。
总之，失火造成气缸IMEP下降，使发动机动力性、经济性变坏，排放污染加剧。同时，燃烧不良的混合气在排气管中氧化甚至燃烧，使催化剂温度升高，加速了催化剂的失效。另外，失火造成废气中氧气浓度周期性变化，发动机通过氧传感器反馈加浓混合气，也造成经济性变差，且HC和CO排放量增大。更为严重的是，如果对催化剂中毒不能及日寸发现，将会使发动机排放急剧恶化。
3 产生失火的主要原因
导致汽油机失火的原因很多，主要有点火系故障、燃料供给系故障、配气机构故障、气缸密封不良等。 点火系故障导致失火，是由于火花塞缺火或点火提前角不当造成混合气在气缸内不能正常燃烧。主要
原因有：火花塞污损、电极间隙过大或过小、裙部绝缘不良；高压线断路或绝缘不良；分电器故障等。
燃料供给系故障导致失火，是由于可燃混合气过浓或过稀造成混合气在气缸内不能正常燃烧。主要原因有：空气滤清器堵塞、进气管漏气、燃油油路不畅或油压过高或过低、化油器或喷油器故障等。
配气机构故障导致失火，是由于可燃混合气进气不畅或废气排气不彻底造成混合气在气缸内不能正常燃烧。主要原因有：气门间隙调整不当或凸轮轴变形等。
气缸密封不良导致失火，是由于气缸密封不良引起压缩过程和压缩终了可燃混合气的温度和压力降低，影响可燃混合气的着火性能。主要原因有：活塞、活塞环与气缸壁之间密封不良、气门与气门座之间密封不良、气缸垫损坏等。
4 失火检测方法
综合国内外情况，失火的检测方法主要有如下6种：缸内压力法、曲轴转速波动法、单缸断火法、点火电压波形法、OX传感器法和离子检测法。
4．1 缸内压力法
由于发动机气缸内压力随着燃烧速率的不同而变化，在高速、大负荷条件下，失火时的气缸压力与正常燃烧时的气缸压力有很大的差异；而在低速、小负荷时，这种差异可能就不明显。因而，不能直接应用气缸压力差异判断失火。这就需要通过对气缸压力数据的测量分析，找出真正能反映可燃混合气在气缸内的燃烧质量、判断气缸有无失火的途径。应用IMEP就可以达到这个目的。通过测量气缸内的气体压力计算出IMEP，并与正常燃烧时的IMEP或直接与其他气缸的IMEP比较，判断该气缸是否正常燃烧，有无失火。
尽管这种方法是最准确的失火检测方法，但因压力传感器等检测仪器价格较高、安装不方便，而且发动机各种工况下正常工作时的IMEP数据不容易得到，该方法在实际就车诊断中受到限制。【汽车发动机下着火】
4.2 点火电压波形法
随着燃烧条件(混合气成分、压力、温度等)不同，火花塞放电电压的波形有很大差异。通过对不同燃烧条件下火花塞电压波形的对比分析发现，完全不能燃烧时，火花塞击穿电压比正常值高20％～50％，火花持续时间却短20％～30％，火花后期电压比正常燃烧时高2倍～5倍。
这种方法的特点是仪器安装简便，适应性强。但由于火花塞电压波形除与燃烧条件有关外还受火花塞间隙大小、火花塞绝缘性能等影响，因此检测的准确性不高。这种方法在我国应用较广，但主要局限于检测点火系的工作情况，根据电压波形分析点火系各零部件工作是否正常。
4.3 曲轴转速波动法
如果发动机有失火故障，则失火气缸的指示扭矩就会下降，造成发动机转速异常波动。许多文献表明，根据曲轴的瞬时转速可以估计各气缸的压缩压力、燃烧压力、指示扭矩等。曲轴转速波动法正是通过测量曲轴转速的波动，估计气缸的指示扭矩(或IMEP)，来判断该缸失火与否。
这种方法的特点是测量简便，测量准确性取决于瞬时转速的测量精度，还与发动机气缸数、转速、负荷等有关。发动机提供的瞬时转速信号越准确，测量准确性越高；发动机气缸数越少、负荷越大、转速越低，测量准确性也越高。
4.4 OX传感器法
在采用三元催化转换器的汽车上，为了最大限度降低排放，空燃比应控制在理想空燃比附近。因为三元催化转换器只有在理想空燃比附近很小范围内才能对CO、HC的氧化和NOx的还原同时进行，实现向CO2、H20、N2、O2的转化。为此，在排气管上安装了OX传感器，以检测废气中氧气浓度、反映空燃比的高低，从而通过微电脑实现空燃比的闭环控制，为各气缸提供精确的喷油量和准确的喷油时刻。但由于OX传感器有非线性的开关特性，它只能识别空燃比过大还是过小，即混合气过稀还是过浓，不能提供实际空燃比的精确值。OX传感器在混合气偏浓时输出高电压(约1 V)；在混合气偏稀时输出低电压(约0.1 V)。当点火系工作不良导致失火时，即使混合气偏浓，OX传感器输出电压也不升高，而是降到最低值附近。因此，通过检测OX传感器输出电压，可以诊断失火故障。由于OX传感器输出电压对空燃比变化反应非常敏感，使这种方法不太可靠。
4.5单缸断火法
这种方法又叫做“单缸动力性检查”，首先使发动机在某一工况下稳定运行，用短路或断路的方法使某气缸火花塞不跳火，人为造成该气缸完全失火(又叫“人工断火”)，通过考察人工断火前后发动机转速变化情况，判断该气缸原来工作是否正常，即有无失火。某气缸人工断火前后发动机转速的差值叫做该气缸的“单缸转速降”。单缸转速降越大，说明该缸原来工作越好；反之，单缸转速降越小，说明该缸原来工作越差，失火率越高，如果一个缸的单缸转速降约为零，表明该缸完全失火。
由于操作方便，诊断准确性较高，这种方法在我国汽车维修业中应用十分广泛，但对其缺点应给予足够重视。人工断火后容易引起被检气缸火花塞污损，甚至“淹死”，导致被检气缸在检测结束后部分失火或完全失火。另外，采用拔掉高压线等使高压回路断路的方法进行单缸断火时，引起次级电压升高，次级电压最大值达到正常工作时火花塞击穿电压的2倍以上，这对汽车上的电子设备十分有害。
4.6 离子检测法
可燃混合气在气缸内燃烧后产生大量离子，火花塞点火后，给火花塞电极间加一直流电压，在火花塞电极间就产生离子电流。离子电流随曲轴转角的不同而有规律地变化，这种变化规律又与气缸内可燃混合气的燃烧情况有关。将被检气缸离子电流的变化规律与气缸正常工作时的离子电流变化规律对比，以判断相应气缸是否失火，这就是离子检测法的基本原理。
这种方法不但可以检测汽油机失火，而且可以控制爆震、检测配气相位，在将来甚至可以提供空燃比信息。有关这种方法的准确性，尚需要进一步试验研究。足够的重视。失火的检测方法有多种，有的方法不宜推广应用或就车使用，有的方法尚需进一步探讨与完善。如何根据我国国情，加速确定并规范相应的失火检测方法，以期快速、安全、准确地诊断汽油机的失火故障，减少汽油机失火造成的危害，已经刻不容缓。
参考文献：
1.张建俊 汽车检测与故障诊断技术 机械工业出版社出版【汽车发动机下着火】
2．黄虎 现代汽车维修 上海交通大学出版社
消防知识百科汽车引擎着火切忌开盖灭火
随着私家车数量的不断增减，汽车自燃的事故也日益频发，油路故障、电路故障、卷入障碍物与机件磨擦发热等都会导致汽车起火事故。汽车在行驶中闻到胶皮臭味或发现发动机附近冒烟，可能就是车子起火的前兆。汽车起火后第一时间如何处里就成为尤为关键的一步，直接影响到现场人员安全和汽车损坏程度。
不少车主在面对车头冒烟时都会第一时间内打开引擎盖查看着火的具体部位然后进行扑救，其实这个大多数人的“第一反应”存在极大的隐患。消防部门解释说，火苗在引擎盖内烧着，一旦打开引擎大量空气涌入，就会加剧燃烧，增加扑灭难度。所以遇到车头起火不可以打开引擎盖灭火。
消防部门指出碰到车头起火的准确解决方式是连忙靠边停车，将车里的人撤退。同时把车上的灭火器拿进去后，对准进作风栅的缝往里喷，或许将引擎盖关上一条缝而后从缝隙中对准火苗放射，灭火的时分还要注重举措敏捷，最好在一两分钟内实现，由于个别5分钟后，火势就会加大，逐渐蔓延到油箱，就会形成伟大丧失。个别用灭火器喷进去的泡沫封堵引擎盖周围的缝隙，上面还有引擎盖闷着，连封带灭，个别很快就由明火变为烟雾，火势就基础就燃烧了。在灭火历程中应敏捷向消防部门报警，要求支援。
消防官兵还提示，司机要常常检讨车上的灭火器，避免遇上突发状况时，灭火器“失灵”。灭火器与食品一样，也有保质期。假如干粉灭火器结块或受潮生效，应及时到消防器材销售处从新填装。此外，灭火器寄放一段时光后，罐中的压力会增添，曝晒肯定时光后，压力又会增添；当指针指在绿色区域时，标明压力正常，可平安运用。
第1篇：汽车维修实习报告
一、实习目的
经过二年专业理论知识的学习,现在踏身于实践当中,理论与实践的结合,使我学习到一些:
(一)不良反应的处理办法
(二)汽车发动机和空调系统散热不良，造成水温过高会出现以下几种故障现象及解决方法
(三)转向系零件的检查与维修
(四)转向系零件的检查与维修
(五)对密封性能处理的要点
二、实习内容
(一)不良反应的处理办法
1、不良反应：车下滴漏出一摊莫名其妙的液体，且冷却液的液面高度下降。
原因：通常情况下造成滴漏的原因是连接冷却液箱和发动机间的橡皮管有裂缝。
解决方法：变质的冷却液防锈品质下降，不但容易导致散热器、管路、软管等部件的损坏，而且因冷却液的主要成分是乙二醇，滴漏到地上也会造成环境和空气污染。但我们很难通过目测判断冷却液是否变质，所以要定期更换冷却液，切莫等到出现故障再去更换冷却液。一般建议车辆每行驶4万公里或两年须更换新的冷却液，另外每两年须更换冷却风扇皮带。
2、不良反应：发动机点不着火。
原因：发动机的启动是靠电瓶的电流推动火花塞点火完成的，因而启动系统出现故障，很可能是由于电瓶生锈或者电瓶滴漏造成的。
解决方法：每一两个月要查看电瓶内的电瓶液是否充足。如果不足，可添加蒸馏水至适当的高度。目前轿车大都采用免维护电瓶，则不可擅自加水。此外，每年都要检查一下电瓶的正负端接点有无生锈或污浊的现象。如果有，要及时到4S店清除干净，以保持电路的畅通。电瓶修复后，可延缓电瓶的报废时间，减少资源浪费和废弃电瓶对环境的污染。
3、不良反应：发动机排气的噪声增加，废气排放也超标。
原因：发动机的废气经高温发生氧化作用，很可能导致排气系统泄漏。
解决方法：检查排气系统的管路、接口处是否被废气腐蚀，接口垫有没有被冲坏。若发现排气系统泄漏应及时修理或更换泄漏的部件。每年检查一次不仅可以保证排气系统正常运转，更重要的是减少尾气中有害物质对环境的污染。
(二)汽车发动机和空调系统散热不良，造成水温过高会出现以下几种故障现象及解决方法：
1、在交通不畅－堵车或长时间怠速时，发动机水温表显示过高，电子风扇高速挡工作时间过长，发动机噪音增大，气温过高开空调时故障最为明显。
解决方法：热车后，检查防冻液储水罐上端的回水管回水情况，若回水不畅或堵塞会造成水温过高。
提醒：在维修中不要盲目拆件和换件。
2、在气温过高开空调时，怠速不稳转速浮动过大，急加速无力，发动机有异响。
解决方法：检查冷凝器与水箱之间的灰尘是否过多，用高压气彻底清洗，保证水箱和冷凝器有良好的散热性能。
提醒：平时注意擦拭冷凝器与水箱之间的灰尘。
3、热车熄火十几分钟后，在启动时不容易着车；热车行驶时有时会自动熄火。
解决方法：在热车时，检查水箱上下水管的温差，如果温差太大，需要检查节温器的开度和水泵是否有转速丢转的故障。
提醒：水箱上下水管的温差不能太大。
4、冷车时空调制冷温度很凉，热车时空调制冷效果不明显；而且空调系统内有较大的共振嗡鸣声。
解决方法：由于防冻液的添加和更换不规范，会造成发动机水道和水箱提前堵塞，出现水温高的现象。防冻液两年更换一次，在更换和添加时必须使用原厂配件。
提醒：发动机冷却系统内加入水后，或者加入的防冻液的浓度超过了60％以上，都会造成水温过高。
5、车平时没什么毛病，可是最近在行驶时离合器老有异常响动。请问遇到这类情况车主该如何应急？异响的原因是什么？
故障分析：当踏下离合器踏板时，能清楚地听到离合器部位有异响；当放松踏板的一瞬间更为明显，导致这种情况的原因主要是：离合器压盘弹簧折断或分离轴承松动；离合器钢片碎裂；离合器分离杠杆折断、磨损过度或分离杠杆调整螺栓折断。大多是离合器分离轴承出现了质量问题。这种情况更提醒车主要及时去维修。提前去维修，也许车主只需要更换分离轴承和导套，但如果长时间拖延，将会导致要更换一系列的东西，而且费用会更加昂贵。
如果车主遇到这种异响，也不要过于惊慌。首先应该和前车保持一定的车距，将汽车停在适当位置，拉紧手制动器，垫好三角木，将变速器挂入空挡位置。然后司机可以打电话咨询4S店，了解一些具体的应急操作方法，或者低速行驶将车开到4S店尽快维修。
(三)转向系零件的检查与维修
1.转向柱与转向管柱的检查
1）检查转向柱与转向管柱的变形与损坏情况
不允许补焊或矫正，若变形或损坏严重必须更换。检查转向柱轴承的磨损与烧蚀情况，严重时应更换。
2）转向传动轴万向节的检查
用手检查万向节在十字轴的两个方向的径向间隙，若发现有间隙时，应更换万向节的轴承。拆卸万向节时，先将轴承拆下，再拆下十字轴（拆前做好万向节与传动轴的对正标记）。装配时，应先将万向节与传动轴的对正标记对准，先装上十字轴，然后用台钳压人轴承。
3）转向柱支承环的检查
捷达轿车转向柱支承环的检查。检查转向柱上支承环的磨损与损坏情况，严重的应更换。
4）安全柱销及橡胶支承套的检查
桑塔纳轿车安全柱销及橡胶支承套的检查。检查转向柱上的安全销是否损坏，橡胶衬套及聚乙稀套管是否损坏。检查橡胶支承环是否老化、损坏。检查弹簧是否损坏或弹力减弱。
2.转向器的检查
1）机械转向器的检查
检查转向小齿轮与齿条有无磨损与损坏，转向器壳体上是否有裂纹，并注意转向器上的零件不允许焊接或矫正，只能更换。还要检查轴承及衬套的磨损与损坏，以及油封、防尘套的磨损与老化情况，并及时更换之。
2）转向减振器的检查
桑塔纳轿车转向减振器的检查。检查转向减振器是否漏油，规定油量为86mL。
检查转向减振器的行程。工作行程L应为最大长度（Lmax）556mm与最小长度（Lmin）344.5mm之差，为211.5mm。行程不足时应更换。
检查转向减振器的阻尼力，最大阻尼载荷为560N，最小阻尼载荷为180N（在试验台上进行）。
检查转向减振器的支承是否开裂。
检查转向减振器端部的橡胶衬套是否损坏老化。
3）动力转向器的检查
检查所有漏油处，更换全部O形圈及密封垫。液压分配阀若有问题必须整体更换或更换分配阀上的密封环。检查小齿轮、齿条是否损坏。检查轴承、油封是否损坏。检查防尘罩是否损坏与老化。检查转向器外壳是否有裂纹和漏油处。
3.动力转向油泵的检查
动力转向泵所有金属元件的清洗只能使用酒精。流量控制阀的检查，检查流量控制阀，保证其能在泵壳、泵体孔滑动自如，若卡住，检查控制阀的泵壳、泵体孔是否存在杂质、刮痕和毛刺。毛刺可用细砂布去掉，若阀或泵壳、泵体有损坏而不能修复，则对损坏件进行更换。
流量控制阀只能作为一总成来维修，不能对它解体。从阀的进入口加液压时，应能顺利进入。当堵住一个阀孔，从阀孔朝阀内反方向加压时（400-490kPa），空气不应从阀孔流出。
检查前压力板和后压力板表面是否与泵环接触良好。安装时要保证其与泵环（定子）平行，检查所有零件是否有裂纹和擦伤，更换损坏的零件。前压力板、后压力板及泵环（定子）上抛光度高的表面总是存在正常的摩擦痕迹，不要把这些看成是擦伤。
检查泵轴轴套、轴承，若损坏则更换。将轴承从泵轴上压出，再压入新轴承。
检查所有转子叶片在转子槽中是否运动自如，叶片与转子的槽侧隙，使用间隙为0.028mm，超过时，应更换叶片。
检查泵轴花键是否磨损，泵轴是否有裂纹和其他损坏，更换所有过度磨损和损坏的零件，更换一新泵轴卡环。
检查泵壳是否有磨损、裂纹、铸造砂眼和损坏，有所列任一情况，则更换泵壳。
检查压力软管和控制阀塞子，若损坏则更换。
检查端盖卡环，若损坏，则更换。若卡环发生扭曲或变形，不能再用。
若不能肯定卡环好坏，则予以更换。
检查转子与定子的径向间隙，用塞尺8检查转子7与定子9的径向间隙。使用极限为0.06mm，超过时应优先更换定子（与转子有相同的标记的）。
4.转向横拉杆的检查
1）检查横拉杆是否弯曲
必要时校正。检查调整螺栓的螺纹有无乱纹现象。
2）转向横拉杆球头的检查
检查转向横拉杆内、外球接头（球头销）的转动力矩和摆动力，用弹簧秤检查内、外球头销的摆动力分别应为5.9-51N和6.9-64.7N。用扭力扳手检查转向横拉杆外球头销的轴向间隙应为0，转动力矩应在0.3-4.ON·m，若达不到要求，则应更换球头销。
3）连接支架的检查
桑塔纳轿车连接支架的检查。检查连接支架、连接件和减振器支架有无断裂和变形现象，检查转向横拉杆内衬套是否损坏和老化。
(四)汽车变速器的拆装注意事项：
1、先卸下万向节螺钉，使变速器和传动轴的万向节分离；再卸下离合器罩螺钉，使变速器和离合器分离；如果是远程操纵的变速器，则将操纵机构与变速器本体分离最后将变速器从汽车上拆卸下来。
3、拧下放油螺塞，放净变速器中的润滑油，再拧好油螺塞
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