詳解“燃油稀釋”問題的來龍去脈

東風本田 CR-V機油門事件最近可謂是鬧得沸沸揚揚,那麼,這次的機油門事件到底是怎麼回事?到底是車企不負責任,還是消費者過度維權?還是有好事者惡意誤導?

詳解“燃油稀釋”問題的來龍去脈

我們首先回到事件本身,就用戶最為關心的東風本田“機油門”事件到底有多嚴重、他們提出的解決方案是否可行進行分析解讀。

燃油稀釋是結果,本因是什麼?

關於“機油門”事件,現象描述出現最多的是“機油增多”。東風本田方給出的解釋是由於附著在發動機氣缸內壁的燃油通過機油環進入曲軸箱,混入機油導致的。也就是我們常說的燃油稀釋問題。

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注:所謂的燃油稀釋,就是部分沒能夠參與燃燒的燃料沿著缸壁流入了油底殼,從而導致機油被燃油稀釋。

這是否是真實原因暫且不表,畢竟燃油稀釋率的控制對本田這個級別的廠家來說,是不應該犯的錯誤。但就事件現象來說,它確實帶有大量燃油稀釋的特徵和可推斷條件,比如燃油稀釋問題通常會集中出現在缸內直噴小排量渦輪增加發動機中。此次東風本田集中在1.5T直噴發動機上,而雪鐵龍集中在C4L1.6T,長安則集中在CS75 1.5T發動機中,驗證了這一現象。

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注:缸內直噴是直接將燃油噴射在缸內,在氣缸內直接與空氣混合,再由EUC控制吸入的空氣量精確地控制燃油和噴射量和噴射時間,它的好處是能降低油耗,提高發動機的動力性能。

為什麼這類發動機容易中招,比如除ECU控制不當外,小排量缸內直噴發動機的工作機理也是原因之一,我們知道為了獲得大馬力,它會在冷啟動時噴射過量的汽油製造濃混合氣,並且汽油還是以極高的壓力噴射到氣缸中。

目的是達到了,但這會導致一部分汽油被噴射到汽缸壁上沒有被充分霧化,這些燃燒不完全的汽油會與汽缸壁上的機油膜混合在一起,在活塞環的刮磨作用下,液化的汽油會進入曲軸箱中與機油混合,逐漸積累就會造成機油增加(也就是燃油稀釋問題)。

作為佐證,我們可以發現此前的老款CR-V使用的進氣道噴射2.0L和2.4L發動機並沒有發生這一現象,這是因為進入氣缸的都是油氣混合氣,沒有液態汽油,根本不會出現噴油打溼缸壁的現象。

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當然有人會問了,我們不是有油氣分離器嗎?這貨就是用來幹這事的呀。但很遺憾,當今的油氣分離器並不能完全解決這一問題,最典型的例子就是大眾燒機油問題了,當年沸沸揚揚的燒機油事件,與油氣分離器分離不出液態機油有直接關係(集成在油氣分離器內的PCV閥存在缺陷)。

那是不是說,東風本田的油氣分離器出現了問題呢?也不一定,畢竟網上並沒有集中報道油氣分離器中存在液態機油大量殘留的問題(大眾存在)。但很明顯,趨向於日用、避免積碳的設定下,加上出於成本控制角度考慮,此款發動機未使用VTEC系統,所以不排除東風本田選擇了保“回爐氣”,強化燃料利用率,寧可增大冷凝水等進入曲軸箱的風險。

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除發動機特性和目標受眾設定外,燃油稀釋和環境溫度有十分緊密的正相關關係。研究表明,當水溫低於油溫20℃時,稀釋率會增加10倍之多。雖然提高發動機冷卻水溫度和油底殼機油溫度能夠對燃油稀釋提供良好的保護屏障,但在寒冷的北方,其實施難度可想而知。

所以,為了解決這一問題,必然需要增加啟動時的加濃噴射時間,但很顯然它又會增加風險出現的概率。在這些連環因素的影響下,本次東風本田機油事件集中爆發在北方就不意外了。

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當然,並不是所有缸內直噴發動機都會表現出如此明顯的燃油稀釋問題,這是因為針對發動機燃燒室、熱管理設計、噴油器選型匹配、ECU標定參數(噴油壓力、噴油相位、進排氣相位、冷機空燃比控制等)等參數,各廠家的注重點各不相同。

而本田的這款1.5TGDI發動機容易中招,可能還是與其設計傾向有關,想要壓榨出更大的馬力勢必要付出代價。這並不是貶低這款發動機的意思,但很明顯與自家的1.5 NA GDI發動機相比,額定扭矩和最大熱效率分別提升了約45%和10%,在結構未發生鉅變的情況下,必然需要提升噴射燃油量、噴射脈寬和噴射壓力,稀釋的傾向自然也會增大。

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注:1.5T GDI發動機在缸徑和衝程數據上與自然吸氣版本保持相同的數據,缸徑為73.0mm,衝程為89.4mm。

不必驚慌,結構和設計不存在缺陷

在眾多聲音中,東風本田這款1.5T發動機存在結構缺陷是其中之一,比如就有說由於活塞環失效(比如多度磨損、彈力下降)導致其與氣缸之間存在竄漏,引起機油增加。

但很明顯,如果真出現了這一問題,發動機會出現動力明顯衰減、冒黑煙或藍煙、機油消耗增多、尾氣排放值升高、嚴重的甚至出現燒機油或因積碳嚴重而拉傷氣缸等現象。然而事實上,很多涉案用戶是在機油門事件集中爆發後才意識到這一問題的,而且本次是機油增多而不是減少。所以本次事件,應該不是零部件缺陷的問題。

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當然,還有一種看法,認為側置噴油嘴設計不應該出現在這裡,天涯君對此比較認同,畢竟側置的噴油器設計相比中置噴油器會更容易發生燃油溼壁(燃油稀釋必經歷過程)。但這並不能被定義為一種設計缺陷,畢竟側置噴油霧化可以藉助缸內進氣氣流帶來的縱向滾流,讓油霧和空氣更充分的結合,提高燃燒效率。

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而且這種設計還有結構簡單、維修方便、對缸蓋和氣門室蓋設計的要求不高等優點,這樣的特性對追求大馬力小排量的發動機是很有吸引力的(大眾EA888也是側置噴油嘴)。

刷ECU是否管用?

雖然投訴量巨大,但好在尚未有因機油液位升高導致發動機損傷的報道,這對廣大車主和東風本田都是一劑安慰。根據東風本田內部調查,就現今的機油粘度下降程度看,它對發動機損害並不大,沒有出現擦傷、異常磨損、壽命降低等問題。

東風本田官方提到通過本次改善,預估99.5%問題都可以解決。從最壞的角度看,我們先來分析下這0.5%。由於條件複雜,這裡的0.5%具體針對哪種特殊情況,我們很難下結論,但很明顯機油嚴重超標的必然在其中。

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就這點東風本田自己也並沒有否認,從本田公佈的關於“機油液位上升對機能的影響確認”報告中,我們可以看到當機油超標尺上限31mm時,有可能出現油壓波動、PCV通道被堵塞,最終導致無法保證發動機機能的情況。

當然,我們也不用太驚慌,一來從調查結果看,機油液位超上限20mm以下的佔95%,30mm以上的佔到0.003%,再者也尚未收到因機油增加導致的發動機損壞的投訴。很顯然,為了徹底解決這一問題,東風本田這是做了最壞的推測。至於如果真的不幸中招,從東風本田對此次事件的態度看,大家完全可以放心會得到妥善解決的。

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極端情況暫且聊到這裡,我們再分析下刷ECU的可行性。

按東風本田方的計劃,他們將通過調整燃油噴射時機、發動機點火時機及轉速,加快發動機升溫,讓機油中混入的燃油儘早揮發以再次燃燒從而有效控制機油液位升高。

也就是說東風本田計劃在不改變噴油量的前提下(為了不影響油耗),通過調整噴油正時(也就是噴射時機)來減少燃油溼壁問題。當然單獨調整噴油正時還不夠,為了減少燃油溼壁問題,發動機點火時機和轉速也得一併調整,具體的調整方案暫不明確,但這二者調整後的最終效果東風本田已經告訴了我們——能加快發動機升溫。從以上介紹我們知道,加快發動機升溫可以大大緩解燃油稀釋問題的。

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注:事實上發動機點火時機和轉速確實與發動機升溫速率密切相關,比如提高目標轉速可以吸入更多的空氣,從而可以噴射更多的燃料參與燃燒產生更多的熱能,從而加快升溫速度。

關於刷ECU衍生出的另一個爭端,在於它是否會影響發動機的油耗和動力表現。由於東風本田並沒有提供更詳細的方案,暫且不表。但要說明的是,並不是刷ECU改變原設定就一定會讓汽車發生很大改變,特別是針對某一特定問題獲得的最優解,有時也可能會達到殊途同歸的效果。

而且就東風本田給出的方案看,他們本次目標也是在儘可能不影響其他性能的前提下,給出最優解。退一步說,如果刷ECU真有如此大的差異,工信部也是需要進行認證的,現在看來他們並沒有這一打算。再說了,我們真有自信能完全發揮本田發動機的全部性能嗎?即便它真被封印了一部分能量,並不代表就會屈於人下。

總結:

回顧東風本田機油門事件,我們似乎能梳理出這樣的脈絡:為了壓榨更多的動力,並平衡出足夠出色的油耗表現,在此基礎上還要儘可能的壓低成本,本田這款1.5TGDI發動機使盡了渾身解數。

事實上結果也是如此,它的最大熱效率達到了驚人的38%,一舉超過了豐田8AR-FTS型2.0L直列四缸渦輪增壓發動機和豐田8NR-FTS型1.2L直列四缸渦輪增壓發動機(這兩者最大熱效率皆為36.2%),成為新的世界第一。

但終歸這是一款全新的發動機,說它是追求極致也好,激進也罷,有點毛病並非就一定要否定其全部。而隨著東風本田準備召回,本事件已經開始進入下半程。就東風本田現在給出的解決方案來看,用戶並不需要太過擔心。而對於東風本田而言,下一步如何做好召回管理工作,確定好更加細緻且行之有效的流程,是不得不重視的問題。


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