作為汽車最重要的組成部分，發(fā)動(dòng)機(jī)是車主最關(guān)注的汽車零部件。當(dāng)大眾、奧迪開始使用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，由于早期技術(shù)不成熟、地理環(huán)境不同、駕駛習(xí)慣等因素，導(dǎo)致不少使用該技術(shù)的車型都出現(xiàn)過機(jī)油損耗過快的現(xiàn)象，也就是如今人盡皆知的“燒機(jī)油”。這一次，若不是東風(fēng)本田1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)近期出現(xiàn)了“機(jī)油增多”的現(xiàn)象，或許消費(fèi)者還不知道，機(jī)油不僅會(huì)被消耗，還會(huì)“增多”。
一時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)油兩個(gè)關(guān)鍵詞又一次成了消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)。那么，機(jī)油液位上升的原因是什么？是否屬于車輛缺陷？官方回復(fù)的所謂“汽油混到機(jī)油中純屬正常現(xiàn)象”真的正常嗎？為此，記者采訪了發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的資深工程師，試圖解開其背后的謎團(tuán)。
機(jī)油增多是何原因
“其實(shí)對(duì)于機(jī)油增多這一現(xiàn)象，應(yīng)該叫做‘機(jī)油稀釋’。主要是因?yàn)槠团c機(jī)油發(fā)生了混合，致使機(jī)油量異常增多”從事汽車測(cè)試的唐先生告訴記者，“機(jī)油稀釋是缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)常見的技術(shù)難題，該問題需要在發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)階段通過大量試驗(yàn)來優(yōu)化設(shè)計(jì)，但即便再好的仿真模擬，也無法完全避免實(shí)際使用環(huán)節(jié)出現(xiàn)類似問題。”
機(jī)油的作用是潤(rùn)滑零部件，它與燃燒室本應(yīng)“井水不犯河水”，那機(jī)油稀釋是如何產(chǎn)生的？“它與汽油的霧化效果有直接關(guān)系。一般來說，在設(shè)計(jì)噴油器時(shí)，汽油的霧化效果很大程度取決于焦點(diǎn)的設(shè)計(jì)。因?yàn)橐坏┢蛧姷綒飧妆诨蚧钊斏?，就?huì)迅速凝結(jié)成液態(tài)，并順著氣缸壁流入曲軸箱，與機(jī)油混合。”唐先生如是說。正常情況下，汽油凝結(jié)并流入曲軸箱的過程是緩慢的。但在一些極端情況下，如：冬天以極低的速度行車，發(fā)動(dòng)機(jī)一直未能提升至正常的工作溫度，或者有其它因素疊加，都可能造成機(jī)油稀釋，使液面明顯升高。“未燃的空氣與燃油的混合氣，或已經(jīng)燃燒氣體，也會(huì)通過活塞與氣缸套中間的狹小通道，逃逸到曲軸箱當(dāng)中，這就是所謂的竄氣現(xiàn)象。”唐先生說。
目前，消費(fèi)者觀察機(jī)油的稀釋程度，主要是看機(jī)油標(biāo)尺的液位情況。但從更科學(xué)的方法看，對(duì)機(jī)油樣本采樣并對(duì)樣本做光譜分析，看其中含有多少非機(jī)油成分來確定機(jī)油稀釋程度更為準(zhǔn)確。一般認(rèn)為，3～5％的機(jī)油稀釋不會(huì)對(duì)機(jī)油的黏度造成損害，也不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作產(chǎn)生影響。而一旦超過了這個(gè)區(qū)間，就意味著影響已經(jīng)產(chǎn)生，需要找出設(shè)計(jì)與標(biāo)定上的原因。這些工作，都是在發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)前期完成的。
特別要指出的是，發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油稀釋試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)，都是在比較惡劣、比較極端的工況下進(jìn)行的，因?yàn)槿舭l(fā)動(dòng)機(jī)能夠在這些條件下滿足出廠要求，它就可以滿足絕大多數(shù)用戶的使用要求。
如何避免機(jī)油稀釋
正如唐先生所言，機(jī)油中混入汽油是所有車企都盡量去避免，但又無法完全避免的一件事。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，即使有油氣分離器等設(shè)備，依然無法保證機(jī)油的純凈度，這也是用戶每隔一段時(shí)間就需要對(duì)車輛進(jìn)行保養(yǎng)并更換機(jī)油的原因。
“在進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，廠商會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在不同負(fù)荷下的機(jī)油稀釋程度專門做試驗(yàn)。如果機(jī)油中混入了汽油，從顏色上就可以看出來不同。而且在設(shè)計(jì)噴油器時(shí)，一些國(guó)外的主機(jī)廠也會(huì)做透明的發(fā)動(dòng)機(jī)，來觀察實(shí)際霧化效果等發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。”唐先生說。
此外，低溫試驗(yàn)也是對(duì)機(jī)油稀釋進(jìn)行研究的必有環(huán)節(jié)。通過長(zhǎng)時(shí)間、低氣溫、高負(fù)荷的嚴(yán)苛測(cè)試，實(shí)際考量每行駛1000公里，機(jī)油增加了多少，是否在合理的工程目標(biāo)內(nèi)。“這個(gè)工程目標(biāo)，不同品牌的不同車型會(huì)有不同的設(shè)定。但一般來說，最起碼要在兩次保養(yǎng)的里程周期內(nèi)，機(jī)油稀釋的上升水平不會(huì)超過機(jī)油上限，這樣用戶只要按照標(biāo)準(zhǔn)更換機(jī)油就可以了。”從事發(fā)動(dòng)機(jī)研究的工程師汪先生告訴記者。
車企為何“中招”
雖然機(jī)油稀釋是直噴發(fā)動(dòng)機(jī)所面臨的共同問題，但實(shí)際上，并非所有直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油稀釋問題都會(huì)像此次“涉事”的1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)這樣嚴(yán)重。對(duì)于已經(jīng)造成的結(jié)果，業(yè)界做了幾種猜測(cè)。
首先，有看法認(rèn)為是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定相對(duì)更趨近極限。“對(duì)于SUV來說，動(dòng)力性本來不是最重要的，但對(duì)中國(guó)消費(fèi)者而言，很多人要么只會(huì)看參數(shù)表，要么就是在有限的試駕路程中盡可能將油門踩到底。”汪先生說。在排量相同的情況下，直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的賬面數(shù)據(jù)比自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的更好看。將小排量直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)與更大排量自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)對(duì)比已成廠商營(yíng)銷的一種噱頭，所以，廠商可能將發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定做得比較極致。“但這也會(huì)帶來很多問題，因?yàn)橐坏┢渌兞扛淖?，很多原先合理范圍?nèi)的數(shù)據(jù)就會(huì)變得無法控制。”汪先生說。
其次，工程目標(biāo)上可能存在問題。唐先生表示，雖然每個(gè)品牌都會(huì)設(shè)定工程目標(biāo)，但有些時(shí)候?yàn)榱思涌爝M(jìn)度，可能只做了部分常見工況的數(shù)據(jù)分析。例如只考慮到低負(fù)荷下的機(jī)油稀釋問題，而沒有考慮到高負(fù)荷下的機(jī)油稀釋問題。事實(shí)上，關(guān)于試驗(yàn)的論證，對(duì)于本田這種全球知名的主機(jī)廠來說，應(yīng)該會(huì)按標(biāo)準(zhǔn)流程來做。但不排除試驗(yàn)的環(huán)境與現(xiàn)實(shí)中的環(huán)境發(fā)生了差異，或是沒有重點(diǎn)關(guān)注冷機(jī)工況下的數(shù)據(jù)等情況。
當(dāng)然，有學(xué)者表示，也不排除企業(yè)在研發(fā)過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了機(jī)油稀釋的問題，但只在特殊條件下才會(huì)表現(xiàn)出來。迫于項(xiàng)目流程上的壓力，再重新調(diào)整硬件已經(jīng)來不及，于是只做了軟件上的彌補(bǔ)。
補(bǔ)救有難度
由于還不能確定這次機(jī)油液位升高的具體成因，所以專家都沒能給出具體的解決方案。“但如果是噴油器等硬件的設(shè)計(jì)問題，那由此導(dǎo)致的機(jī)油稀釋的問題基本上就無法解決了。一方面，噴油器閥座的開發(fā)，包括開模、生產(chǎn)、標(biāo)定，其成本在500萬元以上；另一方面，它的所有耐久性試驗(yàn)都需要重新進(jìn)行。一般來說，噴油器的耐久試驗(yàn)要做4000～6000小時(shí)。”汪先生說。
所以，對(duì)于主機(jī)廠來說，現(xiàn)在車企能夠做的補(bǔ)救工作，就是通過升級(jí)軟件系統(tǒng)改變噴射方式等。但其效果顯然不如直接改硬件那么有效，而且能做的改變很小，解決不了太多問題，所以機(jī)油稀釋其實(shí)應(yīng)該是早期開發(fā)時(shí)就該避免的問題。唐先生認(rèn)為，如果問題不能根治，那么廠商更多要考慮的應(yīng)該是盡快平息客戶的憤怒。事實(shí)上，涉事車企已經(jīng)表態(tài)將會(huì)延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)保修期，之后可能還會(huì)在冬季建議車主經(jīng)常到4S檢查機(jī)油，增加更換機(jī)油的頻率等。
“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;竟是它
起初，是消費(fèi)者對(duì)新技術(shù)的追求，使德系車率先推出的直噴加渦輪增壓技術(shù)得以迅速“上位”。近幾年，為進(jìn)一步提高燃料經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)方便采用渦輪增壓技術(shù)以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)小型化的需求，直噴技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。
缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器的布置有兩種形式：一種為頂置，把噴油器置于燃燒室頂部居中的位置；另一種為側(cè)置，噴油器置于偏向進(jìn)氣閥一側(cè)。這兩種布置形式在市場(chǎng)上都可以看到。其中，噴油器側(cè)置的情況下，噴出的油霧比較容易與進(jìn)氣滾動(dòng)氣流相混合，有利于組織良好的均勻混合氣，從而獲得更好的燃燒效率。因此，側(cè)置噴油器的應(yīng)用較廣泛一些。但，其弊端也是十分突出。正是由于其側(cè)面的布置形式，燃油更容易直接噴射到氣缸壁面或者活塞表面上，形成濕壁效應(yīng)。當(dāng)濕壁程度比較高時(shí)，碰到較冷的缸壁或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高的情況，汽油來不及揮發(fā)，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)油稀釋的問題。
但反觀傳統(tǒng)的進(jìn)氣道噴射技術(shù)，盡管噴射壓力低，霧化一般，但是由于噴射時(shí)間早，燃料有充分時(shí)間與空氣混合，不會(huì)發(fā)生燃料液體附著在氣缸壁面的濕壁現(xiàn)象，燃燒效率反而高于缸內(nèi)直噴，機(jī)油稀釋程度也低。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)也證實(shí)了這個(gè)結(jié)論，缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油稀釋度，一般是進(jìn)氣口或者進(jìn)氣道噴射的一倍左右，問題相對(duì)比較突出。
“在法規(guī)政策和消費(fèi)者需求的共同作用下，原來偏向使用自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的日本車企都開始使用直噴加渦輪增壓技術(shù)。但相比德國(guó)車企，日本車企的直噴加渦輪增壓技術(shù)稍微落后，才導(dǎo)致了這次事故的發(fā)生。平心而論，小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在要滿足油耗、排放指標(biāo)的前提下，還要做到與更多大排量自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)一樣的賬面數(shù)據(jù)，其技術(shù)難點(diǎn)將越來越多。”汪先生說。 |
