某輕型商用車發動機機油稀釋問題的分析及對策

摘要：通過調查分析某輕型商用車發動機機油稀釋的根本原因，發現該車型出現發動機機油稀釋的根本原因為發動機噴油策略不完善，疊加用戶在冬季長期短距離行駛，發動機長期處于低溫的工作狀態，未燃燒的汽油被活塞帶入油底殼且無法蒸發，進而出現機油稀釋的現象。解決該質量問題的對策包括改善發動機冷啟動階段噴油嘴的噴油策略和燃油自學習值策略，同步實施用戶關懷措施等。該質量問題的解析思路及對策分析，對整車問題解析、對策有較強的指導性。

關鍵詞：輕型商用車；發動機機油稀釋；發動機抖動；噴油策略

中圖分類號：U473 收稿日期：2022-12-13

1前言

汽車發動機經過近百年的發展，其技術依舊在不斷地創新和發展，如依據噴油技術區分有缸內直噴式發動機和傳統電噴發動機。缸內直噴（GDI），即直接將燃油噴人氣缸內與進氣混合的技術，優點是油耗量低、升功率大，壓縮比高達12，與同排量的傳統電噴發動機相比功率與扭矩都提高了10％左右。缸內直噴發動機要求燃油以極高壓力直接注入于燃燒室中，使汽油有更好的霧化效果，提升燃油、空氣的混合效率。一旦汽油的霧化效果不佳或者噴油策略不佳，過多的汽油將未被燃燒并形成汽油掛壁現象，并隨著上下往復的活塞進入發動機油底殼中，導致出現發動機機油稀釋的問題。

本文通過分析某輕型商用車發動機機油稀釋的根本原因，探究發動機機油稀釋對于該輕型商用車功能、性能的影響，并提出改善建議和對策。

2某輕型商用車發動機機油稀釋的現象

根據市場反饋，該輕型商用車在北京、天津、河北、新疆等區域，在冬季時有多名客戶反饋車輛出現發動機怠速時抖動、發動機故障燈點亮等情況，個別嚴重車輛發動機直接熄火。客戶將車送至經銷商處檢查時，發現車輛發動機的機油液位明顯上升，已經超過最高刻度線，且機油中有強烈的汽油味（圖1）。下面以此為例展開分析。

該問題累計投訴案例達到74例，對客戶的影響較大，嚴重影響客戶正常使用車輛，且對該車型的品牌口碑造成不利影響，需盡快分析該車型出現發動機機油稀釋的根本原因，并盡快實施對策，解決客戶的問題，保護車型的良好口碑。

3某輕型商用車發動機機油稀釋的原因和影響

3.1發動機機油稀釋的理論分析

以某品牌1.5T缸內直噴發動機為例，對發動機機油稀釋進行理論分析，如圖2所示。

a.在發動機冷機階段，發動機缸內直噴汽油霧化不良，液態汽油滴附著在發動機氣缸壁產生濕壁效應（圖2a）。

b.缸壁上的液態汽油被上下往復運動的活塞帶入油底殼（圖2b）。

c.冬季發動機處于頻繁的冷機工作狀態，導致油底殼中持續混入大量汽油，發動機機油液位將明顯升高（圖2c）。

d.當發動機進入熱機階段時，油底殼機油溫度上升，油底殼中混入的汽油逐漸揮發（圖2d）。

e.油底殼中揮發的汽油通過PCV曲軸箱通風系統進入發動機氣缸內重新參與燃燒（圖2e）。

f.當PCV曲軸箱通風系統過量揮發汽油將影響發動機正常工作，導致發動機故障燈點亮（圖2f）。

3.2該輕型商用車機油稀釋的原因分析

問題分析團隊采取頭腦風暴的形式，對目標車型發動機機油稀釋可能產生的原因從人、機、料、法、環等方面制作魚骨圖，進行逐一排查，如圖3所示。

經過排查，料、法等檢查項目均無異常，進而對人、機、環等項目進行重點調查分析。

要因“環”即車輛使用環境：故障僅發生在冬季，通過分析車輛故障數據發現故障案例分散，南方地區也有少量故障車輛，數據差異不大，如圖4所示，說明車輛使用地域與故障數量無明顯關聯性，僅與車輛的使用環境溫度有強相關性。

要因“人”即駕駛員習慣：通過分析典型客戶車輛的用車習慣，發現故障車輛每天行駛距離小于40km，如圖5所示。故障嚴重的車輛每天行駛距離小于20km，單次行駛距離低于5km，行駛時間小于10min，此種駕駛情況下車輛發動機依舊處于熱機階段，未達到最佳工作溫度，油底殼中的汽油無法被蒸發，極易發生機油稀釋問題。

要因“機”即車輛動力總成：首先對車輛的硬件進行檢查，包括發動機氣缸壓力、氣缸泄漏量測試、燃油壓力測試、噴油嘴泄漏量測試、噴油嘴噴射測試、電磁閥真空負壓測試、進排氣系統等，發現硬件均無異常。如圖6所示，通過對比分析故障車輛數量，同一套動力總成硬件，新舊版本軟件的故障率差距較大。新軟件故障數量占比達到90%，而舊軟件故障占比僅為10%。對比分析新舊軟件的差異點，發現新軟件在冷機啟動階段，噴油策略中單次點火三次噴油時間較短，而單次噴油時間較長。舊版本軟件則三次噴油時間較長，單次噴油時間較短。對于發動機燃燒室每次噴油過程，多次噴油的霧化效果明顯優于單次噴油，將有助于燃燒做功。

通過對“人、機、料、法、環”五個要素的分析，該輕型商用車發生機油稀釋故障的主要原因為單次行駛距離較短，發動機未達到正常工作的溫度，進入油底殼的汽油無法蒸發并通過曲軸箱通風系統進入燃燒室參與燃燒，導致累積至油底殼的汽油逐漸增多由此出現機油稀釋的現象。

3.3機油稀釋對車輛功能的影響分析

當該輕型商用車出現機油稀釋現象后，在發動機冷啟動階段，由于過多的汽油蒸汽通過曲軸箱通風系統重新進入燃燒室參與燃燒，導致發動機的燃油自學習值和發動機噴油策略發生變化，噴油嘴噴油過少導致發動機出現稀薄燃燒的現象，發動機出現怠速抖動，嚴重時將發生發動機熄火和發動機故障燈點亮現象，嚴重影響客戶正常使用車輛。

4問題解決方案

4.1改變噴油策略

在同一套動力總成硬件的情況下，新版本軟件的故障率遠遠大于舊版本軟件。雖然舊版本軟件也存在機油稀釋的情況，但故障率很低，客戶投訴少，因此將發動機冷啟動階段的噴油策略變更回舊版本狀態，即發動機冷啟動階段，延長噴油嘴三次噴射的時間，提高冷啟動階段汽油的霧化效果，減少過多的汽油掛壁并進入油底殼，以減緩發動機機油稀釋的現象。

4.2改善發動機冷啟動階段的燃油自學習策略

啟用油稀釋模型，當發動機機油稀釋濃度過高時，在開環階段，將燃油自學習值設定為一個安全的水平，規避由于噴油量過少的稀薄燃燒而導致的發動機怠速抖動現象。當發動機進入閉環階段后，回到正常的燃油自學習值模式，正常的燃油自學習值始終存在，OBD診斷將始終基于正常的燃油自學習值。該解決方案只能改善發動機冷啟動時的燃燒狀況、緩解怠速抖動、發動機怠速失速的問題，但無法改善或減少發動機機油稀釋。圖7顯示了發動機標定修改策略。

4.3用戶關懷措施

當用戶進入經銷商店進行維護保養時，提醒用戶注意定期檢查機油，當出現機油稀釋的情況時，可適當增加發動機熱機時間以及車輛行駛距離，讓發動機溫度進入正常的工作狀態，將過多的汽油蒸汽通過曲軸箱通風系統進入燃燒室參與燃燒，減少油底殼中的汽油。當出現發動機機油稀釋問題嚴重的極端客戶時，實施免費更換機油等保養措施，保護品牌口碑。

5結語

本文通過運用魚骨圖法對某輕型商用車缸內直噴發動機機油稀釋問題的詳細分析，鎖定了該問題的根本原因，并采取了針對性的改善方案，包括車輛本身動力總成軟件的改善以及用戶的關懷措施等。但非常遺憾的是，本文所采取的對策僅能改善機油稀釋現象而不能完全解決機油稀釋的問題。如需完全解決該輕型商用車機油稀釋的問題，需重新開發整個動力總成的軟硬件，包括動力總成匹配、標定、驗證等，周期長費用極高，無法快速解決市場上客戶的緊急需求，希望在后續車型開發過程中能吸取本次經驗教訓，進而規避該問題。同時，市場上多個品牌的車型出現過發動機機油稀釋的問題，各個品牌也采取了相應的措施應對。本文所采取的問題分析手法、解決對策等對后續其他主機廠具有一定的參考價值。