汽车发动机失火故障的诊断方法研究

陈桂勇

单位：东风柳州汽车有限公司，邮编：545005

摘 要:本文主要针对汽车发动机诊断失火故障的方法展开深入的研究，先阐述了研究汽车发动机失火故障诊断方法的意义，然后又提出了几点切实可行的诊断方法，主要包括曲轴转速诊断方法、缸内压力诊断方法、振动信号分析法、废气分析法、信息融合法，进而使其能更好地诊断汽车发动机失火故障。

关键词:汽车发动机；失火故障；诊断方法

引言：

在发动机常见故障中，失火作为最主要的一种故障类型，且引起失火原因相对而言比较多，还有就是不管是油路还是电路部分如果出现问题的话，很有可能出现发动机失火故障，这种情况难以提高发动机运转的平稳性和动力性，还会由于燃烧不完全燃烧致使增加排放污染，所以明显的体现汽车OBD II系统起到的重要意义，因为通过这一系统能全面的检测出发动机失火故障。且在实际检测期间，如果检测出失火现象，在能将发动机故障灯点亮的基础之上，还能实现故障代码的设置，便于更好地查询。而且如果发生失火故障很有可能影响到发动机性能，所以应高度的重视汽车发动机失火故障，并采取有效的诊断方法，适当加强对OBD II系统的应用。

一、汽车发动机失火故障的概念

在汽车众多部件中，发动机作为一种核心部件，而且就当前的情况来看发动机不仅有非常多的种类，还有非常多的型号。但不管会那种类型汽车发动机，在实际工作的过程中都避免不了混合性气体产生，这都会让汽车气缸内压力发生改变。一般慢性燃烧循环和部分性燃烧循环以及失火性燃烧循环作为汽车发动机燃烧循环工作的类型。慢性燃烧循环在正常工作状态下，气缸压力会在46%左右；而失火性燃烧循环会降低气缸压力，将其称为负压，所以有必要积极的研究发动机失火性燃烧循环。

二、研究汽车发动机失火故障诊断方法的意义

如今汽车已经成为人们出行的一种现代化交通工具，且汽车发明让人们的生活方式发生改变。在当今社会，随着经济水平不断的提高，汽车逐步得到普及已经成为大众消费品。且由于汽车得到普及不仅给人们生活带来便利，还带来一些问题，尤其是交通安全和能源消耗以及环境污染问题。在汽车动力系统中，发动机不仅作为核心还作为汽车动力的来源，且发动机工作的实际情况除了会关系到汽车的动力性和安全性之外，还会给其经济性和环保性带来一定的影响。其中对于发动机结构而言由于较为复杂，由于长时间处于使用状态，再加上使用条件较为恶劣，很有可能出现故障问题。其中在发动机常见故障中，失火故障作为常见的一种故障类型，这种故障是发动机气缸内混合气体没有正常燃烧故障，其主要在单缸上表现。且如果出现失火的故障，会降低发动机输出扭矩，输出功率还会下降，汽车动力不足，很有可能存在安全的隐患；还有就是出现失火故障原因与油气混合气体有关，其燃烧不够充分，燃油效率低，致使燃油存在浪费的现象。除此之外，失火时没有燃烧的混合气体会致使三元催化器失效，使得排放发生超标的现象，给空气造成一定污染。当前，还存在汽车尾气污染的现象，但随着人们环保观念日益增强，一些国家也都加强对汽车排放标准的制定。总体来说，如果出现发动机失火故障，除了会威胁到人们生命安全之外，还会造成环境污染问题，所以有必要加强对发动机失火故障诊断研究，采取有效的发动机失火故障诊断方法进行诊断。

三、汽车发动机失火故障检测的方法

（一）曲轴转速诊断方法

就当前的情况来看，曲轴转速诊断法作为汽车行业众多诊断方法中应用次数最多的一种方法，其中对于这种方法而言在具体应用期间主要原理为：如果汽车发动机发生失火的故障，会致使指示转矩下降，同时曲轴出角的速度还会发生一定改变，且当存在瞬时转速波动时，那么就是发生了汽车发动机失会故障问题，这作为这一故障发生主要现象。基于此，在进行汽油电控发动机工作的过程中还需要加大测量力度，其中这主要针对的是瞬时转速，所以瞬时转速作为诊断汽车发动机是否发生故障主要依据，对于诊断工作人员而言根据汽车诊断仪图形分析和示波器，一定程度上能实现数据波形变化图的获取[1]。

（二）缸内压力诊断方法

对于缸内压力诊断方法而言从本质上来讲和曲轴转速诊断具有相似之处。汽车发动机气缸内燃烧情况对气缸内压力情况起着决定的作用，所以针对汽车发动机，要想更好地诊断汽车发动机是否存在失火的故障，在具体诊断期间还需要结合气缸内压力的变化。对于发动机如果处于高速高压的条件，气缸压力对比正常情况会发生变化，这时当实现实时检测压力时，针对发动机是否存在失火故障，一定程度上能合理诊断出来。但对于这种缸内压力诊断方法而言还有缺点，为当发动机处于的条件是低速低压的条件，经过全面检测压力变化情况，并做到实时检测，如果发动机存在失火故障的话，是不能发现的。而且这种方法还需要较高的成本，还不便捷的加强对压力传感器的应用实现检测[2]

。所以这种方法在汽车发动机试验研究中应用次数是最多的。

失火故障数据预处理

经过相关的研究得知，其基于数据失火故障诊断这方面，信号处理与特征参数提取起着重要的作用还是关键，不仅有利于让失火故障诊断精度不断提升，还有利于实现诊断算法收敛故障数据处理，信号处理在让网络相应速度自适应多尺度形态梯度算法提升，且这在信号处理这方面还是最重要方法。而且在强噪声背景下，一定程度上能实现振动信号的提取，将发动机工作状态下有用分量提取出来。所以对于这种非负矩阵分解特征提取方法除了具有分类精度之外，如果发动机存在失火故障的话，还能更好地判断出来。

（四）振动信号分析法

如果发动机存在失火故障问题，缸内压力会下降，这时气缸很容易出现爆震的情况。基于此在失火故障诊断这方面，可将气缸振动信号作为主要的依据。其中在实际诊断期间可加强对振动信号分析法的应用，但对于这种方法而言需要从发动机机体入手，进行相应的测量，之后通过信号处理方法实现振动信号分析，将故障特征参数提取出来，实现对失火故障诊断分类系统的构建[3]。

（五）废气分析法

如果汽车发动机出现失火故障，气缸内混合气体燃烧不够充分，基于此不管是尾气温度还是排气噪声、尾气成分，在处于正常情况下会发生一定变化。所以要想将发动机气缸实际运行状态判断出来，可经过废气分析。研究人员在排气歧管上实现对温度传感器合理的安装，并加强对各气缸排气温度检测，且不管是正常状态还失火状态，经过分析排气温度实现分析[4]。在从排气噪声信号中实现对故障特征参数提取，并结合设定参数阀值判断发动机是否存在失火的故障。

（六）信息融合法

对于信息融合法而言是通过多传感器实现对多维度故障信息获取，并充分的融合这些故障信息视为机器学习算法的多为输入，进而训练故障分类系统。有研究不仅结合废气中各组分气体的密度，还结合发动机转速和扭矩运行参数，并经过粗糙集理论实现对样本输入样本简化，之后训练神经网络失火故障诊断模型。还有的研究通过故障拓扑分析实现对失火故障有关运行参数选取，尤其是一些因素构成的向量作为输入，如负载和转速以及进气温度等，经过相应训练得到神经网络失火故障诊断系统。

结束语

总而言之，要想实现对汽车发动机失火故障诊断，必须要采取有效的诊断方法，进而让失火故障诊断方法起到的作用得到发挥，由此达到排出故障目的，降低存在安全隐患的机率，进一步的推动汽车行业的发展。

参考文献：

杨家印.浅析汽车发动机失火故障诊断方法[J].内燃机与配件,2021(01):104-105.

[2]高一帆.汽车电控发动机的故障诊断方法分析及应用[J].科技资讯,2019,17(24):48+50.

[3]熊林伟,赖波,李亮涛.汽车电控发动机的常见故障诊断与维修方法分析[J].现代信息科技,2019,3(15):80-81.

[4]王良.汽车电控发动机故障诊断及排除方法分析[J].内燃机与配件,2019(08):155-156..