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為世界汽車第一產(chǎn)銷大國，2014年中國的各類內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)銷量達(dá)8200萬臺(tái)之巨，完完全全又是內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)銷的全球第一大國。但與國際先進(jìn)水平相比，中國仍然不能算是內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)國，為什么呢？其中最大的差距即內(nèi)燃機(jī)的可靠性。這是濰柴動(dòng)力股份有限公司副總裁佟德輝，5月26日于北京舉辦的第四屆內(nèi)燃機(jī)可靠性技術(shù)國際研討會(huì)上所做的表述。研討會(huì)由中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)分會(huì)主辦，內(nèi)燃機(jī)可靠性國際技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟等單位協(xié)辦，共有十多位專家分別從不同角度和議題，圍繞日益嚴(yán)格的排放與油耗法規(guī)及其給內(nèi)燃機(jī)帶來的挑戰(zhàn)性，就內(nèi)燃機(jī)整機(jī)與關(guān)鍵零部件可靠性、內(nèi)燃機(jī)與整車匹配可靠性技術(shù)的應(yīng)用以及內(nèi)燃機(jī)摩擦、磨損等多個(gè)方面展開技術(shù)探討和交流。
來自一汽技術(shù)中心發(fā)動(dòng)機(jī)部機(jī)械開發(fā)室主任蔣文虎認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性是指發(fā)動(dòng)機(jī)在規(guī)定的使用、保養(yǎng)條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按規(guī)定運(yùn)行的能力，一般用故障率進(jìn)行評(píng)價(jià)。發(fā)動(dòng)機(jī)的耐久性是發(fā)動(dòng)機(jī)在正常使用、保養(yǎng)條件下正常運(yùn)行到極限狀態(tài)之前的能力，是發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的特殊表達(dá)形式，一般用B10壽命進(jìn)行評(píng)價(jià)。B10壽命則是指發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，有10%的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時(shí)的運(yùn)行里程或時(shí)間。
蔣文虎表示，明確發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性與耐久性的定義與評(píng)價(jià)指標(biāo)，是發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性開發(fā)的前提。具體到一汽而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的策劃階段，要詳細(xì)定義出發(fā)動(dòng)機(jī)的失效曲線，即在策劃階段就已經(jīng)可預(yù)知發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性水平。例如，在一汽基于失效模型所進(jìn)行的零部件可靠性目標(biāo)分解模型中，對(duì)失效原因進(jìn)行分析判斷，如結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)原因、供應(yīng)商技術(shù)與質(zhì)量控制水平、材料不當(dāng)或工藝不滿足設(shè)計(jì)要求以及潛在失效分析等多個(gè)方面。蔣文虎認(rèn)為，市場(chǎng)真實(shí)的失效率曲線是評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)及質(zhì)量保證體系的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是下一代產(chǎn)品開發(fā)的輸入，而全生命周期發(fā)動(dòng)機(jī)可靠耐久性開發(fā)、發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)、升級(jí)、換代是不斷修改失效曲線的過程。
同樣是談到可靠性問題，來自清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的帥石金教授表示，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命根據(jù)其所匹配車輛類型的不同而不同。通常來講，柴油車的載質(zhì)量越大，對(duì)其壽命的要求則越高；歐洲第六階段排放法規(guī)，對(duì)柴油機(jī)壽命的要求比第四、第五階段要求則加嚴(yán)40%~60%；而在美國，2004年后的排放法規(guī)中，輕型、中型柴油機(jī)里程沒有加嚴(yán)，但使用年限增加了2年，重型柴油機(jī)里程則加嚴(yán)了50%；中國的柴油機(jī)壽命要求則參照歐洲體系。
作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的核心——電控共軌燃油系統(tǒng)，其磨損診斷與發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性有著密切的關(guān)聯(lián)。來自濰柴動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究院的副院長張展騰博士介紹，在對(duì)噴油器所做的基于轉(zhuǎn)速震蕩的噴油器噴孔磨損控制分析軟件中，當(dāng)噴油器由于顆粒磨損造成噴孔變大時(shí)，相應(yīng)的軟件可以識(shí)別噴孔的磨損量，并對(duì)實(shí)際噴油量進(jìn)行修正以保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，并可根據(jù)噴孔磨損的程度進(jìn)行相應(yīng)的提示（如報(bào)警、限制扭矩等）。通過從設(shè)定噴油量到噴油量預(yù)估、噴油器磨損量分析、修正MAP自學(xué)習(xí)、修正因子、外特性油量修正，直至發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)的策略架構(gòu)，可形成噴孔磨損后的應(yīng)對(duì)方案。例如，當(dāng)噴孔磨損程度較小時(shí)，可通過限制發(fā)動(dòng)機(jī)外特性噴油量在合理范圍內(nèi)，防止發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞；而當(dāng)噴孔磨損程度較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放及性能惡化較嚴(yán)重，此時(shí)通過限制噴油量已不能有效改善時(shí)，則進(jìn)行OBD（車載診斷系統(tǒng)）亮燈或進(jìn)行限制扭矩的措施，并提示更換新的噴油器。
在談到柴油噴射系統(tǒng)產(chǎn)品的驗(yàn)證工作時(shí)，來自博世汽車柴油噴射系統(tǒng)有限公司工程測(cè)試部的錢立彬介紹，通過可靠性工程，可以進(jìn)行可靠性需求分析、仿真計(jì)算、健壯性驗(yàn)證、耐久性驗(yàn)證、客戶驗(yàn)證和產(chǎn)品可靠性跟蹤等一系列工作。例如，在產(chǎn)品健壯性評(píng)估過程中，通過基于載荷分析的健壯性試驗(yàn)，可以驗(yàn)證柴油噴射系統(tǒng)部件對(duì)油品潤滑性的健壯性、對(duì)油品顆粒污染的健壯性以及對(duì)極端運(yùn)行條件的健壯性。最終，通過零部件試驗(yàn)、系統(tǒng)耐久性試驗(yàn)、整車試驗(yàn)等客戶驗(yàn)證過程，形成高質(zhì)量和高可靠性的產(chǎn)品。
來自AVL公司的項(xiàng)目經(jīng)理IlonaWeber女士則認(rèn)為，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)，需要關(guān)于該系統(tǒng)使用慣例的深入知識(shí)，系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)在各種不同車輛類型中典型的使用情況，車輛的使用慣例決定著動(dòng)力系統(tǒng)的使用情況，而不同的參數(shù)會(huì)影響到車輛的使用情況。在AVL的開發(fā)過程中，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)及其零部件而言，一個(gè)負(fù)荷分布情況分析應(yīng)當(dāng)給出特定部件的特定負(fù)荷細(xì)節(jié)。通過負(fù)荷曲線分析，可以盡早地獲得相關(guān)部件的負(fù)荷信息，并且在項(xiàng)目早期即獲取較好的負(fù)荷評(píng)估及系統(tǒng)使用情況評(píng)估，以保證開發(fā)的進(jìn)展和布局的精確性。
帥石金教授介紹，對(duì)重型柴油機(jī)后處理系統(tǒng)耐久性所做的大量試驗(yàn)和研究中，分別對(duì)柴油機(jī)后處理系統(tǒng)中的DOC（柴油機(jī)氧化催化器）、SCR（選擇性催化還原裝置）、DPF（柴油機(jī)顆粒捕集器）等主要部件進(jìn)行了包括熱老化、硫中毒、HC中毒、高溫失活、沉積物與灰分的累積等一系列試驗(yàn)與研究，并提出DOC的耐久性能直接影響到下游的DPF和SCR性能，DOC需根據(jù)DPF再生策略、后處理系統(tǒng)布置方案等進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)；而SCR耐久性影響因素很多，應(yīng)特別注意SCR催化劑材料的選擇及沉積物的控制；對(duì)于DPF，再生控制對(duì)其耐久性非常重要，精確可靠的DPF再生控制能有效提高DPF的耐久性能。
與內(nèi)燃機(jī)可靠性的議題相一致，中國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長兼秘書長邢敏，在談到我國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)“十三五”節(jié)能減排與綠色發(fā)展思路時(shí)指出，面臨國際先進(jìn)商用柴油機(jī)約160萬公里B10水平的挑戰(zhàn)，我國正在研究大于100萬公里的可靠性方案，并將從可持續(xù)發(fā)展的高度審視產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，強(qiáng)調(diào)在產(chǎn)品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)性的分析與評(píng)價(jià)。
