火花塞引燃发动机

故障现象 一辆2005款宝马740Li车，搭载N62B40A发动机，累计行驶里程约为26.3万km。热机状态下将发动机熄火，约10 min后重新起动，发动机偶尔会怠速抖动；将发动机熄火后立即重新起动，发动机工作正常，且车辆行驶一切正常。该车因上述故障在其他维修厂维修，维修人员用故障检测仪检测，提示气缸4失火，调换点火线圈和火花塞后试车，故障依旧；测量气缸压力，也正常；接着又更换了喷油器、VANOS电磁阀及VANOS执行器，但故障依旧，于是将车开至我厂寻求技术支持。故障诊断 接车后反复试车，故障出现。用故障检测仪检测，读得故障代码“29D3 DME熄火，7缸”，读取发动机运转平稳性数据，发现气缸7的运转平稳性数值为5.71，偏大，说明气缸7发生失火。用pico示波器和WPS500X压力传感器测量排气脉动和气缸7的点火波形（图1），分析可知，气缸7点火后180°曲轴转角与360°曲轴转角之间的排气脉动异常，而此阶段正好对应气缸7的排气行程，这进一步验证气缸7发生失火。之前是气缸4失火，现在怎么会变成气缸7失火了呢？观察气缸7的点火波形（初级点火波形），排除点火系统故障的可能。图1　排气脉动和气缸7的点火波形 测量故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形（图2），借助WOT（Waveform Overlay Tool，波形叠加工具，输入点火顺序可以生成发动机工作循环图，红色区域为做功行程，灰色区域为排气行程，蓝色区域为进气 行程，黄色区域为压缩行程）进行分析，发现气缸7进气门打开时对应的进气脉动波形下拉明显不足，由此推断气缸7进气不足。图2　故障出现时的进气脉动和气缸1的点火波形 如图3所示，宝马可变气门升程系统通过在其配气机构上增加偏心轴、气门伺服电动机、中间推杆等部件来调节进气门升程，调节范围为0.3 mm ~ 9.85 mm。分析认为气缸7进气不足是由进气门升程过小引起的，可能的原因有：气门摇臂故障；进气液压气门间隙补偿器（HVA）故障；气门升程调节机构（偏心轴、中间推杆、调节板等）故障；机油压力不足。本着由繁入简的原则，首先测量机油压力。1—气门伺服电动机；2—蜗杆轴；3—复位弹簧；4—槽板；5—进气凸轮轴；6—调节板；7—进气HVA；8—进气门；9—排气门；10—排气HVA；11—排气滚子式气门摇臂；12—排气凸轮轴；13—进气滚子式气门摇臂；14—中间推杆；15—偏心轴；16—蜗轮图3　宝马可变气门升程系统结构 测得热机怠速时（此时故障没有再现）的机油压力约为1 bar（1 bar=100 kPa，图4a），明显偏低（正常为2 bar左右）；将发动机熄火，长时间停放后测得冷机怠速时的机油压力不足1 bar（图4b），异常（正常为4 bar左右）。图4　故障车的机油压力 拆检机油滤芯，滤芯很脏（图5）；拆下机油泵总成，进一步拆解发现溢流阀安装孔壁磨损严重（图6）。诊断至此，推断机油滤芯脏堵及溢流阀磨损泄压导致机油压力不足，使进气HVA偶尔工作不良，气门升程过小，进气量不足，以致发动机热机状态下气缸随机失火。图5　机油滤芯很脏图6　溢流阀安装孔壁磨损严重故障排除 更换机油、机油滤芯及机油泵总成后反复试车，故障不再出现，故障排除。

LaVision最新推出EngineMaster inspex 系列产品用于在真实量产发动机上进行气缸内内窥式成像测量。 可以采用内窥式成像对发动机缸内运行过程进行可视化观测，从而对接近量产发动机运转状态进行优化。采用内窥镜的锁孔成像是一种“微创”技术，可用于缸内实时监测如燃料喷射注入，引燃，燃烧和碳烟生成等过程。和常规的压力传感信号相结合，内窥式成像将发动机运行效能和排放与缸内现象如预引燃，缸壁湿润以及颗粒物生成关联起来了。 EngineMaster inspex 产品序列的设计目标就是为发动机缸内喷雾和燃烧提供一种即开即用的可视化测量手段。系统包含了所有必须的部件：高分辨率数字彩色相机，配有成像内窥镜，内窥式喷雾和背景照明器件，发动机缸体密封插件，同步电子控制器和用于记录和成像可视化软件平台。系统具有三种可选型号，以适应各种不同层次的应用需求，最高可实现高速时间和完全曲轴角分辨成像测量。

国产岷山军用发动机　 记者日前从有关渠道了解到，备受各界瞩目的航空发动机重大科技专项，日前已经上报国务院，并有望于近期出台。　　根据已有信息，该专项预计投入至少千亿元资金支持国产航空发动机的自主研发与制造，这是迄今为止所有重大专项中投资规模最大的一个。　　业内人士预计，高达千亿的专项研发资金如果能落实到位，将有效弥补国产飞机发动机自主研发制造能力不足这一长期短板。而随着专项的实施，国内航空发动机市场规模将进一步扩大，市场对于中航工业航空发动机板块的整合预期，也将进一步增强。　　政策落地在即　　“我们已经开始准备报项目了。”一位业内人士向中国证券报记者透露，该专项由工信部而非早先认为的科技部牵头制定。按照工信部等有关部委要求，目前有航空发动机业务的相关企业正在积极准备项目申报，希望能争取到更多专项资金。“该专项资金预计最先投入到基础研究与材料领域，随后会向生产制造环节逐步倾斜。”　　这意味着，从去年开始酝酿的航空发动机重大科技专项，出台时间已经愈发临近。去年11月，两院院士师昌绪向国务院建议，将航空发动机列入国家科技重大专项。今年6月传出消息，由师昌绪牵头提出的“我国航空发动机和燃气轮机工程咨询研究报告”封笔，航空发动机被列为国家重大科技专项已经板上钉钉。　　长期以来，飞机制造领域受到发动机自主研发能力不足的困扰。今年7月印发的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目，明确提出要突破航空发动机核心关键技术，加快推进航空发动机产业化。　　今年9月4日-6日，国务委员马凯、工信部部长苗圩、国资委主任王勇、中航工业总经理林左鸣等一同前往陕西，调研了包括西安航空发动机在内的多家航空企业，这是新中国成立以来国务院领导首次带队对中国航空工业进行为期3天的调研，足以说明国家的重视程度。　　“目前业内普遍预期专项资金规模是1000亿元甚至更高，我们现在都等着方案最终出台。”一位买方航空分析师对中国证券报记者表示。　　业内人士分析，参照“十一五”有关重大科技专项政策，预计专项方案中除了设立专项资金，支持相关技术装备研制和产业关键共性技术研发外，或还将通过制定相关采购管理办法以及税收优惠政策来鼓励航空发动机的研发制造。　　弥补长期短板　　在整个飞机制造过程中，航空发动机投入最大、研制周期最长、技术难度最高，是影响整个飞机性能和可靠性的关键所在。因此被誉为“制造业皇冠上的明珠”，也是国内飞机制造业木桶上的一块短板。　　飞行器结构力学和复合材料专家、中国工程院院士杜善义早先在接受媒体采访时表示，过去国内航空发动机以引进为主，在此基础上进行发展、改进或仿制。目前专注于该行业的重量级科学家也普遍认为，专利引进或测绘仿制的发动机型号过多，延续时间过长，在某种程度上阻碍和束缚了我国航空发动机的自主研发，造成国产飞机普遍动力不足。　　一般说来，航空发动机分为商用和军用两类。目前世界上商用和军用航空发动机市场基本被通用、罗罗、普惠等几家国际巨头垄断。早期重视程度和资金投入不够，导致我国商用航空发动机领域几乎一片空白，无论是2016年将要投入使用的C919干线大飞机，还是ARJ21支线客机，配装的都是进口发动机。　　“只有狠下决心在国家重大科技专项中精选几个有重大意义和带动作用的军民用发动机，走完自主研制的全过程，才能真正完成从测绘仿制向自主研制的战略转变。”中国工程院院士刘大响认为。　　除了通过专项解决技术短板外，中国证券报记者还了解到，目前中航工业集团通过与北京航空航天大学合作，正在着力解决困扰我国航空发动机研发的人才问题。今年9月，北航和中航工业发动机控股有限公司签署《航空发动机基础技术研究中心共建协议》。一个月后，发动机控股公司再次与北航签署“航空发动机高级人才定制班联合培养协议”。北航已于今年9月份完成了首届定制班36人的招生。　　整合预期增强　　航空发动机专项实施在即，业内人士对即将出现的巨大市场机会，普遍持有乐观态度。　　波音公司在其最新的市场报告中预测，未来20年中国机队将扩大到目前规模的三倍。　　目前，设计生产一台航空发动机，主要涉及原材料、零部件、单元体及主要部件、整机制造等几个主要领域。A股相应的上市公司有航空动力整机集成)、中航动控(发动机控制系统)、中航重机(结构铸锻件)、成发科技[7(传动)和钢研高纳(涡轮盘)等相关上市公司。　　业内人士认为，伴随着专项方案的逐步落实，上述公司除将获得专项资金支持外，受国内航空发动机市场规模逐步扩大的拉动，公司业绩也将逐步提升。　　除此之外，在第九届中国航展上，航空动力实际控制人中航发动机控股有限公司将作为中航工业此次参展的唯一发动机单位。　　在上述上市公司中，除钢研高纳外，其余四家全部为中航工业系公司。其中航空动力、中航动控和成发科技分别定位为中航工业航空发动机资产的主机、控制和传动整合平台。　　在中航工业各大业务板块中，发动机业务板块资产证券化率相对较低，因此业内人士预期，航空发动机重大专项的推出，除了给相关上市公司注入业绩增长动力外，也将进一步加快中航工业发动机业务板块资产证券化的步伐。　　2012年4月，中航工业集团成立中航空天发动机研究院，整合了旗下发动机技术研究和型号研制的4个主机所(中航工业动力所、动研所、涡轮院、贵航发动机所)。　　招商证券分析师刘杰认为，航空动力虽然去年暂停重组，但其作为发动机整机业务上市平台的定位没有变化，未来不排除再次启动的可能。随着研究所的逐步改制，未来这一块优质资产将成为资产重组新的整合对象。　　中航工业集团总经理林左鸣今年在接受中国证券报记者专访时也表示，未来中航工业旗下的大量研究院类资产，将成为下一步重组重点。中航工业集团副总经理吴献东认为，中航工业有很大一部分业务划归研究院所，研究院所属于事业单位，其资产归财政部管辖，事业单位资产要上市首先得转换成企业资产，这个转换过程非常复杂。但科研院所一旦转成企业后，将很容易注入上市公司。　　而随着发动机重大专项的展开，有猜测说今后发动机业务会从中航工业独立出来，单独成立一家发动机公司。对此，中国证券报记者从有关人士处了解到，目前这一可能性为零。　　该人士认为，目前全世界所有航空发动机企业严格来说都没有独立的，美国的GE、欧洲的赛峰和罗罗尽管以发动机业务为主，但旗下也有其他业务。从经营角度讲，航空发动机业务不适宜独立，因为航空发动机投入和回报周期很长，通过业务组合有助于发动机业务发挥长周期优势。发动机技术密集度高，很容易转移到其他相关行业开拓市场，以大集团的形式存在，正好可以发挥这种优势。　　“中国著名飞机设计师杨伟说过非常著名的一段话：航空发动机研制周期长，应该先行，但是决不能离开飞机独行。航空发动机今后的趋势是飞发一体，统一设计。在这种情况下，发动机不可能独立。”该人士表示。