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為世界汽車第一產銷大國，2014年中國的各類內燃機產銷量達8200萬臺之巨，完完全全又是內燃機產銷的全球第一大國。但與國際先進水平相比，中國仍然不能算是內燃機強國，為什么呢？其中最大的差距即內燃機的可靠性。這是濰柴動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燃機可靠性技術國際研討會上所做的表述。研討會由中國汽車工業(yè)協(xié)會車用發(fā)動機分會主辦，內燃機可靠性國際技術創(chuàng)新聯盟等單位協(xié)辦，共有十多位專家分別從不同角度和議題，圍繞日益嚴格的排放與油耗法規(guī)及其給內燃機帶來的挑戰(zhàn)性，就內燃機整機與關鍵零部件可靠性、內燃機與整車匹配可靠性技術的應用以及內燃機摩擦、磨損等多個方面展開技術探討和交流。
來自一汽技術中心發(fā)動機部機械開發(fā)室主任蔣文虎認為，發(fā)動機的可靠性是指發(fā)動機在規(guī)定的使用、保養(yǎng)條件下和規(guī)定的時間內按規(guī)定運行的能力，一般用故障率進行評價。發(fā)動機的耐久性是發(fā)動機在正常使用、保養(yǎng)條件下正常運行到極限狀態(tài)之前的能力，是發(fā)動機可靠性的特殊表達形式，一般用B10壽命進行評價。B10壽命則是指發(fā)動機運行過程中，有10%的發(fā)動機出現嚴重故障時的運行里程或時間。
蔣文虎表示，明確發(fā)動機可靠性與耐久性的定義與評價指標，是發(fā)動機可靠性開發(fā)的前提。具體到一汽而言，在發(fā)動機產品開發(fā)的策劃階段，要詳細定義出發(fā)動機的失效曲線，即在策劃階段就已經可預知發(fā)動機的可靠性水平。例如，在一汽基于失效模型所進行的零部件可靠性目標分解模型中，對失效原因進行分析判斷，如結構性設計原因、供應商技術與質量控制水平、材料不當或工藝不滿足設計要求以及潛在失效分析等多個方面。蔣文虎認為，市場真實的失效率曲線是評價發(fā)動機開發(fā)及質量保證體系的標準，同時也是下一代產品開發(fā)的輸入，而全生命周期發(fā)動機可靠耐久性開發(fā)、發(fā)動機的改進、升級、換代是不斷修改失效曲線的過程。
同樣是談到可靠性問題，來自清華大學汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室的帥石金教授表示，柴油發(fā)動機的使用壽命根據其所匹配車輛類型的不同而不同。通常來講，柴油車的載質量越大，對其壽命的要求則越高；歐洲第六階段排放法規(guī)，對柴油機壽命的要求比第四、第五階段要求則加嚴40%~60%；而在美國，2004年后的排放法規(guī)中，輕型、中型柴油機里程沒有加嚴，但使用年限增加了2年，重型柴油機里程則加嚴了50%；中國的柴油機壽命要求則參照歐洲體系。
作為柴油發(fā)動機的核心——電控共軌燃油系統(tǒng)，其磨損診斷與發(fā)動機可靠性有著密切的關聯。來自濰柴動力發(fā)動機技術研究院的副院長張展騰博士介紹，在對噴油器所做的基于轉速震蕩的噴油器噴孔磨損控制分析軟件中，當噴油器由于顆粒磨損造成噴孔變大時，相應的軟件可以識別噴孔的磨損量，并對實際噴油量進行修正以保護發(fā)動機，并可根據噴孔磨損的程度進行相應的提示（如報警、限制扭矩等）。通過從設定噴油量到噴油量預估、噴油器磨損量分析、修正MAP自學習、修正因子、外特性油量修正，直至發(fā)動機保護的策略架構，可形成噴孔磨損后的應對方案。例如，當噴孔磨損程度較小時，可通過限制發(fā)動機外特性噴油量在合理范圍內，防止發(fā)動機的損壞；而當噴孔磨損程度較大時，發(fā)動機的排放及性能惡化較嚴重，此時通過限制噴油量已不能有效改善時，則進行OBD（車載診斷系統(tǒng)）亮燈或進行限制扭矩的措施，并提示更換新的噴油器。
在談到柴油噴射系統(tǒng)產品的驗證工作時，來自博世汽車柴油噴射系統(tǒng)有限公司工程測試部的錢立彬介紹，通過可靠性工程，可以進行可靠性需求分析、仿真計算、健壯性驗證、耐久性驗證、客戶驗證和產品可靠性跟蹤等一系列工作。例如，在產品健壯性評估過程中，通過基于載荷分析的健壯性試驗，可以驗證柴油噴射系統(tǒng)部件對油品潤滑性的健壯性、對油品顆粒污染的健壯性以及對極端運行條件的健壯性。最終，通過零部件試驗、系統(tǒng)耐久性試驗、整車試驗等客戶驗證過程，形成高質量和高可靠性的產品。
來自AVL公司的項目經理IlonaWeber女士則認為，對一個系統(tǒng)的開發(fā)，需要關于該系統(tǒng)使用慣例的深入知識，系統(tǒng)的關注點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力系統(tǒng)的使用情況，而不同的參數會影響到車輛的使用情況。在AVL的開發(fā)過程中，對于發(fā)動機及其零部件而言，一個負荷分布情況分析應當給出特定部件的特定負荷細節(jié)。通過負荷曲線分析，可以盡早地獲得相關部件的負荷信息，并且在項目早期即獲取較好的負荷評估及系統(tǒng)使用情況評估，以保證開發(fā)的進展和布局的精確性。
帥石金教授介紹，對重型柴油機后處理系統(tǒng)耐久性所做的大量試驗和研究中，分別對柴油機后處理系統(tǒng)中的DOC（柴油機氧化催化器）、SCR（選擇性催化還原裝置）、DPF（柴油機顆粒捕集器）等主要部件進行了包括熱老化、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DPF再生策略、后處理系統(tǒng)布置方案等進行有針對性的設計；而SCR耐久性影響因素很多，應特別注意SCR催化劑材料的選擇及沉積物的控制；對于DPF，再生控制對其耐久性非常重要，精確可靠的DPF再生控制能有效提高DPF的耐久性能。
與內燃機可靠性的議題相一致，中國內燃機工業(yè)協(xié)會常務副會長兼秘書長邢敏，在談到我國內燃機工業(yè)“十三五”節(jié)能減排與綠色發(fā)展思路時指出，面臨國際先進商用柴油機約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)展的高度審視產品的整個生命周期，強調在產品開發(fā)階段按照全生命周期的觀點進行系統(tǒng)性的分析與評價。
