冬季是汽车低温冷启动故障的高发期,奇瑞现生产的部分车型从总装下线,到交付到客户手中,存在冷启动困难问题,即多次重复冷启动能力不足,本文致力于研究冷启动故障的失效机理和重复冷启动能力的影响因素,通过试验与模拟结合的方法提出解决发动机低温冷启动故障的主要措施。论文首先对售后反馈的故障数据,从故障高发里程、故障高发时间、故障高发区域、故障排除措施等四个方面进行了系统分析,发现整车冷启动故障具有失效里程短、冬季北方寒冷地区易高发的特点,火花塞积碳失效是导致冷启动故障频发的主要原因。根据冷启动失效工况建立了评估火花塞抗积碳能力的“三脉冲”循环,通过与多款主力机型售后故障率对比,证明“三脉冲”循环可以相对准确地反映试验车辆的售后表现,具有验证成本低、效率高的优点。为了探明火花塞头部积碳形成的机理,论文采用计算流体力学(CFD)分析方法,对售后故障率最高的机型进行冷启动混合气形成过程仿真模拟,发现喷油器喷雾产生的液滴在进入缸内的过程中有打湿火花塞的风险,部分油滴在火花塞头部形成油膜,且油膜位置与售后火花塞故障件头部积碳分布相同,由此推断油束打湿火花塞是导致火花塞积碳失效的主要影响因素之一。在发动机设计阶段,通过优化喷油目标、减小火花塞中心电极伸出长度以降低火花塞头部油膜量等措施,能有效提高火花塞抗积碳能力。论文通过验证试验发现,空燃比对火花塞抗积碳能力有极大影响,因此验证不同技术方案对火花塞抗积碳能力影响时,必须首先优化标定数据,排除空燃比的影响。此外,通过火花塞预涂硅油和在燃油中加入添加剂试验发现,涂硅油对火花塞有很强的保护作用,可在短里程(小于20公里)内保护火花塞防止积碳失效,可以作为临时解决方案;燃油添加剂同样可以清除火花塞表面的积碳,但效果不如涂硅油显著。