汽车发动机系统缺陷分析

孙玉祥，白 云，彭 俊，甘长红，李腾飞

（河南凯瑞车辆检测认证中心有限公司，河南 焦作 454950）

随着中国汽车市场的不断扩大，各类汽车产品良莠不齐，仅2020年全国消协组织受理消费者汽车类投诉（含零部件）比上年增长1.6%，品质和安全问题占汽车投诉总量的25.5%。市场监管总局缺陷产品管理中心在2020年收到消费者提供的汽车产品缺陷线索37377条。

本文以2016～2020年国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心发布的国内汽车召回案例信息为数据统计依据，按照车辆类型、缺陷总成、缺陷系统和软硬件等方面进行总结分析。以此为中国汽车行业中发动机技术的良性发展提出可行性建议，促进汽车产业健康发展。

1 数据统计分析

总体来看，自2004年至今召回案例和召回车辆均处于逐年增长的态势，而近5年中国就共实施召回1096次，涉及车辆5720.8万辆，其中约有140个汽车厂家涉及到国内汽车缺陷召回。2004～2020年汽车产品召回的次数与数量如图1所示。

图1 2004～2020年汽车产品召回的次数与数量

1.1 车辆类型数据分析

截至2020年底，全国汽车保有量2.8亿辆，其中传统燃油车以98.2%的市场占有率持续主导市场。较大的市场体量也必然会出现较多的产品问题，据近5年的缺陷案例数据显示，传统燃油汽车缺陷占比93.6%。车辆类型详细数据如图2所示。

图2 车辆类型数据

1.2 汽车系统总成数据分析

近5年召回的车辆主要问题集中在发动机、气囊和安全带两方面，其中涉及发动机总成（占22.0%）、气囊和安全带（占21.6%）、车身（占16.3%）、转向系统（占11.1%）、制动系统（占10.5%）等方面。汽车缺陷总成详细数据如图3所示。

图3 汽车缺陷总成数据

统计发现，在发动机总成缺陷案例中，主要的缺陷存在于燃料供给系统和发动机控制模块中，分别占比44.6%和18.6%。其他各个系统均存在不同程度的缺陷情况。发动机各系统缺陷详细数据如图4所示。

图4 发动机各系统缺陷详细数据图

1.3 软硬件数据分析

从软硬件角度分析，发动机缺陷中由硬件缺陷导致汽车召回的案例占比较高，占总数的78.3%，由软件缺陷导致的召回案例占总数的21.6%。发动机软硬件详细数据如图5所示。

图5 发动机软硬件详细数据

在较长周期的软件开发过程中，软件缺陷主要是软件控制策略设计和软件编码验证两方面问题，其中软件控制策略设计缺陷占比67.5%，软件编码验证缺陷占比30.6%。

1.4 数据分析总结

汽车系统总成缺陷问题主要集中在发动机总成上，发动机在系统装配制造和零部件供应商生产制造两方面，以及发动机的半成品部件和系统组装工艺上均存在诸多问题。

在发动机总成中的燃油供给系统和发动机控制模块出现缺陷的频率较高。据统计发现，燃油供给系统的缺陷集中体现在油箱、油管和燃油泵上，而导致这种缺陷的主要原因是材料本身的品质问题和装配工艺的问题。

在燃油供给系统使用过程中，常见的缺陷问题有因为发动机油封橡胶老化、密封件平面变形造成的发动机漏油；发动机的燃油泵芯内部叶轮（树脂制）密度不足，造成叶轮在使用过程中受燃油影响发生膨润、变形，与燃油泵壳体和泵盖发生干涉，导致燃油泵芯工作不良；另外在焊接成型的油箱焊缝受到振动和撞击时非常容易断裂，焊接工艺的不足经常会造成产品缺陷。

2 汽车产业发展建议

2.1 整车生产厂

作为汽车行业产品输出终端，把控汽车整体安全品质责无旁贷。整车厂在发动机选型、零部件选配、生产工艺、装配等阶段都需要严格把关，以免在后期的召回过程中造成更大的经济损失。

1）整车厂在发动机的基础原材料选择过程中建议增加材料的物理性能和化学成分的把关，将材料进行内部检验或者送往第三方检验，而不仅仅只是对成品零部件进行检测验收。汽车发动机在使用过程中经常出现材料强度不足而磨损的状况，部分原材料的化学结构较大影响了使用的可靠性。

2）同批次车辆增加不同零部件供应商，减小整车安全品质风险，避免出现集中性大批量缺陷事故。例如因装配了某零部件生产公司的未带干燥剂的硝酸铵气体发生器导致召回的车辆就高达1769万辆，仅某汽车制造公司在2018年3月召回的一批因气囊缺陷召回的汽车就高达486万辆；同样在2018年另一汽车公司因一批悬架控制臂缺陷而导致召回332万辆汽车。

3）加大对发动机装配层层把关的力度，确保高规格的装配工艺，发动机复杂的装配过程是不同厂家不同工艺水平的重要体现。据统计分析得知，因为装配过程而导致缺陷的召回占比15.8%，主要的缺陷存在于焊接、粘接、布线和细小部件缺失等方面。

2.2 零部件供应商

1）汽车发动机的控制软件设计后，在产品验证环节增加试验频率和类型。特别是在软件产品控制策略方面，召回中心现有案例中已多次出现因为控制策略缺陷而导致的召回。

2）据数据统计近5年由于装配错误导致召回的车辆高达403万辆，所以要对半成品部件装配流水线增设二级监管制度和不定期抽检制度，确保细小部件的完整配套，避免某零部件公司生产未装干燥剂的安全气囊事件再次发生。

2.3 国家质量监督检验机构

1）因为传统燃油汽车依然占据市场较大份额，所以应持续加强对发动机系统的监管，特别是在汽车的电气负荷、机械负荷、气候负荷和化学负荷等基础方面加强试验监管力度，主要体现在发动机的耐腐蚀试验和抗疲劳试验两方面。

2）配合国家相关单位加强对杂乱的零部件供应商市场进行监管，零部件的缺陷问题是发动机品质安全的根源问题。如果能通过国家监管提高零部件品质，也是对汽车发动机高品质发展起到助推作用。

3）多方位多元素参与到汽车的评价测试中，特别是开发对已销售车辆市场的测试评价，做出对发动机系统的评价结果反馈给汽车市场，进而督促整车和零部件制造商提升产品品质。

3 总结

本文将2016年以来的缺陷案例进行汇总分析，从汽车类型、缺陷总成和发动机系统等方面分析出汽车生产中存在的问题，并对汽车发动机缺陷内容进行总结分析。最后基于数据汇总结果对汽车产业链中的整车制造商、零部件供应商和国家质量监督检验机构提出发展性建议，助力汽车发动机技术健康发展。