发动机爆震的形成和危害
发动机爆震现象详解
09款有爆震的可以看一下。很好的文章,很直白。
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春节的爆竹声此起彼伏,给人以欢乐的气氛。然而在发动机中放爆竹的话,显然不是那么让人满意。提到爆震,也许所有人见到这两个字都会心生厌恶之情。本篇会尽可能的解读在汽油发动机上,爆震产生的原理、导致爆震的因素、对发动机的危害、和解决的方法。
在解读之前,我们先来了解一下,汽油发动机中,燃料是怎样的燃烧过程。
汽油与空气的混合气进入气缸之后,活塞会将其压缩,气缸内温度和压力升高后,混合气密度和分子分子运动速度也随之提高,混合气会更容易、更快的燃烧,从而获得更好的动力性和经济性。气缸在下止点时的最大体积与气缸在上止点时最小体积之比,即为压缩比,通常情况下,相同排量的发动机,压缩比越高,其动力性和经济性越好(涡轮增压发动机的压缩比偏低,特性我们会在以后着重介绍)。
在压缩之后,混合气在气缸内点燃,正常情况下,其火焰是由点火中心开始,以一个球面为前锋,带着高温高压气体向四周扩散,最终冲向活塞,并使之向下做功,火焰传播速度为30-80m/s,所以从点火到油气完全燃烧,要经过点火期(火花塞跳火)、滞燃期(火核形成并以锋面开始传播)、速燃期(大部分混合气燃烧,速燃期结束时缸内压力最大)、和后燃期(残余混合气燃烧,对汽油机来说意义不大)这几个阶段。而就是因为点火期和滞燃期,混合气没有很好的燃烧,才让发动机有了一个数值:点火提前角。
骑过自行车的朋友都知道,在脚蹬通过最高点之后过一点点,我们再向下踩,这样骑车最有劲儿,而对于活塞和曲轴来说也是如此,通常认为在上止点后曲轴10°左右的相位时(工况不同,其数值也会有所变化),缸内出现最大压力值并推动活塞向下做工,此时性能最佳。但我们刚才讲到,混合气燃烧需要一个过程,如果在上止点时才点燃混合气就来不及了,所以我们要抢先点火,让点火期和滞燃期尽早开始,使速燃期结束之时,曲轴在10°相位附近,这就是所谓的点火提前角。点火提前角在合理范围值内,越提前,越能压榨出发动机的动力。假设混合气燃烧至速燃期结束,时间为0.001秒,那么在发动机转速为3000转时,曲轴在旋转18°的时间内,燃烧可达压力最大值。这时的点火提前角就应为8°。而随着转速的提升,点火提前角也随之提升。
爆震名词解释
爆震名词解释
爆震是指在内燃机中,混合气体燃烧过程中发生的一种燃烧不均匀现象。在正常燃烧过程中,混合气体应该是在高压情况下均匀燃烧的,但是如果像燃油汽车那样发生爆震,会影响内燃机的正常工作,同时还会导致比较严重的机械问题。下面,我们就具体地了解一下爆震的相关知识。
一、什么是爆震?
爆震是指燃烧混合气体时,由于某些因素发生的燃烧不均匀现象,通常出现在内燃机中。爆震通常会产生剧烈的冲击和振动,导致轻微的过载和杂音。
二、爆震的原因
1.莫尔滕热效应:燃烧过程中,混合气体产生的热量能够导致爆震。
2.缸内温度过高:由于原因1导致缸内温度过高,从而引发爆震。
3.气体机械干扰:来自较早的爆震波的干扰,或因一束射线或巨大小球后的撞击而引起。
三、爆震的危害
1.磨损加剧:爆震可能会引起额外的磨损,从而缩短发动机寿命。
2.减低性能:由于发动机要用较多的负载来抵消爆震引发的冲击和振动,所以使用效率和发动机性能会受到影响。
3.杂音增加:爆震的声波能让机体产生杂音,影响行车的舒适性。
四、防止爆震的方法
1.正确确认最佳混合气对应的空燃比。
2.选择适当的燃油。
3.控制缸内温度:使用散热装置,如散热器、冷凝器等,以便降低温度。
4.提高点火质量:用高质量的点火系统,能够使燃烧更加均匀。
五、总结
爆震是发动机运作中的一个重要问题,如果不加以解决,会带来很大的危害。我们可以通过更换燃油、控制缸内温度等方法来防止爆震的发生。只有经过正确的防护处理,才能使发动机保持稳定的运转,提高车辆的运行效率和安全性。
发动机爆震的分析及解决方法
15
汽车维修
2010.8
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
图1因爆震损坏的零件
发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。
局部终燃混合气自燃造成局部的温度、压力急剧上升,瞬间在气缸内产生显著的压力不平衡,由此形成冲击性压力波以极高的速度向周围传播,使相邻混合气受到冲击触发,相继自燃。于是终燃混合气迅速燃烧完毕,因而气缸压力急剧上升,产生爆震。
一、发动机爆震产生的原因
1.点火提前角过大过大的点火提前角使活塞还在压缩行程时,大部分混合气已经燃烧,此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃,而造成爆震。
2.发动机积碳严重发动机燃烧室内过度积碳,会使压缩比增大(产生高压),易产生爆震。
3.发动机温度过高发动机过热的环境使得进气温度过高,或是发动机冷却水循环不良,都会造成发动机高温而爆震。
4.空燃比不正确过稀的空燃比,会使燃烧温度提高,燃烧温度提高会造成发动机温度上升,容易产生爆震。
5.燃油辛烷值过低辛烷值是燃油抗爆震的指标,辛烷值越高,抗爆震性越强。压缩比高的发动机,燃烧室的压力较高,若是使用抗爆震性低的燃油,则容易发生爆震。
二、爆震的危害
1.会引起发动机过热正常情况下,在燃烧室壁、活塞顶及气缸壁等壁面上形成一种气体附面层(一种稳定的气体层流边界层),其导热性较差,因此虽然燃烧气体温度可达2000℃~2500℃,而燃烧室及气缸壁等表面的温度只有200℃~300℃。但是当爆震燃烧时,由于强烈的压力波冲击,使气体附面层受到破坏,高温
气体向这些零件的传热量大大增加,造成发动机过热,传给冷却系的热损失增加,润滑油温度升高,运动件的润滑变坏,导致机件加速磨损。
爆震的原因及预防
爆震的原因及预防
爆震是指在内燃机中,燃烧气体在燃烧室中不受控制地快速燃烧,产生剧烈的爆炸声和冲击波。爆震不仅会损坏发动机部件,还会对人员和环境造成严重威胁。因此,了解爆震的原因,并采取相应的预防措施,对于保障内燃机的安全运行至关重要。
爆震的主要原因有以下几点:
1. 过高的压缩比:压缩比过高会导致燃烧气体在燃烧室内压力和温度过高,增加了爆震的发生概率。因此,在设计内燃机时,需要合理控制压缩比,避免过高。
2. 高温点的存在:内燃机中存在一些高温点,如火花塞、气门等。当这些部件温度过高时,会引起燃烧气体的自燃,从而导致爆震。因此,定期检查和维护这些部件的工作状态,保持其正常工作温度,是预防爆震的重要措施之一。
3. 燃烧不均匀:燃烧不均匀是引起爆震的常见原因之一。燃烧不均匀可能是由于燃油喷射不均匀、点火系统故障等引起的。因此,在使用内燃机时,需要定期检查和维护燃油系统和点火系统,确保其正常工作。
4. 过高的进气温度:进气温度过高会导致燃烧气体的自燃,从而引起爆震。因此,在内燃机的设计和使用中,需要采取相应的降温措施,如增加进气冷却器、增加冷却水流量等,降低进气温度,减少爆震的发生概率。
为了预防爆震的发生,我们可以采取以下措施:
1. 合理控制压缩比:在设计和使用内燃机时,需要根据具体情况合理控制压缩比,避免过高的压缩比导致爆震的发生。
2. 定期检查和维护:定期检查和维护内燃机的各个部件,如燃油系统、点火系统、冷却系统等,确保其正常工作。特殊是对于高温点,如火花塞、气门等,需要定期检查和维护,保持其正常工作温度。
摩托车发动机爆震的分析及预防(转)
摩托车发动机爆震的分析及预防(转)
爆震,顾名思义为爆炸性燃烧,又称突爆、燃烧。摩托车发动机的正常工作是依赖于可燃混合气体的正常燃烧来完成的,即由火花塞高压打火点燃混合气形成火焰中心,以此中心按一定速率连续地向燃烧室四周传播,在极短的时间内把所有的混合气烧完。通常情况下,发动机的燃烧过程是指从点火到活塞膨胀做功的过程,这一过程大约持续千分之几秒的时间。若一台转速为13500r/min的发动机,其曲轴旋速1圈需要4.44m/s,而燃烧过程则需0.88m/s,相当于63度曲轴转角,可见燃烧占据了不少时间。从火花塞在活塞到达上止点前约30度-40度曲轴转角时点火燃烧(点火从这里开始),到活塞运行到上止点后30-40度曲轴转角处燃烧束,这期间活塞仅仅向下止点移动了1mm-2mm。我们知道,可燃混合气在气缸内正常燃烧时,气缸压力均匀,发动机声音清晰柔和,但由于多种因素的影响,气缸内未燃部分的气体在火焰前锋还没有到达便“自燃”而猛烈爆发,产生了爆燃。这种局部高温和压力剧升产生的气体带有很大的冲击性,并直接作用于曲轴连杆机构,此时发动机的声音异常,发出明显的金属敲击声,同时伴随动力下降、过热、整机抖动剧烈,严重地影响发动机功率的正常发挥。
发动机产生爆震的原因很多,但不管哪种原因,从机理上看,它们都有这样的特征:
一、可燃混合气燃烧不同步。由于火焰前沿以正常的传播速度推进,使处于最后燃烧位置上的未燃混合气受到进一步热挤压和热辐射作用,促进先期氧化反应加快,并放出部分能量预热未燃气体,使其温度不断升高。当达到燃油的着火点时,正常的火焰到达之前,在未燃混合气最适宜的发火部位形成新的火焰中心,混合气自燃并由此开
爆震发动机原理
爆震发动机原理
一、引言
爆震发动机是一种内燃机,其工作原理是利用燃料和空气混合后在气缸内发生爆炸,从而驱动活塞运动,产生功率。本文将详细介绍爆震发动机的原理。
二、燃油供给系统
1. 燃油箱:储存汽油或柴油等燃料。
2. 燃油泵:将燃料从燃油箱中抽出,并送入进气歧管。
3. 进气歧管:将空气引入发动机,并与从燃油泵送来的燃料混合。
三、点火系统
1. 火花塞:位于每个气缸的顶部,通过高压电流点火,使混合物在气缸内爆炸。
2. 点火线圈:将低电压转换为高电压,以点火火花塞。
四、工作循环
1. 进气阶段:汽缸活塞向下移动,吸入混合物。
2. 压缩阶段:汽缸活塞向上移动,将混合物压缩。
3. 爆震阶段:当混合物被压缩到一定程度时,火花塞点燃混合物,产生爆炸,推动活塞向下运动。
4. 排气阶段:活塞继续向上移动,将废气排出汽缸。
五、爆震发动机的优缺点
1. 优点:
(1)功率密度高:相对于四冲程发动机,爆震发动机每个气缸每转一圈都会产生一次爆炸,因此功率密度更高。
(2)响应速度快:由于每个气缸都有一个火花塞,在需要增加功率时可以直接通过点火系统来控制。
2. 缺点:
(1)排放污染较大:由于混合物的燃烧不完全,因此排放的废气中含有大量有害物质。
(2)噪音较大:由于每个气缸都会产生爆炸声音,因此噪音较大。
六、结论
总体来说,爆震发动机在功率密度和响应速度方面具有优势。但是在环境保护和噪音方面存在缺陷。随着技术的不断进步和环境保护意识的增强,人们正在寻求更加环保、高效的发动机替代爆震发动机。
发动机爆震燃烧的现象分析
发动机特别是在高温状态下和总行程较高时,经
常会突发一种清脆的爆炸声,这就是发动机的爆震燃烧现象。现就使用因素对该现象的成因和防止措施作一分析。
一、发动机的正常燃烧
汽油发动机一般是在气缸外部使燃油与空气混合,进入气缸到压缩终了时已形成大体均匀的混合气,之后依靠电火花强制点火形成火焰中心并向未燃混合气体传播,最后完成燃烧。如果燃烧由定时的电火花点火,首先使火花塞电极间隙内的混合气体形成微小火焰核,同时火焰具有向相邻的混合气以30m~50m/s 的速度连续传播的能力,进而把火焰传遍整个燃烧室,这称为发动机的正常燃烧。 汽油发动机的燃烧过程分为着火延迟期、急燃期、后燃期3个过程。
第一阶段为着火延迟期,指从电火花跳火到点燃混合气形成火焰中心为止的一段时间。
第二阶段为急燃期,指火焰由火焰中心传遍整个燃烧室的阶段。亦称火焰传播阶段。它是汽油机燃烧 的主要时期。
第三阶段为后燃期,指急燃期终点到燃油基本完全燃烧为止期间的燃烧。在后燃期中,主要是火 焰前锋后未及时燃烧的燃油再燃烧,及粘附在气缸壁上的未燃混合气层的继续燃烧。
二、发动机不正常燃烧
汽油发动机在某种条件下,如温度过高、压缩比过高等,发动机的燃烧会出现不正常现象,压力曲线出现了高频大振幅波动,上止点附近的dp/dt 值急剧变动,此时火焰传播速度和火焰形状均发生急剧变化,该现象称为爆燃燃烧。
爆燃产生的机理为电火花点火后,火焰以30m~80m/s 的正常速度向前传播,终燃混合气(指最后燃烧位置上的那部分混合气)因受燃烧气体的压缩和热辐射影响,其压力、温度升高,从而加速了燃烧先期的化学反应并放出热量,使其本身的温度不断升高。如果在正常火焰前锋面尚未到达之前,部分终燃混合气的先期化学反应已经完成,产生了一个或多个新火焰中心,并从这些中心以100m~300m/s(轻微爆燃)直到800m~1000m/s 或更高(强烈爆燃)的速度传播,终燃混合气将被迅速燃烧完毕。因此,发动机爆燃现象就是终燃混合气的自燃现象。
汽油发动机产生爆震的原因、危害与预防
汽油发动机产生爆震的原因 危害与预防 、 ?
文 /杨秀 强
汽 油 发 动 机 爆 震 燃 烧 是 部 分 混 合 气 自行 点 火 燃 烧 的 现 象 , 其 结 果 是 从 火 花 塞 端 部 正 常 传 播 的 火 焰 前 锋 面 与 燃 烧 室 内 其 他 地 方 产 生 的 火 焰 前 锋 面 发 生 碰 撞 , 火 焰 前
函 的 能 力 , 可 采 用 任 务 教 学 法 等 。 此 外 , 教 师 还 可 以 采
特 别 是 练 习 英 语 口语 的 语 言 环 境 。 一 个 有 效 的 措 施 ,是 取 分 层 教 学 方 法 , 将 英 语 水 平 相 当 的 学 生 编 成 一 个 班 , 在 学 校 开 展 形 式 多 样 的 课 外 活 动 。 例 如 ,让 学 生 自 己创 办 英 语 广 播 台 , 主 持 节 目, 播 放 他 们 喜 欢 的 英 语 节 目。 这 样 , 可 以 为 学 生 提 供 自主 学 习 的 空 间 ,激 发 他 们 学 习 分 别 对 待 ,尽 量 让 不 同水 平 的 学 生 都 能 在 各 自原 有 水 平 上 有 所 提 高 。 在 教 材 建 设 上 , 应 当 本 着 基 础 与 职 业 并 重 的 原 则 , 所 用 教 材 应 既 能 突 出 训 练 学 生 应 用 英 语 的基 本
理解 、 重 视 与预 防 呢 ?
爆震现象
1 发动机爆震
1.1 爆震产生原理及特征
爆震是发动机运行时一种不正常燃烧的现象。发动机正常燃烧时,火花塞接到ECU 的点火信号后,对可燃混合气进行点火,火焰从火焰核心(离火花塞近的可燃混合气)以30~40m/s 的速度,向四周的未燃烧的混合气区传播,使燃烧室内混合气循序燃烧,直至结束。汽油机发生爆震时,在汽油机燃烧室内火焰传播过程中,远离火花塞的未燃混合气(末端混合气),被已燃混合气的膨胀所压缩,此处的局部温度由于热辐射作用而超过燃料的自燃温度,从而产生自发反应,形成一个或多个火焰核心,这时末端混合气在正常火焰传播到以前先行发火燃烧。这种自行发火燃烧会发出极强的火光,燃烧温度常在4 000 ℃以上,火焰传播速度达200 ~1 000 m/s 以上,比正常燃烧的火焰传播速度高数倍甚至数十倍。当正常燃烧和爆震两个方向相反的燃烧压力波相遇时,会产生剧烈的气体震动,并发出特有的金属撞击声,所以称为“爆震”。
轻微的爆震无法被人的感官所察觉,在此我们称它为‘无感爆震’,因此当你能感觉得到引擎爆震所产生的噪音和震动时,这时的爆震情况已经严重得超乎你的想象,我们称它为“有感爆震”。生有感爆震时,发动机有哒哒的金属敲击发动机缸体的声音,而且发动机各部件温度急剧上升,油耗增大,发动机和车身能感到震动。
至今人们对爆震的具体的产生机理还没能彻底掌握。目前大家普遍接受的有两种理论,即自燃(auto ignition)理论和爆燃(detonation)理论。下面具体阐述:
自燃理论最早在1919年由H.R.Richardo提出,这种理论认为爆震是因为气缸中远离火花塞的一部分混合气自发燃烧引起的,这部分混合气又称末端混合气。当末端混合气的温度和压力超过自燃点时,这部分混合气将自发燃烧,从而产生强烈的压力波,高频压力波向外传播而导致气缸壁尖锐的敲击声。这种理论也是目前已被广为接受。
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
1. 爆震燃烧的定义和原因
1.1 爆震燃烧的定义
爆震燃烧指汽油机燃烧过程中,燃烧混合物在高压环境下的自燃现象,燃烧速度过快导致气缸内产生剧烈的压力波动与振动。
1.2 爆震燃烧的原因
1.高压力和高温环境使燃烧混合物自发燃烧;
2.点火提前或过度点火导致燃烧速度过快;
3.燃烧室中的残留气体或余热点火,引发剧烈爆震。
2. 爆震燃烧的危害
2.1 对汽车发动机的危害
1.气缸压力突然升高,造成气缸及相应零部件的损坏;
2.缸内温度骤升,易引发喷油装置损坏;
3.发动机噪声加大,影响行驶平稳性;
4.燃油经高压扩散,燃烧不完全,产生有害气体。
2.2 对驾驶安全的危害
1.突然的动力损失可能导致车辆行驶不稳定;
2.爆震燃烧会造成失火或点火提前,影响制动效果;
3.爆震燃烧会影响发动机的响应速度,降低驾驶的操控性。
2.3 对环境的危害
1.爆震产生的有害气体会对环境造成污染;
2.燃烧不完全会导致油耗增加,浪费能源。
3. 控制爆震燃烧的措施
3.1 点火系统调整
1.合适的点火提前角度是控制爆震的关键;
2.通过良好的调整点火时间,使燃烧速度与气缸压力保持平衡;
3.使用高品质火花塞,提供稳定的火花能量。
3.2 燃烧室设计改进
1.改变燃烧室结构以减少爆震的发生;
2.增加进气阀门数目以提高进气效果;
3.优化缸内空气流动,增加混合气均匀性。
3.3 使用高品质燃油
1.选择较高辛烷值的汽油,可提高抗爆震能力;
2.定期更换高品质油品,保持燃油清洁。
3.4 采用技术手段防范
1.使用智能点火系统,通过监测传感器实时调整点火提前角度;
早燃和爆震缸压曲线
早燃和爆震缸压曲线
早燃(Pre-ignition)是指在正常燃烧之前,燃烧室中的混合气提前自燃。而爆震(Knocking)是指燃烧混合气在缸内的非均匀、不正常燃烧,产生明显的振动和冲击声。
在发动机燃烧过程中,早燃和爆震都会对缸压曲线产生影响。缸压曲线描述了缸内燃气压力随曲轴角度变化的曲线,通常以度(°)或弧度(rad)为单位表示。
对于早燃,缸压曲线通常会显示出比正常燃烧更早的峰值压力,这是由于混合气在活塞上止点之前自燃。早燃的发生会导致燃烧室中的压力过早和过高,可能引起发动机工作不稳定、振动增加以及对发动机部件的损伤。
对于爆震,缸压曲线通常会显示出非正常的、高振幅的压力波动。爆震的发生由于燃烧混合气不受控制地自燃,产生剧烈的压力波。爆震会导致发动机噪音和振动增加,同时可能引发部件损坏和功率损失。
为了避免早燃和爆震的发生,发动机设计中采用了各种措施,如优化燃烧室形状、调整点火时机、调整空燃比、改良燃料质量等。这些措施旨在保持正常的燃烧过程,并确保缸压曲线在合适的范围内,以提供稳定的动力输出。
发动机爆震与爆震传感器
() 3 损害汽缸壁及其他零 件。如果发动机持续 产生爆震 , 不能得 以很好 的解 决 的话 , 还会 严重损害 发动机 。当爆震时 , 会有 大量 的压力 冲击波对 气缸壁进行 反复敲击 ,如此大 能量
正常燃烧 的火焰传播速度 高数倍甚至数 十倍 。当正 常燃烧 和
爆震两个方 向相反 的燃烧 压力波相遇 时 ,会产生剧 烈 的气体
检 测方法 , 并给 出 L4 4 E J7 Q3 2爆震 传感器故障维修 实例。
关 键 词 : 动 机 爆 震 ; 震 传 感 器 ; 障 发 爆 故
中图分类号 :百度文库6 U4 4
文献标识 码 : B
文章编号 : 6 2 5 5 2 1 0 - 1 1-3 1 7 — 4 X(0 0)2 0 7 - 0
13 原 因分 析 .
轻微 的爆震无法被人 的感官所察觉 , 在此 我们称它 为 ‘ 无
感 爆 震 ’因 此 当你 能感 觉 得 到 引 擎 爆 震 所 产 生 的 噪 音 和 震 动 ,
造 成爆 震最主要有 以下几 点原 因: () 1 点火角过于提前 。点火时间过于提 前 , 是发 动机发生 爆震最 主要 的原 因。 了使 活塞在压缩上止 点结束后 , 为 一进入 动力 冲程能立 即获得动力 ,通常都 会在活塞达 到上止点 前提 前 点火 ( 因为从 点火 到完全燃 烧需要 一段时 间) 。而过 于提早 的点火 , 会使 得活塞 还在 压缩 行程 时 , 大部 分油气 已经 燃烧 , 此 时未燃 烧 的油气会 承受 极大 的压力 自燃 , 而造成 爆震 。 () 2 发动机过度积碳 。车子用久 了以后 , 动机气缸内就 发
汽油机柴油机产生爆震的原因,现象,危害
汽油机和柴油机产生爆震的原因:
爆震是发动机的运行中一种不正常燃烧的现象。简单的说,爆震就是发动机气缸内的混合气在不该被点燃的时候点燃。一般来说,我们常见的爆震是由于远离火花塞的部分可燃混合气在正常被点燃的时刻提前自行发火燃烧,燃烧所产生的能量与活塞运动的方向相反,从而导致发动机内较劲的现象。
一、汽油机爆震:
汽油机的正常燃烧是由电火花点燃混合气,形成火焰中心,并且火焰从此中心按一定的速率,连续地向燃烧室四周传播,直到把所有的混合气燃完为止。汽油机的爆震是由于不正常燃烧引起的,它主要有以下几个:
(1)发动机燃烧室过度积碳。发动机燃烧室内过度积碳,除了会使压缩比增大(产生高压),也会在积碳表面产生高温热点或者火星,使发动机爆震。(2)发动机温度过高。发动机在太热的环境使得进气温度过高,或是发动机冷却水循环不良,都会造成发动机高温而爆震。
(3)空燃比不正确。过于稀的燃料空气混合比,会使得燃烧温度提升,而燃烧温度提高会造成发动机温度提升,空燃比不正确当然容易爆震。
(4)燃油辛烷值过低。辛烷值是燃油抗爆震的指标,辛烷值越高,抗爆震性越强。压缩比高的发动机,燃烧室的压力较高,若是使用抗爆震性低的燃油,则容易发生爆震。
(5)燃油清洁度不够。燃油中所含有的一些物理杂质和化学杂质、包括一些芳香类物质,也会在发动机压缩过程中引起自燃、从而形成爆震现象。
(6)点火角过于提前。为了使活塞在压缩行程结束后,一进入动力冲程能立即获得动力,通常都会在活塞达到上止点前提前点火(因为从点火到完全燃烧需要一段时间)。而过于提早的点火会使得活塞还在压缩行程时,大部分油气已经燃烧,此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃,而造成爆震
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
汽油机爆震燃烧的危害及控制措施
汽油机爆震燃烧是一种非常危险的现象,它会对发动机造成严重的损害,同时也会对环境和人体健康造成不良影响。因此,必须采取有效
的控制措施来避免汽油机爆震燃烧的发生。
汽油机爆震燃烧的危害
汽油机爆震燃烧是指在燃烧室内,燃料和空气混合物在压缩过程中发
生自燃,导致燃烧速度过快,产生爆炸声和冲击波。这种现象会对发
动机造成严重的损害,如烧毁活塞、气门、缸体等部件,甚至会导致
发动机爆炸。此外,汽油机爆震燃烧还会对环境和人体健康造成不良
影响,如产生有毒气体和噪声污染。
控制措施
为了避免汽油机爆震燃烧的发生,需要采取以下控制措施:
1.调整点火提前角度
点火提前角度是指点火系统在发动机运转时提前点火的角度。如果点
火提前角度过大,会导致燃料在压缩过程中自燃,从而引起爆震燃烧。
因此,需要根据发动机的工作状态和负荷情况,适时调整点火提前角度,使其保持在合适的范围内。
2.控制进气温度和压力
进气温度和压力对汽油机爆震燃烧有很大影响。如果进气温度过高或
进气压力过大,会导致燃料在压缩过程中自燃,从而引起爆震燃烧。
因此,需要采取措施控制进气温度和压力,如增加进气道的长度和直径,增加进气道的弯曲度,增加进气道的阻力等。
3.使用高品质的燃料
燃料的质量对汽油机爆震燃烧也有很大影响。如果使用低品质的燃料,其中可能含有较多的杂质和不完全燃烧产物,容易引起爆震燃烧。因此,需要使用高品质的燃料,如高辛烷值的汽油,以保证燃料的纯度
和燃烧效率。
4.保持发动机的清洁和维护
发动机的清洁和维护也是避免汽油机爆震燃烧的重要措施。如果发动
第二节:_发动机爆燃
步进电机和怠速控制阀做成一体,装在进气总管内,电机可顺时针或逆时针旋 转,使阀沿轴向移动,改变阀与阀座之间的间隙,以调节流过节气门旁通通道的 空气量。典型的步进电机型怠速控制阀结构由永久磁铁构成的转子、激磁线圈构 成的定子和把旋转运动变成直线运动的进给杆及阀门等组成。利用步进转换控制, 使转子可以正转,也可以反转,从而使阀心上下运动达到调节旁通空气道截面大 小的目的。
反馈信号
采用闭环控制的燃油喷射系统后, 采用闭环控制的燃油喷射系统后,可保证发动 机在理论空燃比附近很窄的范围内运行 附近很窄的范围内运行, 机在理论空燃比附近很窄的范围内运行,使三元催化 转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。 转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。
氧传感器的结构原理
• 氧传感器作用
• 3、氧传感器的信号输出特点(怠速) 、氧传感器的信号输出特点(怠速)
• 4、经济转速时传感器的信号输出特点 、
• 5、传感器的信号特点 、
浓的混合气对应高的氧传感器输出电压; 浓的混合气对应高的氧传感器输出电压; 稀的混合气对应较低的氧传感器输出电压。 稀的混合气对应较低的氧传感器输出电压。
爆震控制
当发动机发生爆震时, 当发动机发生爆震时,微机 通过爆震传感器输入信号和 比较电路判断出发动机是否 产生爆震, 产生爆震,并根据爆震强度 输入信号, 输入信号,由微机控制点火 提前角的大小。 提前角的大小。在检测到发 动机爆震时, 动机爆震时,微机立即把点 火提前角逐渐减小, 火提前角逐渐减小,直至无 爆震产生。随后, 爆震产生。随后,又逐渐地 增大点火提前角, 增大点火提前角,一直到产 生爆震时, 生爆震时,又恢复前述的反 馈控制。 馈控制。
发动机爆震的分析及解决方法
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汽车维修
2010.8
汽车诊所
AUTOMOBILE MAINTENANCE
图1因爆震损坏的零件
发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。
局部终燃混合气自燃造成局部的温度、压力急剧上升,瞬间在气缸内产生显著的压力不平衡,由此形成冲击性压力波以极高的速度向周围传播,使相邻混合气受到冲击触发,相继自燃。于是终燃混合气迅速燃烧完毕,因而气缸压力急剧上升,产生爆震。
一、发动机爆震产生的原因
1.点火提前角过大过大的点火提前角使活塞还在压缩行程时,大部分混合气已经燃烧,此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃,而造成爆震。
2.发动机积碳严重发动机燃烧室内过度积碳,会使压缩比增大(产生高压),易产生爆震。
3.发动机温度过高发动机过热的环境使得进气温度过高,或是发动机冷却水循环不良,都会造成发动机高温而爆震。
4.空燃比不正确过稀的空燃比,会使燃烧温度提高,燃烧温度提高会造成发动机温度上升,容易产生爆震。
5.燃油辛烷值过低辛烷值是燃油抗爆震的指标,辛烷值越高,抗爆震性越强。压缩比高的发动机,燃烧室的压力较高,若是使用抗爆震性低的燃油,则容易发生爆震。
二、爆震的危害
1.会引起发动机过热正常情况下,在燃烧室壁、活塞顶及气缸壁等壁面上形成一种气体附面层(一种稳定的气体层流边界层),其导热性较差,因此虽然燃烧气体温度可达2000℃~2500℃,而燃烧室及气缸壁等表面的温度只有200℃~300℃。但是当爆震燃烧时,由于强烈的压力波冲击,使气体附面层受到破坏,高温
气体向这些零件的传热量大大增加,造成发动机过热,传给冷却系的热损失增加,润滑油温度升高,运动件的润滑变坏,导致机件加速磨损。
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发动机爆震的形成和危害
爆震
『爆震』是引擎燃烧过程中所产生的异常燃烧现象,它除了使引擎震动加剧外,并产生敲击声、降低引擎出力、损伤引擎结构。爆震可说是引擎设计者的天敌,许多提升马力、降低油耗、减少污染的设计,如提高压缩比、增压装置、提高汽缸壁工作温度(材料科技的进步使得强度上无虞)等,都因为爆震的产生而受到限制。爆震的特性是开始时点火及燃烧波的传播都正常,但是最后应该燃烧的一部份油气,我们称为『尾气』(End Gas),因为受了燃烧后气体膨胀所造成的压缩作用,使其体积缩小、温度和压力升高,在燃烧波尚未传到该处之前,一部份油气的温度已经达到『自燃点』,到达自燃点後在经过一段时间的『自燃点火延迟』後就会自行引燃,并且以300m/s~200m/s的速度迅速向外传播,而当正常燃烧和爆震两个方向相反的燃烧压力波相遇时,会产生剧烈的气体震动,并发出特有的金属撞击声,所以称为『爆震』。轻微的爆震无法被人的感官所察觉,在此我们称它为『无感爆震』,因此当你能感觉得到引擎爆震所产生的噪音和震动时,这时的爆震情况已经严重得超乎你的想像,我们称它为『有感爆震』。有感爆震持续一段时间後,将使得活塞、汽缸头、汽门、活塞环等,产生严重的损坏。
影响爆震的因素
爆震是汽缸中复杂的异常燃烧现象,归纳其发生的原因可分为两个方向:温度过高和压力过高。燃烧室与汽缸壁过热、进气过热、点火提前、压缩比太高、进气压力过高、燃烧室积碳、汽油辛烷值太低都是造成爆震的主因。以下就分述影响爆震的原因:1、燃料的辛烷值燃料的抗爆震性是以辛烷值(Octane Number)来表示,通常分子构造简单、碳数多、长者的抗爆震性优秀,而选用辛烷值较高的汽油是减少爆震发生的最直接方法。汽油辛烷值的选用必须与引擎的缩比配合,理论上压缩比8~9用辛烷值92~95的汽油,压缩比9~10用辛烷值95~100的汽油,否则压缩比高的引擎若使用辛烷值低的汽油,将造成爆震连连、引擎无力、过热、机件损耗。而压缩比低的引擎若误用辛烷值较高的汽油,不但不能增大引擎的出力,反而可能因燃烧温度过高造成引擎过热。加剧积炭的形成。
2、燃烧室的设计火花塞的的位置影响了完成燃烧所需的时间,这段时间就是尾气所受的加压和加热时间,时间的长短直接影响爆震发生的趋势。因此燃烧是的形状若能让压缩时油气的流动性佳、没有死角,并采用热传导效率较高的材料(如铝合金),让汽缸内的温度不易累积,使尾气保持较低的温度也可减少爆震的发生。
3、积碳燃烧室内如果有积碳会影响燃烧室的散热并造成压缩比的提高,让原本不会发生爆震的引擎也发生爆震。积碳发生的原因除了引擎本身所产生的以外,在汽油中添加辛烷值提升剂更会加速积碳的累积。以国内所能买到的93无铅汽油,对很多高压缩比引擎来说并不够用,很多车主都要选择添加辛烷值提升剂来维持引擎的出力和消除爆震,在爆震与积碳的恶性循环下,添加辛烷值提升剂就有如引鸩止渴一般,还请车主三思。因此汽车每隔三万公里后要全面免拆清洗进气系统(节气门,进气管,气门,燃烧室)和燃油系统(喷油器,加添加剂到油箱去水份)
4、压缩比引擎的热效率是与其压缩比成正比,压缩比越高引擎出力越大,但是压缩比的上限却因为爆震的发生而受到所限制,压缩比与爆震的发生有极密切的关系,压缩比越大,爆震的趋势和强度越强。因为提高压缩比会同时增加汽缸内的温度和压力,使尾气的温度和压力升高,增强爆震的趋势。此外压缩比的提高也会让汽缸内的残留废气对油气的冲淡做降低,造成燃烧室的温度上升,促成爆震的发生。
5、空燃比油气混合比过稀或混合不均匀都会造成爆震。较浓的油气将使尾气的自燃
点火延迟时间增加,但也会使燃烧较不完全,产生的热量较少,使得燃烧最後的温度降低,减少爆震的发生,但也导致燃料用量增加,热效率下降,同时降低引擎出力。有些引擎的爆震控制系统就是在爆震感知器侦测出爆震讯号时,供油系统便会适度的提高油气浓度,直到爆震消除为止。
6、进气温度与汽缸温度进气温度与汽缸温度的增加会使引擎的容积效率降低,使完成燃烧所需的时间增长,亦即尾气被加压及加热的时间增长,增加尾气的温度和压力,造成爆震。由此我们可以知道当引擎温度过高时,对引擎所成的损害并不是直接由于高温所造成(和汽缸内的温度相比那就称不上高温了),而是因为汽缸壁温度上升导致严重的爆震,因为连连的爆震所产生的严重破坏。
7、点火正时若点火过早活塞在压缩行程抵达上死点前燃烧掉的油气较多,会使活塞进行压缩时所需的力量增加,同时也会提高燃烧室内的最高温度与压力,而易产生爆震。若点火正时延迟,大部分的油气都在活塞过了上死点以后燃烧,燃烧时活塞已经往下运动,可以底消掉一部份燃烧后气体膨胀所导致的压力升高作用,减轻爆震的趋势。不过假如点火过于落后,引擎的功率及效率都将降低。虽然点火正时的延迟会造成引擎无力、耗油增加,但是对于爆震控制方式的选择大多以改变点火正时为主,因未改变点火正时比起其他消除爆震的方法要来得简单、经济、可行,尤其在电子技术发展成熟的今天更是如此。
8、进气压力进气压力提高可使油气密度变大,燃烧所产生的总热量较多,会使燃烧的最后温度上升,易于产生爆震。这说明了使用增压进气装置时,不论涡轮增压或机械增压常要适度的配合降低压缩比,并结合爆震控制系统以防止爆震的发生。其中涡轮增压系统(Turbo Charger)更因为会同时造成进气温度上升,所以有进气冷却器(Inter-Cooler)的出现,以降低进气温度提高容积效率并减少爆震的发生。