爆燃控制

发动机爆燃控制

日期：2008-5-6 源自：访问次数：15 【字号：大中小】

2．2．3发动机爆燃控制

发动机爆燃控制是用来确定最大点火火花发生的提前角，以避免点火过早而超出发动机的爆燃压力极限。为了提高发动机的燃油经济性，并通过提高发动机运行效率来增强其输出的动力性能。通常在发动机正常运行时，点火提前角非常接近于产生爆燃的极限点。当汽油机燃用具有不同辛烷值的混合汽油时，采用发动机爆燃控制能很好地解决汽油机燃用多种辛烷值汽油的要求。

发动机爆燃控制系统利用安装在机体上的爆燃传感器，通过对发动机机体振动的测定来判断发动机是否处于爆燃状态。传感器输出的信号被送到电子控制单元中，并在电子控制单元内进行计算，根据发动机爆燃情况作出是否需要滞后或提前点火时间的指令。

1 ．发动机爆燃控制系统的功能

通常发动机爆燃控制系统是由图 2.34 所示的部分组成。以下将按图 2.34 来介绍这一系统。

（ 1 ）滤波电路

当发动机产生爆燃时，在一特定的振动频率内有相当大的振幅。采用滤波电路后可将这一特定的振动频率与其它振动频率分离出来，作为发动机是否产生爆燃的判据信号。图 2.35 表示了从爆燃传感器输出的信号特性。

（ 2 ）爆燃检测

在发动机点火火花产生后的一个固定时间内，利用爆燃传感器输出电压信号的峰值高低作为检测发动机是否产生爆燃的依据。将发动机没产生爆燃时，爆燃传感器所测定的电压信号峰值的平均值作为判断发动机是否产生爆燃的基准（参照）值，或称背景干扰值。将爆燃传感器输出的峰值信号与基准信号进行比较，就可测定发动机的爆燃是否依然存在还

是已经消失。通过对爆燃传感器输出的高于基准值的峰值信号进行计算、比较来判断发动机爆燃程度的强弱。爆燃控制系统的运算时序图如图 2.36 所示。

（ 3 ）爆燃发生时点火时间控制的实施

根据爆燃传感器检测到的爆燃强度，电子控制系统作出反馈控制，决定下一气缸点火时间应该滞后还是应该超前。如果检测到发动机已产生爆燃，则点火立刻滞后，滞后时间与爆燃强度成正比。但爆燃情况一旦消失，发动机点火时间逐渐提前，使点火时间接近爆燃发生极限。图 2.37 表示了用于点火时间控制的时序图线。

图 2.37 爆燃控制的点火时序控制图线

2 ．爆燃传感器

爆燃传感器的结构如图2.38所示，它由设在金属腔体内的压电设备所构成。如图中所示，当爆燃发生时，发动机机体的振动频率与圆板式压电设备的自有频率成比例而发生共振现象，产生电压。图2.39表示了爆燃传感器的输出特性曲线。有时也采用—种具有较宽振动频谱的非共振型爆燃传感器。

图 2.38 爆燃传感器剖面结构图 2.39 爆燃传感器输出特性曲线1 —电缆插座； 2 —振动板； 3 —压电装置

爆震

开放分类：现象、燃烧

目录

• 何谓爆震

• 爆震的原因

• 怎么知道爆震及爆震的影响

• 爆震感知器

• 92、95或98

baozhen

爆震

detonation

汽油机中一种不正常燃烧的现象。汽油机正常燃烧时,火花塞点火后经过短暂的着火延迟期的准备,在电极间隙附近形成火焰核心,火焰从火焰核心以30～40米/秒的速度向四周的未燃混合气区传播，使燃烧室内混合气循序燃烧，直至结束（见图[汽油机燃烧示意图]）。通过高速摄影研究汽油机爆震时发现，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，此处的局部温度因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。即在正常火焰传播到以前先行发火自燃，发出极强的火光，燃烧温度常在4000℃以上，火焰传播速度达200～1000米／秒以上,比正常燃烧的火焰传播速度高几十倍。高速传播的爆震燃烧使气缸内产生压力冲击波,并在气缸壁面上反射和反复冲击,造成强制振动并产生高频噪声，即敲缸现象。压力波的冲击使壁面的气膜减薄，向气缸壁的传热损失增大，结果功率下降，燃料消耗率上升，汽油机过热，冷却水和机油温度增高。持久的爆震破坏气缸壁油膜，加剧气缸壁的磨损，严重时会使机件损坏。避免爆震的措施有：使用高辛烷值汽油，燃用过浓混合气，使末端混合气本身不易发火；降低进气温度，加强末端混合气的冷却，延迟点火时刻，以降低末端混合气的温度；利用可燃混合气的湍流和旋流，提高正常火焰传播速度，或设计紧凑的燃烧室，

合理布置火花塞位置,缩短火焰传播距离,以缩短正常火焰传至末端混合气的时间。

何谓爆震

当混合气(空气与燃油充分的混合) 在进气行程进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火星塞将高压混合气点然后，其燃烧所产生的压力则转换成引擎运转的动力。引擎燃烧虽可以用三言两语简单的形容，但光是内燃机的燃烧研究，不知已造就了多少博、硕士论文，甚至许多学者、工程师穷其一生都在研究燃烧的学问，所以要真正了解引擎，是要花很多工夫的。

正是因为引擎的燃烧十分复杂，所以需要有相当精确的设计与控制，稍有一点控制失误或是失常，便会造成不正常燃烧，而「爆震」就是一种不正常燃烧。简单的说，爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。

右方高压缩比设定的情形较容易引起爆震，便需使用高辛烷值的燃料以避免爆震。

爆震的原因

在说到爆震原因前，我们先要了解两件事。第一，混合气在燃烧室内燃烧，其火焰是由点火点以「波」的方式向四周扩散，所以由点火到油气完全燃烧需要依段短暂的时间。第二，油气虽然需要靠火星塞点燃，但是过于高温、高压的环境也会使油气自燃。

一般的爆震是因为燃烧室内油气点火后，火焰波尚未完全扩散，远程未燃的油气即因为高温或高压而自燃，其火焰波与正规燃烧的火焰波撞击而产生极大压力，使得引擎产生不正常的敲击声。造成爆震最主要有以下几点原因：

一、点火角过于提前：

为了使活塞在压缩上死点结束后，一进入动力冲程能立即获得动力，通常都会在活塞达到上死点前提前点火(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。

二、引擎过度积碳：

引擎于燃烧室内过度积碳，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，使引擎爆震。

三、引擎温度过高：

引擎在太热的环境使得进气温度过高，或是引擎冷却水循环不良，都会造成引擎高温而爆震。

四、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引擎温度提升，当然容易爆震。

五、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。压缩比高的引擎，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。

怎么知道爆震及爆震的影响

爆震的英文是Knocking，及敲击的意思，所以爆震时引擎会产生敲击生。轻微不连续的爆震声音相当清脆，