发动机爆震燃烧的现象分析
汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析
10.16638/ki.1671-7988.2020.10.039汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析冯朝阳，王湉湉，王驰恒（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：从1886年至2020年汽车工业取得了蓬勃发展，对人们的生产生活产生了重要影响。
经过上百年的发展，汽车的各项技术业已完备，但爆震燃烧问题一直尚未根除，即生活中的敲缸、叫杆。
其对发动机缸体造成损坏，对车辆的动力性、排放性造成很大影响。
文章深度阐述了爆震燃烧的形成过程，危害，检测诊断方法及不同因素对预防爆震的影响。
关键词：汽油机；爆震燃烧；压缩比；爆震传感器中图分类号：U464.171 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)10-130-03Analysis on the Cause of Detonation Combustion of Gasoline Engineand its Prevention StrategyFeng Zhaoyang, Wang Tiantian, Wang Chiheng（School of Automobile, Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710064）Abstract: From 1886 to 2020, the automobile industry has made a vigorous development, which has an important impact on people's Production and living. After hundreds of years of development, the car technology has been complete, but the detonation combustion problem has been difficult to solve, that is, in the life of the cylinder, called the rod. It causes damage to the engine block and has a great impact on the power and emission of the vehicle. In this paper, the formation process of detonation combustion, detection methods，hazards, and the influence of different factors on the prevention of detonation are described in depth.Keywords: Gasoline engine; Detonation combustion; Compression ratio; Knock sensorCLC NO.: U464.171 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)10-130-03前言汽油机爆震燃烧的定义（简称：爆震）是指在压缩行程终了时，火花塞点火之后，在火焰前锋面从火花塞处向活塞顶部推进时，当火焰还未燃至末端混合气之前，因受到缸内热辐射和压缩作用的影响，使得末端混合气温度、压力升高而导致自行燃烧的现象[1]。
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。
分析发动机爆震爆燃的原因
燃 油 室 内 汽 油 点 火 后 ，火 焰 没 有 及 时 扩 散 ．远 程 未 燃 烧 的 汽 油 即 但 如 果 爆 震 发 生 严 重 ，且 连 续 爆 震 时 发 动 机 会 发 哩 哩 哩 的 声 音 ，
因为 高 温 或 者 高 压 而 自然 ，它 的火 焰 和 正规 燃烧 的 火 焰 撞 击 所 产 这 是 发 动 机 就 会 出 现 没 了。目前 好 多 厂 家 为 了将 发 动 机 发 挥 最 大
也 暴 露 出来 。其 中发 动 机 爆 震 爆 燃 就 是 一 个 普 遍 常 见 的 问题 。本 为 ，Ｉ、２， 由 于爆 燃 是 在 火 焰 前 锋 尚还 没 有 到 达 时 未 端 混 合 气 就 发
文 在 此 分 析 了发 动 机 爆 震 的 概 念 、原 因及 影 响 ，为 了更 好 节 解 决 自燃 引起 ，因 而 不 发 生 爆 燃 的充 分 必 要 条 件 是 ：Ｔ１ Ｔ２。 凡 是 使 Ｔ１
现 活 塞 还 在 压 缩 行 程 时 ，但 油 气 已经 燃 烧 ，这 时 没 有 燃 烧 的油 气 或 者 发 动 机 本 体 炸 穿 。
将 承 受 非 常 大 的压 力 ，就 会 自燃 导 致 爆 震 。
１．爆 震 感 知 器 主 要 是 利 于 加 速 传 感 器 来 测 量 发 动 机 的 加 速
高 压 １， 同时 也 会 在 积 碳 表 面 产 生 火 星 或 者 高 温 热 点 造 成 发 动 机 会 判 定 发 动 机 爆 震 ．立 即 延 后 点 火 提 前 角 。科 技 发 展 的 进 步 的 今
爆 震 。
天 ．好 的 爆 震 感 知 器 甚 至 能 够 精 确 判 定 ，是 哪 一 个 气 缸 爆 震 ，只 针
发动机爆震试验
发动机爆震试验摘要：一、发动机爆震试验的背景与意义1.发动机爆震现象介绍2.爆震对发动机性能的影响3.发动机爆震试验的目的和重要性二、发动机爆震试验的方法与过程1.试验设备与条件2.试验流程与步骤3.数据采集与分析三、发动机爆震试验的结果与应用1.爆震现象的识别与评价2.发动机性能的优化与改进3.爆震试验在发动机研发中的应用案例四、发动机爆震试验的发展趋势与挑战1.新技术在发动机爆震试验中的应用2.发动机爆震试验方法的改进与创新3.发动机爆震试验面临的挑战与展望正文：发动机爆震试验是对发动机在高压、高温条件下，燃油与空气混合气体的燃烧特性进行测试的一种方法。
爆震现象指的是混合气体在燃烧过程中产生的自激振动，这种现象可能导致发动机性能下降、零部件损坏等问题。
因此，对发动机爆震进行有效测试，对于提高发动机性能、保证发动机安全运行具有重要意义。
发动机爆震试验的方法与过程主要包括以下几个方面：首先，需要准备试验设备，包括发动机试验台、高速摄影机、数据采集系统等；其次，根据试验目的与要求设定试验条件，如压力、温度、负荷等；然后进行试验流程，包括点火、燃烧、数据采集等步骤；最后，对试验数据进行处理与分析，识别爆震现象，评价发动机性能。
发动机爆震试验的结果可以应用于发动机性能的优化与改进。
通过分析试验数据，可以识别发动机在特定工况下的爆震现象，从而调整发动机的燃油喷射、点火时机等参数，提高发动机的燃烧效率和性能。
此外，爆震试验在发动机研发过程中也起到了重要作用。
例如，在新型发动机的研发过程中，爆震试验可以验证发动机的设计理念，为发动机的改进提供依据。
随着科技的发展，发动机爆震试验也将不断发展。
例如，采用新型的燃烧技术、高精度数据采集系统等，可以提高试验的准确性和效率；同时，发动机爆震试验方法的改进与创新也是未来的发展趋势。
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。
另一种理论为爆燃理论。
对预混合气的燃烧，火焰在传播过程中受到周围条件的限制，突然产生高压和高速传播的现象，火焰前峰从火花塞到气缸壁加速传播，即正常的火焰前峰由于冲击波的高压提供的能量，从亚音速转变为超音速传播，燃烧反应异常猛烈，并产生强烈的冲击波，冲击波在气缸壁之间来回反射。
简述发动机爆震的原因及后果。
发动机爆震是一种引擎在运转过程中出现的异常现象，其在汽车行驶过程中可能导致引擎功率下降、噪音增加、燃油经济性下降以及引擎损坏等严重后果。
本文将从以下几个方面对发动机爆震的原因及后果进行详细的阐述。
一、原因1.1 空燃比失调当发动机的空燃比失调时，容易导致燃烧不稳定，从而引起爆震现象。
空燃比过低或过高都会增加燃烧时间，导致压力波作用不连续，形成爆震。
1.2 进气温度过高进气温度过高会使空气密度变小，燃油燃烧速度加快，从而增加了爆震的风险。
尤其在高温天气或者长时间负荷运转时，进气温度容易升高。
1.3 高压缩比高压缩比容易导致燃烧室内温度和压力升高，使得燃烧速度加快，增加了爆震的风险。
尤其是在高性能发动机中，一般采用更高的压缩比，也使得爆震的发生几率增加。
1.4 点火提前或延迟点火系统的故障可能导致点火时间提前或者延迟，都会增加爆震的风险。
1.5 油品质量不佳使用低质量的燃油易导致点火不稳定和燃烧速度过快，增加爆震的几率。
二、后果2.1 引擎功率下降爆震会使得燃烧不稳定，严重时会导致引擎功率下降，影响车辆的行驶性能。
2.2 噪音增加爆震时，气体在燃烧室内不规则的燃烧产生振动和冲击，会导致车辆噪音增加。
2.3 燃油经济性下降爆震会使得燃烧不完全，燃油的利用率降低，从而导致车辆燃油经济性下降。
2.4 引擎损坏长时间的爆震会导致引擎内部零部件受损，如气门、活塞等，严重时甚至会造成引擎损坏，需要进行大修甚至更换整个发动机。
对于发动机爆震问题，车主在日常使用中需要定期保养，确保发动机正常工作状态。
一旦发现引擎出现爆震现象，应及时到正规的汽车维修站点进行检修，避免严重后果的发生。
在汽车领域，发动机爆震是一个常见但危险的问题，其带来的后果不容忽视。
除了上文提到的原因和后果外，还有一些其他因素可能会导致发动机爆震，例如以下几点：1.6 高温天气在高温天气下，空气密度降低，燃烧速度加快，容易引发发动机爆震。
1.7 油品劣质和积碳使用劣质燃油或者长时间运行未进行清洗的发动机，会导致积碳堆积在燃烧室内，影响燃烧效率，增加爆震的发生几率。
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；2.使用电子节气门控制系统，优化进气过程；3.安装爆震传感器，实时监测爆震情况，采取相应的补救措施。
结论汽油机爆震燃烧对汽车发动机、驾驶安全和环境都造成了严重的危害，因此必须采取一系列控制措施来降低爆震的风险。
通过调整点火系统、改善燃烧室设计、使用高品质燃油和采用技术手段等措施，可以有效地控制爆震的发生，提高汽车的性能和安全性，并减少对环境的污染。
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解发动机爆震现象详解在汽车使用中，有时我们会听到发动机发出一种异常声音，宛如炸雷一般，这就是发动机爆震的现象。
发动机爆震是指在汽车工作过程中，气缸内燃烧状况发生了异常，导致燃烧产生的压力波在气缸内发生超过正常燃烧时的声响。
爆震的发生不仅会对汽车的性能产生负面影响，还会导致发动机损坏。
因此，了解发动机爆震现象及其原因对我们更好地维护汽车至关重要。
1. 爆震现象的表现当发动机发生爆震时，会出现以下几种现象：- 发动机工作不稳定：爆震会使发动机运转不稳定，轰鸣声明显增大。
- 喷油器工作异常：爆震会使喷油器前端压力升高，导致喷雾质量下降，进而影响燃烧效果。
- 行车抖动：爆震时，发动机运转不均匀，会导致车辆抖动严重，行驶不稳定。
- 动力下降：爆震会使汽车的输出动力减弱，加速度下降，行驶速度变慢。
2. 爆震的原因发动机爆震通常是由以下几个原因引起的：- 1. 空燃比过低：当空气燃料混合物的空燃比过低，燃烧速度过慢，容易发生不正常的燃烧，从而引发爆震。
- 2. 碳沉积：发动机内部的积碳会导致气缸内的空气流动不畅，影响燃烧效果，使发动机更容易发生爆震。
- 3. 点火提前：点火系统的故障或调整不当，会导致点火时间过早，使压缩气体的燃烧速度加快，产生爆震。
- 4. 高温高压：长时间高速行驶或在高温环境下工作，使发动机内部温度升高，气缸压力升高，容易引发爆震。
- 5. 低品质燃油：使用劣质燃油会增加爆震的风险，因为劣质燃油的燃烧性能较差。
3. 预防和解决爆震的方法为了预防和解决发动机爆震问题，我们可以采取以下几种方法：- 1. 使用高品质燃油：选择优质的燃油可以减少爆震的风险，因为高品质燃油的燃烧性能更好。
- 2. 定期更换空气滤清器：定期更换空气滤清器可以保持发动机的正常工作状态，减少积碳产生，降低爆震的可能性。
- 3. 定期清洗喷油器：定期清洗喷油器可以保持其正常工作状态，使喷油均匀，提高燃烧效果，降低爆震风险。
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解[文档摘要]本文是关于发动机爆震现象的详细解析。
通过对发动机爆震现象的分类、原因分析、影响及解决方法等方面进行全面阐述,旨在帮助读者更好地了解和处理发动机爆震问题。
[目录]1.爆震现象简介1.1 什么是发动机爆震1.2 爆震分类2.爆震原因分析2.1 燃烧过程异常引起的爆震2.2 燃料质量问题引起的爆震2.3 点火系统问题引起的爆震3.爆震的影响3.1 发动机性能下降3.2 零部件损坏风险增加3.3 燃料经济性下降4.解决方法与预防措施4.1 检查和调整点火系统4.2 检查和清洁燃烧室4.3 选择合适的燃料4.4 定期保养和维护5.附件- 图表1：发动机爆震示意图- 图表2：发动机爆震原因对照表- 图表3：爆震的影响程度表- 表格1：不同燃料对发动机爆震的影响对比- 表格2：点火系统检查步骤及问题解决方法6.法律名词及注释6.1 爆震：指在发动机燃烧过程中,燃料与空气混合物在气缸内发生非正常的自燃现象。
6.2 燃料质量问题：指燃油中存在的杂质或不符合规范的燃料造成的问题,如掺假燃料、燃油中水分过高等。
点火线圈、火花塞、点火线等。
7.结束语感谢您阅读本文档,希望对您在处理发动机爆震问题时有所帮助。
如需了解更多信息,请参考附件内容。
[附件]本文档涉及附件包括：- 图表1：发动机爆震示意图- 图表2：发动机爆震原因对照表- 图表3：爆震的影响程度表- 表格1：不同燃料对发动机爆震的影响对比- 表格2：点火系统检查步骤及问题解决方法[法律名词及注释]- 爆震：指在发动机燃烧过程中,燃料与空气混合物在气缸内发生非正常的自燃现象。
- 燃料质量问题：指燃油中存在的杂质或不符合规范的燃料造成的问题,如掺假燃料、燃油中水分过高等。
线圈、火花塞、点火线等。
[结束语]感谢您阅读本文档,希望对您在处理发动机爆震问题时有所帮助。
如有任何疑问或需进一步了解,请参考附件内容。
文档全文结束。
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。
网址：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。
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解发动机爆震现象详解发动机爆震是指在燃烧室内燃烧过程中产生的异常震动及噪声，是一种对发动机造成严重危害的现象。
本文将详细介绍发动机爆震的原因、影响以及解决方法。
一、爆震的原因1.1 燃烧室温度过高- 燃烧室温度过高会导致燃烧速度加快，容易引起爆震。
- 原因可能是点火系统故障、高压点火正时不准确等。
1.2 空燃比不恰当- 空燃比过低或过高都会导致爆震的产生。
1.3 碳烯化现象- 高温下，燃料中的部分油质被热裂解，碳烯化物质，会引起爆震。
1.4 高压缸压力- 发动机在高速、高负荷状态下，如果缸压过高，容易引发爆震。
二、爆震的影响2.1 机件受损- 爆震会给活塞、气缸壁、活塞环等关键部件带来巨大的冲击力，导致磨损加剧。
2.2 减低发动机功率/效率- 爆震会导致燃烧过程不稳定，使发动机的输出功率下降，燃油消耗增加。
2.3 噪声- 爆震噪声会给车辆驾驶人员以及周围环境带来明显的噪声污染。
三、爆震的解决方法3.1 调整点火正时- 正确的点火正时可以改善燃烧过程，减少爆震的出现。
3.2 调整燃油供给- 适当调整燃油供给量，保持恰当的空燃比，可以减少爆震的发生。
3.3 提高散热效果- 通过增加冷却系统的散热效果，降低燃烧室温度，减少爆震的发生。
附件：- 附件一、爆震现象实际案例分析- 附件二、爆震现象相关数据表格法律名词及注释：- 发动机：机动车辆的动力装置，负责产生动力驱动车辆行驶。
- 燃烧室：发动机中用于燃烧空燃混合物的空间。
- 点火系统：点燃燃烧室内燃料的系统，包括点火线圈、火花塞等。
- 空燃比：空气与燃料的混合物中，空气与燃料的质量比。
- 活塞：发动机中来回运动的零件，与气缸壁形成密封空间。
发动机爆震的分析及解决方法
增 加 ， 动 机 的热 效 率 下 降 。 发
３爆 震 容 易 引起 早 燃 ． 在 一 定条
件 下 ， 烈 的爆 震 燃烧还 能 在燃 烧室 强
新 的。 端面 加工 创平往 往会 增加压 将
缩 比。 ２ ．使 用 符 合 发 动 机 压 缩 比 的 汽 油。 汽油 中的辛烷 成分 能 抑制爆 震 ， 加 了辛烷值 低 的汽油 必然 引起爆 震 。 ３保 持 冷 却 系 统 工 作 正 常 ， 温 ． 水
、
发 动机爆 震产 生的原 因一
１点 火 提 前 角 过 大 过 大 的 点 火 ．
膨 胀 中 重 新 燃 烧 而 使 发 动 机 的 补 燃
量 增 大 ， 时 由 于 爆 震 时 的 散 热 损 失 同
１要 定 期 清 除 排 气 门 、 烧 室 和 ． 燃 活 塞 顶 部 的积 碳 ， 灭 可 能 的 终 燃 炽 消
过 高 或经 常 “ 锅 ” 定 要排 除障 碍 ， 开 一 否则容 易 引起爆 震 。
４保 证 合 适 的 点 火 提 前 角 。配 气 ． 相 位 和 点 火 提 前 角 应 按 车 型 生 产 厂 家所 提 供 技 术 数 据 调 整 ， 且 要 保 证 并
有 试 验 验 证 ， 时 压 力 升 高 率 为 正 常 此
热 点 。 修 时 缸 盖 端 面 变 形 应 立 即 换 大
提 前 角使活 塞还 在压 缩 行程 时 ， 部 大 分 混 合 气 已 经 燃 烧 ， 时 未 燃 烧 的 油 此 气 会 承 受 极 大 的压 力 自 燃 ， 造 成 爆 而
震。 ２发 动 机 积 碳 严 重 ． 发 动 机 燃 烧
内产生 许 多炽热 点。 些炽 热 点可能 这
在 电火 花 点 火 之前 点燃 可 燃混 合 气 引 起 所 谓 的早 燃 现 象 。 生 早 燃 现 象 发
发动机爆燃现象
发动机的爆燃现象由火花点火引燃和以火核为中心的火焰传播燃烧过程称为点燃式发动机的正常燃烧。
若设计或控制不当，发动机偏离正常点火的时间及地点，会引起爆燃等不正常燃烧。
1．爆燃的现象爆燃（爆震）是发动机最主要的一种不正常燃烧，常在压缩比较高时出现。
爆燃时，缸内压力曲线出现高频大幅度波动（锯齿波），同时发动机会产生一种高频金属敲击声，因此也称爆燃为敲缸。
2．爆燃的机理火花塞点火后，火焰前锋面呈球面波形状以30-70m/s的速度迅速向周围传播，缸内压力和温度急剧升高。
燃烧产生的压力波（正波）以音速向周围传播，未端混合气受到压缩和热辐射，其压力和温度上升，燃前化学反应加速，这些都是正常现象。
如果这一反应过于迅速，则会使末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自燃。
这种类似阶跃的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音（即敲缸声），其频率主要取决于燃烧室尺寸（主要是缸径）和激波波速，这就是爆燃。
爆燃发生时，火焰传播速度可陡然高达100-300m/s（轻微爆燃）或800-1000m/s（强烈爆燃）。
3．爆燃的危害1）热负荷及散热损失增加爆燃发生时，剧烈无序的放热使温度明显升高，加之压力波的反复冲击破坏了燃室壁面的层流边界层和油膜，从而使燃气与燃室壁面之间的传热速率大大增加，散热损失增大，气缸盖及活塞顶部等处的热负荷上升，甚至造成铝合金的表面发生烧损及熔化（烧顶）。
2）机械负荷增大发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增高，受压力波的剧烈冲击，相关零部件所受应力大幅度增加，严重时会造成连杆轴瓦破损。
3）动力性和经济性恶化由于燃烧极不正常，以及散热损失大大增加，使循环热效率下降，导致功率和燃油耗率恶化。
4）磨损加剧由于压力波冲击缸壁破坏了油膜层，导致活塞、气缸和活塞环磨损加剧。
4．爆燃的影响因素如果由火核形成至火焰前锋传播到未端混合气为止所需时间为t1，由火核形成至末端混合气自燃着火所需时间为t2，由于爆燃是在火焰前锋尚未到达时未端混合气发生自燃引起的，因而不发生爆燃的充分必要条件是：t1< t2。
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解
发动机爆震现象详解
⒈简介
发动机爆震是指在内燃机工作过程中，发生了燃烧速度异常快的现象。
这种现象会导致压力和温度的突然增加，从而对发动机造成损坏。
本文将详细介绍发动机爆震的原因、危害以及预防措施。
⒉发动机爆震的原因
⑴燃油质量不合格
⑵进气系统故障
⑶点火系统故障
⑷过高的压缩比
⑸过高的进气温度
⒊发动机爆震的危害
⑴引起发动机失效
⑵加剧发动机磨损
⑶增加运行费用
⑷对环境产生负面影响
⒋预防发动机爆震的措施
⑴使用合格的燃油
⑵定期清洁进气系统
⑶检查和维护点火系统
⑷控制合适的压缩比
⑸保持适当的进气温度
⒌附件
本文档附有以下附件：
⑴相关研究报告
⑵爆震检测工具说明书
⑶预防发动机爆震的操作手册
⒍法律名词及注释
⑴发动机爆震：指内燃机工作过程中出现的燃烧速度异常快的现象，对发动机造成损坏的危害。
⑵燃油质量：指燃油的物理和化学性质，包括其热值、密度、溶解度等指标。
⑶进气系统：指将空气引入发动机燃烧室的系统，包括空气滤清器、进气道等组件。
⑷点火系统：指引起混合气燃烧的点火装置，包括点火线圈、火花塞等部件。
⑸压缩比：指发动机内活塞行程最高位置时的气缸容积与最低位置时的气缸容积之比。
⑹环境负面影响：指发动机爆震排放的废气会造成空气污染、产生噪音等对环境不利的影响。
发动机爆震现象诊断
发动机爆震现象诊断引言发动机爆震是指在汽油机的正常工作循环中，当发动机的工作出现异常震动和噪音时产生的现象。
该现象往往由于燃烧不正常引起。
发动机爆震会严重影响发动机的性能、经济性和可靠性，因此及时诊断和解决爆震问题对于维护发动机的正常工作是至关重要的。
本文将介绍发动机爆震的原因、常见的诊断方法以及解决爆震问题的措施。
1. 爆震的原因发动机爆震的原因通常有以下几个方面：1.高温高压条件下燃气自燃：当燃烧室内温度和压力升高到一定程度时，燃气可能不需要火花就能自行燃烧，引起爆震。
2.高压缩比：高压缩比会增加燃气的温度和压力，增加爆震发生的可能性。
3.空燃比异常：过低或过高的空燃比都可能导致爆震。
过低的空燃比会导致燃烧不完全，形成易燃物质积聚；过高的空燃比则会增加燃烧的速度，容易引发爆震。
4.燃油品质：低质量的燃油容易产生不稳定的燃烧，导致爆震的发生。
2. 爆震的诊断方法为了准确判断发动机是否发生爆震，可以采用以下诊断方法：2.1 观察和听觉检查通过观察和听觉检查发动机工作时的异常震动和噪音，可以初步判断是否存在爆震现象。
这包括发动机的震动幅度、声音类型以及频率。
一般来说，发动机爆震会伴随着较大的震动幅度和金属撞击声。
2.2 数据记录分析使用数据记录仪记录发动机工作时的相关参数，如转速、油门位置、燃油喷射时刻等。
通过对这些参数的分析，可以判断是否存在爆震现象。
比如，转速突然升高或下降、燃油喷射不稳定等都可能是发动机爆震的信号。
2.3 燃烧室内压力测试通过安装压力传感器测量燃烧室内的压力变化情况。
如果发现压力变化明显不规律或存在尖峰波动，可能是爆震的表现。
此方法可以较准确地判断发动机是否发生了爆震。
2.4 排放气体分析通过对发动机排放气体进行分析，可以检测是否存在燃烧异常的迹象。
爆震往往导致燃烧不完全，产生高浓度的一氧化碳和氮氧化物等有害物质。
通过分析排放气体中的成分和浓度，可以初步判断发动机是否发生了爆震。
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（7）汽油的标号太低,点火时间过早二、柴油机爆震：（1 ）柴油机选用不当。
柴油发动机燃烧时，着火延迟期越长，喷入燃烧室的油量就越多，着火后一起燃烧，使燃烧加剧，导致气缸内压力上升很快，最高压力增大，产生爆震。
（2）供油时间过早。
爆震发动机的原理
爆震发动机原理爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新型发动机，具有高效、低成本、低碳等优点，是未来航空航天领域的重要发展方向。
本文将详细介绍爆震发动机的原理，主要包括以下几个方面：爆震燃烧、爆震波的产生、燃烧室设计、燃料和氧化剂的注入、冷却系统以及控制系统。
一、爆震燃烧爆震燃烧是爆震发动机的核心原理。
它不同于传统的均匀燃烧，其特点是燃烧过程中产生的高温高压燃气可以引发后续燃料的快速燃烧，从而实现高效能量释放。
爆震燃烧的主要优点是可以实现较高的能量密度和较低的燃气温度，从而减少排气污染。
二、爆震波的产生爆震波是爆震发动机中重要的现象。
当高温、高压的燃气在燃烧室内突然释放时，会形成一种冲击波，这种冲击波以音速传播并在燃烧室内来回反射，从而形成爆震波。
爆震波的产生是爆震发动机中燃料高效燃烧的关键。
三、燃烧室设计燃烧室是爆震发动机的核心部件之一。
它的设计需要充分考虑爆震波的产生和传播，以及燃料和氧化剂的注入和混合。
一般来说，燃烧室的设计需要具备以下特点：较短的燃烧室长度、较大的燃烧室截面积、良好的燃料和氧化剂注入系统等。
这些设计特点可以保证爆震波的高效产生和传播，从而实现燃料的高效燃烧。
四、燃料和氧化剂的注入燃料和氧化剂的注入是爆震发动机中重要的环节之一。
注入的燃料和氧化剂需要充分混合，以保证燃料的均匀燃烧。
一般来说，燃料和氧化剂的注入系统需要具备以下特点：较高的注入压力、较好的混合效果、较低的注入温度等。
这些特点可以保证燃料和氧化剂的良好混合，从而实现燃料的均匀燃烧。
五、冷却系统冷却系统是爆震发动机中必不可少的组成部分。
由于爆震发动机中的高温高压燃气会对燃烧室和相关部件造成极大的热负荷，因此需要采取有效的冷却措施来保证发动机的正常运转。
一般来说，冷却系统需要具备以下特点：较高的冷却效率、良好的热分布、较低的冷却损失等。
这些特点可以保证发动机的正常运转，延长其使用寿命。
六、控制系统控制系统是爆震发动机中重要的组成部分之一。
某汽油发动机爆震问题分析与解决
10.16638/ki.1671-7988.2019.08.041某汽油发动机爆震问题分析与解决魏远飞，郭伟，侯邦明（上汽大众汽车有限公司，上海201805）摘要：汽油发动机爆震不仅影响发动机的性能，而且引起用户的噪声抱怨。
文章结合某汽油发动机爆震异响实际案例，分析研究了发动机爆震的原因，并基于爆震控制的策略，通过台架标定，优化点火提前角，成功提供了汽油机爆震的解决方案。
关键词：汽油发动机；爆震；分析中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)08-130-03Analysis and Resolution of a Gasoline Engine Knocking ProblemWei Yuanfei, Guo Wei, Hou Bangming( SAIC V olkswagen Automotive Co., Ltd., Shanghai 201805 )Abstract: Gasoline engine knocking not only affects engine performance, but also causes user complaints. In this paper, the actual case of knocking noise of a gasoline engine is analyzed. Based on the strategy of knocking control, the gasoline engine-knocking problem is successfully resolved by optimizing ignition advance angle.Keywords: Gasoline Engine; Knocking; AnalysisCLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)08-130-03引言由于汽油发动机自身因素和外部因素的影响，在使用的过程中发生爆震等现象，发动机爆震过程中往往伴有冲击波，从而发出尖锐的金属敲击声,也就是通常所说的“敲缸”现象。
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。
2.高温下燃烧产物分解强烈爆震时燃烧室内局部温度很高，可达4000℃以上。
在这种情况下，燃烧产物将分解为CO 、H 2、O 2、NO 及游离炭等。
游离炭在气缸内很难再燃烧，因而爆震燃烧时排出黑烟。
CO 、H 2等在膨胀中重新燃烧而使发动机的补燃量增大，同时由于爆震时的散热损失增加，发动机的热效率下降。
爆振原因分析
燃机爆振原因分析及处理对策一、爆燃定义爆燃就是在压缩冲程中，发生在火花塞点燃燃烧之前的局部燃烧，属于不正常燃烧，易引起发动机敲缸。
二、引起发动机爆燃的常见原因及处理对策1、热值变化：燃机控制系统能够根据燃气浓度的变化进行自我调整，以适应新的热值。
但热值变化过大时，燃机控制系统无法进行及时修正就会引起爆燃。
所以，在燃机运行过程中要经常关注燃气修正系数在95%-105%范围内，出现较大波动时应及时更改热值。
2、过载：高负载需要较高的压力推动活塞运动，结果增加压缩力度，使燃气温度升高进而引起提前自燃。
所以，发动机在运行过程中应保证发动机运行在额定负载下，避免过载运行。
3、高压缩比：高压缩比会使燃料被过度压缩，将燃料温度提高到自动点火温度以上，引起提前燃烧。
所以，压缩比要根据燃料的特性进行设计。
4、高进气歧管温度：较高的进气“温度/压力”会导致压缩后的燃料温度超过自燃温度，引起爆燃。
所以，在日常运行过程中要时常关注燃气温度，出现温度高时应及时调整风扇控制温度在允许范围内。
5、火花塞故障：如果火花塞出现故障，不能正常点火也容易导致爆燃。
所以，在日常运行过程中应多注意火花塞工作状况，发现火花塞点火异常后应及时进行更换或处理。
6、气缸积碳：气缸、活塞表面积碳是引起爆燃的一个因素，引起积碳的原因主要有曲轴箱内机油过量、长时间低负载运行油耗增加）。
所以，在日常运行过程中要保持正常的油位。
7、发动机部件损坏：如果发动机在运行过程中，挺杆、气门横梁及摇臂等部件遭到损坏，会造成发动机缸内敲击。
8、燃滤、空滤堵塞：燃滤和空滤堵塞后，会引起发动机进气不畅，造成空/燃比例波动，容易引起负荷波动和爆燃。
所以，出现燃滤、空滤堵时应及时清理或更换。
9、点火正时设置不当：太长的点火时间容易使燃烧提前，导致压力急剧升高而引起爆燃；应当基于燃料特性和负载进行恰当的时间设置。
10、燃料成分发生变化：如果燃料气体成分中碳氢化合物含量高，爆燃温度就会降低，比较容易自动点火；燃料成分分析、压缩比的恰当选择、点火时间的确定和空燃比的调整都比较苛刻。
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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。
三、爆震燃烧的外部特征及危害
发动机爆震燃烧有较明显的外部特征，具体表现为：
1、发出清脆的金属敲缸声，也即前面所述的爆炸声。
2、在轻微爆震燃烧时，发动机功率略有增加，但强烈爆震时，发动机功率下降，工作变得不稳定，转速下降，发动机出现较大振动。
3、冷却系统，如冷却水、润滑油等温度上升。
4、机体组件温度升高。
发动机爆震燃烧的危害非常大，其主要具体表现为：
1、热效率降低，输出功率下降，行驶中的车（艇）开始出现行驶无力。
2、气缸过热。
受燃烧恶化的影响，传热受阻，冷却系统温度明显增高，导致发动机过热。
3、零件应力增加。
由于热量过大，主要零件如活塞、气缸盖、气门、气缸体等零件受热力影响，使原本较大的应力变得复杂且紊乱，零件长期在爆震燃烧环境下工作，其寿命会大大缩短。
4、有害排放物明显增多。
由于燃烧效果下降，发动机排入的CO量成倍上升，外部特征可看出消声器排出的烟雾增多，对大气环境造成很大的破坏。
四、引起爆震燃烧的原因
1、燃油的影响。
现代发动机使用的燃油均经过抗爆处理，如果燃油含杂质较多，或燃油为非纯正油品，燃烧效果受影响，燃烧室积炭将增加，终燃混合气越容易被积炭中的小火星点燃。
2、点火提前角。
增大点火提前角，爆震燃烧倾向加大，正规厂家的车（艇）点火提前角在出厂时已调整到最佳角度，一般使用者不用进行调整。
3、转速的影响。
转速增加
1、使用纯正高品质的燃料，可有效防止爆震燃烧的发生，目前这一措施得到广泛应用；经常清洗油箱，不在燃料中添加其它物料。
2、降低终燃混合气的温度要采用降低冷却系统的温度，如保持机体组件外观清洁，保持润滑油道的畅通和润滑油的清洁度等。
3、使用过浓或过稀的混合气，行驶过程中用加大油门的方法提高供油浓度较为有效，采用过稀混合气的方法一般驾驶员不易掌握，反而会使发动机熄火。
4、降低终燃混合气压力可采用进气节流，如在有条件的发动机上将阻风门的开度调整到90%、80%等。
5、提高发动机转速如换高挡位、加大燃油的供给等，都可有效防止爆震燃烧。
终燃混合气温度下降，故使爆震燃烧倾向下降。
4、负荷的影响。
在转速一定而节气门关小或负荷
减小时，由于残余废气系数增大，气缸壁散热损 失相对增加，循环最高压力下降，爆震燃烧倾向随之下降。
5、混合气浓度的影响。
当混合气浓度在α=0.8~0.9时，爆震燃烧倾向最大，过浓过稀的混合气都有助于减少爆震燃烧的发生。
6、燃烧室沉积物的影响。
由于发动机工作时间过长且又未进行必要的保养，燃烧室的积炭厚度不断增加，沉积物的温度较高，在进气和压缩过程中不断加热混合气，沉积物又是高热的不良导体，从而提高了终燃混合气的温度。
五、发动机爆震燃烧的防止措施。