论汽油机产生爆震的原因
汽油的安定性和爆震性
![汽油的安定性和爆震性](https://img.taocdn.com/s3/m/435a8009de80d4d8d15a4f10.png)
汽油的安定性和爆震性1 汽油的安定性汽油在常温和液相条件下抵抗氧化的能力称为汽油的氧化安定性,简称安定性。
安定性不好的汽油,在储存和输送过程中容易发生氧化反应,生成胶质,使汽油的颜色变深,甚至会产生沉淀。
例如:使用过程中在油箱、滤网、汽化器中形成粘稠的胶状物,严重时会影响供油;胶质沉积在火花塞上在高温下会形成积炭而引起短路;沉积在进气门、排气门上会结焦,导致阀门关闭不严;沉积在气缸盖和活塞上将形成积炭,造成气缸散热不良、温度升高,导致发动机的压缩比增加,以致爆震燃烧的倾向增强。
由此可见,汽油的安定性不好会严重影响发动机的正常工作。
1.1 汽油的化学组成与其安定性的关系影响汽油安定性的最根本原因是其化学组成,汽油中的烷烃、环烷烃和芳香烃在常温下均不易发生氧化反应,而其中的各种不饱和烃则容易发生氧化和叠合等反应,从而生成胶质。
所以,汽油中所含有的不饱和烃是导致其性质不安定的主要原因。
在不饱和烃中,由于化学结构的不同,氧化的难易也有差异。
其产生胶质的倾向依下列次序递增:链烯烃<环烯烃<二烯烃。
在链烯烃中,直链的α一烯烃比双键位于中心附近的异构烯烃更不稳定。
在二烯烃中,尤以共扼二烯烃、环二烯烃(如环戊二烯)最不安定,燃料中如含有此类二烯烃,除它们本身很容易生成胶质外,还会促使其他烃类氧化。
此外,带有不饱和侧链的芳香烃也较易氧化。
除不饱和烃外,汽油中的含硫化合物,特别是硫酚和硫醇,也能促进胶质的生成。
含氮化合物的存在也会导致胶质的生成,使汽油在与空气接触时颜色变红变深,甚至产生胶状沉淀物。
直馏汽油馏分不含不饱和烃,所以它的安定性很好;而二次加工生成的汽油馏分(如裂化汽油等)由于含有大量不饱和烃以及其他非烃化合物,其安定性就较差。
1.2 外界条件对汽油安定性的影响汽油的变质除与其本身的化学组成密切相关外,还和许多外界条件有关,例如温度、金属表面的作用、与空气接触面积的大小等。
(l)温度。
温度对汽油的氧化变质有显著的影响。
爆震发动机原理
![爆震发动机原理](https://img.taocdn.com/s3/m/906dacd0112de2bd960590c69ec3d5bbfd0adac4.png)
爆震发动机原理1. 爆震发动机的定义和分类爆震发动机是一种常见的内燃机,通过燃料与空气的混合物在气缸内燃烧产生爆震压力,从而驱动活塞运动。
根据不同的工作循环方式和燃烧方式,爆震发动机可以分为两大类:汽油机和柴油机。
1.1 汽油机汽油机使用汽油作为燃料,以点火器激发混合气体的爆燃。
这种发动机采用的工作循环是四冲程循环,包括进气冲程、压缩冲程、爆燃冲程和排气冲程。
汽油机在爆燃冲程时通过火花塞点火,使燃料混合物突然燃烧,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,完成功的输出。
1.2 柴油机柴油机使用柴油作为燃料,以压燃的方式实现爆燃。
这种发动机采用的工作循环是压燃循环,包括进气冲程、压缩冲程、喷油冲程和排气冲程。
柴油机在压缩冲程时将燃油喷射到高温高压的空气中,由于燃油的着火点较低,燃烧迅速发生,推动活塞向下运动,驱动发动机正常工作。
2. 爆震发动机的工作原理爆震发动机的工作原理可以分为燃油供给系统、气缸、活塞和曲轴连杆机构四个主要部分。
2.1 燃油供给系统爆震发动机的燃油供给系统主要由燃料箱、燃油泵、喷油器等组成。
燃油从燃料箱经过燃油泵的压力送入喷油器,最后喷入气缸中与空气混合。
汽油机的喷油器是通过喷油嘴将燃油雾化进气道,柴油机的喷油器则是通过高压喷油泵将燃油直接喷入气缸。
爆震发动机的气缸是发动机中最重要的部件之一,它承受着燃烧压力,并通过活塞和曲轴连杆机构将燃烧的能量转化为机械能。
气缸的内壁经过精细加工,通常涂有特殊涂层以提高密封性和耐磨性。
2.3 活塞活塞是气缸内上下往复运动的部件,其上部通过活塞环与气缸壁形成密封,下部连接曲轴连杆机构。
在发动机工作过程中,活塞在气缸内不断往复运动,从而产生了燃烧室的容积变化。
2.4 曲轴连杆机构曲轴连杆机构将活塞运动的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动。
曲轴上的连杆通过连杆小头与活塞连接,通过连杆大头与曲轴连接。
当发动机工作时,曲轴连杆机构完成了连续的运动循环,将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动,并输出到传动系统。
汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析
![汽油机爆震燃烧的成因及预防策略分析](https://img.taocdn.com/s3/m/9529c847814d2b160b4e767f5acfa1c7aa00824b.png)
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]。
电喷汽油机爆震的原因分析与预防
![电喷汽油机爆震的原因分析与预防](https://img.taocdn.com/s3/m/923b896f27d3240c8447ef5c.png)
做 了阐述 , 出了预防和减少积炭的产生方法 , 而避免爆震现 象的发 生。 提 从 关键词 : 动机 ; 发 爆震 ; 积炭 ; 燃油 消耗 ; 排放 中图分类号 : K 1 2 T 4 2 文献标识码 : B
文 章 编 号 :6 2 5 5 2 1 0 - 1 4舶 1 7 — 4 X( 0 0)5 0 7 .
Equpme Ma f erngTe hn l y i nt nu a ti c oog No. 201 5, 0
电喷汽 油 机 爆 震 的原 因分 析 与预 防
李 客
( 柳州五菱 柳机 动力有 限公 司, 广西 柳 州 5 50 ) 40 5
摘 要 : 电喷汽油机产生爆震的原 因进行分析 , 对 同时分析 了爆燃爆震对发动机 产生的不利 影响 , 并对积炭 的形成部 位 、 过程 和危害
而 由于积炭 的产生 , 容易破坏活塞环 、 门和火花 塞的正 气
方面, 这些积炭会使进 气管的管壁变粗糙 , 进气 时空气
就会在这些粗糙 的地方产生旋涡 ,影 响进 气效果及混合气 的 质量 ; 另一方 面 , 这些积炭 还会 阻塞 怠速通 道 , 使怠 速控制 阀
卡滞或超 出其调节范 围 , 这样就会 容易 造成 发动机怠速低 、 怠 速 发抖 、 加速 性能差 、 松开油 门踏板 容易熄火 、 气超标 、 尾 耗油 等现 象。 在汽车行驶 中, 如遇到提速慢 , 急加油 回火 , 冷启动困
发动机产生爆震时 , 会在气缸 内突然 产生爆炸波 , 向四面
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
间点火被马上切 断 ,但 是这次工作循环所喷 出的气 油却无法 被 回收 , 只能粘 附在进气 门和燃烧室 壁上 , 汽油 很容易 挥发 , 但 汽油中的蜡和胶质物却 留了下来 , 随着 时间的推移 , 汽油中 的蜡 和胶质 物越 积越厚 , 反复受热后变硬 , 就形成 了积炭 。如 果发 动机烧机 油 , 或是 加注 的汽油质 量低 劣 、 杂质较 多 , 么 那 气 门积炭就更严重 , 且形成的速度也更快 。由于积炭 的结构类 似海绵 , 当气门形成积炭 以后 , 每次喷入 气缸 的燃 油就会有一 部分被吸附 , 使得真正进人气 缸的混合气浓度变稀 , 导致发动 机工作 不 良, 出现启 动 困难 、 怠速 不稳 、 加速不 良、 急加油 回 火、 尾气超标 、 油耗增多等异常现象。 而燃 烧室积炭 , 会结合油气 中的过 氧化 物 , 使得燃 烧过程 产生不 均匀燃烧 ,而发 出异 常噪音 ,同时也 因为压缩 比的增 加, 致使发动机需要使 用更高辛烷值 的汽油 , 否则会 出现爆 震 现象 , 严重时会导致气缸 盖磨损和气门封闭不严 , 使气缸 的缸 压降低 , 而不能正常 工作 , 甚至粘 连气 门使 之不 回位 、 门关 气 闭不严而无法起动 。 此时气门与活塞有 可能会 产生运动干涉 , 最终损坏发动机 。
爆震现象
![爆震现象](https://img.taocdn.com/s3/m/46dce9791711cc7931b716ce.png)
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。
汽油机的常见故障
![汽油机的常见故障](https://img.taocdn.com/s3/m/d7e1281d524de518974b7d3f.png)
汽油机的常见故障爆震:汽油发动机会产生爆震的现象,分析其产生爆震的现象,要了解其产生的原因,并根据症结进行解决。
汽油发动机的可燃混合气,开始是由高压点燃的。
然后,燃烧的火焰以火花塞为中心,向外传播,将燃烧室内的混合气都引燃,这种燃烧过程为正常燃烧。
如果在火焰没有到达之前,其余的混合气未被引燃就自行点火,这种燃烧就叫爆震。
爆震在发动机正常运转中是不允许发生的,它将导致发动机气缸体各零部件的磨损加剧、使用寿命缩短,甚至迅速毁坏,还会使发动机动力下降,油耗增加。
产生爆震的现象:1、爆震会在气缸内突然产生冲击波,向四面冲击,使发动机的活塞、气缸壁、连杆、曲轴等发生强烈的振动,发生不规则的金属敲击声;2、冷却系温度过高;3、燃料燃烧不完全,废气中有黑烟;4、发动机功率下降,油耗增大。
解决方法:1、减小点火提前角;2、使用与规定相符牌号(辛烷值)的汽油;3、清除燃烧室积炭;4、如果是在汽车上坡发生爆震,应及时换入低速档;5、汽车起步时,不要过早地换入直接档。
6、在发动机负荷过大发生爆震时,关小节气门,也可起到消减爆震的作用。
拉缸:拉缸就是在缸套内表面与活塞往复运动接触的区域内,发生有上下刮伤纹迹的现象,一般拉缸现象经常发生在发动机大修后走合期内;有的也发生在正常运行中。
在拉缸时,一般在缸套内表面上出现轻度的纹迹状拉痕,较少出现严重的片迹状拉伤现象。
拉伤的部位多在垂直活塞销轴线的缸套两侧表面。
拉缸的损坏部件多为缸套(内表面)、活塞(外表面)及活塞环(外表接触面)。
出现拉缸损坏的基本原因是,在缸套与活塞摩擦环之间,产生了局部干摩擦。
由此,金属表面的微凸体相互接触。
在高负荷作用下,微凸体变形,在相互运动中,有大量摩擦热产生,使微凸体熔化并熔合,而又拉开,形成了刮移纹迹和产生了磨屑。
金属磨屑被嵌压人活塞表面(没有润滑油把它们冲刷带走),对缸壁产生刮伤。
影响拉缸的因素很多,情况也比较复杂。
它主要与发动机的工作(温度和负荷),活塞和缸套间的配合及其匹配材料等状况有密切关系。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/2823d212443610661ed9ad51f01dc281e53a566c.png)
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。
汽油机爆震的危害及预防
![汽油机爆震的危害及预防](https://img.taocdn.com/s3/m/6c8b2d8e8762caaedd33d409.png)
气管 冒黑 烟 。 由 于积 碳 传 热 性 较 差 , 缸 盖 受 热 小 使
均匀 而造 成变 形 或裂纹 。高温 积碳 表 面还 会 促 使 表 面点 火 的产生 , 致新 的不 正 常燃 烧 , 发 动 机 的 功 导 使 率及 经济 性严 重下 降 。
故 障 的 成 因及 其 预 防 方 法 。 关键 词 汽油机爆震 危害 措施
一
、
汽油 机发 生爆 震 时的 外部特 征
三 、 油机 爆震 的危 害 汽
汽油 发动 机 一 旦 产 生 爆 震 , 仅 造 成 发 动 机 的 不
汽 油机 爆 震 时 会 使 气 缸 的 压 力 和 温 度 急 剧 升 高 , 与周 围气 压极不 平衡 , 火 焰 前 方 引起 的高 强 这 在 度 冲 击 波 , 断 往 复地 撞 击 缸 壁 、 塞 顶 和 燃 烧 室 不 活 壁 , 而引起 强 烈振 动并 产生 噪 音 , 且 未完 全 燃 烧 从 而
早 期损 坏 , 会 直 接 影 响 车 主 的经 济 效 益 。 当汽 油 还
机 发生 爆 震 时 , 一般 会伴 随 着 不规 则 的金 属 敲击 声 ,
工 作不 稳定 , 较 大 的 振 动 ; 却 系温 度 偏 高 , 缸 有 冷 气
盖 温度 上 升 较 快 。燃 料 燃 烧 不 彻 底 , 致 发 动 机 功 导
烧。
2 .爆震 时燃 烧 室 内部 温 度 高 达30 0 o 右 , 0 C左
当火 花塞跳 火后 , 电极 附近 的混 合 气 温 度 急 剧
压力 波 和灼 热 气 体 对 缸 壁 反 复 冲 击 , 而 破 坏 了 缸 从 壁等 壁 面 的气 体 附 着 层 和 油 膜 , 致 气 缸 等 零 件 的 导 温度 过 高 , 成发 动机 过热 , 重 时 使 活塞 顶 部 烧蚀 造 严 发生 粘滞 。气 缸 过 热会 加 快 积 碳 的 形 成 , 至会 使 甚
关于汽油发动机爆震分析
![关于汽油发动机爆震分析](https://img.taocdn.com/s3/m/aae0a3307cd184254a353533.png)
Internal Combustion Engine &Parts0引言汽油发动机是以汽油作为燃料,将化学能转换为动能的发动机。
由于汽油发动机的转速高、质量轻、运转平稳、使用维护方便。
因此,在小型汽车上汽油发动机得到了广泛的应用。
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,进而影响到汽油发动机的使用性能。
爆震对汽油发动机的发展十分不利。
为推动汽油发动机的发展,需要对汽油发动机爆震有效控制!本文拟通过分析爆震的影响因素,对爆震的检测方法和具体的控制进行研究分析。
1汽油发动机与爆震汽油发动机要提高化学能向动能的转换效率,就要提高对燃料的有效利用。
由于不同因素的影响,在燃烧的过程中发生爆震现象,从而影响到发动机的性能提升和正常使用。
1.1汽油发动机的爆震现象爆震现象是在燃烧室内火焰传播过程中,部分远离火花塞的没有燃烧的混合气被已经燃烧的混合气膨胀压缩,使局部混合气先于正常火焰前锋发生自燃,形成多个火焰核心,产生后继性缸压振荡。
此时,燃烧所产生的巨大冲击力导致燃烧室内压力回波声速达~1000m/S (正常火焰前锋传播速度在10到50m/S 之间)。
气缸内的燃烧压力如图1所示。
1.2爆震对汽油发动机的影响轻微的爆震对发动机不会有太大的影响,强烈的爆震会对发动机带来危害。
爆震发生时,气缸内燃烧的放热率会剧增,导致燃烧温度剧增,给燃烧室各部件的受热面带来额外的热负荷;爆震发生时,气缸内的压力升高率也会剧增,给活塞等运动部件带来过高的机械负荷。
同时由于爆震的产生是因局部的提前自燃引起,局部的压力剧增会导致活塞受力不均匀,加剧运动件的磨损,产生强烈的振动、噪音。
这些都会缩短发动机的使用寿命。
此外,当爆震发生时,排放恶化,油耗增加,动力下降等这些都会对汽油发动机的性能产生十分消极的影响。
2汽油发动机爆震影响因素汽油发动机爆震的影响因素主要分为:点火角、压缩比、冷却水温度、空燃比、燃料。
发动机爆震原理
![发动机爆震原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ffc6b6b40b1c59eef9c7b4c6.png)
发动机爆震激励
发生爆燃的原因是终燃混合气提前燃烧,主要表现为火焰传播过程中,末端混合气受压缩和热辐射,出现一个或多个火焰中心,产生自燃,而自燃形成的火焰波与正常燃烧的火焰波撞击而产生极大压力,使得发动机产生不正常的高频振音,即是爆震。
汽油机爆震直接表现为缸内压力曲线的高频振荡,这种高频压力振荡随时间增长而衰减。
图(1)a 为正常燃烧时缸内最大压力曲线,曲线光滑无毛刺。
b 为严重爆燃时缸内最大压力曲线,在最大缸压处出现明显锯齿波,见图(1)。
爆震识别的基本原则是对爆震能量的评估。
一般来说,检测发动机振动频率来检测爆震,爆震产生的压力冲击波频率一般为
5k~10kHz。
汽油机爆震识别、控制闭环系统主要由原始振动信号、带通滤波器、信号处理等部分组成,如图(2)所示。
带通滤波器只允许发动
机频率为 5k~10kHz 的爆震信号输入 ECU 进行处理,同时衰减其他频率的时域信号,信号放大器是对输入 ECU 的电压信号进行放大,形成判定是否发生爆震的基准电压 Ub。
爆震信号经过整形滤波、积分电路,形成的积分信号用于判定爆震强度。
由于爆燃产生局部的压力与温度的突升,缸内混合气燃烧化学反应速率大于气体膨胀速率,在自燃区形成一个压力脉冲,并以极高速度向四周传播,这个压力脉冲在气缸壁面、活塞顶部、气缸盖底面多次反射时产生大于 5kHz 高频振音,并通过缸体、缸盖、曲柄连杆机构向外辐射。
同时,爆燃所产生的动力载荷与活塞运动方向相反,容易引起发动机抖动,严重时甚至引起车身抖动。
爆燃时缸内压力高频波动越剧烈,爆震越明显。
汽油发动机爆震分析与控制
![汽油发动机爆震分析与控制](https://img.taocdn.com/s3/m/1abd4a01581b6bd97f19ea65.png)
的压力传感器 , 要 对气 缸盖 进行 较大 的加 工 , 感器 成 需 传 本高 , 寿命短 , 故这种方法 目 主要 用于实验性 的研究 。但 前 不少专家预测 ,随着 对排 放 和燃 油经济 性要 求 的提高 ,这 种方法今后将得到广泛应用 。
2 8・ 2
第7 期
王
强: 汽油发动机爆震分析与控制
总第 29 0 期
爆震 。这时不宜采用控制爆震 的方法来调整点火 提前角 , 可 采用开环控制方案控制点火提前角 。即 , 此时微机不再检测 分析爆震传感器输入信号 , 只按 R M 中存储 的信息 及有关 O 传感器控制点火提前的大小。显然 , 断在某 一时刻究竟 要判
时达到避免 强爆震 和最佳 燃油 利用率 目标。发动 机的多参 数综合控制 可以监控 多种信号和工作状态 , 并根据 当前状态 选择最佳 的控制策 略 , 从而确保在任何情况下都能达到最佳 控制 。
采用开环控制抑或闭环控制, 可由微机对反映负荷的传载器 送来的信号进行分析予以实现。
图 2 爆震反馈控 制原理 图
收 稿 日期 :0 1—0 21 3—1 6
・
断爆震 。在机体 或气 缸 盖上 的合适 位 置上 安装振 动 ( 加速 度 )传感器 , 测量 由爆震 时的压力振荡 所引起 的机体 振动 , 调整传感 器和信 号识别 处 理系 统的频 带 , 其能 覆盖发动 使 机爆震 时 的振 动 频 率 ( 车发 动 机 爆 震 频 率 一 般 为 5~ 轿 1 H 之间), 在爆震 发生时 与之共 振 , 给出相应 的信 0k z 并 并 号输 出。该方 法 目前被广泛应用于 国内外 的轿车发动机上 , 优点是传 感 器结 构 简单 。成本 低 、 修 方便 , 合 大量 生 维 适
汽油机爆震和柴油机的工作粗暴
![汽油机爆震和柴油机的工作粗暴](https://img.taocdn.com/s3/m/9524f3f9f705cc17552709fe.png)
新疆农业大学机械交通学院课程论文题目汽油机爆震和柴油机的工作粗暴学院机械交通学院专业机械设计制造及其自动化班级机制094姓名王江学号084131222 指导教师孙颖职称教授2012 年6月15日汽油机爆震和柴油机的工作粗暴王江摘要:分析了汽油机爆燃和柴油机工作粗暴两种非正常燃烧现象产生的机理, 以及造成此现象的一些因素,指出了两种现象的异同。
关键词:汽油机; 爆燃; 柴油机; 工作粗暴1 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,它主要有以下几个特点:1)由于火焰前锋以正常的火焰传播速率推进, 使处于最后然烧位置上的所谓末端,混合气受到进一步的压缩和热辅作用,促进先期氧化反应加速并放出部分热量,其结果使终然混合气温度不断升高,超过燃油的自燃温度,以致在正常火焰到达之前,在终燃混合气最适宜发火的部位形成新的火焰中心,混合气自燃并由此开始高速的火焰传播。
2)局部的终燃混合气的温度,压力急剧上升,造成终燃混气燃烧条件好,相继进行自燃,于是终燃混合气迅速燃烧完毕,造成火传播速率极高,达800-1000 m/s而正常燃烧仅为20-30 m/s。
3)由于终燃混合气急剧自燃,造成气缸内部压力急剧上升,产生强大的压力冲击波,导致气缸壁的强烈振动和噪音,因振频高达3000-5000 Hz,故暴震声尖锐而清晰,能从发动机正常工作噪音中分辨出来。
可见,所谓汽油机暴震,就是由于终燃合气急剧自燃而使汽油机产生振动和金属敲击声的现象。
2 柴油机工作粗暴通常导致柴油机工作粗暴的方面有以下几点:2.1 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,工作粗暴。
2.2供油时间过早。
如果供油时间过早,那么着火前喷入气缸中的油量增加,燃料将喷入压力和温度都不够高的压缩空气中,使着火延迟期增长,同时导致柴油机工作粗暴。
发动机爆震现象诊断
![发动机爆震现象诊断](https://img.taocdn.com/s3/m/6dc832b6900ef12d2af90242a8956bec0975a5c2.png)
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
![汽油机柴油机产生爆震的原因,现象,危害](https://img.taocdn.com/s3/m/d488ca20a5e9856a561260ba.png)
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。
浅谈汽车发动机爆震的原因、危害及预防措施
![浅谈汽车发动机爆震的原因、危害及预防措施](https://img.taocdn.com/s3/m/29562be0998fcc22bcd10d7b.png)
发动机正常燃 烧 时, 花塞接 到 E U 的点 火信号 火 C 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 ) 3 4 m s 以 O一 0 / 的速度 向四周 的未燃烧
的混合气 区传播 , 燃烧 室 内混合 气循序 燃烧 , 使 直至结 束 。汽油机发 生爆震 时 , 用高 速摄影机 观察会 发现 , 在 汽油机燃烧室 内火焰传播过程 中, 离火花塞 的未燃混 远
发动 机产生爆震 的原 因 , 应从 发 动机气 缸 混合 气 体燃烧概 念及燃 烧过程去分析 。无论是 汽油机 还是柴 油机 , 作原理 都 是吸人混合 燃气 一压 缩 一燃烧做 功 工 排 气这 四个 冲程 的作用 , 实现 发动 机周而 复始 的运
一
() 1 由于发动 机 产 生爆 震 时 产 生 强烈 的冲击 波 , 使 活塞 、 连杆轴承 和主轴轴承磨损加 剧 , 造成 轴承合金 表层破坏 。局部 高温 、 高压 易使 活 塞 、 门烧 坏 , 重 气 严 影 响发动机 的动力 , 缩短发动机 的使用 寿命 。 ( ) 动 机 产 生 爆 震 时 燃 烧 室 内 部 温 度 高 达 2 发
3 0 ℃左 右 , 00 压力波 和灼热气体对 缸壁反复 冲击 , 破坏
了缸壁等壁面 的气体 附着层 。高温下 的燃气 向缸壁等 壁面传热增加 , 导致气 缸等零件 的温度 过高 , 造成 发动 机温度过热 , 严重 时使 活塞顶部烧损 。 () 3 混合气 在 缸 内 “ 不正 常燃 烧 ” 使气 缸 盖燃 烧 , 室积炭过多 , 排气管 冒黑烟。燃烧室 内部高温作用 , 使 燃烧产物加速分解 , 严重 时析出炭粒 , 游离 炭粘 附在气 缸壁、 燃烧室、 活塞 顶 、 门头上 而形 成 积炭 。 由于 积 气
爆震的原因及预防
![爆震的原因及预防](https://img.taocdn.com/s3/m/a3914d6fcdbff121dd36a32d7375a417866fc1d2.png)
爆震的原因及预防爆震是发动机在燃烧室内燃烧不正常引起的现象,会严重影响发动机的性能和寿命。
了解爆震的原因并采取预防措施是非常重要的。
本文将从爆震的原因和预防措施两个方面进行详细阐述。
一、爆震的原因1.1 空燃比过高空燃比过高是引起爆震的主要原因之一。
当空燃比过高时,燃烧速度过快,容易引起燃烧不稳定,从而导致爆震的发生。
1.2 点火提前角度过大点火提前角度过大会导致燃烧过早,使气缸内的气体受到压力波的冲击而发生爆震。
1.3 高温高压环境高温高压环境下易使燃气自燃,引起爆震。
特别是在高速高负荷工况下,更容易发生爆震。
二、爆震的预防措施2.1 调整适当的空燃比保持适当的空燃比是预防爆震的有效方法。
通过调整进气量和燃油喷射量来控制空燃比,避免过高的空燃比引起爆震。
2.2 控制点火提前角度合理控制点火提前角度可以有效减少爆震的发生。
根据发动机工况和负荷情况进行调整,避免点火提前角度过大。
2.3 降低发动机工作温度降低发动机的工作温度可以减少爆震的发生。
通过增加散热器面积、改善散热系统等方式来降低发动机的工作温度。
三、使用高质量燃油选择高质量的燃油可以有效预防爆震的发生。
高质量燃油燃烧更加稳定,有利于减少爆震的发生。
四、定期检查维护定期检查维护发动机是预防爆震的重要措施之一。
保持发动机的良好状态,确保燃烧室内部件的正常工作,可以有效减少爆震的发生。
五、合理驾驶合理驾驶是预防爆震的关键。
避免长期高速行驶、急加速、急刹车等行为,可以减少发动机在高负荷工况下发生爆震的可能性。
综上所述,了解爆震的原因并采取有效的预防措施是保障发动机正常运行的重要环节。
通过调整空燃比、控制点火提前角度、使用高质量燃油、定期检查维护和合理驾驶等方式,可以有效预防爆震的发生,延长发动机的使用寿命。
希翼本文能对读者有所启示,引起重视并采取相应的措施。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/650f0abc65ce050876321384.png)
科技信息2013年第1期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION随着汽油机技术的迅猛发展,汽油机强化程度不断提高,其主要表现形式是汽油机的压缩比有增大的趋势。
由于汽油辛烷值达不到高压缩比汽油机的需要,常给汽油机的正常工作带来一些问题,爆燃就是其中危害最大的一种不正常燃烧。
1爆燃产生的机理爆燃是由于早燃烧的部分气体膨胀压缩未燃部分的混合气,使其温度上升到自燃温度,而突然全部着火造成的[1-2]。
由汽车发动机燃烧理论可知,当气缸中的可燃混合气被电火花点燃之后,形成火焰传播,它是以10~30m/s的速度进行的。
火焰前方的未燃混合气因受已燃混合气的压缩和热辐射,压力和温度都相应地升高,发生了化学反应,称为焰前反应。
如果火焰及时传到,并把它引燃,直到燃烧完为止,这就是正常燃烧。
但在某种条件下,燃烧的进行离开了正常的过程,有时离火花塞最远部分的混合气还未等到正常的火焰前锋到达,就已完成了化学准备过程而自行燃烧。
这个因自燃而形成的火焰中心(有时不止一个)产生新的火焰传播,这种火焰传播的速度达到1500~2000m/s,使未燃的混合气瞬间燃烧完毕。
由于这种燃烧极为迅速,气体容积来不及膨胀,而温度和压力则急剧增加,因此,压力来不及传给气缸其他部分气体,形成气缸内局部气体压力过高,因压力不平衡而产生压力波。
这种压力波以超音速的速度向前推进,撞击燃烧室壁、活塞、气缸壁,而使之振动,发出尖锐的敲缸声,这种现象称为爆震燃烧,简称爆燃或爆震。
2爆燃的危害2.1发动机功率下降当发动机产生爆燃时,燃烧室内局部区域的压力和温度很高,但其作用时间极短,并且不在整个活塞上方起作用,因而爆燃时对外做功少;而带有冲击性的压力波不仅会使一部分能量消耗在零件的变形和压力波的反复振荡上,而且燃烧产物的热分解还要消耗一部分热量,这些能量都不能回收利用。
同时,由于传给冷却系统的热量增多,做功的能量进一步减少,所以爆燃时发动机功率降低,燃油消耗率明显增大。
发动机爆震的分析及解决方法
![发动机爆震的分析及解决方法](https://img.taocdn.com/s3/m/2641e4360a1c59eef8c75fbfc77da26925c59690.png)
2024 05/发动机爆震的分析及解决方法王宝昌(青岛港湾职业技术学院)摘 要:本文针对发动机爆震问题,从爆震的原因、影响以及解决方法等方面进行了分析和研究。
通过对燃烧过程和相关因素的探讨,提出了一系列有效的解决措施,为提高发动机性能和可靠性提供了参考。
关键词:发动机爆震;原因分析;解决方法0 引言“爆震”的英文是Knocking,意思是“敲击”。
按照常理,发动机在运行过程中,润滑充分、配合流畅,发生敲击现象是不正常的。
因此爆震是一种非正常的燃烧现象,爆震几乎都发生在汽车发动机燃烧室内。
混合气在燃烧室内点燃后,远端未燃混合气,在点火中心没到达前由于高温或高压等原因发生自燃,产生的火焰与正常燃烧的火焰相互撞击产生极大压力,这些压力波会撞击燃烧室壁,引起振动和噪音,在发动机内部产生剧烈的敲击声,所以又称为“敲缸”。
1 爆震对发动机性能的影响1 1 造成发动机内部机件损坏发动机爆震形成的强烈冲击波会使发动机内部机件过载,造成损坏。
强烈的爆震会使发动机的缸体、活塞、连杆等部件受到剧烈的冲击,导致这些部件变形、损坏,甚至导致发动机报废,如图1所示。
图1 不同爆震强度对零部件的影响1 2 造成发动机燃油消耗量增加爆震会使发动机的压缩比降低,燃烧速度加快,导致燃油不能充分燃烧,一部分没有燃烧的混合器从排气系统排出,从而降低发动机的效率,增加油耗。
1 3 造成尾气超标污染环境爆震会使燃烧室局部温度非常高,燃烧生成物更易分解成CO、H2、O2、NO及碳游离物,游离碳不再燃烧使排放污染增加,尤其是氮氧化物和一氧化碳的排放,对环境造成危害。
1 4 造成发动机寿命下降爆震会使发动机的部件受到反复的冲击和磨损,缩短使用寿命,严重的保障会直接导致零部件变形、折断、弯曲等,给发动机带来极大的伤害。
2 汽油机发动机爆震的机理分析汽油机混合气在燃烧过程中,远离点火中心的可燃混合气,在正常火焰前锋没达到之前,由于高温辐射和高压的作用下,自行提前燃烧并形成新的火焰中心,新的火焰中心向外以极高的速度向外传播,并且未燃混合气瞬间完成燃烧。
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](https://img.taocdn.com/s3/m/ae6e453530126edb6f1aff00bed5b9f3f90f723c.png)
OCCUPATION2011 12114汽油发动机产生爆震的原因、危害与预防文/杨秀强它与会计英语、软件英语不同,注重语言交流和运用能力。
不同工作岗位,对英语会话和书写的要求也不一样。
对于职校的学生来说,学习职业英语的目的并不是参加考试,取得好成绩,而是要在将来的工作中学以致用。
因此,职校必须为学生创造一个听、说、读、写,特别是练习英语口语的语言环境。
一个有效的措施,是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,激发他们学习英语的积极性。
另一个措施是利用多媒体教学。
多媒体教学作为传统教学方式的一种有益的补充,已经越来越为学生所接受。
合理利用多媒体教学手段,能够增强学生的学习兴趣,使英语学习不再是枯燥地背单词、句型和语法,而是在轻松愉快的氛围中掌握英语。
4.改变原有的教育方法、教学模式改革教学内容,加快教材建设步伐,使职业英语教育能够紧跟时代的步伐。
传统的职业英语教育,采取一刀切的教学方法,老师在课堂上讲、学生被动接受为主要模式,而现在的职业英语教育则要突出“职业”特色,以“实用”为主要原则,根据不同专业的特点,选择行之有效的教学方法。
例如,旅游岗位对英语听、说交际能力要求较高,教师可采用实景模拟体验法、角色扮演法等;针对外贸专业,则要求学生具备书写商务信函的能力,可采用任务教学法等。
此外,教师还可以采取分层教学方法,将英语水平相当的学生编成一个班,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能力,又能培养学生的职业英语素养。
总之,随着我国市场经济建设步伐的日益加快,职业英语教育的重要性也日渐突出。
针对目前职业学校英语教育中存在的问题,职校应当不断探索、勇于创新,壮大职业英语教师队伍,提高英语教师素质,本着实用性、时效性相结合的原则,积极探索新的教育模式和方法,为我国经济和社会的发展培养出一批懂英语、有技能的实用型专业技术人才。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
论汽油机产生爆震的原因、危害与预防
一、摘要
本文主要针对汽油发动机产生的爆震故障,从汽油机产生爆震的外部特征、引起的原因、造成的危害、预防的措施等4个方面去论述此故障的成因与应对方法。
关键词:汽油机爆震;不正常燃烧;金属敲击声;环境污染
二、前言
汽油发动机爆震燃烧是一种不正常的燃烧现象,它不仅危害发动机的使用寿命,影响车辆的动力性和经济性,还会污染环境,有害于大众。
虽然汽油机产生爆震是汽车故障中常见的现象,但是如何面对、理解、重视与预防它,是我们从事汽车行业工作者的责任。
三、正文
(一)汽油发动机产生爆震
汽油发动机产生爆震,不仅加速发动机的早期损坏,还会直接影响企业的经济效益。
当汽油机发生爆震时,一般有下列外部特征:
(1)汽油机运转时机内伴随有不规则的金属敲击声。
(2)汽油机工作不稳定,运转时有较大的振动。
(3)发动机冷却系温度偏高。
(4)发动机气缸盖温度上升。
(5)发动机功率下降。
(6)发动机燃料燃烧不完全,排出的废气中有黑烟。
(7)发动机燃油消耗率增大。
(二)汽油机产生爆震的原因
汽油机产生爆震的原因,应从汽油机气缸混合气体燃烧概念及燃烧过程去分析理解。
汽油燃料以气态与空气混合,在一定的温度与压力作用下,其中的碳氢原子与空气中的氧发生激烈的化学反应,并伴随有放热和发光的效应,这一现象称为发生燃烧。
汽油机的燃烧过程分3个阶段。
(1)诱导期:火花放电后,需要经过一定的时间才形成火焰中心,这段时间称诱导期。
(2)明显燃烧期:火焰中心形成后,发生火焰传播现象,从传播到最后燃烧的那部分混合气为止,所需经过一段时间称明显燃烧期。
(3)补燃期:在火焰传到最后燃烧的那部分混合气后,由于膨胀过程仍然有燃烧在继续进行,此放热的阶段称补燃期。
燃烧过程展开图:
在汽油机的气缸里,由火花放电引起火焰传播。
在火焰传播过程中,工作混合气在全部燃烧完毕的整个燃烧过程中,具有10~30m/s的正常燃烧速率,缸内的压力有很小的波动,基本上均匀。
如果在火焰前锋到达之前,未燃气温度急剧升高达到燃料的自燃温度而自行着火形成新的火焰中心,则火焰伴随着很高的局部压力以超音速传播,形成强烈的冲击波。
这时燃烧速率达到1000~4000m/
s,迅速而又猛烈地将混合气燃烧完毕,这种燃烧过程属“不正常的燃烧”,也就是发生爆震的根源。
(三)汽油机产生爆震的危害
汽油机产生爆震会使气缸的压力和温度极迅速升高,与周围气压极不平衡,在火焰前方引起高强度的冲击波,往复地撞击缸壁、活塞顶和燃烧室壁,引起强圃火动并产生震音,而且未完全燃烧的气体会形成黑烟,给汽油机部分构件和人们生活环境造成危害。
造成的主要危害有:
(1)由于汽油机产生爆震时产生强烈的冲击波,使活塞、连杆轴承和主轴轴承磨损加剧,造成轴承合金表层破坏。
局部高温、高压易使活塞、气门烧坏,严重影响发动机的动力,缩短发动机的使用寿命。
(2)汽油机产生爆震时燃烧室内部温度高达3000℃左右,压力波和灼热气体对缸壁反复冲击,破坏了缸壁等壁面的气体附着层。
高温下的燃气向缸壁等壁面传热增加,导致气缸等零件的温度过高,造成发动机温度过热,严重时使活塞顶部烧损。
(3)混合气在缸内“不正常燃烧”,使气缸盖燃烧室积炭过多,排气管冒黑烟。
燃烧室内部高温作用,使燃烧产物加速分解,严重时析出炭粒,游离炭粘附在气缸壁、燃烧室、活塞顶、气门头上而形成积炭。
由于积炭传热性较差,使缸盖受热不均匀而造成变形或裂纹。
高温积炭表面还会促使表面点火的产生,导致新的不正常燃烧,燃烧更加恶化,使发动机的功率及经济性严重下降。
同时因冷却损失增大,游离炭来不及还原为二氧化碳,其中一部分随废气排出,形成排气管冒黑烟,污染环境有害于民。
(4)爆震时会使发动机动力下降,增加油耗。
在发动机产生爆震时,局部区域的压力和温度很高,带冲击性的压力波使一部分能量消耗在零件的变形和压力波本身的反复振荡上。
燃烧产物的热分解还要消耗一部分热量,这些能量也不能回放利用。
同时,由于传给冷却系统的热量增多,做功的热量进一步减少。
因此,爆震时动力下降、油耗上升。
(四)预防汽油机产生爆震的措施
汽油机产生爆震应及时排除并且曰常要做好预防措施。
在曰常工作中,各级维修管理人员、维修工、汽车驾驶员务必注意汽油机产生爆震时的外部特征,发现问题按规范、按标准及时采取适当措施排除,避免造成更大的损失,更重要的是做好以下预防措施:
(1)正确使用规定牌号的汽油。
对具有一定压缩比的汽油发动机,使用燃料的辛烷值大小对爆震的产生起着决定性影响。
使用比规定辛烷值低的汽油,即使压缩比较低的发动机使用,同样会产生爆震。
辛烷值较高,抗爆震能力强,发动机在工作中不易产生爆震。
但辛烷值较高的汽油价格较高,因此,为防止浪费又避免爆震,应使用汽车制造厂使用说明书规定牌号的汽油。
(2)选择最佳点火提前角。
各种厂牌的发动机都有其最佳的点火特性,选择最佳的点火提前角,使发动机发挥其最大功率而达到油耗低的目的。
如果点火提前角过大,气缸内的温度和压力都增高。
调整分电器使点火提前角达到最佳位置,能有效控制爆震。
在调整提前角时,要保持转速,在油门开度和化油器调整(成分)的一定条件下,改变点火角,进行使其由零度变到发动机工作伴有震音为止的调整。
另外,往往有意使点火提前稍偏晚些,以避免燃烧的最高压力提高,使爆震的倾向增大。
(3)清除燃烧室等处的积炭。
因为燃烧室的积炭过多,会使燃烧室容积减小,
增加压缩比,易产生爆震。
燃烧室积炭过多,又会令积炭表面温度较高形成热点,容易在火焰传播到达之前点燃混合气引起表面点火,增加爆震倾向。
因此,适当清除燃烧室、活塞顶部、气门头部等处积炭可减少爆震的产生。
(4)调整混合气浓度。
使用较浓的混合气时,气缸内的压力升高率加快,燃烧产物的压力、温度也较高,易产生爆震。
因此,在使用较浓的混合气而引起爆震时,应改变混合气的成分,使之变稀,从而消除爆震现象。
(5)保持发动机冷却水的正常温度(85~90℃)。
若水温较高,易造成燃烧室温度较高,使火焰前锋的未燃烧气体氧化分解,令自燃的可能性增加,爆震倾向也增大。
因此,为避免爆震,应注意保持发动机冷却水温度在正常工作范围之内。
(6)当运转中的汽油机产生爆震时,可以通过减少负荷或提高转速的方法来加以消除,例如在汽车上坡时发生爆震,应及时换人低速挡,汽车起步时,不要过早地换人直接挡。
(五)结束语
虽然汽油机爆震是汽车常见故障之一,但作为从事汽车行业的工作者,在曰常工作中应做好预防工作,当察觉汽油机产生爆震时,应及时排除。
这是保障车辆的正常运行,提高车辆的动力性和经济性,减少大气污染的利公利民措施。
笔者在本文中浅谈汽油机产生爆震的外部特征、原因、危害与预防措施,是根据自己从事汽车行业多年的实践,通过理论学习和阅读有关汽油机燃烧的资料,利用自己及周围同志的经验总结归纳出的体会与心得,谨供同行们共同研究、探讨,望得到同行的认同。
由于自己的水平有限,对有些理论与数据认识理解不深,存在许多不足之处,望各位专家、教授给予提出宝贵的意见。
参考文献
1 汽车运输职工教育研究会主编.汽车修理工高级技术培训教材(上册).上海:上海科学技术出版社,1990
2 董国平主编.汽车维护与修理.北京:人民交通出版社,1995。