发动机的常见病 详解爆震原因及预防方法

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[导读:]发动机的常见病 详解爆震原因及预防方法

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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。
 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。气缸在下止点时的更大体积与气缸在上止点时更小体积之比,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,更终冲向活塞,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更大)、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,在脚蹬通过更高点之后过一点点,我们再向下踩,这样骑车更有劲儿,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),缸内出现更大压力值并推动活塞向下做工,此时性能更佳。
  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,燃烧可达压力更大值。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。
配气相位图,请注意点火时刻出现在上止点之前
  通过这两条补充知识,我们了解到两点:压缩比越高,混合气压缩越充分,燃烧速度越快;点火提前角越提前,发动机做功越积极。所以现代发动机的往往将压缩比设置很高(10:1以上),点火提前角在高负荷时也调教的较为靠前。然而物极必反,当燃烧做功处于不恰当的时机,就会带来了一系列的麻烦,爆震。
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