汽油机的汽缸压力的多少?
来源:新能源网
时间:2024-08-17 11:35:50
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汽油机的汽缸压力的多少?【专家解说】: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
【专家解说】: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]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,有点类似轻敲三角铁的声音。而严重且连续的爆震时,引擎会有「哩哩哩」的声音,此时引擎也会明显的没力。
现在许多车厂为了将引擎压榨出最大的性能及降低油耗,通常会把常用转速域的点火角设定的比较提前,所以有些引擎在2000至3000转间负荷较大时,难免会有轻微的爆震,然而轻微的爆震对引擎不会有太大的影响,车主也不用过于担心。但是若因为引擎出问题所产生的爆震,如严重积碳或散热不良等,这种爆震通常很严重,如果是在高转速高负荷发生连续且严重的爆震,不出一分钟,轻则火星塞及活塞熔损,严重的甚至连汽缸及引擎本体都会炸穿。
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