发动机爆震现象详解
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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。
爆震名词解释
爆震是指在内燃机中,混合气体燃烧过程中发生的一种燃烧不均匀现象。
在正常燃烧过程中,混合气体应该是在高压情况下均匀燃烧的,但是如果像燃油汽车那样发生爆震,会影响内燃机的正常工作,同时还会导致比较严重的机械问题。
下面,我们就具体地了解一下爆震的相关知识。
一、什么是爆震?
爆震是指燃烧混合气体时,由于某些因素发生的燃烧不均匀现象,通常出现在内燃机中。
爆震通常会产生剧烈的冲击和振动,导致轻微的过载和杂音。
二、爆震的原因
1.莫尔滕热效应:燃烧过程中,混合气体产生的热量能够导致爆震。
2.缸内温度过高:由于原因1导致缸内温度过高,从而引发爆震。
3.气体机械干扰:来自较早的爆震波的干扰,或因一束射线或巨大小球后的撞击而引起。
三、爆震的危害
1.磨损加剧:爆震可能会引起额外的磨损,从而缩短发动机寿命。
2.减低性能:由于发动机要用较多的负载来抵消爆震引发的冲击和振动,所以使用效率和发动机性能会受到影响。
3.杂音增加:爆震的声波能让机体产生杂音,影响行车的舒适性。
四、防止爆震的方法
1.正确确认最佳混合气对应的空燃比。
2.选择适当的燃油。
3.控制缸内温度:使用散热装置,如散热器、冷凝器等,以便降低温度。
4.提高点火质量:用高质量的点火系统,能够使燃烧更加均匀。
五、总结
爆震是发动机运作中的一个重要问题,如果不加以解决,会带来很大的危害。
我们可以通过更换燃油、控制缸内温度等方法来防止爆震的发生。
只有经过正确的防护处理,才能使发动机保持稳定的运转,提高车辆的运行效率和安全性。
发动机爆震有什么表现汽车如果出现爆震的情况,那么发动机就会有轻微的敲击声发出,这种声音是很清脆的,并且是不连续的,就好像敲金属发出铛铛的声音。
发动机也会出现震动颤抖的现象,仪表盘上也会出现发动机温度过高的提醒,排放尾气时会带有黑烟,燃油消耗量变大。
一、汽车爆震的原因:1、发动机积碳严重,就会产生高压,并且在积碳的表面上产生比较高的温度使得爆震;2、发动机温度过高导致,有可能是在较热的环境下行驶或者是发动机冷却系统出现问题;3、点火角提前了,使得活塞还在压缩过程中,有一部分油气没有燃烧就排出去,会受到很大的压力自燃,而造成的爆震;4、使用了抗爆震性低的汽油,就会容易出现爆震的情况;5、燃料空气混合比不够粘稠,就会导致燃烧温度增大,就会使得发动机温度变高而出现爆震情况。
二、检测发动机爆震的三种方法:1、发动机气缸压力检测。
利用压缩空气将火花塞附近的杂质吹干净,把全部火花塞拆卸下来,使用气缸压力表的橡皮头插到火花塞孔内。
把节气门全部开启,利用起动机带动曲轴转动几秒钟,等到压力表读数为最大压力就可以停止转动。
记录读数,可以多次测试取得平均值;2、检测发动机缸体振动频率。
4缸发动机的正常振动频率为100hz,6缸发动机的正常振动频率为150hz,如果检测到发动机缸体振动频率不正常,就发动机有可能出现爆震现象。
3、发动机燃烧噪音检测。
如果通过这个方法去检测,精度和灵敏度不会很准确。
三、汽车爆震的解决方法:1、清理发动机积碳:2、检查发动机冷却系统,如果出现问题就要及时处理;3、延后点火提前角;4、使用高标号、质量好的汽油,如果车主使用的是92汽油,可以考虑使用95或者98的,这样不会那么容易出现爆震现象;5、调节燃料空气混合比,使它粘稠一点。
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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。
长时间开车的你有没有遇到发动机爆震的现象呢?那么为什么会有爆震现象呢?下面就跟随我们一起来了解一下发动机爆震的原因和解决方法吧。
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据了解,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。
一起来了解一下产生爆震的现象有哪些:
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。
相信大家更关心发动机爆震的解决方法吧,来看下面的介绍:
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展时,关小节气门,也可起到消减爆震的作用。
现在你对于发动机爆震是不是了解一些了呢?不知道上面的介绍有没有给您带来帮助,希望您能解决好汽车故障,更好、更安全的驾车。
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。
化工10-7班梁海滨 20号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。
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。
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[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。
09款有爆震的可以看一下。
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然而在发动机中放爆竹的话,显然不是那么让人满意。
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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。
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,燃烧可达压力最大值。
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图片内其他信息为配气方面的知识,如欲了解请点击李毅同学的另一篇文章: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。
爆震的种类实际上,我们经常说的爆震过于广义,爆震这个词被各种文献、媒体和修车师傅用滥,点火过早、表面点火、狭义的爆震、敲缸、叫杆等等,都称之为爆震。
为了区别并便于解释,小编姑且擅自把正统意义上的狭义爆震在此篇称之为“爆燃”。
而滥用了的“爆震”,继续代表广泛的定义。
爆震,发动机一种不正常的工作状态,泛指发动机气缸由于非正常点火造成的突发的非长时间持续的震动,用户可明显的感觉到发动机声响异常和震动,并削弱发动机输出功率,升高温度,增加油耗,对发动机造成一定程度的损害;爆燃,燃料的一种燃烧形式,是燃料与助燃剂混合后以亚音速的爆炸式燃烧,在发动机里通常指燃油与空气混合后,在高温高压的环境下,以极大速率自行燃烧,特点是温度和压力升高速度极快,有一定破坏力。
狭义上的爆震,定义等同于爆燃。
爆震的特点是不需火花塞介入,混合气仍可被点燃或自行燃烧,表现形式大体分为两种:表面点火和爆燃。
然而值得一提的是点火过早现象,虽然还算不上爆震,但很多时候,点火过早会作为原因,造成表面点火和爆燃。
有了这样的区分,解读起来也方便许多了。
点火过早,顾名思义,点火角过于提前,最大压力值也明显提前的出现在适合“发力”的曲轴10°相位之前,甚至0°之前,由于活塞没等找好位置,高压气体就往下做功,发动机功率自然就会有所损失,损失了的动能转化为内能使气缸的升温。
而来不及转移的高温,和提早出现的高压,会造成“质变”的爆震——表面点火和爆燃。
表面点火通常发生在火花塞跳火之前,当汽缸温度过高来不及冷却时,缸内积碳或火花塞处等明显突出的位置在压缩冲程时会出现明显热点,当温度超过混合气燃点时,早于火花塞点燃混合气,和点火过早相比,这等同于把点火角度再提前若干,当最大压力值出现在活塞运行至上止点以前,相当于这个气缸此时有着“反转”的倾向,可想而知,活塞和连杆以及曲轴在承受着多大的痛苦!而爆燃,通常出现在火花塞点火或表面点火以后,当火焰向下和向外扩展时,部分未点燃的混合气,在扩张的火焰带来的高温高压之下,来了个反抗——类似柴油机点燃形式的自燃,多个着火点同时燃烧,前文我们说过,汽油燃烧速度非常快,以这种方式燃烧那是非常威猛的,在爆燃时,混合气压力高,密度很大,因而火焰燃烧极快,速度可达1000m/s,迅速燃烧并膨胀产生的冲击波敲打着气缸和活塞,并和前方正常燃烧传播的火锋迎头撞在一起,这就是我们听到的敲缸声和感受到的震动。
由火花塞点火引起的爆震相对较轻,而因表面点火引起的爆震则更为严重。
据分析,严重爆燃时,发动机的损耗是正常运转时的三十倍之多!而且因为爆燃的燃烧速度非常快,也会将最大压力值略微提前。
举个生动但不太恰当的例子,作为正常燃烧与爆燃的对比:我们都拍过篮球,当篮球“砰砰”的砸向地面时,我们可以把篮球看做点燃的混合气,把地面看成活塞,这就是一个常规的点火做功的过程,而爆燃时的情况比喻起来可能有些疯狂,这相当于地面有片大号火药纸,当我们把篮球拍向地面时会将其砸爆……其声响和破坏效果显而易见了。
这几种非正常点火情况,经常交错在一起,也同样引起发动机的震动和声响,所以这几种情况经常被混淆。
如果对其作出区分的话,点火过早时发动机抖动,转速下降,声音不明显突出,所以也称不上爆震,危害程度较小;表面点火时发动机振动,有明显敲缸声,声音沉闷,危害程度较大;爆燃时发动机振动强烈,敲缸声似尖锐的金属敲击声,非常有害!压缩比越高,爆震越易于发生爆震的成因:压缩比、点火角、发动机温度、积碳、燃油标号压缩比越高。
压缩冲程结束时的缸内温度就越高,越容易发生爆震。
按理说,一款设计没有问题的高压缩比发动机,在正常情况下,不会轻易发生爆震,但如果使用不当,就会比较低压缩比的发动机更容易出现爆震的情况。
点火角偏前。
点火角偏前并不是过早点火,但有着过早点火的趋向,因而也容易造成爆震。
发动机温度过高。
发动机温度过高的原因有很多,冷却水或机油循环不好,长时间处于高负荷工况等等,都会导致表面点火或者爆震。
而另外还有两个因素:混合气浓度过低和点火角度偏后,也会导致温度过高。
这似乎又很难理解,为何貌似降低功率的动作却会有这样的反应呢?原因在于,这两个因素会导致气缸内混合气体不充分燃烧,燃烧时间过长,甚至在排气冲程时还在燃烧,因而升高了温度,吸气冲程时混合气进入汽缸后就会被高温的汽缸或者残留的火焰点燃,形成表面点火或爆震。
积碳造成爆震是方面的。
活塞和缸盖积碳过多,会导致散热不良,从而表面局部温度过高,或者在排气冲程结束后,积碳吸附的残油仍在燃烧,因而形成热点或着火点,导致表面点火;另外积碳过多也会让气缸容积变小,气缸的压缩比也因此升高,爆震也就更容易发生。
汽油标号。
我们通常说的93#、97#,指的是汽油的辛烷值,通常认为正庚烷的辛烷值为0,非常容易爆震,而异辛烷的辛烷值为100,比较不容易爆震,而93#汽油的相当于7%的正庚烷与93%的异辛烷混合燃料的爆震特性(通常我们称之为“抗爆性”),因此越高标号的汽油越矜持,越不容易被点燃,也就越不易发生爆震,越适宜高压缩比发动机使用。
而越低标号的汽油越泼辣,越容易被点燃,用在压缩比并不高的非增压发动机上更适宜。
因此高压缩比的发动机使用低标号汽油时,爆震就容易发生,即便不发生爆震,也会有一定的隐患,并且高压缩比发动机使用低标号汽油会有一个直观的现象:更费油。
但较低压缩比的发动机使用不必要的高标号的汽油,不仅不会带来高性能,反而因为燃点过高,导致汽油燃烧不充分,形成积碳,降低功率,或者延迟着火时间,甚至会造成发动机温度升高,结果一样不好。
而且同样有一个直观现象:没劲儿。
值得一提的是,高标号汽油绝对不代表高清洁度!相反,国内高标号的汽油因为加了更多的抗爆剂,97#其实还不如93#更“纯”。
积碳积到这份上,也就别怪车了避免爆震的方法通常,较新车型都装备有爆震传感器。
爆震传感器可以感知发动机产生的爆震,并通过ECU修改点火提前角来减轻爆震。
不过这种调节幅度有限,并且也只能在发动机合理工作范围之内进行调节。
当发动机处于非正常工况下,一味延迟点火提前角,不仅会削弱动力,升高油耗,还会造成燃料燃烧不充分造成发动机温度升高、三元催化器损坏。
如果想彻底消灭爆震,还应该做更多的工作。
使用符合发动机压缩比的燃油:该加97#的不要贪便宜加93#,该加93#的也没必要吃所谓的“细粮”。
避免“拖档”行驶:高档低速行驶方式容易造成发动机负荷增加,因而增加点火提前角,而因为处于较高档位,转速提升不明显,爆震便容易产生。
消灭积碳:避免长期低速行驶和怠速,适当的去高速跑一跑,实在没有机会的话,可以提高换挡时的转速,自动挡可以定期挂S行驶。
避免高温:定期检查冷却液水位,定期检查和更换机油,避免长时间激烈驾驶,夏日行车经常监控水温。
时刻关注爱车的行驶情况,如果车辆在一段时间动力不足,油耗升高,并能感觉到震动,也许不是爆震引起的,但非常可能有爆震的倾向,应尽快去做体检。
ps:无感爆震爆震不完全是百害无一利的,轻度的爆震还可以让发动机显得更“有劲儿”。
有的看官会说“小编你别扯了,谁会愿意让发动机爆震啊”,然而事情就是这样。
有时候我们会发现,在转数不太高时,深踩油门,发动机会发出一种很清脆的声音(个人认为很好听),动力也会有明显提升,这就是发动机轻微爆震的表现。
同上述爆震原理一样,由火花塞点燃的火焰,用压力压燃了未受火焰波及处的混合气。
在这个时候,自燃部分混合气以200m/s“低速”膨胀,这就让混合气燃烧时间缩短,更接近定容燃烧,如果发动机的调节能力较强,就会把燃烧时机和曲轴相位合理匹配,效率也就得以提高。
打个比方,你在一个推车上,我推你一下,你可以前进,而你也可以同时推我,这样前进的速度更快。
通常此种工况时,发动机并没有明显的震动,所以我们也将其称之为“无感爆震”。
有些厂商为了追求高效,在发动机中高负荷时,刻意将点火时刻调整到爆震临界点附近,直至产生轻微爆震,以提高效率,而这种“合理”的爆震,也就属于正常情况,对发动机的磨损也不大。