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汽油发动机 , 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 , 火花塞将高压混合气点燃后 , 其燃烧所产生的压力则转换成发动机运转的动力 。发动机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 , 所以要真正了解发动机 , 是要花很多工夫的 。
爆震的英文是Knocking , 敲击的意思 , 所以爆震时发动机会产生敲击声 。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 , 发动机会有“哩哩哩”的声音 , 此时发动机也会明显的没力 。
正是因为发动机的燃烧十分复杂 , 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 。
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 , 所以从点火到油气完全燃烧需要一段短暂的时间 。
第二 , 油气虽然需要靠火花塞点燃 , 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 , 其火焰与正规燃烧的火焰撞击而产生极大压力 , 使得发动机产生不正常的敲击 。
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止点结束后 , 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 。
【爆震是什么意思】二、发动机过度积碳:
发动机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 , 使发动机爆震 。
三、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 。
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发动机温度提升 , 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 。
怎么知道爆震及爆震的影响
爆震感知器
最快速且有效的抑制爆震的方法 , 就是延后点火提前角 , 降低燃烧压力 。所以爆震感知器作动原理 , 是当侦测到发动机爆震时 , 则将点火提前角延后到不会爆震的点火时机 , 待发动机不爆震时 , 再慢慢的将点火提前回复 。爆震感知器是利用加速度传感器来量测发动机的加速度变化 , 也就是震动 。工程师在调校爆震感知器时会把爆震的震动模式写入ECU中 , 一旦爆震感知器侦测出该震动模式 , ECU则判定发动机爆震 , 随即延后点火提前角 。目前较先进的爆震感知器甚至能判定是哪一个汽缸爆震 , 而针对该汽缸个别延后点火提前角 。
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