爆燃是发动机发出的一种金属敲击声,通常是在发动机加速过程中产生的,是由于气缸内不正常或者不可控的燃烧造成的。
汽油在发动机中正常燃烧时,火焰的传播速率为30~70 m/s。但当混合气已燃烧2/3~3/4时,未燃烧的混合气中产生了高度密集的过氧化物,它的分解使混合气中出现了许多燃烧中心,燃烧速率猛增,产生了强大的压力脉冲,火焰的传播速率可达800~1 000 m/s,甚至高达3 000m/s,这种情况下气缸内就会产生清脆的金属敲击声,这种燃烧就是爆燃(deflagration)。爆燃会使发动机过热,活塞、气阀、轴承等冲击变形损坏。
爆燃的程度与燃料的组成有关。已经知道,异辛烷(2,2,4—三甲基戊烷)的抗爆燃性(antiknock character)极高,将它的“辛烷值”定为100;正庚烷的抗爆性极低,将它的“辛烷值”定为0。将二者按一定比例配成混合液,便可得到辛烷值(异辛烷的体积百分数)为0~100的“燃料”,这就是燃料辛烷值(octane number)的标准。辛烷值是汽油抗爆性的定量指标,我国汽油机用汽油的牌号就是根据辛烷值确定的。
例如,某汽油的辛烷值是93(93#汽油),表明这种汽油在标准的单缸内燃机中燃烧时,其爆燃噪声强度与7份正庚烷和93份异辛烷的混合物在相同条件下的爆燃噪声强度相同。
汽油的抗爆性与组成汽油的烃(与“听”同音)类有关。正构烷烃随碳原子数增多抗爆性降低,辛烷值降低;异构烷烃随支链的增多抗爆性升高。环烷烃抗爆性居中,而芳香烃及其衍生物抗爆性较高。
为了提高汽油的抗爆性,常向汽油中添加抗爆添加剂,其中四乙基铅是最有效的添加剂。四乙基铅的作用是破坏生成的过氧化物,使爆燃不能发生。然而,含铅化合物的汽车尾气是大气铅污染的主要来源。从环保出发,我国早已淘汰含铅汽油而大力发展无铅汽油。(www.xing528.com)
可通过重整或加入高辛烷值组分的方法来获取高辛烷值燃料。所谓重整(reforming),就是把馏分中烃类分子的结构进行重新排列,使辛烷值高的组分如芳烃、带支链异构体等含量增加,且保证所含碳原子数仍在汽油组分范围内,因而辛烷值大大提高。例如:把下面的长直链烃重整为芳香烃。
其他高辛烷值的化合物如甲醇、甲基叔丁基醚等加入后也可显著提高汽油的抗爆性,而无须加入四乙基铅了。为了便于与含铅汽油区分,无铅汽油不添加着色染料。我国早已经禁止加油站供应含铅汽油。
[技师指导]2005年前,社会上常有低劣的汽油,汽油标号不达标,导致化油器发动机爆燃,只能转动分电器改变初始点火角来适应。对于电喷发动机,爆燃传感器把信号传给计算机(ECU)后,计算机(ECU)推迟点火提前角。若无检测仪,则不知什么原因造成发动机加速无力,检查很多项目、更换很多原件后仍发现不了原因。这时若有正时枪,则用正时枪看点火角推迟,点火角稳定且较小,说明是油的故障;点火角乱动不稳定,可能是油的故障,也可能是进气歧管压力波动太大造成的,这与传统分电器的点火角乱动故障排除方法相同。若有检测仪,则可直接通过故障码或数据流看到点火角推迟。
低标号汽油会导致电喷发动机推迟点火角。修理时,反过来分析,即看到点火角推迟就要怀疑汽油可能有质量问题,修理上要把握,理论上的很多描述都要倒过来才能用到实践中去。
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