1.何谓爆震?
汽油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。当发动机吸入可燃混合气后,在压缩行程还未到达预计的点火位置时,各种控制之外的因素却导致油气混合物自行点火燃烧。此时,燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反,引起发动机震动,这种现象称为爆震。表现为汽车行驶无力,发动机噪音过大,严重时伴随有敲缸声音。简单来说,爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常,如图4-1所示。
图4-1 爆震现象
2.产生爆震的原因
在学习爆震原因前,先要明确两点:
(1)可燃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,如图4-2所示。
(2)可燃混合气虽然需要靠火花塞点燃,但是过于高温、高压的环境也会使可燃混合气自燃,产生多个着火点,易形成共振,如图4-3所示。
一般的爆震是因为燃烧室内可燃混合气点火后,火焰尚未完全扩散,远程未燃的可燃混合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。
图4-2 正常的“波”状燃烧
图4-3 不正常的多个着火点燃烧
造成爆震最主要的原因有以下几个。
(1)点火角过于提前
为了使活塞在压缩上止点结束后,一进入做功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,大部分可燃混合气已经燃烧,此时未燃烧的可燃混合气会承受极大的压力自燃,而造成爆震。
(2)发动机过度积碳(www.xing528.com)
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,从而发动机爆震,如图4-4所示。
(3)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,如图4-5所示。
图4-4 发动机过度积碳
图4-5 发动机温度过高
(4)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。
(5)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,则容易发生瀑震,如图4-6所示。
总的来说,导致汽车产生异常的爆震的原因主要有:发动机电子控制单元(ECU)故障;爆震传感器故障;点火系统故障。
这里我们重点学习爆震传感器故障和点火系统故障导致发动机异常爆震。
图4-6 不同的燃油标号
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