关于发动机早燃爆震的研究报告

关于发动机早燃爆震的研究报告

田红珍能动D31

2016年05月07日摘要

为更加深入理解发动机非正常工作状态的表现、危害以及成因机理和规避措施，以本报告主要针对以两个问题进行了研究探讨：

1、早燃爆震一般发生在哪些情况下？表现为什么，对发动机的危害有哪些？

2、早燃爆震的机理是什么？

关键词：早燃爆燃爆震超级爆震

一、早燃爆震发生情况、表现及其危害

1、现象及其本质

①早燃：早燃与发动机的配气相位有关。不同工况下发动机有不同的对应点火提前角，当实际燃气早于这个设定的点火提前角而提前燃烧，就是早燃。

②爆燃：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。燃气燃烧过程中，主燃烧中心的燃气对周围产生压力，离燃烧中心较远的地方的混合气在压力的作用下提前燃烧，产生爆燃。特点是温度和压力升高速度极快，有一定破坏力。

③爆震：狭义上的爆震，定义等同于爆燃。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，并且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。

通常，这种异常燃烧现象极具破坏力，能在爆震循环内将内燃机相关零部件破坏失效，使得内燃机无法继续运转下去。对于这种爆震，通过提高燃油辛烷值，推迟点火等措施暂时得以规避。

④超级爆震：随着增压比和功率密度的不断提高近，近年来新型燃烧方式和发动机小型化的广泛应用，这导致在缸内直喷和增压发动机上出现一种新的燃烧问题——超级爆震。这是一种强烈的敲缸(engine knock)现象，该爆震发生时，缸压振幅可达25MPa；缸内峰值压力甚至可超过30 MPa，压力震荡幅度可超过20 MPa，震荡频率可达10kHz。极易造成火花塞、气门和活塞断裂或烧蚀，这种高频、高振幅的压力震荡持续出现，更可瞬间破坏发动机。

由于超级爆震发生于火花点火前，无法通过常规手段进行抑制。与常规敲缸不同的是，超级爆震不会因推迟点火提前角而消除，也不能通过加浓混合气、加强壁

面传热或采用高辛烷值汽油来避免，且超级爆震具有偶发性和间歇性，影响因素众多。目前，超级爆震已成为汽油机继续提高功率密度和降低油耗的最大阻碍，国内外众多汽车发动机制造商、燃料和润滑油公司以及相关科研机构等都在对超级爆震的机理和抑制策略进行研究，试图透过宏观表象研究其机理。

2、现象间联系与区别

①早燃和超级爆震。超级爆震和早燃是两种不同的燃烧现象。首先，早燃不一定导致超级爆震，早燃可以导致超级爆震，也可以导致强烈爆震、轻微爆震和不爆震；然后，超级爆震前一定发生了早燃。抑制超级爆震的一条重要途径是杜绝早燃。超级爆震是可以用工程上最大爆压值或压力震荡幅值来检测的，而早燃不能。

②早燃和爆燃。早燃和爆燃两者都是燃烧室内排气门或积炭严重处，处

于高温炽热状态引起的，产生的危害都比较大。最大区别有两点:一是，爆燃是表面自燃着火，是在火花塞点火燃烧混合气之后产生的。这就是说，过氧化物产生在做功行程，使自燃时刻滞后于点火提前角。早燃也是表面处于高温炽热状态，但它是在火花塞点火之前引起自燃的。早燃产生在压缩行程，早燃比点火提前角大。二，早燃和爆燃产生的金属敲击声音不同。早燃产生的金属敲击声较沉闷。爆燃产生的金属敲击声尖锐。区别的方法是：切断点火时，发动机就立即熄火，说明此时的不正常燃烧产生的现象是爆燃;关了点火开关后，发动机仍运转，说明此时发动机的不正常燃烧产生的现象是早燃。

③爆震和超级爆震。常规爆震在工程上可以通过加快火焰传播速度和延

长末端混合气自燃时间来控制，保证爆震强度在最大允许值之内。超级爆震指的是具有偶发性和间歇性的强烈发动机爆震，其爆震强度远远高于常规爆震，可能一次性破坏发动机。

二、早燃爆震机理

超级爆震作为研究热点，其机理尚待突破表象深入研究，而早燃和常规爆震机理已经较为明晰，分析如下：

1、早燃：早燃的诱发源主要有机油液滴和颗粒物，发生在处于高温炽热状态的燃烧室内排气门或积炭严重处。燃油和机油的组分与物理化学性质对超级爆震发生频次也有着重要影响。

2、爆震：常规爆震现象的解释是火焰锋面到达之前末端混合气的自燃，工程上可以通过加快火焰传播速度和延长末端混合气自燃时间来控制，保证爆震强度在最大允许值之内。爆震的成因主要从以下机几个方面考虑：压缩比、点火角、发动机温度、积碳、燃油标号。

①压缩比太高。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，就会比较压缩比的发动机更容易出现爆震的情况。

②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。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，此时未燃烧的油会承受极大的压力自燃，造成爆震。

③发动机温度过高。发动机温度过高的原因有很多，诸如冷却条件、进气温度、负荷条件、空燃比和点火角度等。冷却水或机油循环不好，混合气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。长时间处于高负荷工况、发动机在太热的环境中工作使得进气温度太高等等，都会导致表面点火或者爆震。另外，混合气浓度过低和点火角度偏后，也会导致温度过高。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。其中，混合器浓度过低除了空燃比不当外还有可能是发动机曲柄室漏气引起的，二冲程发动机曲轴油封唇口处的自紧弹簧脱落或失效；油封橡胶老化变得僵硬，使弹簧自紧力不能起密封作用；发动机在修理过程中，油封被刮破或碰伤；化油器转接座（进气管或中间垫片）没有拧紧等等，以上这些部件造成的漏气都会使混合气变稀，从而破坏正常燃烧，容易引发早燃、爆燃。

④发动机内过度积碳。一方面，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，积碳表面产生高温热点，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。

⑤燃油标号。当燃油辛烷值过低时容易发生爆燃。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

参考文献

[1]徐雅齐，《增压直喷汽油机超级爆震试验研究》，清华大学汽车工程系硕士论文

[2]齐运亮，徐雅齐，王志，王建昕，《模拟早燃引起的汽油机爆震特性》，工程热物理学报，第35卷第6期，2014 年6月

[3] 王志，龙岩，王建昕，《增压汽油机中早燃和超级爆震的研究进展》，汽车安全与节能学报, 2015 年, 第6 卷第1期

汽车发动机原理试题库及答案

一、发动机的性能 一、解释术语 1、指示热效率：是发动机实际循环指示功与消耗燃料的热量的比值. 2、压缩比：气功容积与燃烧室容积之比 3、燃油消耗率：发动机每发出1KW有效功率,在1h内所消耗的燃油质量 4、平均有效压力：单位气缸工作容积所做的有效功 5、有效燃料消耗率：是发动机发出单位有效功率时的耗油量 6、升功率：在标定工况下，发动机每升气缸工作容积说发出的有效功率 线 ） ） ） ） ） 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ） A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础 C、气体对活塞的做功为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、表示循环热效率的参数有（ C ）。 A、有效热效率 B、混合热效率 C、指示热效率 D、实际热效率 3、发动机理论循环的假定中，假设燃烧是（ B ）。 A、定容过程 B、加热过程 C、定压过程 D、绝热过程

4、实际发动机的压缩过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 5、通常认为，高速柴油机的理论循环为（ C ）加热循环。 A、定容 B、定压 C、混合 D、多变 6、实际发动机的膨胀过程是一个（ D ）。 A、绝热过程 B、吸热过程 C、放热过程 D、多变过程 7、通常认为，低速柴油机的理论循环为（ B ）加热循环。 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 6、实际发动机的压缩过程是一个多变过程，原因是在压缩过程中，工质（ B ）。 A、不吸热不放热 B、先吸热后放热 C、先放热后吸热 D、又吸热又放热 2、发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（ D ）。 A、燃料放出的热量为基础 B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 2、发动机工作循环的完善程度用指示指标表示，因为指示指标以（ C ）。 A、燃料具有的热量为基础 B、燃料放出的热量为基础

发动机爆震的分析及解决方法

15 汽车维修 2010.8 汽车诊所 AUTOMOBILE MAINTENANCE 图1因爆震损坏的零件 发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。 局部终燃混合气自燃造成局部的温度、压力急剧上升，瞬间在气缸内产生显著的压力不平衡，由此形成冲击性压力波以极高的速度向周围传播，使相邻混合气受到冲击触发，相继自燃。于是终燃混合气迅速燃烧完毕，因而气缸压力急剧上升，产生爆震。 一、发动机爆震产生的原因 1.点火提前角过大过大的点火提前角使活塞还在压缩行程时，大部分混合气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。 2.发动机积碳严重发动机燃烧室内过度积碳，会使压缩比增大（产生高压），易产生爆震。 3.发动机温度过高发动机过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。 4.空燃比不正确过稀的空燃比，会使燃烧温度提高，燃烧温度提高会造成发动机温度上升，容易产生爆震。 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，则容易发生爆震。 二、爆震的危害 1.会引起发动机过热正常情况下，在燃烧室壁、活塞顶及气缸壁等壁面上形成一种气体附面层（一种稳定的气体层流边界层），其导热性较差，因此虽然燃烧气体温度可达2000℃~2500℃，而燃烧室及气缸壁等表面的温度只有200℃~300℃。但是当爆震燃烧时，由于强烈的压力波冲击，使气体附面层受到破坏，高温 气体向这些零件的传热量大大增加，造成发动机过热，传给冷却系的热损失增加，润滑油温度升高，运动件的润滑变坏，导致机件加速磨损。 2.高温下燃烧产物分解强烈爆震时燃烧室内局部温度很高，可达4000℃以上。在这种情况下，燃烧产物将分解为CO 、H 2、O 2、NO 及游离炭等。游离炭在气缸内很难再燃烧，因而爆震燃烧时排出黑烟。CO 、H 2等在膨胀中重新燃烧而使发动机的补燃量增大，同时由于爆震时的散热损失增加，发动机的热效率下降。 3.爆震容易引起早燃在一定条件下，强烈的爆震燃烧还能在燃烧室内产生许多炽热点。这些炽热点可能在电火花点火之前点燃可燃混合气引起所谓的早燃现象。 发生早燃现象时，混合气激烈燃烧，使气缸内的压力升高率和最高燃烧压力急剧增大。有试验验证，此时压力升高率为正常燃烧的5倍， 最高燃烧压力为正常燃烧的150％，气缸的压力又触发爆震加剧，爆震又反过来助长早燃，这两种现象互相促进，其结果是造成很大的压力升高率，发出尖锐的高频震音，导致危害性最大的激爆现象的产生。 4.爆震促使形成积碳爆震时的不正常燃烧及高温会促使积碳的形成量增加。积碳会导致如下后果：冬季冷起动困难，甚至造成发动机不起 动；加速无力；热车怠速抖动；机油消耗量增大等等现象。 过多积碳还会加剧爆震产生的可能并引起活塞、活塞环、火化塞和气门等零件的损坏或不能正常工作，见图1。 三、防止爆震产生的具体措施 就一台在用车发动机而言，在该发动机的结构以及各项控制参数等因素已既定的情况下，防止爆震产生的具体措施主要有如下几点： 1.要定期清除排气门、燃烧室和活塞顶部的积碳，消灭可能的终燃炽热点。大修时缸盖端面变形应立即换新的。将端面加工刨平往往会增加压缩比。 2.使用符合发动机压缩比的汽油。汽油中的辛烷成分能抑制爆震，加了辛烷值低的汽油必然引起爆震。 3.保持冷却系统工作正常，水温过高或经常“开锅”一定要排除障碍，否则容易引起爆震。 4.保证合适的点火提前角。配气相位和点火提前角应按车型生产厂家所提供技术数据调整，并且要保证发动机电控系统爆震传感器处于良好工作状态。如果爆震传感器失效或没有及时将发动机爆震信号反馈给电脑，发动机点火时间就会提前，从而导致爆震产生。 5.发动机在低转速而需要大负荷时（爬坡或加速），应及时换入低挡，切勿“拖挡”从而引发爆震。 发动机爆震的分析及解决方法 □江苏/刘 阳

发动机爆震的形成和危害

发动机爆震的形成和危害 爆震 『爆震』是引擎燃烧过程中所产生的异常燃烧现象，它除了使引擎震动加剧外，并产生敲击声、降低引擎出力、损伤引擎结构。爆震可说是引擎设计者的天敌，许多提升马力、降低油耗、减少污染的设计，如提高压缩比、增压装置、提高汽缸壁工作温度（材料科技的进步使得强度上无虞）等，都因为爆震的产生而受到限制。爆震的特性是开始时点火及燃烧波的传播都正常，但是最后应该燃烧的一部份油气，我们称为『尾气』（End Gas），因为受了燃烧后气体膨胀所造成的压缩作用，使其体积缩小、温度和压力升高，在燃烧波尚未传到该处之前，一部份油气的温度已经达到『自燃点』，到达自燃点後在经过一段时间的『自燃点火延迟』後就会自行引燃，并且以300m/s～200m/s的速度迅速向外传播，而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像，我们称它为『有感爆震』。有感爆震持续一段时间後，将使得活塞、汽缸头、汽门、活塞环等，产生严重的损坏。 影响爆震的因素 爆震是汽缸中复杂的异常燃烧现象，归纳其发生的原因可分为两个方向：温度过高和压力过高。燃烧室与汽缸壁过热、进气过热、点火提前、压缩比太高、进气压力过高、燃烧室积碳、汽油辛烷值太低都是造成爆震的主因。以下就分述影响爆震的原因：１、燃料的辛烷值燃料的抗爆震性是以辛烷值（Octane Number）来表示，通常分子构造简单、碳数多、长者的抗爆震性优秀，而选用辛烷值较高的汽油是减少爆震发生的最直接方法。汽油辛烷值的选用必须与引擎的缩比配合，理论上压缩比8~9用辛烷值92~95的汽油，压缩比9~10用辛烷值95~100的汽油，否则压缩比高的引擎若使用辛烷值低的汽油，将造成爆震连连、引擎无力、过热、机件损耗。而压缩比低的引擎若误用辛烷值较高的汽油，不但不能增大引擎的出力，反而可能因燃烧温度过高造成引擎过热。加剧积炭的形成。 ２、燃烧室的设计火花塞的的位置影响了完成燃烧所需的时间，这段时间就是尾气所受的加压和加热时间，时间的长短直接影响爆震发生的趋势。因此燃烧是的形状若能让压缩时油气的流动性佳、没有死角，并采用热传导效率较高的材料（如铝合金），让汽缸内的温度不易累积，使尾气保持较低的温度也可减少爆震的发生。 ３、积碳燃烧室内如果有积碳会影响燃烧室的散热并造成压缩比的提高，让原本不会发生爆震的引擎也发生爆震。积碳发生的原因除了引擎本身所产生的以外，在汽油中添加辛烷值提升剂更会加速积碳的累积。以国内所能买到的93无铅汽油，对很多高压缩比引擎来说并不够用，很多车主都要选择添加辛烷值提升剂来维持引擎的出力和消除爆震，在爆震与积碳的恶性循环下，添加辛烷值提升剂就有如引鸩止渴一般，还请车主三思。因此汽车每隔三万公里后要全面免拆清洗进气系统（节气门，进气管，气门，燃烧室）和燃油系统（喷油器，加添加剂到油箱去水份） ４、压缩比引擎的热效率是与其压缩比成正比，压缩比越高引擎出力越大，但是压缩比的上限却因为爆震的发生而受到所限制，压缩比与爆震的发生有极密切的关系，压缩比越大，爆震的趋势和强度越强。因为提高压缩比会同时增加汽缸内的温度和压力，使尾气的温度和压力升高，增强爆震的趋势。此外压缩比的提高也会让汽缸内的残留废气对油气的冲淡做降低，造成燃烧室的温度上升，促成爆震的发生。 ５、空燃比油气混合比过稀或混合不均匀都会造成爆震。较浓的油气将使尾气的自燃

发动机爆震燃烧的现象分析

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。 三、爆震燃烧的外部特征及危害 发动机爆震燃烧有较明显的外部特征，具体表现为： 1、发出清脆的金属敲缸声，也即前面所述的爆炸声。

汽油机爆震燃烧的危害及控制

随着汽油机技术的迅猛发展，汽油机强化程度不断提高，其主要表现形式是汽油机的压缩比有增大的趋势。由于汽油辛烷值达不到高压缩比汽油机的需要，常给汽油机的正常工作带来一些问题，爆燃就是其中危害最大的一种不正常燃烧。 1爆燃产生的机理 爆燃是由于早燃烧的部分气体膨胀压缩未燃部分的混合气，使其温度上升到自燃温度，而突然全部着火造成的[1-2]。由汽车发动机燃烧理论可知，当气缸中的可燃混合气被电火花点燃之后，形成火焰传播，它是以10～30m/s的速度进行的。火焰前方的未燃混合气因受已燃混合气的压缩和热辐射，压力和温度都相应地升高，发生了化学反应，称为焰前反应。如果火焰及时传到，并把它引燃，直到燃烧完为止，这就是正常燃烧。但在某种条件下，燃烧的进行离开了正常的过程，有时离火花塞最远部分的混合气还未等到正常的火焰前锋到达，就已完成了化学准备过程而自行燃烧。这个因自燃而形成的火焰中心（有时不止一个）产生新的火焰传播，这种火焰传播的速度达到1500～2000m/s，使未燃的混合气瞬间燃烧完毕。由于这种燃烧极为迅速，气体容积来不及膨胀，而温度和压力则急剧增加，因此，压力来不及传给气缸其他部分气体，形成气缸内局部气体压力过高，因压力不平衡而产生压力波。这种压力波以超音速的速度向前推进，撞击燃烧室壁、活塞、气缸壁，而使之振动，发出尖锐的敲缸声，这种现象称为爆震燃烧，简称爆燃或爆震。 2爆燃的危害 2.1发动机功率下降 当发动机产生爆燃时，燃烧室内局部区域的压力和温度很高，但其作用时间极短，并且不在整个活塞上方起作用，因而爆燃时对外做功少；而带有冲击性的压力波不仅会使一部分能量消耗在零件的变形和压力波的反复振荡上，而且燃烧产物的热分解还要消耗一部分热量，这些能量都不能回收利用。同时，由于传给冷却系统的热量增多，做功的能量进一步减少，所以爆燃时发动机功率降低，燃油消耗率明显增大。此外，燃烧室内部高温引起燃烧产物加速离解成CO、H2等，严重时也析出碳粒，因而热效率下降。 2.2加速机件的损坏 爆燃将会引起发动机温度过高，使机油粘度降低，油膜不易形成，缸体抗腐蚀作用几乎不存在，这样就会加剧发动机各机件的腐蚀磨损。此外，爆燃时产生的压力波增加了发动机零件的冲击负荷，尤其增大了曲轴及活塞连杆组的机械负荷，使活塞、连杆轴承和主轴承磨损加剧，造成轴承合金表面破裂。同时，局部高温易使活塞、气门烧坏以及产生火花塞绝缘体被击穿等现象。据试验统计，严重爆燃时发动机的磨损量是正常燃烧磨损的27倍，由此可见，爆燃严重影响发动机的使用寿命。 2.3发动机过热 燃烧室内可燃混合气燃烧后的正常温度可达2000℃～2500℃，而活塞顶部、燃烧室壁及气缸壁等表面的温度为100℃～300℃。与高温气体接触的机件表面能够维持较低温度的原因之一是在这些壁面上形成一种气体附面层，它能阻止燃气向壁面过多地导热。在发生爆燃时，气缸内局部压力和温度剧增，并产生了强烈的冲击波，由于压力波和灼热气体对壁面的反复冲击，破坏了缸壁等表面的附面层，高温的燃气向气缸壁等表面传热量增加，导致气缸等机件的温度升高，因而可造成发动机过热。2.4燃烧室积碳增多 由于爆燃时的局部高温作用，使燃烧产物发生热分解，析出游离碳。游离碳粘附在气缸盖、活塞、气门及气门座上，成为积碳的一部分。对于汽油发动机，积碳沉积在活塞顶部及燃烧室中会使燃烧室的容积变小，使发动机压缩比相对地提高。同时，由于积碳传热性差，使发动机工作时产生白炽热点，易使气缸受热不均而产生裂纹。燃烧室内某些部位积碳过多，积碳吸收的热量积存下来，形成高温热面或热点，极易点燃混合气，引起发动机早燃。早燃会使发动机的功率下降（损失约2～15%），同时高温工质与壁面接触时间延长，壁面吸收热量明显增加，又引起下一工作循环早燃。早燃的自强化作用，使得早燃的发生越来越早，其结果可能导致活塞烧蚀。更为严重的是，早燃故障在发动机大负荷工作时难以判别，因此这时发动机有着被报废的潜在危险。此外，由于膨胀过程中气缸体的温度和压力下降很快，游离碳来不及还原为CO2，而随废气排入大气中，造成排气管冒黑烟，发动机HC化合物排放量剧增，形成环境污染。 3爆燃的控制措施 3.1使用规定牌号的汽油 评定汽油抗爆性的指标是辛烷值，汽油牌号就是按辛烷值划分的。汽油机对辛烷值的要求主要取决于汽油机的压缩比，对于一定压缩比的发动机，使用燃料的品质对爆燃是否发生及其强度有决定性的影响。因此，必须使用符合制造厂家所规定辛烷值的汽油。使用辛烷值低的汽油容易产生爆燃现象；汽油辛烷值越高，其抗爆性越好，发动机工作时就不容易产生爆燃。而无法按规定使用燃油的车辆，应在加注燃油的同时按比例添加抗爆剂，使之减少爆燃。 3.2选择最佳点火提前角 点火提前角调整不当会影响发动机工况和最大动力性的充分发挥。点火特性与发动机的良好匹配，是发动机正常工作的一个重要因素。每种发动机都有其最佳的点火调整特性，选择最佳点火提前角，也就是使发动机发挥最高的热效率，而比油耗最小。如果点火时间提前，气缸内的温度和压力过早升高，具备了生成过氧化物的条件，因而易产生爆燃。此时，可调整分电器的辛烷值选择器，使点火提前角减小些，这样可有效地控制爆燃。最佳点火提前角应为：当汽车行驶中急加速时，能听到短暂轻微的敲击声，而加速平稳后敲击声随即消失；当敲击声连续不断，则点火时间过早；若完全听不到敲击声，则点火时间过迟。 3.3清除燃烧室内沉积物 燃烧室沉积物的导热系数比钢铁小50倍，导热性很差。因此，燃烧室沉积物的存在会使发动机冷却效果下降，提高了终燃混合气温度，增加爆燃倾向。另外，当燃烧室及活塞顶部沉积物增多时，由于燃烧室容积相对缩小，使压缩比相对增大，也会增加爆燃倾向。试验表明，当汽车行驶1600km后，燃烧室沉积物厚度达到0.5mm以上，此时要求汽油辛烷值提高10～15个单位才能避免爆燃。因此应定期清除燃烧室、活塞顶、气门座、气门头等处的积碳。经常使用燃油辛烷值过低的车辆，应定期使用清洁剂，它可以有助于减少积碳和沉积物的形成。 3.4合理驾驶汽车 发动机负荷及转速对汽油机的爆燃影响很大。负荷越大越容易引发爆燃，因为负荷大，如起步、爬坡及超负荷工作时，需要使用浓混合气，使爆燃倾向增大；转速增加，可提高火焰传播速度，使吸入空气温度增高，爆燃倾向减小。例如，汽车爬坡时，有许多驾驶员常采用强行冲坡，此时节气门处于全开状态，易于产生爆燃。正确（下转第158页） 汽油机爆震燃烧的危害及控制措施 张勇陆克久 （中国人民解放军蚌埠汽车士官学校，安徽蚌埠233011） 【摘要】汽油机爆燃具有较大的危害，是发动机工作时的一种不正常燃烧现象。本文分析了汽油机爆燃产生的机理及其对发动机的危害，提出了在使用过程中控制汽油机爆燃的具体措施。 【关键词】汽油机；爆燃；危害；控制 通信作者：陆克久，中国人民解放军蚌埠汽车士官学校。 127

论汽油机产生爆震的原因

论汽油机产生爆震的原因、危害与预防 一、摘要 本文主要针对汽油发动机产生的爆震故障，从汽油机产生爆震的外部特征、引起的原因、造成的危害、预防的措施等4个方面去论述此故障的成因与应对方法。 关键词：汽油机爆震；不正常燃烧；金属敲击声；环境污染 二、前言 汽油发动机爆震燃烧是一种不正常的燃烧现象，它不仅危害发动机的使用寿命，影响车辆的动力性和经济性，还会污染环境，有害于大众。虽然汽油机产生爆震是汽车故障中常见的现象，但是如何面对、理解、重视与预防它，是我们从事汽车行业工作者的责任。 三、正文 (一)汽油发动机产生爆震 汽油发动机产生爆震，不仅加速发动机的早期损坏，还会直接影响企业的经济效益。当汽油机发生爆震时，一般有下列外部特征： (1)汽油机运转时机内伴随有不规则的金属敲击声。 (2)汽油机工作不稳定，运转时有较大的振动。 (3)发动机冷却系温度偏高。 (4)发动机气缸盖温度上升。 (5)发动机功率下降。 (6)发动机燃料燃烧不完全，排出的废气中有黑烟。 (7)发动机燃油消耗率增大。 (二)汽油机产生爆震的原因 汽油机产生爆震的原因，应从汽油机气缸混合气体燃烧概念及燃烧过程去分析理解。汽油燃料以气态与空气混合，在一定的温度与压力作用下，其中的碳氢原子与空气中的氧发生激烈的化学反应，并伴随有放热和发光的效应，这一现象称为发生燃烧。汽油机的燃烧过程分3个阶段。 (1)诱导期：火花放电后，需要经过一定的时间才形成火焰中心，这段时间称诱导期。 (2)明显燃烧期：火焰中心形成后，发生火焰传播现象，从传播到最后燃烧的那部分混合气为止，所需经过一段时间称明显燃烧期。 (3)补燃期：在火焰传到最后燃烧的那部分混合气后，由于膨胀过程仍然有燃烧在继续进行，此放热的阶段称补燃期。 燃烧过程展开图： 在汽油机的气缸里，由火花放电引起火焰传播。在火焰传播过程中，工作混合气在全部燃烧完毕的整个燃烧过程中，具有10～30m／s的正常燃烧速率，缸内的压力有很小的波动，基本上均匀。如果在火焰前锋到达之前，未燃气温度急剧升高达到燃料的自燃温度而自行着火形成新的火焰中心，则火焰伴随着很高的局部压力以超音速传播，形成强烈的冲击波。这时燃烧速率达到1000～4000m／

爆震原理

1、什么是爆震：爆震是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。 爆震示意图： 右侧高压缩比设定，比较容易引起爆震，因此需要使用高辛烷值的燃油避免爆震。 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。 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。 2、爆震的原理： 1，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。 2，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。 3、爆震的原因: 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。 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。 4、如何发现有没有爆震： 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。 现在许多车厂为了将发动机压榨出最大的性能及降低油耗，通常会把常用转速区域的点火角设定的比较提前，所以有些发动机在2000至3000转间负荷较大时，难免会有轻微的爆震，然而轻微的爆震对发动机不会有太大的影响，车主也不用过于担心。但是若因为发动机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，轻则火花塞及活塞熔损，严重的甚至连汽缸及发动机本体都会炸穿。 5、关于爆震感知器： 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。6、93#、97#或98#其实是汽油的抗爆震性： 说到爆震，大家最关心的还是加什么汽油的问题。其实93、97或98是汽油的抗爆震性，也就是其“辛烷值”。什么是“辛烷值”呢？在研究燃料与爆震的关系时，研究人员发现“异辛烷”最能抵抗爆震，而“正庚烷”相当容易爆震，所以就将异辛烷的抗爆震度订为100，而正庚烷订为0。所谓辛烷值97的汽油，就是它的抗爆震度与97％异辛烷和3％正庚烷混合物的抗爆震度相同。 所以这纯粹是抗爆震性的问题，并不是加了辛烷值越高的汽油，发动机就越有力。当然，若是加了辛烷值太低的汽油而导致爆震，或是爆震发生时发动机退点火角，车子的确会比较没力。换句话说，只要发动机不发生爆震，提高油料的辛烷值并不会让发动机更有力或更省油，只会让你的钱包更缩水

氢能在燃烧发动机上利用的研究综述

氢能在燃烧发动机上利用的研究综述 黄佐华 王金华 黄印玉 张勇 刘亮欣 刘兵 蒋德明 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 摘要：氢气是未来燃烧发动机最有前途的燃料，氢能在燃烧发动机上的规模利用将取决于氢能的规模化制备。燃氢发动机升功率下降，燃烧控制比较困难，目前燃料成本仍然较高，距离规模化使用还有一定的距离。天然气掺氢燃烧发动机将是氢能在燃烧发动机上应用最有前途和最具可行性的方式。天然气掺氢发动机虽开展了一些研究工作，但距离发动机推广使用还有很多研究工作要做，特别是天然气-氢气-空气混合气燃烧基础研究方面和发动机燃烧与控制的基础性研究方面。 主题词：氢能；燃烧发动机；利用 Utilization of Hydrogen in Combustion Engine-A Review Huang Zuo-hua, Wang Jin-hua, Huang Yin-yu, Zhang Yong, Liu Liang-xin, Liu Bing, Jiang De-ming State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China Abstract: Hydrogen is regarded as the most promising fuel for combustion engine while the large scale application of such engine will depend on the large scale production of hydrogen. Pure hydrogen engine will bring power loss of engine and has difficulty in engine controlling besides high cost of the fuel, and those make it still to have a long time before being widely utilized. Addition of hydrogen into natural gas is the most promising and feasible approach for hydrogen utilization in combustion engine, although some preliminary work had been done in natural gas/hydrogen combustion engine, there still has more work needed to be conducted especially in the aspects of fundamental study such as combustion characteristics of natural gas-hydrogen-air mixture as well as the combustion and controlling of the engine. Keywords: Hydrogen; Combustion engine; Utilization 前言 化石燃料的短缺已成为世界各国面临的主要问题，化石燃料的储藏量有限，预计到本世纪中叶地球上的化石燃料将被消耗完，届时石油替代燃料如天然气、氢气和生物质燃料等将成为燃烧发动机的主要燃料。今后地球上的能源增长将主要依靠清洁能源和可再生能源。据联合国预测，到2050年全球60%的电力和40%的能源消费将由可再生能源提供。化石燃料的燃烧会产生有害排放物，如NOx, CO, HC, Smoke, PM 以及温室气体CO 2，燃烧发动机解决这一问题的一个有效途径是采用清洁燃料。氢能是一种清洁燃料，可以利用生物质热解制氢和太阳能光解水制氢，随着规模化制氢技术的成熟和大规模氢气的制备，氢能在发动机上的黄佐华，男，，教授，主要研究方向是内燃机燃烧和清洁燃料发动机1963- https://www.wendangku.net/doc/cd15348087.html,

爆震现象

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。碰撞压力虽然持续时间短但是幅值大，从而产生尖锐的敲击声。这种理论1963年由S．Curry提出的。 爆震是指点火燃烧中本应逐渐燃烧的部分可燃混合汽突然自燃的现象。点火预提前角过大时，活塞还在压缩混合汽的过程中，混合汽已全部燃烧。压力急剧增大作用于迎面而来的活塞上，阻止活塞继续向上运动，特别是刚点燃的混合汽受到上行活塞的剧烈压缩后，使未燃烧的那部分混合汽温度升高，便会突然形成全部爆炸式的燃烧，学名称其为爆震或爆燃。爆震使发动机汽缸内发出尖锐的金属敲击声，这种钝击声音如果持续较长时间，会使发动机功率降低，燃料消耗增大，发动机过热和排气冒烟，严重时造成发动机损伤。汽油机燃烧的特点是燃烧室内有明显的火焰前锋在传播。燃烧产物的膨胀使火焰前锋急速地向前推移，致使未然混合汽受到强烈的压缩和热辐射，使距离火焰核心较远处的混合汽温度急剧地升高甚至超过燃料的自燃温度，造成这部分混合汽的着火延迟时间极大地缩短。这就促使火焰前锋到达以前，远端的混合汽已经自燃着火了，在燃烧室内形成新的火焰核心(发火点在2个以上)，这样的燃烧与正常情况完全不同。正常燃

汽车热管理综述

汽车热管理现状发展综述 自从汽车产生以来，排放以及燃油经济性有关先进科学技术陆续应用到了内燃机上，汽车性能得到了明显的改善。在内燃机燃烧系统、气体热交换系统以及发动机控制系统的发展与改进方面，我们都花费了大量的精力。为了提高发动机的性能，但是，在之后的35年，我们都在发动机及其动力总成上花费了很大的精力，收获却越来越小，成本越来越高。幸运的是，现代工业已经发现并探索出了“最后的领地”—汽车热管理。 何为汽车热管理系统？汽车热管理系统是从系统集成和整体角度出发，统筹热量与发动机及整车之间的关系，采用综合手段控制和优化热量传递的系统。先进的热管理系统设计必须同时考虑发动机冷却系统与润滑系统、暖通空调系统（HV AC）以及发动机舱内外的相互影响，采用系统化、模块化设计方法将这些系统进行设计集成、制造集成，集成为一个有效的热管理系统。其必须能根据行车工况和环境条件，自动调节冷却强度以保持相应的部件在最佳的温度范围内工作，改善汽车各方面的性能，例如燃油经济型、驾驶舒适性等。因此，开发高效可靠的汽车热管理系统已经成为发动机进一步提高功率、改善经济性所必须突破的关键技术问题。因此采用先进的热管理系统设计理念，应用汽车现代设计方法和手段，对汽车热管理系统进行深入研究具有十分重要的意义。 1.国内汽车热管理系统的研究现状 发动机冷却系统作为发动机正常稳定运行的重要辅助系统，国内学者和企业对其研究一直在不断地深入和扩展。在燃烧放热，活塞、缸套、气缸盖温度场与热负荷，缸内气体流动与传热，散热器设计，风扇设计优化，排气系统传热等方面做了大量的研究工作。 目前，国内对汽车整车或者整机的热管理研究并不成熟，还处于初级阶段。国内对整车或者整机的研究主要集中在某几个高校，如同济大学、浙江大学、西安交通大学、清华大学等；而只有几所高校研究发动机的整机热管理，并且还处于起步阶段；而对于整车的热管理研究，国内几乎没有可以承担的。国内大部分企业主要针对某些零部件做单一的研究，并没有把部件统一起来作为整体来考虑。 对于小型轿车来说，冷却系统趋于向高性能方向发展，电控应用技术越来越多；但是对于重型车辆来说，改变并不是很大。重型汽车热管理系统基本结构在过去的40—50年里变化不大，有些部件(冷却液泵和节温器)的设计基本上没改变过。传统的节温器通常采用的是注蜡式节温器，它只能在一定的冷却液温度(80一85℃)内进行单点控制(节温器在85℃时开启，80℃时关闭)，不能满足未来的冷却系统对冷却液流量精确控制的要求。研究表明。在25℃大气温度时，路上运行的负载车辆，其节温器打开(大循环)时间仅占总时间的10％。另外，

造成汽车发动机爆震的原因的深度解析

造成汽车发动机爆震的原因的深度解析摘要: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。 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 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。所以现代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

发动机爆震现象详解

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。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：

汽车发动机点火系统的研究现状及发展方向

汽车发动机点火系统的研究现状及发展方向 摘要：本文介绍了汽油发动机点火系统的基本工作原理。在此基础上，综述了现代电子点火系统，尤其是点火能量及点火控制系统研究的现状、发展趋势。随着发动机向高转速、稀混合气方向发展，普通电子点火系统已不能满足要求，高能微机控制点火系统将成为今后点火系统的发展方向。 关键词：点火系统；电子点火；发展趋势； 点火系统是汽油发动机重要的组成部分,对发动机的性能有着决定性的 影响。它的的基本装置包含了电源、点火系统（电瓶）、点火触发装置、点 火正时控制装置、高压产生器（高压线圈）、高压电分配装置（分电盘）、高 压导线及火花塞。现代的点火提前装置则已改由引擎管理电脑所控制，电脑 收集引擎转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电瓶电压、水温、 爆震等讯号，算出最佳点火正时提前角度，再发出点火讯号，达到控制点火 正时的目的。随着汽车工业的不断发展，汽车电子化程度不断提高,汽车的 点火系统已由传统的蓄电池点火系统发展到国内外广泛采用的电子点火系 统，电子点火系统又称为半导体点火系统或晶体管点火系统，越来越多的汽 车厂家将电子技术应用到了汽车上它的作用是在适当的时刻点燃被压缩的 混合气件并使其燃烧，点火系统的性能良好与否对发动机的功率、油耗和排 气污染等影响很大．随着世界汽车工业的发展，汽车点火系统经历了由传统 点火系统到电子点火系统再到计算机控制的点火系统三个阶段． 最早应用于汽车的是传统点火系，采用机械触点控制初级电流，当触点闭合时，点火线圈初级电路接通，储存能量；当触点打开时，点火线圈初级电路断开，在次级线圈中产生高电压，并经分电器加于火花塞，击穿火花塞，产生电火花点燃混合气。其优点是结构简单、更换方便。缺点是初级电流受机械触点允许电流限制不能过大，点火能量低；闭合角不能调整；次级电压上升速率较慢，在火花塞积炭时形成漏电流，次级电压下降；机械触点易烧蚀，凸轮易磨损，工作不可靠；机械调整装置调节点火提前角，反应速度慢，控制精度低。目前，传统的点火系已经淘汰。 国内汽油发动机车点火系统中，电子点火系统已占有较大比例，传统点火系统已处于淘汰的状况。当前我国点火系统发展很快，电子点火系统已在微型车及普通型轿车中普及，中、高档轿车已开始采用计算机控制．计算式控制的点火系统中高压配电方式是由有分电器式向无分电器式发展在电子点火系统中，原有的凸轮驱动被脉冲发生器所取代，靠磁变化(无触点)产生电流及电压脉冲，并通过