19.什么是爆燃?什么是早燃?
所谓爆燃是指在火花塞点火燃烧的火焰还未传到燃烧室内,而是处于炽热状态的排气门、积炭严熏处的混合气前。因为这些处于炽热状态处的混合气受到已经燃烧混合气高温、高压的辐射,使未燃烧的混合气产生剧烈的化学反应,产生大量的过氧化物。过氧化物极不稳定,又通过剧烈分解放热,使未燃混合气的温度、压力更高,从而引起在这些地方的混合气自燃。燃烧的混合气还来不及膨胀使活塞做功时,就与火花塞点火产生的传播火焰,以极高的速度相碰撞,形成极高冲击波,冲击力极大,形成爆燃。这种冲击波很易造成发动机过热、动力下降、发动机抖动、转速下降,损坏活塞、火花塞、气门等。在爆燃时,冲击波冲撞燃烧室壁等处时,会产生尖锐的敲缸声,是金属“当、当”声,伴有混合气燃烧的爆炸声。
所谓早燃就是因燃烧室内排气门、活塞顶、缸盖燃烧室表面积炭严重,温度极高,呈炽热状态,从而,在火花塞点火之前,它就自燃,这种表面点火就是早燃,是一种不正常燃烧。早燃时,会产生沉闷而不是清脆的金属敲击声。早燃产生的高压可能会引起连杆弯曲、折断,折断的连杆又会打坏缸体。此外,早燃也会引起过热。早燃有可能使发动机最大爆发压力在活塞远未运转到上止点前就产生,因而,发动机可能倒转。由此也可知,早燃比点火提前角大。
20.早燃和爆燃有什么区别?怎样区别?
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:(1)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。(2)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。(3)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。
21.燃油成分的特点是什么?为什么在高原地区或湿度大的地区爆燃倾向小?
案例:一辆车因油箱无油而加了70号汽油,此后发动机怠速运转时产生极大振动、熄火、加速无力,速度上不来。笔者就用一个油壶装了80号汽油。因为它是化油器车,就直接用此油壶代替油箱供油,结果发动机运转正常,急加速也好。可见,故障就出在选错了汽油牌号。因为此发动机压缩比是8.5:1,压缩比是选择汽油牌号的根本原则。汽油牌号低,说明汽油的辛烷值低,抗爆能力差;反之,抗爆能力高。资料证明,当压缩比提高1个单位时,经济性可提高4%~4.5%、扭矩增加19.6~24. 5N·m。
燃油的成分由含有97%~98%不同形式的多种碳氢化合物组成,主要性能是蒸发性、抗爆性、热值。辛烷值是表示汽油抗爆性的一个重要参数,但不是表示汽油性能的全部参数。由上述实例可以得知,辛烷值大小是表述抗爆性的一个重要指标。所谓蒸发性就是汽油蒸发10%、50%、90%馏分时的温度和终馏温度。10%的馏分表示轻质成分,只有10%的馏出温度越低,在冷起动时,这些轻质成分蒸发就越多,与空气混合,越易形成可燃混合气,利于起动;50%的馏出温度越低表示发动机的暖机、加速、正常工作性能越好;90%的馏出温度高就是说重质成分多,不易蒸发。此馏出温度越低,对混合气均匀分配到各缸有利。当然,汽油蒸发性越好,在炎热的夏天,发动机运转时,汽油管路处于热状态,管路内的汽油不断蒸发,当蒸气压达到饱和时,尤其在管路拐弯处,易形成气阻,使燃油流动受阻,从而,发动机易熄火,或在热态时不易起动。所谓汽油的热值就是燃料完全燃烧产生的热量。汽油的热值就是完全燃烧1kg汽油时产生44000kj热量。
在高原地区时,因为气压低,空气稀薄,进气量少,所以,发动机压缩后的压力和温度低,不利形成过氧化物。在潮湿地区时,因空气相对湿度大,含水分多,对热态发动机,在进气后就大量汽化,吸热多,使混合气燃烧的温度低,基于以上原因,发动机就没有产生爆燃的可能。
22.车用汽油的选择原则是什么?
案例:郑州有一辆车,因为车行驶到某农村油箱内无油,只好加入了牌号低的汽油,虽然有爆燃传感器,对点火提前角实施了闭环控制,但发动机仍产生了爆燃,使发动机发生抖动、无力、熄火,造成活塞打坏等。汽油牌号的选择的原则是什么呢?汽油牌号是根据汽油辛烷值决定的。辛烷值越高,汽油牌号越高。而辛烷值与压缩比有关。所以,在选择汽油牌号时,应按厂家规定的发动机压缩比决定(见表2)。
23.为什么在发动机大修时必须清除燃烧室内的积炭?
汽车发动机的工况随负载、转速、路况、季节而变动。如满载且高速行驶,则应全开节气门,爬大坡也应全开节气门。超车,起动、暖机等工况的混合气燃烧都不是完全燃烧,混合气较浓。在这些工况下,氧传感器不起作用。氧传感器本身的温度在380℃以下时,氧传感器也不能起到控制作用。只有混合比14: 7:1时,混合气才能完全燃烧。所以,在这些工况工作时,肯定有残余废气中的炭留在缸内。炭不但能加速缸孔与活塞、活塞环的磨粒磨损,同时使活塞顶面、燃烧室表面积存大量的炭,这样,在活塞处于上止点时,燃烧室容积大大减小,从而,压缩比大大增大,使得压缩终了的压缩压力和压缩温度极高,使混合气形成大量过氧化合物。这些过氧化合物极不稳定,它分解时,放出大量热,由于炭又是不良导体,导热系数极小,可阻止混合气热量通过炭传给缸体、缸盖散到冷却液和空气中,因而,引起火花塞点火形成的火焰还未传到炽热状态(热源)特别严重的地方时,混合气自燃,造成爆燃。
24.发动机在冷车起动后,为何不可猛踩加速踏板?
发动机在冷起动后,因为冷却液温度比较低,尤其是在严寒的冬天,冷却液温度更低,甚至在-30℃~-40℃。在这样的温度下,一方面润滑油薪度变得很大,机油泵把机油从油底壳抽吸到各运动副的时间很长,如机油被抽吸到缸盖凸轮轴等运动副时,高达4~5s。在这种情况下,发动机各运动副,尤其是离油底壳较远的运动副的干撑擦或边界撑擦严重。磨损是与负荷、速度成正比的,所以,猛踩加速踏板时会更加速磨损;另一方面,由于此时冷却液温度很低,燃油雾化和蒸发较差,进气温度很低,被吸到缸内的空气要吸收大量热,所以,混合气中燃油蒸发更差,因此,猛踩加速踏板时耗油更多。