汽油机爆燃是汽油机工作过程中一种非正常燃烧现象,与柴油机爆燃完全不同。柴油机爆燃的热损失较小,对柴油机的损害程度也小。汽油机爆燃不同,爆燃发生时除有金属敲击声和振动外,还会使汽油机工作不稳定,出现功率与转速下降,冷却系过热和缸盖温度上升。爆燃对汽油机的动力性、经济性和可靠性有重要影响,对汽油机损害严重。在汽油机使用过程中,应设法避免此现象的发生,以提高汽油机的性能和寿命。
一、汽油机爆燃危害
1.机件过载烧损
爆燃发生时,气缸内压力和温度急剧升高。轻微爆燃时,会增加汽油机动力性能,但是,当汽油机产生强烈爆燃时,燃烧室温度可高达4000℃以上,会烧损活塞头部和气门等机件,同时引起发动机过热。强烈爆燃产生的冲击波会增加曲轴连杆机构的机械负荷,使曲轴连杆机构的主要机件变形甚至损坏。
2.性能指标下降
当汽油机产生强烈爆燃时,由于爆燃产生的冲击波使缸壁表面附面层破坏,导致气体向缸壁的传热损失增大,汽油机热效率下降,动力性下降,汽油机工作不平稳,转速波动,振动增加。
3.发动机磨损加剧
汽油机爆燃发生时,发动机过热,润滑油温度增加,黏度降低,润滑油膜难以形成,极易引起摩擦副表面接触,导致超常磨损。润滑油温度过高,其所能承载的热量就小,相对运动的摩擦副产生的摩擦热不能及时扩散导致合金溶化,活塞环卡死、黏缸、拉缸等不良现象发生。
4.排气冒黑烟,补燃增加,排气温度升高爆燃发生时,燃烧室内部高温引起热分解现象严重,析出碳粒,造成燃烧室表面积碳,破坏活塞环、火花塞、气门等零件的正常工作,使发动机可靠性下降。
二、汽油机爆燃的预防措施
影响汽油机爆燃的因素很多,总的来说有三个方面:一是结构设计与材料;二是燃料性质;三是维修与运用情况。就其结构设计与材料方面有:压缩比大小、燃烧室结构形状、缸径尺寸、火花塞位置、活塞及缸盖材料和冷却方式等。这些问题的合理解决,主要是靠设计人员的努力。这里,我想就燃料性质和维修与运用方面的影响及预防谈一些看法。
1.燃料的抗爆性
不同牌号的汽油,有不同的抗爆性能,衡量汽油爆燃性能的主要指标是辛烷值。辛烷值越高的汽油,抗爆性就越好,越不易发生爆燃。汽油机用的汽油就是根据辛烷值的高低来编号的,如56号汽油,辛烷值就是56。
应当指出:汽油中辛烷值并不是稳定不变的,由于保存、运输不善,可能会使最轻的高辛烷值馏分挥发掉。因此,在选用燃油时,除了必须符合本机规定的牌号外,还应注意燃油的质量,以防爆燃。
2.压缩比
汽油机的压缩比不同,燃用的汽油牌号也不同。高压缩比可以提高功率、降低油耗的优越性,是人们所公认的。所以近年来汽油机的发展趋势,是在逐步提高压缩比。
提高压缩比,会使压缩终了的温度和压力增高,可燃混合气燃烧时的压力和温度也随之升高,从而加速了过氧化物的形成。因此,高压缩比易引起爆燃。维修加工、装配不当,使缸盖、缸垫变薄,缸盖螺栓拧得过紧及连杆轴颈、轴瓦磨损严重等,都将造成压缩比的提高。因此,维修、装配中必须严格质量与要求,一旦因压缩比提高发生爆燃时,应及时更换适合的高辛烷值汽油来加以消除。
3.点火正时
正确的点火正时是避免汽油机爆燃的有效措施之一。如果点火提前角过大,混合气的压力、温度过高,爆 燃倾向增加。因此,在分电器调整和安装时,必须认真细致按正常的步骤和技术数据操作。不要认为,点火提前角大,发动机功率高,就调早点火时间,导致汽车在行驶中(特别是高负荷低速时)产生爆燃,损伤机件。汽油辛烷值的高低,直接表现其抗爆性能的好坏。如使用低于规定牌号的汽油,必须及时将分电器上的辛烷值调节器向负方向调整,以适当推迟点火时间,避免爆燃。发动机的爆燃与发动机进气温度有很大关系。如:在高温状况下,发动机充气量减少,易引起爆燃。此时,应适当推迟点火时间。
4.负荷
当汽油机负荷减轻时,进入气缸的新鲜可燃混合气量减少,缸内在压缩终了时的温度、压力降低;同时,缸内残留废气相对量增加,混合气变稀,燃烧速度减慢,爆燃倾向减轻。因此,当发生爆燃时,可用减轻负荷的方法加以消除。
5.转速与混合气浓度
高转速和一定浓度的混合气,可减轻爆燃。因高转速可缩短可燃混合气在燃烧室内的停留时间;适当浓度的可燃混合气能加快火焰扩展的速度。这些都不利于过氧化物的生成,所以,可用加快转速和适当加浓混合气的方法来消除爆燃。
6.积碳
当机油窜入气缸或燃烧不良时,容易使火花塞、燃烧室和活塞顶积碳,造成零件局部高温;同时,积碳使燃烧室容积减小,压缩比增加,易引起爆燃。所以,除了注意调整好油路、电路,保证燃烧良好减少积碳,还必须注意按时保养消除积碳。