摩托车发动机爆震的分析及预防

天涯明月 · 发表于 2006-9-4 09:29

摩托车发动机爆震的分析及预防爆震，顾名思义为爆炸性燃烧，又称突爆、燃烧。摩托车发动机的正常工作是依赖于可燃混合气体的正常燃烧来完成的，即由火花塞高压打火点燃混合气形成火焰中心，以此中心按一定速率连续地向燃烧室四周传播，在极短的时间内把所有的混合气烧完。通常情况下，发动机的燃烧过程是指从点火到活塞膨胀做功的过程，这一过程大约持续千分之几秒的时间。若一台转速为13500r/min的发动机，其曲轴旋速1圈需要4.44m/s，而燃烧过程则需0.88m/s，相当于63度曲轴转角，可见燃烧占据了不少时间。从火花塞在活塞到达上止点前约30度-40度曲轴转角时点火燃烧（点火从这里开始），到活塞运行到上止点后30-40度曲轴转角处燃烧束，这期间活塞仅仅向下止点移动了1mm-2mm。我们知道，可燃混合气在气缸内正常燃烧时，气缸压力均匀，发动机声音清晰柔和，但由于多种因素的影响，气缸内未燃部分的气体在火焰前锋还没有到达便“自燃”而猛烈爆发，产生了爆燃。这种局部高温和压力剧升产生的气体带有很大的冲击性，并直接作用于曲轴连杆机构，此时发动机的声音异常，发出明显的金属敲击声，同时伴随动力下降、过热、整机抖动剧烈，严重地影响发动机功率的正常发挥。发动机产生爆震的原因很多，但不管哪种原因，从机理上看，它们都有这样的特征：一、可燃混合气燃烧不同步。由于火焰前沿以正常的传播速度推进，使处于最后燃烧位置上的未燃混合气受到进一步热挤压和热辐射作用，促进先期氧化反应加快，并放出部分能量预热未燃气体，使其温度不断升高。当达到燃油的着火点时，正常的火焰到达之前，在未燃混合气最适宜的发火部位形成新的火焰中心，混合气自燃并由此开始改变火焰的传播速度。二、未燃混合气的局部温度和压力集剧上升，造成未燃混合器迅速燃烧完毕，极大的提高了火焰的传播速度，通常都在400M/s～600M/s,爆震严重时,高达1500M/s.而正常燃烧的火焰传播速度仅为20M/s～50M/s.三、由于未燃混合气急速自燃，造成缸内压力急剧升高，产生强大的压力冲击波，导致缸壁和燃烧室内表面强烈震动。发出噪声，其震频可达2500Hz～4500Hz，故爆震声尖锐而清晰，可从发动机的工作声响中明显地分辨出来。发动机一旦产生爆震其危害极大，它会引起发动机功率下降，油耗骤增，严重时还会使发动机的汽缸壁、活塞、活塞环、气门、连杆及其连杆轴承等运动件变形损坏。爆震产生的原因通常有以下几点：（1）积炭聚集过多。发动机燃烧室内积炭过多，其容积相对变小，致使压缩比相应变大，积炭的蓄热和不导热性使可燃混合气由于炙热而提前燃烧，同时会降低混合气在压缩终了时产生的涡流强度，延长了燃烧时间，增大了自燃的倾向，故而极易引发爆震。（2）发动机过热。当发动机长期处于大功率、超负荷工况或低挡高速连续行驶，尤其是夏季外界高温，散热不良，容易造成发动机过热。当过热较严重时，可燃混合气在进入燃烧室的同时就被预热，造成局部混合气的温度过高，提前到达着火点的温度，不等到着火点就自燃，从而引发爆震。（3）燃油使用不当。汽油的牌号越低，其抗爆性能就越差。存放过久或密封不良的汽油辛烷值会自然降低使抗爆性能变差。若被误用，容易使混合气燃烧不完全，先燃的部分膨胀而压缩其余未燃的混合气使其达到自燃，继而全部起火而产生高速爆炸性燃烧。（4）火花塞热值偏地底。火花塞的热值是表示火花塞散走在发动机燃烧室中吸收热量的程度。发动机在工作过程中，火花塞的温度随时都在变化，影响火花塞温度的主要因素是每秒钟燃烧室内燃烧的混合气量，即发动机负荷，反应到摩托车上即为车的速度和车的负载。车速、车载增加时，单位时间内燃烧的混合气量相应增大，火花塞吸收的热量也增加。在相同车速、车载条件下，高热值的火花塞散热快，温度低；而低热值的火花塞散热慢，温度高。有的用户唯恐烧混合油（二冲程车）沾污火花塞，故选用热值偏低的火花塞，以期达到较好的净化效果。但发动机连续工作后，尤其是夏季跑长途车，当火花塞端部温度达到高温时，其电极和绝缘体会构成热源使混合气提前着火，此时即使火花塞不跳火，混合气也能被点燃

大嘴河马 · 发表于 2006-9-4 16:59

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