發(fā)動機(jī)壓縮比大好還是小好 壓縮比大于10的發(fā)動機(jī)加什么汽油
右邊是異常燃燒。
內(nèi)燃機(jī)異常燃燒現(xiàn)象我們以汽油機(jī)為例。正常燃燒是指火花塞放電點(diǎn)燃汽油的燃燒過程。所以,異常燃燒是指無火花點(diǎn)火燃燒過程,簡單來說就是汽油自燃的現(xiàn)象;根據(jù)火花塞的點(diǎn)火時(shí)間,汽油自燃的現(xiàn)象可以分為兩類,一類是火花塞跳閘前汽油自燃的現(xiàn)象,一類是火花塞跳閘后汽油自燃的現(xiàn)象!我們常說的爆震,其實(shí)就是火花塞跳火后汽油自燃;火花塞跳開之前的汽油自燃稱為過早燃燒;對于現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)來說,爆震很容易解決,通常不會對發(fā)動機(jī)造成損傷,但是過早燃燒的問題很容易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)機(jī)體出現(xiàn)問題。一些老車型上經(jīng)常出現(xiàn)過早燃燒的現(xiàn)象,這是積碳過多造成的!
汽油自燃的原因很簡單,就是高溫引起的;無論著火前還是著火后,自燃都離不開高溫;先說爆燃(火花塞熄火后自燃)。火花塞熄火后,火焰鋒面前方燃燒室遠(yuǎn)端的充氣區(qū)首先接收到提前到達(dá)的壓力,溫度帶來的能量導(dǎo)致爆燃傾向(爆燃可以理解為低標(biāo)號汽油受不了發(fā)動機(jī)壓縮沖程末期帶來的高溫高壓,導(dǎo)致燃燒更加劇烈的現(xiàn)象),在反應(yīng)動力學(xué)上會縮短正常燃燒速度,加速能量在燃料中的轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生大量壓力波。簡單來說,就是發(fā)動機(jī)壓縮沖程末期,缸內(nèi)溫度和壓力過高,然后不耐高溫的高壓汽油(辛烷值較低的汽油)點(diǎn)火后會形成爆震現(xiàn)象;爆震的一些誘發(fā)因素如下
高壓縮比,高增壓值(參考AMG A45,增壓值達(dá)到1.8Bar,但為了避免爆震,壓縮比只有8.8。其實(shí)目前高壓縮比的發(fā)動機(jī)基本都不是渦輪增壓的,即使是渦輪增壓,增壓值通常也很低,高壓縮比和高增壓不能共存);燃料中的辛烷值太低。比如高壓縮比的車,燒80 汽油的解釋;點(diǎn)火前,發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)的溫度和壓力什么時(shí)候最高?簡單來說,就是在發(fā)動機(jī)的壓縮沖程末期,氣缸內(nèi)的溫度和壓力都是最大的(因?yàn)闅怏w被壓縮時(shí)會放出熱量)。如果此時(shí)溫度和壓力過高,火花塞點(diǎn)火可能導(dǎo)致汽油爆燃。所以現(xiàn)在我們只有低標(biāo)號汽油(低辛烷值)。我們應(yīng)該采取什么方法來避免敲門?方式很簡單,就是當(dāng)燃燒室的溫度和壓力降低時(shí),就會引發(fā)火災(zāi),也叫延遲點(diǎn)火時(shí)間(降低點(diǎn)火提前角);原理如下:壓縮沖程活塞上行,將混合氣壓縮到極致。此時(shí),氣缸內(nèi)的溫度和壓力都是最大的。如果此時(shí)發(fā)生點(diǎn)火,會不會爆震?那我們?yōu)槭裁床煌睃c(diǎn)生火呢?當(dāng)發(fā)動機(jī)稍后點(diǎn)火時(shí),發(fā)動機(jī)將進(jìn)入作功沖程。此時(shí)活塞會下降,燃燒室的空間逐漸增大,混合氣會降溫減壓。此時(shí)燃燒室溫度會下降,此時(shí)點(diǎn)火可以避免爆震。事實(shí)上,這些動作引擎的控制單元可以通過傳感器進(jìn)行自我調(diào)節(jié)!
爆燃傳感器結(jié)構(gòu)
具體原理如下:發(fā)動機(jī)的控制單元(ECU)通過氣缸體或曲軸上的爆燃傳感器(可以簡單理解為聲納,爆燃傳感器捕捉這些聲音,并傳回ECU進(jìn)行分析)獲得聲激勵(lì)的信號。當(dāng)控制單元發(fā)現(xiàn)信號很強(qiáng)(超過限定值)時(shí),會在控制單元中實(shí)施爆燃調(diào)節(jié)機(jī)制,但實(shí)際做法是延遲點(diǎn)火時(shí)間,對混合氣進(jìn)行一定程度的冷卻,以減小壓力空間。當(dāng)爆震超過極限值后發(fā)生第一次調(diào)整時(shí),點(diǎn)火時(shí)間會大大延遲。目的是無法準(zhǔn)確的找出爆震的邊界,簡單的采取最大延遲來保證發(fā)動機(jī)在下一個(gè)循環(huán)能夠完全避免爆震;在隨后的工作循環(huán)中,點(diǎn)火時(shí)間逐漸提前一小段時(shí)間(在每個(gè)循環(huán)中提前一點(diǎn))。這樣做的目的是逐漸發(fā)現(xiàn)爆燃極限在哪里。找出最大極限后,點(diǎn)火正時(shí)會在最大爆燃極限內(nèi)保持穩(wěn)定。因?yàn)榇_實(shí)可以通過大幅度延遲點(diǎn)火時(shí)間來避免爆震,但是燃油處于低溫低壓燃燒狀態(tài),會造成動力下降,油耗增加。簡單來說,發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下;所以在第一次點(diǎn)火大延遲后,需要逐漸提前,保證發(fā)動機(jī)效率損失不會太大,因?yàn)榈谝淮未笱舆t是為了保證發(fā)動機(jī)在下一個(gè)循環(huán)中完全避免爆震,所以規(guī)模很大!現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)都有爆燃傳感器和控制單元的爆燃調(diào)節(jié)能力,所以即使是奔馳、寶馬、奧迪現(xiàn)在燒92號汽油,也不會對身體有什么影響。無非是犧牲動力和油耗來換取發(fā)動機(jī)的健康。同時(shí)也說明了不能再用壓縮比來選擇汽油牌號;因?yàn)榭刂茊卧姓{(diào)節(jié)爆燃的能力,所以現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)對汽油的兼容性非常好,92、95、98都能對付;但是不要走極端,改變點(diǎn)火提前角的調(diào)節(jié)能力是有限度的!
脈沖爆震推進(jìn)
前面說的提前點(diǎn)火現(xiàn)象的產(chǎn)生和解決,其實(shí)就是在火花塞點(diǎn)火(壓燃)之前,汽油開始自燃的現(xiàn)象。發(fā)動機(jī)的控制單元對這個(gè)問題沒有調(diào)節(jié)能力,這種提前點(diǎn)火是最容易造成發(fā)動機(jī)損壞的問題;一般情況下,不容易出現(xiàn)提前燃燒的問題,因?yàn)槠蜋C(jī)在點(diǎn)火前只靠壓縮點(diǎn)燃汽油是不容易的(汽油燃點(diǎn)高)。而很多老車燃燒室積碳太多,厚厚的積碳占據(jù)了燃燒室的部分空間,導(dǎo)致燃燒室的實(shí)際空間無法實(shí)現(xiàn)。然后,當(dāng)發(fā)動機(jī)進(jìn)入壓縮沖程時(shí),體積縮小的燃燒室會將氣體壓縮得更厲害(積碳增加間接提高了發(fā)動機(jī)的壓縮比)。提前點(diǎn)火的問題不是偶然的。往往一個(gè)預(yù)點(diǎn)火之后,還會有很多后續(xù)的預(yù)點(diǎn)火,形成惡性循環(huán)。原因是持續(xù)的早期燃燒相當(dāng)于提高了燃燒室各個(gè)部位的溫度,會讓下一次產(chǎn)生的燃燒更加猛烈,然后繼續(xù)加熱身體各個(gè)部位,然后這個(gè)惡性循環(huán)會繼續(xù)發(fā)展,最終導(dǎo)致火花塞電極的燃燒,活塞表面的一些損壞,排氣閥也容易因?yàn)楦邷囟a(chǎn)生一些損壞;因此,對于一些老車來說,有必要對燃燒室積碳進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇?;?dāng)然,導(dǎo)致過早燃燒的問題還有很多,這里就不贅述了。
總之,現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)對爆震的抑制非常強(qiáng)理想,爆震發(fā)生時(shí),通過延遲點(diǎn)火來避開高發(fā)區(qū),雖然犧牲了動力和油耗,但至少保證了發(fā)動機(jī)不受損傷;很多朋友問我,為什么我的奧迪,奔馳,寶馬不小心燒了92號汽油也沒有問題。以上是答案。其實(shí)道理很簡單。點(diǎn)火熱了容易敲,冷了再點(diǎn)火吧。這種調(diào)節(jié)能力對于現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)來說是小菜一碟;根據(jù)壓縮比選擇汽油標(biāo)號其實(shí)很困擾車主,因?yàn)檫^去的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)不適合今天的內(nèi)燃機(jī);以前總說95,97汽油要燒到壓縮比大于10,現(xiàn)在任何車的壓縮比都差不多在10以上(渦輪增壓車除外)。比如1.6L卡羅拉(查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策)的壓縮比是10.2。它不能燒92號汽油嗎?當(dāng)然可以燒,而且還不錯(cuò)!所以壓縮比是死的,但是點(diǎn)火正時(shí)是活的,而且在發(fā)動機(jī)控制單元的控制下極其靈活,所以今天的爆燃和爆震問題不大,至少發(fā)動機(jī)本身可以調(diào)整,保持車身不受損傷,提前點(diǎn)火的問題不是改變點(diǎn)火正時(shí)就能改變的!
發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)
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