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标签: 爆震 表面点火 压缩比 标号 积碳 火
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春节的爆竹声此起彼伏,给人以欢乐的气氛。『网上盛传福克斯的发动机容易爆震,明确原因之后,目前问题已得到解决』 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。然而在发动机中放爆竹的话,显然不是那么让人满意。其实它们所代表的就是不同的辛烷值,标号越高辛烷值越高,表示汽油的抗爆性也就越好。提到爆震,也许所有人见到这两个字都会心生厌恶之情。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。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。由于97#汽油的抗爆性要比93#的好,如果要想使汽油在燃烧室里燃烧后的放出更多的能量,就需要增大发动机的压缩比(这里暂且只谈自然吸气的发动机,不包含增压及稀燃技术的发动机),以满足97#汽油抗爆性好的特点。
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。而这时活塞还处于一个向上止点运动的状态,由于混合气体提前燃烧膨胀,使活塞出现了反方向的力,由于受力不均,活塞的裙部就会敲击缸体,从而起爆震。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)。『速腾 1.8T发动机』 但现在的许多涡轮增压发动机并没有配备这一装置,可见,对于对涡轮增压器的保护,当司机停车后迅速熄火的做法显然是不可取的(特别是经历了长时间超高转速运转后更应注意)。
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。呵呵……不要再YY了,骏捷的这款4G63不是性能版本的,而是去掉涡轮增压和减低压缩比的SOHC民用版本。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。其实发动机爆震并不复杂,只要明确了爆震的原因就能够对症下药解决问题,下面就同汽车探索一同来寻找这一“罪魁祸首”。 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。对还不存在严重积碳的新车而言,添加剂没有任何意义。 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。虽然这种爆震不至于伤害发动机,可是还是对发动机的运转不利的,这一点从手册上说的“但此时的功率会有微小的下降”就能看出来。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。发动机 骏捷 1.6 骏捷 1.8 骏捷 2.0 排量(cc):1584 1834 1977 排量(L):1.6 1.8 2.0 工作方式:自然吸气 自然吸气 自然吸气 气缸排列型式:L L L 汽缸数:4 4 4 每缸气门数:4 4 4 压缩比:- - 10 气门结构:SOHC DOHC SOHC 缸径:76 - 85 冲程:87.3 - 88 马力:100 136 129 最大功率(kw):74 100 95 最大功率转速:6000 6500 6000 最大扭矩(N.m):134 165 173 最大扭据转速(rpm):4500 5000 4500 发动机特有技术:- - - 燃油:汽油 汽油 汽油 燃油标号:93号 93号 93号 供油方式:多点电喷 多点电喷 多点电喷 缸体材料:铁 铁 铝 缸盖材料:铝 铝 铝 环保标准:欧III 欧III 欧III 机油容量:- - - ● 1.6升搭载三菱4G18发动机 这款经典的4G18常见于国内的菱帅身上。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。● 爆震的原因 在说到爆震原因前,我们先要了解两件事。这时的点火提前角就应为8°。一些因驾驶方式日积月累造成的喷油嘴积碳可以用这些辅助的添加剂来清洗。而随着转速的提升,点火提前角也随之提升。我们举例说明,例如活塞处于下止点时汽缸容积为10,而活塞处于上止点时被压缩混合物的体积为1,那么发动机压缩比就是10。
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;当废气涡轮被发动机做功后排放的尾气驱动至每分钟10万转时,废气涡轮驱动轴转动,从而驱动进气涡轮同样高速旋转。点火提前角越提前,发动机做功越积极。简单的说,爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。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。熟悉传感器的人肯能会有疑问了,不是在缸体处已经布置了爆震传感器了吗?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。POLO劲情POLO劲取1.4LPOLO 1.4L排量1.390 L1.390 L气门数44压缩比10.5:110.5:1。 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。◆ 压缩比与汽油的关系 好了,上面我们说了一大堆关于压缩比的问题,那么它到底和汽油有什么关系?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”。那么请您仔细阅读这篇文章《拒绝专业术语浅谈排气量、功率和扭矩》)而对于压缩比的概念可能听说过,但没有真正的关注过,其实是这个参数决定了您的车应该加什么样的汽油。而滥用了的“爆震”,继续代表广泛的定义。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。 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;通过上面的解释我们可以看到不同标号的汽油之间的差别只是辛烷值的不同,而这里我也需要纠正一个错误的概念,就是日常很多朋友所说的高标号的汽油更干净、更清洁的说法完全是错误的! 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,特点是温度和压力升高速度极快,有一定破坏力。难道不会抑制爆震产生吗?狭义上的爆震,定义等同于爆燃。D挡时电脑依据行驶时速及转速来自动加减挡的。 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。当挂到最高挡位时,若车辆时速在100KM时速下,发动机转速大致在2500---3000转。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。不可长时间的在一个挡位下高转速行驶,否则会导致水温迅速升高,发动机内抱瓦。有了这样的区分,解读起来也方便许多了。切忌,汽油标号仅代表辛烷值,不代表汽油的清洁度! 点火过早,顾名思义,点火角过于提前,最大压力值也明显提前的出现在适合“发力”的曲轴10°相位之前,甚至0°之前,由于活塞没等找好位置,高压气体就往下做功,发动机功率自然就会有所损失,损失了的动能转化为内能使气缸的升温。意味着这是一款高转速发动机,建议换档转速在3000至3500左右,这时候正处于4G93扭矩爆发转速区间,发动机工作平顺性最好。而来不及转移的高温,和提早出现的高压,会造成“质变”的爆震——表面点火和爆燃。在加油站经常会遇见为您推荐各种品牌的燃油添加剂的工作人员,其添加剂可以让车省油,可以清除喷油嘴的积碳等等。 表面点火通常发生在火花塞跳火之前,当汽缸温度过高来不及冷却时,缸内积碳或火花塞处等明显突出的位置在压缩冲程时会出现明显热点,当温度超过混合气燃点时,早于火花塞点燃混合气,和点火过早相比,这等同于把点火角度再提前若干,当最大压力值出现在活塞运行至上止点以前,相当于这个气缸此时有着“反转”的倾向,可想而知,活塞和连杆以及曲轴在承受着多大的痛苦!正是因为这些轻微爆震的现象,导致点火能量与活塞的运动方向会产生冲突,自然也就减小了动力。 而爆燃,通常出现在火花塞点火或表面点火以后,当火焰向下和向外扩展时,部分未点燃的混合气,在扩张的火焰带来的高温高压之下,来了个反抗——类似柴油机点燃形式的自燃,多个着火点同时燃烧,前文我们说过,汽油燃烧速度非常快,以这种方式燃烧那是非常威猛的,在爆燃时,混合气压力高,密度很大,因而火焰燃烧极快,速度可达1000m/s,迅速燃烧并膨胀产生的冲击波敲打着气缸和活塞,并和前方正常燃烧传播的火锋迎头撞在一起,这就是我们听到的敲缸声和感受到的震动。在这个工作结构中,废气涡轮和进气涡轮都处于非常高的转速环境下。由火花塞点火引起的爆震相对较轻,而因表面点火引起的爆震则更为严重。这款4G18特点就是低转速扭矩爆发充分,更适合于城市道路的行驶,同时保证了燃油经济性。据分析,严重爆燃时,发动机的损耗是正常运转时的三十倍之多!● 1.8升搭载三菱4G93发动机 国内产的这款4G93是DOHC结构,为了适应国内燃油情况去掉了缸内直喷技术,压缩比可以适应93号汽油。而且因为爆燃的燃烧速度非常快,也会将最大压力值略微提前。一般情况下涡轮增压发动机的压缩比为7到9,还有一些增压值较高的甚至为6个。 举个生动但不太恰当的例子,作为正常燃烧与爆燃的对比: 这几种非正常点火情况,经常交错在一起,也同样引起发动机的震动和声响,所以这几种情况经常被混淆。新POLO如果加93#油,依然会产生一些轻微的爆震。如果对其作出区分的话,点火过早时发动机抖动,转速下降,声音不明显突出,所以也称不上爆震,危害程度较小;发动机爆震就是一个最近比较常见的问题,很多对此不太了解的朋友听了这个词,感到很困惑。表面点火时发动机振动,有明显敲缸声,声音沉闷,危害程度较大;如此超高的转速,对于润滑的要求非常高,甚至不亚于曲轴和连杆大头之间的润滑。爆燃时发动机振动强烈,敲缸声似尖锐的金属敲击声,非常有害!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。 爆震的成因:压缩比、点火角、发动机温度、积碳、燃油标号 压缩比越高。现在我们知道了不同标号汽油之间的差别,那么和我们切身相关的问题就是我的车应该加多少号的汽油呢?压缩冲程结束时的缸内温度就越高,越容易发生爆震。要说明的是,拉高速时,当每个挡位的转速到达极致时,一定要加挡。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,就会比较低压缩比的发动机更容易出现爆震的情况。而如果压缩比较低的发动机,汽油分子汽化没有那么完全,因此火花塞点火之后燃烧速度相对较慢,那么势必一部分能量会转化成热能,造成发动机温度上升,而并非完全转化为车辆的动能,所以可以说在汽缸体积相同的情况下,压缩比高则意味着更大的动力输出。 点火角偏前。“汽油标号反映的是其抗爆性,高压缩比的发动机应该选用高辛烷值汽油,低压缩比发动机应选用低标号汽油,不仅有利于提高车辆性能,延长车辆使用寿命,还可以达到环保的效果。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。压缩比就是汽缸压缩前的体积与压缩之后的油气混合气体体积的一个比值,详细一点说就是汽缸内活塞处在下止点时汽缸的最大容积与活塞处于上止点时汽缸容积的比值。 发动机温度过高。将每一个挡位的转速拉到5000转以上,这样才能让活塞和齿轮尝试高速的工作状态,达到拉高速的意义。发动机温度过高的原因有很多,冷却水或机油循环不好,长时间处于高负荷工况等等,都会导致表面点火或者爆震。POLO劲情POLO劲取1.6L老款POLO 1.6L排量1.598 L1.595 L气门数42压缩比10.5:110.3:1最大功率77kw/5600rpm74kw/6000rpm最大扭矩155n.m/3800rpm145n.m/3800rpm 新1.6升发动机每缸增加到4气门,最大功率及全转速范围内的扭矩都获得提升 同排量车型中,新POLO1.6L发动机的动力参数(尤其是扭矩参数)可以排在相当靠前位置 新POLO飞度206千里马利亚纳排量(L)1.598 1.4971.5871.5991.586每缸气门数44444压缩比10.510.110.510.09.0最大功率(kw/rpm)77 / 560079 / 580078 / 575076.5 / 580070 / 5500最大扭矩(n.m/rpm)155 / 3800143 /4800142 / 4000142 / 4500135 / 4000 ● 1.4机型最大功率未变,最大扭矩略有提升 新POLO1.4L发动机的排量、压缩比等参数都没有变化,但最大扭矩上升了4n.m,而且发动机在5000rpm以前的转速范围内,各个转速区域对应的扭矩都有提高。而另外还有两个因素:混合气浓度过低和点火角度偏后,也会导致温度过高。● 造成爆震最主要有以下几点原因: 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)。这似乎又很难理解,为何貌似降低功率的动作却会有这样的反应呢?第一, 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。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。『新宝来 1.8T发动机』 所以,要加装涡轮增压装置,就必须将压缩比调整至适当的数值。 积碳造成爆震是方面的。而发动机内的活塞工作情况随着最高挡位时变速箱内最大的齿轮工作都处于在正常的工作状态下,而没有让它们快速得做功。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,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;● 不同标号汽油之间有何异同?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。辛烷值就是代表汽油抗爆震燃烧能力的一个数值,越高抗爆性越好,那么这个值是怎么来的? 汽油标号。从数据上看,这款4G63功率并不强悍,SOHC结构和4气门配合很特别,4气门可以满足高转速的需求,而SOHC结构弥补了低转速扭矩的不足。我们通常说的93#、97#,指的是汽油的辛烷值,通常认为正庚烷的辛烷值为0,非常容易爆震,而异辛烷的辛烷值为100,比较不容易爆震,而93#汽油的相当于7%的正庚烷与93%的异辛烷混合燃料的爆震特性(通常我们称之为“抗爆性”),因此越高标号的汽油越矜持,越不容易被点燃,也就越不易发生爆震,越适宜高压缩比发动机使用。我们都知道汽油分为各种不同的标号,我们常见的有90#、93#、97#、98#等等,有个别地区还提供100#汽油,那么这些不同的标号是什么意思?而越低标号的汽油越泼辣,越容易被点燃,用在压缩比并不高的非增压发动机上更适宜。关于这个问题则涉及到了发动机一个至关重要的参数,那就是“压缩比”,可能大多数朋友更关心的是发动机的扭矩、功率等等……(什么? 因此高压缩比的发动机使用低标号汽油时,爆震就容易发生,即便不发生爆震,也会有一定的隐患,并且高压缩比发动机使用低标号汽油会有一个直观的现象:更费油。如果发动机的压缩比越大,则意味着油气混合物被压缩的压力越大,温度也相对越高,混合物当中的汽油则汽化的更加完全,更易于燃烧,当完全压缩之后火花塞点火的刹那能够极短的时间内释放出更多的能量,而这些燃烧产生的能量则通过活塞、曲轴等机构成最终传递到车轮,成为车辆前进的动力。 值得一提的是,高标号汽油绝对不代表高清洁度!『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』 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。相反,国内高标号的汽油因为加了更多的抗爆剂,97#其实还不如93#更“纯”。所以这种微小的调整,只是减小了因为加93#油产生的爆震造成的危害,也就是说将爆震减小到发动机可以接受的范畴,但并不代表爆震就彻底没有。
『积碳积到这份上,也就别怪车了』 避免爆震的方法 通常,较新车型都装备有爆震传感器。涡轮增压器的工作环境是非常恶劣的,除要承受排气的超高温度以外,每分钟10万转的超高转速远非曲轴转速可比。爆震传感器可以感知发动机产生的爆震,并通过ECU修改点火提前角来减轻爆震。误区一:“拉高速”是跑高速还是拉高转速?不过这种调节幅度有限,并且也只能在发动机合理工作范围之内进行调节。◆ 什么是压缩比?当发动机处于非正常工况下,一味延迟点火提前角,不仅会削弱动力,升高油耗,还会造成燃料燃烧不充分造成发动机温度升高、三元催化器损坏。实际用车中我们常常面临着这样的曲解:拉高速是指跑高速还是跑高转速?如果想彻底消灭爆震,还应该做更多的工作。我们知道,压缩比高的发动机采用了较低标号的燃油最大的问题是容易产生爆震。 使用符合发动机压缩比的燃油:该加97#的不要贪便宜加93#,该加93#的也没必要吃所谓的“细粮”。甚至因此而放弃了某些自己喜爱的车型,如一位朋友很喜欢福克斯,却问我它是否如网上盛传的那样容易发生爆震。 避免“拖档”行驶:高档低速行驶方式容易造成发动机负荷增加,因而增加点火提前角,而因为处于较高档位,转速提升不明显,爆震便容易产生。别说新车的喷油嘴没有积碳,就是有了积碳也可用高转速加大喷油量自行清洗的。 消灭积碳:避免长期低速行驶和怠速,适当的去高速跑一跑,实在没有机会的话,可以提高换挡时的转速,自动挡可以定期挂S行驶。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。 避免高温:定期检查冷却液水位,定期检查和更换机油,避免长时间激烈驾驶,夏日行车经常监控水温。为什么会产生爆震现象呢? 时刻关注爱车的行驶情况,如果车辆在一段时间动力不足,油耗升高,并能感觉到震动,也许不是爆震引起的,但非常可能有爆震的倾向,应尽快去做体检。其实爆震传感器仅仅是解决点火提前问题进行调整的,对于压缩比过高产生的爆震却无能无力。 ps:无感爆震 爆震不完全是百害无一利的,轻度的爆震还可以让发动机显得更“有劲儿”。由于93#汽油的抗爆性相对较低,当发动机的压缩比较高时,混合气体放出了大量的热能,可以在火花塞没有开始点火的时候压燃。有的看官会说“小编你别扯了,谁会愿意让发动机爆震啊”,然而事情就是这样。新POLO的发动机就是针对97#汽油进行设计研发的,所以它的压缩比也很高,分别达到了10.5。有时候我们会发现,在转数不太高时,深踩油门,发动机会发出一种很清脆的声音(个人认为很好听),动力也会有明显提升,这就是发动机轻微爆震的表现。真正拉高速的意义,是要拉发动机的高转速。 同上述爆震原理一样,由火花塞点燃的火焰,用压力压燃了未受火焰波及处的混合气。随着挡位的升高,发动机的转速会越来越低。在这个时候,自燃部分混合气以200m/s“低速”膨胀,这就让混合气燃烧时间缩短,更接近定容燃烧,如果发动机的调节能力较强,就会把燃烧时机和曲轴相位合理匹配,效率也就得以提高。● 购买推荐
经常城市道路行驶的朋友:1.6升——扭力爆发早,适合走走停停的城市道路
偏重高架环路和高速的朋友:1.8升——DOHC和4气门结构适合高转速巡航
追求综合性能:2.0升——SOHC和4气门配合,全面性能更平衡,适合综合道路使用
● 骏捷赏析
有些厂商为了追求高效,在发动机中高负荷时,刻意将点火时刻调整到爆震临界点附近,直至产生轻微爆震,以提高效率,而这种“合理”的爆震,也就属于正常情况,对发动机的磨损也不大。例如帕萨特1.8T的压缩比都要比同平台自然吸气的1.8升发动机要低。当然,在相同工况下,如果发动机情况不好,或燃油选择不恰当,爆震就会加重,这对发动机就有损害了。如果现在还采用较高的压缩比,那么在汽缸内就会产生爆缸的现象,不仅不能提高发动机功率,相反还会影响发动机的正常工作,甚至损坏发动机。 。可以这样理解,虽然最大功率比4G93要低,但是这款4G63发动机比4G93更适合中低转速转速发力,同时高转速也不会出现2气门的那种彻底乏力感,全面性比4G93要好,是一款综合性能比较出色的发动机。爆震 表面点火 压缩比 标号 积碳 火焰 工况 温度过高 做功 转速
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