下圖中的橫線是什么意思?為什么發(fā)動機氣缸溫度升高 汽油燃燒不完全?
2023-04-13 14:27:43
作者:蔡金盛
首先,我想說說“敲門”這個概念。爆震是意外燃燒的結(jié)果,一般都是我們“敲”出來的?!氨稹辈皇?a target="_blank" class="cmsLink">發(fā)動機的正常燃燒,結(jié)果是“爆震”。當然,爆震并不會產(chǎn)生可檢測的爆震,有的只是影響輸出扭矩和油耗。然后,我們來看看爆炸是怎么發(fā)生的。也就是說,異常燃燒是怎么發(fā)生的?這個命題有點大。為了刪減不必要的附加知識點,這里只討論低辛烷值汽油。如何“爆震”,要想了解爆震,首先要了解燃燒,要了解四沖程汽油機的工作過程(如圖)。四沖程發(fā)動機的活塞往復運動兩個循環(huán),曲軸旋轉(zhuǎn)兩個循環(huán)完成一個循環(huán)。直觀上,這個循環(huán)是四個過程:進氣33-354壓縮33-54,助燃空氣33-354排氣,所以稱為四沖程發(fā)動機。在理想狀態(tài)下,解釋以下四個循環(huán)的工作原理。在吸氣階段,汽油機吸入空氣和燃油的混合氣。吸氣后,活塞向上運動,將混合器壓縮到一個很小的空間內(nèi),可以理解為在壓縮沖程中,為了獲得力,將彈簧壓縮到極限的過程。當然,燃燒時釋放的力不會像彈簧一樣彈性變形。也就是混合物在壓縮沖程中被壓縮,等待火壓住活塞。隨后,第三循環(huán)的火花塞點火,被壓縮的混合氣燃燒做功,活塞向下運動,化學能轉(zhuǎn)化為機械能產(chǎn)生動力。以上都是完全理想化的四沖程發(fā)動機工作流程,一切都符合設計。在這個過程中,發(fā)動機的主軸每轉(zhuǎn)兩圈就產(chǎn)生一次驅(qū)動力。那個“爆燃”是什么階段?據(jù)了解,第一個循環(huán)吸入汽油和空氣的混合氣體,第二個循環(huán)關閉氣缸,開始壓縮這些混合氣體。氣體被壓縮后會發(fā)生體積變化,縮小氣體分子間的間隙,降低電子勢,釋放熱量。此時,氣缸溫度急劇上升。不懂就用手動打氣筒給輪胎充氣,打氣筒很快就熱了。氣體壓縮和溫度上升的原理是一樣的。因此,在第二個循環(huán)的壓縮過程中,缸內(nèi)混合氣的溫度會隨著壓縮而升高。如果此時汽油受不了高溫而自燃,說明它還在壓縮沖程,活塞在向上運動。)這就是爆轟產(chǎn)生爆轟的過程。換句話說,第三沖程我們想燒汽油,第二沖程我們吼著燒了。有點暴躁,叫爆燃?!鞍ィ嫉恼嬲x是突然的爆燃。讓我們來理解它的含義?!北热缃鹕徍桶⑻摷s好了,大郎該出來廚房賣東西了。結(jié)果,阿清很著急,到了大郎不出門的時候了。會發(fā)展,辛烷值不夠,為什么容易“爆震”?辛烷值其實是汽油的一個象征性指標,并不是汽油中實際含有的辛烷值的分子數(shù)。他的邏輯是異辛烷極難自燃,所以假設完全由異辛烷組成的油是100抗爆,正庚烷極易自燃,完全由正庚烷組成的油是0抗爆。其實汽油是由很多不同的碳氫化合物組成的,抗爆指數(shù)已經(jīng)通過實驗證明100異辛烷有更多的趨勢,從而決定品種。以上是汽油標號的基礎知識。在此基礎上,你只需要知道低標號汽油容易自燃。所以低標號汽油如果用在高壓縮比的氣缸上,承受不了壓縮沖程的結(jié)束,火花塞出廠就先燒起來了。這是低標號汽油爆震的基本知識。接下來討論為什么“爆震”沒有完全燃燒,氣缸過熱的問題。我先說說為什么爆燃會導致不完全燃燒。
缸內(nèi)燃燒是一個極其復雜的課題。這里不討論“分層燃燒”和“均勻燃燒”的具體形式。為了不改變其他知識點,簡而言之,為了讓發(fā)動機經(jīng)濟、省油、動力強勁,混合氣在點火初期是均勻分布的,有濃有稀,分布在活塞頂面和火花塞附近。據(jù)了解,在需要設計爆炸時,包括是否會產(chǎn)生強渦流,燃燒點并不在預期的步驟和環(huán)節(jié)中。當這種不受控制的燃燒發(fā)生時,燃點處的油氣混合程度不受控制。因為失控了,火點可以是油氣比太濃或者太稀。此時燃燒不完全。過度燃燒會產(chǎn)生大量的氮氧化物,或者缺氧會產(chǎn)生大量的碳氫化合物和一氧化碳。我們來解釋一下氣缸因爆震而過熱的原因。爆震會不會導致氣缸過熱不一定。因為燃燒無法控制,燃燒產(chǎn)生的能量(主要是熱量)也無法控制,所以如果因爆震導致氣缸過熱,燃燒周期延長、爆發(fā)力弱導致的轉(zhuǎn)換爆震與氣缸過熱沒有必然的因果關系。最后研究所謂爆燃,看火焰速度是否一定會增加。具備以上知識。據(jù)悉,由于爆炸中油氣混合程度無法控制,著火點無法控制,所以火焰速度不一定,可能變快也可能變慢。沒有必要用百科全書做教材。其實缸內(nèi)燃燒就像水波一樣傳播,由點及面到達體內(nèi),但爆炸時可能會增加幾個著火點,或者無法控制著火點的位置,燃燒的整體擴展速度會加快。對了,我們只討論了辛烷值不足導致的爆震和部分爆震理論。真正的發(fā)動機爆震是一個大課題,不僅僅是壓縮沖程爆震。另外,實際發(fā)動機并不像理論上的四循環(huán)那樣工作,感興趣的人請自行搜索“奧托循環(huán)”、“鏡像循環(huán)”、“阿特金斯循環(huán)”。
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