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初露鋒芒
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文章表情[轉貼資訊] 了解"爆震"
『爆震』是引擎燃燒過程中所產生的異常燃燒現象,它除了使引擎震動加劇外,並產生敲擊聲、降低引擎出力、損傷引擎結構。爆震可說是引擎設計者的天敵,許多提昇馬力、降低油耗、減少汙染的設計,如高壓縮比、增壓裝置、提高汽缸壁工作溫度(材料科技的進步使得強度上無虞)等,都因為爆震的產生而受到限制。

爆震的特性是開始時點火及燃燒波的傳播都正常,但是最後應該燃燒的一部份油氣,我們稱為『尾氣』(End Gas),因為受了燃燒後氣體膨脹所造成的壓縮作用,使其體積縮小、溫度和壓力升高,在燃燒波尚未傳到該處之前,一部份油氣的溫度已經達到『自燃點』,到達自燃點後在經過一段時間的『自燃點火延遲』後就會自行引燃,並且以300m/s~200m/s的速度迅速向外傳播,而當正常燃燒和爆震兩個方向相反的燃燒壓力波相遇時,會產生劇烈的氣體震動,並發出特有的金屬撞擊聲,所以稱為『爆震』。輕微的爆震無法被人的感官所察覺,在此我們稱它為『無感爆震』,因此當你能感覺得到引擎爆震所產生的噪音和震動時,這時的爆震情況已經嚴重得超乎你的想像,我們稱它為『有感爆震』。有感爆震持續一段時間後,將使得活塞、汽缸頭、汽門、活塞環等,產生嚴重的損壞。


1、燃料的辛烷值
燃料的抗爆震性是以辛烷值(Octane Number)來表示,通常分子構造簡單、碳數多、鍊長者的抗爆震性優秀,而選用辛烷值較高的汽油是減少爆震發生的最直接方法。汽油辛烷值的選用必須與引擎的縮比配合,理論上壓縮比8~9用辛烷值92~95的汽油,壓縮比9~10用辛烷值95~100的汽油,否則壓縮比高的引擎若使用辛烷值低的汽油,將造成爆震連連、引擎無力、過熱、機件損耗。而壓縮比低的引擎若誤用辛烷值較高的汽油,不但不能增大引擎的出力,反而可能因燃燒溫度過高造成引擎過熱。

2、燃燒室的設計
火星塞的的位置影響了完成燃燒所需的時間,這段時間就是尾氣所受的加壓和加熱時間,時間的長短直接影響爆震發生的趨勢。因此燃燒是的形狀若能讓壓縮時油氣的流動性佳、沒有死角,並採用熱傳導效率較高的材料(如鋁合金),讓汽缸內的溫度不易累積,使尾氣保持較低的溫度也可減少爆震的發生。

3、積碳
燃燒室內如果有積碳會影響燃燒室的散熱並造成壓縮比的提高,讓原本不會發生爆震的引擎也發生爆震。積碳發生的原因除了引擎本身所產生的以外,在汽油中添加辛烷值提升劑更會加速積碳的累積。以國內所能買到的95無鉛汽油,對很多高壓縮比引擎來說並不夠用,很多車主都要選擇添加辛烷值提升劑來維持引擎的出力和消除爆震,在爆震與積碳的惡性循環下,添加辛烷值提升劑就有如引鴆止渴一般。

4、壓縮比
引擎的熱效率是與其壓縮比成正比,壓縮比越高引擎出力越大,但是壓縮比的上限卻因為爆震的發生而受到所限制,壓縮比與爆震的發生有極密切的關係,壓縮比越大,爆震的趨勢和強度越強。因為提高壓縮比會同時增加汽缸內的溫度和壓力,使尾氣的溫度和壓力升高,增強爆震的趨勢。此外壓縮比的提高也會讓汽缸內的殘留廢氣對油氣的沖淡做降低,造成燃燒室的溫度上升,促成爆震的發生。

5、空燃比
油氣混合比過稀或混合不均勻都會造成爆震。較濃的油氣將使尾氣的自燃點火延遲時間增加,但也會使燃燒較不完全,產生的熱量較少,使得燃燒最後的溫度降低,減少爆震的發生,但也導致燃料用量增加,熱效率下降,同時降低引擎出力。有些引擎的爆震控制系統就是在爆震感知器偵測出爆震訊號時,供油系統便會適度的提高油氣濃度,直到爆震消除為止。

6、進氣溫度與汽缸溫度
進氣溫度與汽缸溫度的增加會使引擎的容積效率降低,使完成燃燒所需的時間增長,亦即尾氣被加壓及加熱的時間增長,增加尾氣的溫度和壓力,造成爆震。由此我們可以知道當引擎溫度過高時,對引擎所成的損害並不是直接由於高溫所造成(和汽缸內的溫度相比那就稱不上高溫了),而是因為汽缸壁溫度上升導致嚴重的爆震,因為連連的爆震所產生的嚴重破壞。

7、點火正時
若點火過早活塞在壓縮行程抵達上死點前燃燒掉的油氣較多,會使活塞進行壓縮時所需的力量增加,同時也會提高燃燒室內的最高溫度與壓力,而易產生爆震。若點火正時延遲,大部分的油氣都在活塞過了上死點以後燃燒,燃燒時活塞已經往下運動,可以底消掉一部份燃燒後氣體膨脹所導致的壓力升高作用,減輕爆震的趨勢。不過假如點火過於落後,引擎的功率及效率都將降低。雖然點火正時的延遲會造成引擎無力、耗油增加,但是對於爆震控制方式的選擇大多以改變點火正時為主,因未改變點火正時比起其他消除爆震的方法要來得簡單、經濟、可行,尤其在電子技術發展成熟的今天更是如此。

8、進氣壓力
進氣壓力提高可使油氣密度變大,燃燒所產生的總熱量較多,會使燃燒的最後溫度上升,易於產生爆震。這說明了使用增壓進氣裝置時,不論渦輪增壓或機械增壓常要適度的配合降低壓縮比,並結合爆震控制系統以防止爆震的發生。其中渦輪增壓系統(Turbo Charger)更因為會同時造成進氣溫度上升,所以有進氣冷卻器(Inter-Cooler)的出現,以降低進氣溫度提高容積效率並減少爆震的發生。


轉貼資訊來源:
http://www.gvclub.net/modules/ipboa...&showtopic=5659



--- 是哪個王八蛋說 ID 有百萬年薪的 ---
獻花 x0 回到頂端 [樓 主] From:台灣中華電信 | Posted:2005-10-05 17:52 |

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