发动机爆震（精选五篇）
发动机爆震 篇1
1 发动机爆震的主要原因及爆震传感器的原理
1.1 点火角过于提前
为了使活塞在压缩行程结束后, 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) 。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。
1.2 发动机燃烧室过度积碳
发动机燃烧室内过度积碳, 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或者火星, 造成混合气早燃使发动机爆震。
1.3 发动机或进气温度过高
发动机在太热的环境下运行使得进气温度过高, 或是发动机冷却水循环不良, 都会造成发动机高温而爆震。在我们所在地区往往不会因为环境温度高而引起爆震。当进气温度过高时, 活塞在压缩行程上止点前, 混合气温度超过了燃点造成混合气早燃。
1.4 空燃比不正确
过于稀的燃料空气混合比, 会造成混合气体爆燃使得燃烧温度提升, 而燃烧温度提高会造成发动机温度提升。例如G3606LE发动机理想排气温度和负载之间的线性关系。对于低于25%时的每1%发动机负载, 计算的理想排气口温度增加1℃。对于高于25%的每1%发动机负载, 计算的理想排气口温度减少1℃。
过浓的燃料空气混合比, 会使发动机压缩过程中曲轴未旋转至点火提前角时自然, 从而产生爆震现象。当燃料热值增高也会造成过量空气系数下降, 而增高空燃比。
1.5 爆震传感器的工作原理
爆震传感器是利用一个加速度传感器来测量发动机的加速度变化, 也就是震动。工程师在调校爆震传感器时会把爆震的震动量写入ECM中, 一旦爆震传感器侦测出该震动量超过设定值, ECM则判定发动机爆震, 随即延后点火提前角。较先进的爆震传感器甚至能判定是哪一个汽缸爆震, 而针对该汽缸个别延后点火提前角。
用几个关键词总结为:点火提前角、空燃比、积碳、高温。
2 我们在工作中常遇到的爆震问题原因分析
2.1 以G399和G3512为代表的外混式发动机为例分析
外混式发动机故名思议, 燃料气与空气在气缸外的汽化器内混合, 以混合气形式通过进气歧管进入燃烧室燃烧。外混式的发动机结构相对简单, 便于维修和故障排除。
2.1.1 G399TAA发动机的爆震
G399TAA发动机, 涡轮增压后空气在空冷箱内冷却。空气、燃气在汽化器内混合, 以混合气进入燃烧室。燃烧方式为火花塞点火。压缩比为7:1, 气缸工作压力相对较低, 发动机工况较温和, 发动机升功率较低, 不容易出现发动机爆震。
G399TAA发动机没有爆震传感器, 我们在工作中感知到的G399TAA发动机的爆震为有感爆震, 爆震等级相对较高。G399TAA发动机爆震的最主要原因是, 点火提前角过于提前。G399TAA点火依靠磁电机点火, 调整点火正时靠调整磁电机实现的。当磁电机安装错误或者调整时幅度过大, 容易造成点火过早从而引起发动机的爆震。解决G399TAA爆震的最简单有效的方法是延迟点火提前角。
2.1.2 G3512LE发动机的爆震
G3500系列发动机, 涡轮增压后空气在中冷水箱冷却。空气和燃气, 进入汽化器混合后进入气缸。点火方式为点燃式。压缩比为8:1, 气缸工作压力相对较高, 比较容易出现爆震的现象。
2.2 G3512LE发动机故障描述
2.2.1在2014年元月份, 对文二联5#发动机进行顶部大修工作, 维修工作中遇到了发动机进水的重大挫折, 在发动机试机过程中遇到了发动机爆震等级高停机的故障。发动机未听到明显敲缸和爆震声音。我们认为发动机属于无感爆震, 爆震水平相对较低。经过观察发现发动机启动时点火提前角为14°, 当提前至27°时发动机发生爆震等级高停机。
2.3 原因分析:
2.3.1 进气道内有残余的防冻液, 防冻液参与燃烧造成发动机爆震。
2.3.2 发动机空燃比过浓, 造成混合气的早燃引起发动机爆震。
2.3.3 瞬态响应PID控制参数调整突出了发动机响应的快速性, 降低了稳定性, 发动机超调严重。如下图第一条曲线。
瞬态响应的典型曲线 (Y) 发动机转速 (X) 时间
2.3.4 气门桥及气门摇臂润滑不良造成震动过大, 引起爆震传感器的报警。
2.4 故障排除:
2.4.1对发动机进行吹扫, 排除进气道内防冻液。
2.4.2调整发动机空燃比, 使空燃比在恰当的范围。首先调整功率螺栓处于全关状态;然后调整末级调压阀使混合气处于过氧含量;最后调整功率螺栓开度使废气氧含量在最佳值。当空燃比浓度过低时, 发动机气缸内会出现敲击声。
2.4.3调整瞬态响应PID参数, 突出发动机的稳定性, 调整至如第五曲线。
2.4.4调整气门桥间隙, 对气门和气门摇臂气门桥进行润滑。
3 G3606LE内混式发动机的爆震
内混式发动机, 活塞处于进气冲程时, 燃料气和空气分别进入气缸, 在压缩冲程中完成充分混合。外混式发动机的优点是, 根据发动机的不同工况对燃烧进行精确控制, 实现低消耗和低排放。同时, 外混式发动机对空燃比的管理更严格。
G3606LE发动机通过控制废气旁通阀的开度, 控制废气通过废气涡轮的量, 从而控制增压空气的量。增压后空气进入中冷水箱冷却。燃料气由燃料执行器控制, 通过控制节气门开度控制燃气进入气缸的量。点火方式为点燃式, 通过火花塞点燃预燃室内高浓度的混合气后, 引燃较为稀薄的主燃室内的混合气。这样可以实现发动机的稀薄燃烧。G3606LE较之G399TAA和G3500系列发动机增加了预燃室。压缩比为9.2:1, 气缸工作压力高, 工况较恶劣, 容易发生爆震。
3.1 G3606LE发动机爆震现象描述
在工作中我们遇到了在环境温度和压机负荷基本不变的情况下, G3606LE发动机出现爆震、加载困难, 最后不能加载的情况。通过对比出故障的发动机和正常运行的发动机, 出故障的发动机启动后相对正常时排气温度偏高, 燃气消耗气量增多七百立方米每天。
3.2 原因分析
3.2.1 发动机各个汽缸燃烧时间相差过大
3.2.2 发动机燃烧控制模块可能存在故障, 造成空燃比和点火正时的混乱。
3.2.3 燃料气系统管线内杂质较多, 这影响燃料气的热值, 这对基于恒定燃料热值的燃烧管理造成很大的问题。
3.3 故障排除
3.3.1使用CAT ET转换发动机的控制到预燃室调节模式, 检测Cat ET和MIDS上所能观察到的所有的燃烧时间。把燃烧时间与理想的燃烧时间相比。调解预燃室的针型阀, 发动机运行约5分钟达到稳态。重复这个过程直到所有的实际时间在所需的燃烧时间的±0.20毫秒内。检查预燃室单向阀, 如果单向阀损坏就及时更换。
3.3.2对于燃烧模块的数据故障, 可以采用重新写入数据方法进行解决;对于硬件损坏应更换硬件重新写入参数。
脉冲爆震发动机性能参数计算方法 篇2
脉冲爆震发动机性能参数计算方法
脉冲爆震发动机作为一种新兴的动力装置,以其优越的性能受到了越来越高的重视.该文简要介绍了基于非稳态燃烧的脉冲爆震发动机有关问题,并采用一维非定常流及一维定常爆震波(ZND)数学模型,确立了脉冲爆震发动机主要性能参数的.计算方法.最后将算例的计算结果与常规液体火箭发动机及固体火箭发动机的相关参数作了对比,脉冲爆震发动机具有更优越的整体性能,因此,有必要对它进行更进一步的研究.
作 者：陈雄 周长省 鞠玉涛 作者单位：南京理工大学机械学院, 刊 名：南京理工大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)：2001 25(5) 分类号：V235.22 关键词：脉冲式喷气发动机 性能 推力 比冲 燃料消耗率发动机爆震的原因分析 篇3
汽油发动机, 当混合气 (空气与燃油充分的混合) 在进气行程进入燃烧室后, 活塞在压缩行程时便将其压缩, 火花塞将高压混合气点燃后, 其燃烧所产生的压力则转换成发动机运转的动力。发动机燃烧虽可以用三言两语简单的形容, 但光是内燃机的燃烧研究, 不知已造就了多少博、硕士论文, 甚至许多学者、工程师穷其一生都在研究燃烧的学问, 所以要真正了解发动机, 是要花很多工夫的。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。简单地说, 爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。
2爆震的原因
在说到爆震原因前, 我们先要了解两件事。第一, 混合气在燃烧室内燃烧, 其火焰是由点火点以“波”的方式向四面扩散, 所以从点火到油气完全燃烧需要一段短暂的时间。第二, 油气虽然需要靠火花塞点燃, 但是过于高温、高压的环境也会使油气自燃。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。造成爆震最主要有以下几点原因:
2.1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) 。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。
2.2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。
2.3发动机温度过高发动机在太热的环境使得进气温度过高, 或是发动机冷却水循环不良, 都会造成发动机高温而爆震。
2.4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, 当然轻易爆震。
2.5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。压缩比高的发动机, 燃烧室的压力较高, 若是使用抗爆震性低的燃油, 则轻易发生爆震。
3怎么知道爆震及爆震的影响
爆震的英文是Knocking, 敲击的意思, 所以爆震时发动机会产生敲击声。稍微不连续的爆震声音相当清脆, 有点类似轻敲三角铁的声音。而严重且连续的爆震时, 发动机会有“哩哩哩”的声音, 此时发动机也会明显的没力。现在许多车厂为了将发动机压榨出最大的性能及降低油耗, 通常会把常用转速区域的点火角设定的比较提前, 所以有些发动机在2000至3000转间负荷较大时, 难免会有稍微的爆震, 然而稍微的爆震对发动机不会有太大的影响, 车主也不用过于担心。但是若因为发动机出问题所产生的爆震, 如严重积碳或散热不良等, 这种爆震通常很严重, 假如是在高转速高负荷发生连续且严重的爆震, 不出一分钟, 轻则火花塞及活塞熔损, 严重的甚至连汽缸及发动机本体都会炸穿。
3.1爆震感知器最快速且有效的抑制爆震的方法, 就是延后点火提前角, 降低燃烧压力。所以爆震感知器作动原理, 是当侦测到发动机爆震时, 则将点火提前角延后到不会爆震的点火时机, 待发动机不爆震时, 再慢慢的将点火提前回复。爆震感知器是利用加速度传感器来量测发动机的加速度变化, 也就是震动。工程师在调校爆震感知器时会把爆震的震动模式写入ECU中, 一旦爆震感知器侦测出该震动模式, ECU则判定发动机爆震, 随即延后点火提前角。目前较先进的爆震感知器甚至能判定是哪一个汽缸爆震, 而针对该汽缸个别延后点火提前角。
3.2用93、97还是98号油?说到爆震, 大家最关心的还是加什么汽油的问题。其实93、97或98是汽油的抗爆震性, 也就是其“辛烷值”。什么是“辛烷值”呢?在研究燃料与爆震的关系时, 研究人员发现“异辛烷”最能反抗爆震, 而“正庚烷”相当轻易爆震, 所以就将异辛烷的抗爆震度订为100, 而正庚烷订为0。所谓辛烷值97的汽油, 就是它的抗爆震度与97%异辛烷和3%正庚烷混合物的抗爆震度相同。所以这纯粹是抗爆震性的问题, 并不是加了辛烷值越高的汽油, 发动机就越有力。当然, 若是加了辛烷值太低的汽油而导致爆震, 或是爆震发生时发动机退点火角, 车子的确会比较没力。换句话说, 只要发动机不发生爆震, 提高油料的辛烷值并不会让发动机更有力或更省油, 只会让你的钱包更缩水。
摘要：随着汽车深入人们的日常生活, 越来越多的用车问题也暴露出来。发动机爆震就是一个最近比较常见的问题, 本文在此分析了汽车发动机爆震的概念、原因及影响, 为探讨对症下药解决问题的办法奠定了基础。
发动机爆震 篇4
两相脉冲爆震发动机头部燃油雾化试验研究
在不同油、气流量下,采用LS-激光喷雾粒度分析仪测试了脉冲爆震发动机头部为空心腔体结构、文丘里结构情况下的油滴索太尔平均直径(SMD),并与实验中所采用的直射式喷油嘴雾化结果进行了比较,简要分析了头部几何结构对喷入燃油的.二次雾化过程.研究发现,除了喷嘴性能以外,发动机头部几何结构对油滴粒度也具有较为显著的影响,而且设计中应使所采用的喷嘴型式与其相匹配.
作 者：张群 严传俊 范玮 王治武 Zhang Qun Yan Chuanjun Fan Wei Wang Zhiwu 作者单位：西北工业大学,动力与能源学院,西安710072刊 名：机械科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：25(10)分类号：V231.22关键词：脉冲爆震发动机 雾化 喷嘴
谈发动机的爆震燃烧与表面点火 篇5
正常燃烧时, 混合气在燃烧室内被压缩点火, 火焰前锋从火花塞电极处向四周展开, 火焰传播速度为15～30m/s。而爆震自燃形成的火焰中心所产生的火焰传播速度高达2000m/s以上, 使未燃混合气以极高的速度燃烧。这种燃烧将会发生剧烈的压力增高, 继而发生迅速的压力波动。压力波撞击气缸壁、活塞顶部, 于是就发生爆燃特有的“咔咔”的尖锐的金属撞击声, 即燃烧噪声。
2.爆燃的危害
(1) 加速机件的损坏, 强烈的冲击波使活塞、连杆、缸盖等零件过载, 造成这些零件的损坏。
(2) 导致有关零部件表面温度过高, 发动机过热, 向冷却水传热过多, 热损失加大, 甚至使活塞烧顶。
(3) 发动机过热, 使更多的燃烧产物分解, 增大排气污染, 补燃增加, 排气温度增高, 发动机功率下降, 油耗增加。
(4) 温度增高, 会使运动机件润滑不良, 而出现异常磨蚀损坏。
(5) 积碳多, 排气管冒黑烟, 污染环境。
3.引发爆燃的因素
点火提前角过大, 发动机过热;汽油机抗爆性差 (牌号低) ;发动机在低速大负荷下工作等。
4.爆燃的预防措施
(1) 应使用规定牌号的燃油。
(2) 选择最佳点火提前角, 调整好点火正时, 适当推迟点火提前角。
(3) 避免发动机过热, 尽可能防止发动机长时间在大负荷下工作。
(4) 混合气浓度要适当 (略稀一点) 。
(5) 保持冷却系工作正常, 及时清除活塞顶、燃烧室积碳。
(6) 使用合适型号的火花塞。
(7) 正确操作及时换挡, 汽车起步时不要过早地换入高速挡;上坡及时换入低速挡等。
5.表面点火产生的原因
发动机工作时, 燃烧室表面积碳积蓄的高温能引燃混合气, 这种现象称之为表面点火。 产生表面点火的原因:燃烧室中有炽热表面, 如排气门、火花塞电极部分温度过高, 燃烧室内积碳;此外, 怠速或低速过久也容易形成积碳, 以致造成炽热点。表面点火当然也与结构设计、使用水平及选用的润滑油、燃油牌号有关。
6.表面点火与爆震燃烧的区别
表面点火是混合气为炽热表面所点燃的结果, 而爆震燃烧是未燃混合气因受已燃混合气的加热压缩而引起自燃的结果, 发生在火花点燃之后, 并有压力波产生。表面点火可引起爆燃, 而爆燃又将形成更多的炽热表面, 使表面点火更为剧烈。