Clash Royale CLAN TAG #URR8PPP 本文介紹的是发动机的一种燃烧过程。關於着火方式,請見「
回燃 」。
爆震 (英语:knocking )的术语为爆燃 ,俗称敲缸 ,是发动机不正常工作方式的一种,是指点燃式发动机(一般即为汽油机)中混合气体自燃而不遵循正常的火焰传播过程,从而导致燃烧过程不可控,发动机发出高频率的金属敲击声。爆震会导致发动机工作情况变差,严重时会损坏发动机零件。[1]
注意混合气体在火星塞点火后的自燃才称为爆震,火星塞点火前的自燃称为表面点火(德語:Glühzündung )。另外爆震只在点燃式发动机中产生,压燃式发动机(多为柴油机)发出敲打声的现象称为工作粗暴。
目录 1 现象 2 产生原理 3 危害 4 影响因素与控制技术 4.1 发动机结构与使用因素 4.2 燃料 4.3 控制技术 5 相关条目 6 参考资料 7 外部链接 现象 相较于正常的工作方式,爆震发生时发动机气缸内部的温度和压力上升更快,并会发出金属撞击声(一种高频振动噪音),同时发动机的冷却系统和润滑系统温度上升。爆震严重时,发动机功率下降, 燃油消耗增加,产生较大振动,其高热高压可能造成发动机零件损坏。
产生原理
图示为发动机气缸中混合气体的自燃现象,在由火花塞点燃的火焰传播到达前,左侧已经开始自燃,即称为爆震。
正常的工作方式 对于常见的四冲程发动机来说,混合气(汽油与空气)在被压缩后,由火花塞进行点火,然后以点火的那点(火焰核心)为中心,火焰逐渐向外扩散,燃料的燃烧过程有序且可控,其压力变化幅度虽大,但变化梯度较为平滑,是符合设计预期的理想过程。
爆震 火花塞点火后,燃料开始燃烧,火焰呈球面形状以每秒30-70公尺的速率向周围扩散,发动机气缸内的温度和压力迅速上升,并且燃烧产生的压力波以音速向周围扩散,这些因素都使得尚未燃烧的混合气体更容易发生化学反应。当发动机内局部区域的气体达到了自燃条件时,就在火焰传播到达之前产生了自燃,其燃烧方式和压燃式发动机的原理相似。由于在较大面积上同时多处着火,放热的速度迅速增加,类似于气缸内发生的一次次小型爆炸,压力改变不再平滑而是呈现阶跃形式,冲击波反复撞击气缸,产生了高频振动(数千赫兹),发出敲击声。在爆燃发生的时候,火焰的传播速度可达100-1000米/秒。[2]
危害 发动机过热:爆震时的剧烈放热,使得气缸内温度明显升高,同时压力波的反复冲击破坏了汽缸壁上的油膜,使得气体温度更容易通过汽缸壁向外传播,一方面因为散热损失造成发动机效率下降,更主要的会造成气缸盖及活塞顶部等处过热,可能造成部件损毁。 发动机机械负荷增加:爆燃时,压力升高速度和最高压力值都显著增加,零件反复受到冲击,严重时会造成零件损毁。 功率下降,耗油增加:由于燃烧过程未遵循设计方式,发动机效率降低,导致了汽车功率下降,同时也增加了耗油。 加大磨损:由于冲击波破坏汽缸壁上的油膜,使得活塞、气缸、气缸环等部位加重了磨损。 气缸内产生积碳:燃烧异常可能使得微小的碳颗粒出现,一部分随着尾气排放,另一部分则停留在气缸内,这又可能导致发动机的另一种不正常燃烧即表面点火。 影响因素与控制技术 爆震的关键因素是火焰传播时间(tF )和自燃迟滞时间(tSZ )的比较,只要tF <tSZ ,即在自燃产生前就已经通过正常的火焰传播方式进行燃烧,爆震就不会产生。凡是加快火焰传播速度,以及增加自燃迟滞时间的因素,都能够减少爆震的产生。
发动机结构与使用因素 影响爆震的因素非常多,例如为了提高性能,发动机的压缩比设计有逐渐加大的趋势,会加快温度和压力的上升,从而减少自燃迟滞时间,爆震容易发生。而火花塞点火时刻(点火提前角)的提早也有同样效果。发动机的燃烧室设计也会对爆震产生影响。
另外在发动机的温度过高时(比如发动机冷却系统工作不正常),也会使得混合气容易自燃,引起使爆震。
燃料 对于一台已经确定的发动机而言,燃料对爆震的产生与否是至关重要的因素。若燃料容易自燃,则一般更容易引起发动机的爆震。辛烷值是用来描述燃料抗爆震能力的一个指标,辛烷值高的燃料一般比较稳定,能有效避免爆震的产生。对于市场上销售的使用汽油的汽车,厂商会根据设计与试验结果,向消费者告知所应使用的最低辛烷值汽油标准,即加油站常见的98号、95号、92号等汽油标号。[3]
控制技术 由于现代汽车广泛使用ECU来对发动机的火花塞点火时间进行控制,从而可以对爆震进行控制。爆震时,发动机会产生不正常的高频振动和过高的压力与温度,爆震传感器可以对这些指标进行监控,ECU得知爆震的信息后,将适度调后火花塞的点火时间,从而使气缸内的压力和温度上升减缓,爆震得以消失。[3]
相关条目 参考资料 ^ van Basshuysen,Richard. Handbuch Verbrennungsmotor. Wiesbaden: Vieweg. 2007 (德语) . ^ 刘峥. 《汽车发动机原理教程》. ^ 3.0 3.1 Bobert Bosch GmbH. AutomotiveHandbook. Stuttgart: Bobert Bosch GmbH. 2000 (英语) . 外部链接 汽車的零件與附件
車身
結構 大樑、副樑(Subframe)、保險桿、底盤、撞擊緩衝區(Crumple zone)、擋泥板(Fender)、葉子板(Fender skirts)、水箱罩(Grille)、引擎蓋(Hood)、引擎蓋進氣口(Hood scoop)、車柱(Pillar)、尾翼
隔間 行李廂(Trunk)、引擎蓋(Hood)
車門 蝴蝶車門、鷗翼車門、鍘刀車門、雙門對開車門
玻璃 天窗、遮陽板(Sun visor)、擋風玻璃、雨刷、擋風玻璃清潔液
後視鏡 後視鏡、電動後視鏡(Power mirrors)
其他 保險桿貼紙(Bumper sticker)、引擎蓋標誌(Hood ornament)
外部設備
車燈 大燈(Head lamp)、霧燈(Fog lamp)、方向燈、尾燈(Taillight)、日間行車燈(Daytime running lamp)
其他 氣體放電式電燈、大燈水平自動調整組(Auto Leveling)、故障指示燈(Malfunction Indicator Lamp;MIL)、車距传感器(Distance sensor)、停車传感器(Park sensor)
引擎
進氣 進氣口(Air intake)、空氣濾清器、節氣門(Throttle)、歧管(Manifold)、歧管真空(Manifold vacuum)、流量感知器(Mass flow sensor)、增壓(Boost)、增压式進氣(Ram-air intake)、短增压式進氣(Short ram air intake)、自然進氣引擎(Naturally-aspirated engine)、電子節气門控制(Electronic Throttle Control;ETC)、可變汽門正時
燃料 燃油濾清器(Fuel Filter)、增壓控制(Boost controller)、洩壓閥(Blow off valve)、蝶閥(Butterfly valve)、化油器、離心式機械增壓器(Centrifugal-type supercharger)、渦卷式機械增壓器(Scroll-type supercharger)、電子控制元件(Electronic Control Unit;ECU)、发动机控制器、燃油噴射、燃油泵浦(Fuel pump)、油箱(Fuel tank)、機械增壓器、渦輪增壓器、汽油直接噴射、柴油直接噴射(Diesel Direct Injection;DDI)、渦輪增壓直接噴射(Turbocharged Direct Injection;TDI)、可變幾何渦輪增壓(Variable Geometry Turbocharger;VGT)、渦輪性能自動控制(Automatic Performance Control;APC)、雙渦輪(Twin-turbo)
排氣 排氣管(Exhaust pipe)、消音器、催化转换器、含氧感測器(Oxygen sensor)
冷卻 空氣冷卻(Air cooling)、防凍劑、水箱(Radiator)、自動調溫器、中央冷卻器(Intercooler)、乙二醇(Ethylene glycol)
起動 起動(Starter)、火星塞、點火線圈(Ignition coil)、電池、铅酸蓄电池、燃料电池、分電盤(Distributor)、白金接點(Breaker points)、點火順序(Firing order)、火星塞點火(Spark-ignition)、電子安定器(Electrical ballast)
其他 平衡軸(Balance shaft)、加熱器(Block heater)、曲軸、曲軸箱(Crank Case)、曲軸箱蓋(Crankcase Cover)、汽門、汽門座(Valve Seat)、汽門導管(Valve Guide)、凸輪、凸輪軸、活塞連桿(Connecting rod)、燃燒室(Combustion chamber)、曲軸銷(Crank pin)、引擎爆震、壓縮比、曲軸感知器(Crank sensor)、气缸、汽缸體(Cylinder Block)、汽缸蓋、汽缸套(Cylinder Sleeve)、汽缸墊片(Cylinder gasket)、汽缸蓋墊片(Cylinder Head gasket)、墊片(Gasket)、機油濾清器(Oil filter)、稀薄燃燒、汽門挺桿式(Over Head Valve;OHV)、頂上凸輪軸式、頂上雙凸輪軸式、活塞、活塞環(Piston ring)、活塞銷(Piston Pin)、搖臂(Rocker arm)、旁道閥(Bypass Valve)、機油、油泥(Oil sludge)、合成油(Synthetic oil)、礦物油、全合成油(Full-Synthetic Oil)、挺桿(Tappet)、正時皮帶(Timing belt)、正時記號(Timing mark)、積極式曲軸箱通風(Positive Crankcase Ventilation;PCV)、汽油蒸發器控制(Evaporative Emission Control;舊稱EEC;現稱EVAP)、排氣再循環(Exhaust Gas Recirculation;EGR)
內部設備
儀表 油錶(Fuel gauge)、時速錶(Speedometer)、轉速錶(Tachometer)、里程錶(Odometer)、全球定位系統、抬頭顯示器
控制 方向盤、排擋桿(Gear stick)、手煞車(Hand brake)、節汽門(Throttle)
防盜 鎖、鑰匙、喇叭
座位 扶手(Armrest)、長型座椅(Bench seat)、桶型座椅(Bucket seat)、兒童安全座椅
安全 安全气囊、座位安全带、兒童安全鎖(Child safety lock)
其他 空氣調節、汽車音響(Car audio)、太阳能天窗(solar window)、汽车防盗装置(antithief)、車用電話(Car phone)、中控台(Center console)、儀表板、置物箱(Glove compartment)、電動窗(Power window)、點煙器
傳動
車輪 車輪蓋(Hubcap)、鋼絲輪圈(Steel wheels)、合金輪圈(Alloy wheels)、鋁合金輪圈(Aluminium alloy wheel)、鎂合金輪圈(Magnesium alloy wheel)
輪胎 輻射層輪胎(Radial-ply Tire)、斜紋層輪胎(Bias-ply Tire)、斜向交織層輪胎(Bias Belted Tire)、防爆輪胎(Run-flat tire)、光頭輪胎(Slick tire)、胎壓偵測系統(Tire Pressure Monitoring System;TPMS)、内胎(Inner Tube)、雪胎、雪链
变速器 变速器、自动变速器、手動變速器、手自排變速箱、半自動變速箱、離合器、萬向接頭、差速器、傳動軸(Driveshaft)、排擋桿(Gear stick)、扭力轉換器(Torque converter)、太陽齒輪(Sun Gear)、行星齒輪、環形齒輪(Ring Gear)、鎖定差速器(Locking differential)、限滑差速器(Limited Slip Differential;LSD)、無段自動變速箱、變速箱控制單元(Transmission Control Unit;TCU)
轉向 阿克曼轉向幾何、防鎖死煞車系統、牽引力控制系統(Traction Control System;TCS)、外傾角、後傾角、內傾角、前束角(Toe angle)、轉向前展(Toe-out on Turn)、扭力轉向(Torque steering)、轉向過度、轉向不足、齒條齒輪式(Rack and pinion)、循環滾珠式(Recirclulating Ball and Nut)、動力方向盤
懸吊 輪軸、彈簧、圈狀彈簧(Coil spring)、片狀彈簧(Leaf spring)、雙A臂懸吊系統、电子稳定程序(Active Stability Control;ASC)、獨立懸吊系統、液壓懸吊系統(hydrolastic suspension)、麥花臣懸吊系統(MacPherson suspension)、多連桿懸吊系統(Multi-link suspension)、半拖曳懸吊系統(Semi-trailing arm suspension)、扭力軸懸吊系統(Torsion beam suspension)、大王銷(Kingpin)、橫拉桿(Panhard rod)、減震筒(Shock absorber)、防傾桿(Stabilizer bar)、差速器、拖曳臂(Trailing arm)、非彈簧負荷重量(Unsprung weight)
刹车 防鎖死煞車系統、电子制动力分配系统、煞车力道輔助系統(Brake Assist System;BAS)、碟式煞车、鼓式煞车、液壓煞车(Hydraulic Brake)、空氣煞车(Air Brake)、動力煞车(Power Brake)、引擎煞车(Engine Brake)、行車煞车(Service Brake)、驻車煞车(Parking Brakes)、緊急煞车(Emergency Brake)、手煞车(Hand Brake)、煞车片、煞车油(Brake Fluid)
配件與百貨
外部裝飾 警示桿、裝飾天線、貼紙、防撞條、side mouldings、
內部裝飾 眼鏡夾(glassess holder)、零錢夾(coin holder)、指南球(compass)、杯架(drink holder)、手機架(phone holder)、面紙套(tissue holder)、化妝鏡、駕駛座遮陽板、駕駛座收納、萬用袋、車用地墊(Mats)、避光墊、窗簾、靜電貼、前座遮陽擋、椅墊、椅套、寵物用椅套、護腰枕、頭枕、手套箱
電裝品 水溫錶、油溫錶、電壓錶、點菸器、抬頭顯示器(HUD)、行車紀錄器、事故資料紀錄器、車用吸塵器、車用多孔電源插頭、車用電源變壓器、