為什麼發動機低轉速、大負荷容易產生爆震?


汽油發動機的正常燃燒方式應該完全是靠火花塞點火形成火焰,然後火焰以球形向外傳播(如果有湍流擾動的話就會沿著湍流向外傳播),火焰傳到哪裡哪裡就點著。任何不是靠火焰傳播而點著的著火點(比如由於壓力產生的高溫,或者油噴到壁面積碳上點著)都是耍流氓。我們要避免耍流氓。(從這點來說柴油機完全是靠耍流氓過日子的)

所以任何能夠促進火焰傳播的方法都是值得肯定的,是能夠避免耍流氓的。

低速缸內掃氣不好,殘餘廢氣高,導致壓縮終了缸內溫度壓力都較高;空氣流動相對較慢使得火焰傳播速度慢;大負荷燃燒溫度高。

但主要是火焰傳播速度慢。速度慢是因為進氣流量低速度低所導致的缸內湍流不夠。所以混合氣在缸內壓縮終了時等不及火焰前端的臨幸,更傾向於被當地壓力和溫度點燃。

所以有變升程氣門機構,在低速下降低氣門升程加快流動以促進火焰傳播防止爆震。

可以看下《高等內燃機學》。我不夠專業。


前面幾位對爆震的產生機理解釋得比較清楚了,我針對性地說一下低速和大負荷兩個子工況。

低速:低轉速對發動機最直接的影響在於缸內泵氣和燃燒過程的時間尺度變長。我們知道,爆震是由於缸內末端混合氣自燃導致的,而末端混合氣自燃是由於受到壓力波和熱輻射的影響,或是熱點點燃,導致溫度升高超過混合氣燃點。但壓力波和熱輻射只是影響因素,更主要的是狀態量——壓縮衝程末期混合氣的溫度。就好比騎自行車,好車能幫助你提高成績,但是能騎多快主要取決於你的心肺和腿。發動機轉速低,導致進氣和壓縮衝程時間尺度拉長,使得熱輻射對缸內混合氣的影響不斷累積,造成壓縮末期混合氣溫度過高,容易在火花塞跳火後受到壓力波的影響(壓力波傳播速度比火焰前鋒面快),溫度進一步升高達到燃點造成爆震。而且,低轉速狀態下,缸內氣流運動強度較低,火焰傳播速度也較低,進一步提高了爆震傾向。另外,低轉速狀態下排氣不夠徹底,缸內殘餘廢氣係數較高,而且廢氣成分又是以CO2、H2O、NOx等多原子分子居多,等熵指數高,溫度不容易降下來,尤其是在大負荷狀態下,高溫廢氣會造成缸內溫度升高,提高爆震傾向。

大負荷:困了,爪機無力,明天再寫。


試著回答一下。

爆燃是終端混合氣的快速自燃,可以理解為正常的燃燒是隨著火焰傳播有順序的燃燒,而爆燃發生時產生了多個著火點。

爆燃主要影響因素有燃料性質、末端混合氣壓力溫度、壓縮比和缸蓋活塞的材料以及火焰前鋒傳播到末端混合氣的時間。

再討論低轉速、高負荷的工況。(暫以汽油機為例)

轉速低使得火焰傳播速度低,同時充量係數增加,缸內壓力溫度增加,結果使得爆燃傾向增加。

對於汽油機,高負荷即節氣門全開。殘餘廢氣係數減小,缸內壓力增加,爆燃傾向增加。

那麼哪個因素是主要因素?

火焰中心形成至正常火焰傳播到終燃混合氣為止的時間設為T1;有火焰中心形成至終燃混合氣自燃所需時間為T2。當T1&個人認為壓力溫度影響較大,由於火焰傳播速度也受到混合氣初始溫度影響。


以我學過的知識,用我的理解來說給你聽,可能不夠專業。
爆震只是爆燃的一種表現形式,所以敲缸,發動機震動等現象產生的原因為爆燃,因此,這裡我就解釋爆燃。爆燃產生的原因:發動機內,火花塞點火後,靠近火花塞的可燃混合氣被點燃,燃燒的混合氣向遠端未然混合氣傳播火焰,這段時間裡,遠端未然氣體受到衝擊,壓力劇增,溫度升高,一定程度時自然,在火焰未點燃它時自然,兩股火焰相互衝擊,氣缸內壓力發生巨大波動,由此發生爆燃,產生爆震現象。大負荷時,油門控制的節氣門開度大,進入氣缸的可燃混合氣增多,缸內壓力更大,爆燃也就更容易發生了。


每台發動機都有自己的臨界轉速,這個區域內的震動很大。 如果是汽車,在高負荷下,系統應該會給更多的噴油量,隨之而來的噴油定時,也會改變。定時提前,缸內有爆燃現象。建議樓主說清楚情況,柴油機?是否有渦輪?是否在爬坡?


不知道什麼原理,但我知道老式的洗衣機在甩干快結束時隨著轉速降低洗衣機也會跟著大震,不知道是不是一個原理。


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