在点燃式发动机中,凡是不依靠电火花点火,而是由于炽热表面(如过热的火花塞绝缘体和电极、排气门、更多的是燃烧室表面炽热的沉积物)点燃混合气而引起的不正常燃烧现象,称为表面点火。这类现象较多地发生在压缩比在9以上的强化汽油机中。

中文名

表面点火

外文名

表面点火

发动机

点燃式发动机

领域

汽车

分类

正常表面点火

后燃

在炽热点的温度较低时,电火花点燃混合气后,在火焰传播的过程中,炽热点点燃其余混合气,但这时形成的火焰前锋仍以正常的传播速度,成为后燃。这种现象在发动机断火后发现,发动机仍像有电火花一样继续运转,直到炽热点温度下降以后,发动机才停机,后燃对发动机影响不大。

早燃

在炽热点温度较高时,常常在电火花正常点燃以前,炽热点就点燃混合气。由于混合气在进气、压缩行程中长期受到炽热表面的加热,点燃的区域也比较大,一经着火,火焰的传播速度就较快,压力升高率也较大,使压缩行程末期的负功很大和增加向气缸避的散热,这进一步促使炽热点的温度升高,更早点燃混合气。

非爆燃性的正常表面点火通常是发动机长时间高速高负荷运行后,火花塞绝缘体、电极或排气门高温引起的。

超级爆震

超级爆震可能由燃烧室沉积物、机油、结构性热点或者燃油引起的爆燃性炽热点火,其形成过程为当发动机在低速大负荷运转时。实验表明,超级爆震时压力升高率可达到正常燃烧的5倍,最高燃烧压力可达到正常燃烧的1.5倍,气缸内的高温高压又促使强烈爆燃的产生,发生强烈的振音。这是一种危害性最大的表面点火。[1]

危害

燃油消耗增加

爆震燃烧产生的高温会导致燃烧产物的裂解,裂解的燃料在排气行程中来不及燃烧而被排出气缸,从而造成燃油消耗增加。

排气冒黑烟

发动机爆震燃烧的高温裂解产物游离碳,在排气行程中来不及燃烧就被排出气缸,这不仅会导致燃料的浪费,还会造成环境污染。

输出功率下降

爆震燃烧产生的冲击波压力很大,但属于瞬时冲击亚,不能用于发动机做功,相反,由于冲击波在气缸内来回撞击缸壁,会使发动机出现振动而消耗动力,导致发动机输出功率下降。

损坏机械

由于爆震燃烧产生的最大压力高于正常燃烧的二倍,发动机曲轴等动力传输系统承受的压力相应增大,容易导致机件的损坏;此外,爆震燃烧产生的冲击波在气缸内来回撞击气缸,使发动机出现振动也容易损坏机械。

影响因素

发动机结构参数和运转参数变化时,凡促进沉积物温度升高、改善氧气供应以及降低混合气点火能量的因素均将促进表面点火的发生。在发动机燃烧室内已有沉积物的条件下,下列因素均促使表面点火发生:

1. 压缩比增加。

2. 进气终点压力增加(节气门开大)。

3. 进气温度增加。

4. 转速增加

5. 在功率混合比下运行

6. 大气湿度下降

防止措施

目前防止表面点火的主要措施有:

1. 选用挥发性好的汽油和成焦性小的润滑油。

2. 降低压缩比。

3. 避免发动机长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶。

4. 清除燃烧室表面凸起物。

5. 清除燃烧室表面的积炭。

6. 保证冷却系正常工作。

7. 使用抗爆牲好的汽油燃料。