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主讲人：邓雪莲 点燃式发动机爆震简介 虽然爆震燃烧的研究有很长的历史,由于爆震现象复杂,涉及的因素很多,对爆震产生的机理目前仍有不同的说法,主要在这三种学说:自燃学说、火焰加速学说、爆震学说。目前用得比较多的是自燃学说。 爆震产生机理 在汽油机燃烧过程中,处于末端混合可燃气体随着燃烧的进行,此时混合气的温度和压力不断提高,在正常的火焰传播未达到之前,在燃烧室末端中出现一个或数个自发的火焰中心,此火焰中心迅速传播,将剩余的未燃混合气燃烧完毕。 爆震时火焰在末端气体中的传播速率是正常燃烧火焰传播速率的10~20倍,因此提出了火焰加速学说。 在预混合气燃烧中,火焰在传播过程中受到周围条件的限制,正常的火焰前峰由于受到冲击波的高压提供的能量,燃烧反应异常猛烈。此时伴随的缸内压力冲击波,火焰传播速率与质量燃烧速率都很高。 1 .点火角过于提前 2 .发动机燃烧室过度积碳 3 .发动机温度过高 4 .空燃比不正确 5 .燃油辛烷值过低 6 .压缩比过大 7 .燃油清洁度不够 爆震产生的主要原因 爆震强度评价指标 1.爆震发生时的曲轴转角 爆震发生的时刻早，自燃时末端气体的质量大，爆震也越强烈。 2.爆震强度指标KIA 对爆震燃烧过程的压力示功图用快速傅里叶变换(FFT)进行带通滤渡，消除测量过程中混入的压力谐渡的影响后．取滤渡后压力振荡的最大幅值作为爆震强度的评价指标。 3.爆震强度指标I.D.= |dpk| 式中:t1,t2——分别为自燃开始和结束的时刻;pk——燃烧室中压力振荡的瞬时值。 4.爆震指标Ksi=(Qk/Qt)Δp Qk——爆震时自燃混合气放热量; Qt——每循环的总燃烧放热量;Δp——爆震开始时刻局部压力升高值。 5.最大压力升高率MR或 max 6.爆震指示指标KI 爆震时先有压力的突升,正曲率很大,随后由于传热损失的增加,压力迅速下降,负曲率也很大,形成狭窄的压力尖峰,由于曲率是压力曲线的2阶导数,而爆震时压力尖峰是具有很大数值的3阶导数,因此可以用压力曲线的3阶导数来评价爆震强度。 7.爆震强度因数KI20 对压力示功图数据进行高通滤波,对滤波后的数据用第1个压力脉冲开始后20°CA范围内的压力振荡值进行计算 p(i)——高通滤波后的第i个压力值;pmean——高通滤波后的压力平均值; Nsamp——第1个脉冲后20°CA范围内的压力脉冲数[9]。 　 　　 由于爆震现象的存在,汽油机压缩比通常在5-11之间,远远低于柴油机的压缩比,这使汽油机在热效率上低于柴油机 爆震时,汽油机的磨损速度约为正常值的2-7倍 爆震燃烧时的高温会造成燃烧产物发生彻底分解,此时析出的游离碳以及其他不完全的产物,如CO等 爆震的危害 轻微的爆震对发动机不会有太大的影响,发动机处于轻微爆震时,内部燃烧接近等容燃烧,功率与热效率都有所提高,但处于中度或强烈爆震时会对发动机产生诸多影响：降低发动机的性能、油耗增加、零部件磨损加快、排放恶化、噪音加大、汽车舒适性变差等。 吉林大学丁明峰等：《点火正时和EGR对甲醇发动机爆震特性的研究》以一台改装的点火式甲醇发动机为研究对象，通过控制进气压力保证每循环油量为定值，并且按过量空气系数为1进行燃烧。（所研究的甲醇发动机是在一台自然吸气柴油机上加装节气门、EGR系统和点火系统，并改造进气歧管燃料供给系统，从而将其改装成进气道喷射点燃式发动机。） 发动机各参数对爆震的影响 该实验主要研究了如下参数对该发动机爆震的影响：1.点火正时 2.EGR率 3.EGR温度 无EGR条件下，得到如下图“点火正时对爆震指数和缸内最大压力的影响”，缸内最大压力是整个燃烧室平均压力的最大值。 点火正时对爆震的影响 为了单独考虑 EGR的影响，首先保证每次喷油量为定值，点火角相同，得到如下图。 EGR率对爆震的影响 采用EGR中冷的方式研究EGR对爆震的影响，冷却水可以使EGR温度降到室温，设置初始EGR温度为293K点火正时为上止点后-15°，EGR率选择在10％的工况下。 EGR温度对爆震的影响 清华大学齐运亮等《模拟早燃引起的汽油机爆震特性》在一台压缩比为14（为抵抗长时间强烈爆震，试验用发动机由结构强度较高的柴油机改造，只是将其压缩比从17.5降到14）的汽油机上，使用火花塞提前点火模拟早燃的方法，发现发生在