现代汽油机爆震控制技术浅析李宏伟.doc

现代汽油机爆震控制技术浅析 李宏伟 孙吉树 安万德 （延边大学工学院机械工程系，吉林 延吉 133002） 摘 要 由于石油资源的日益减少，导致燃油价格大幅提高，越来越多的汽车制造商开始采用更高的压缩比来提高燃油经济性。与此同时排放法规的日趋严格无铅汽油的限制使用都将使爆震发生的可能性增大。本文主要分析了爆震的危害、产生的主要原因，常用的检测方法，典型汽油机爆震控制原理Abstract Because of the daily decrease of oil resources, the fuel price has greatly risen. More and more car-manufacturers began to use a higher compression ratio to improve fuel economy.At the same time, the increasingly strict emission regulations and the limit use of leaded gas will make the possibility of knocking become much bigger.This essay mainly analyse several knocking hazards , main reasons, commonly used detection method, the tipical engine knocking control principle and signal processing. Keywords： engine，knock，Sensors，Knock control principle 汽车是人们不可或缺的一种交通工具，据奥地利交通俱乐部（VC?）的统计数据机件过载爆燃时的冲击波能使缸壁,缸盖,活塞,连杆,曲轴等机件的机械负荷增加,使机件变形甚至损坏2机件烧损汽油机燃烧终了时的温度可达到200K～2700K左右而活塞顶燃烧室壁及缸壁的温度仅为,除了冷却水的作用外,能够维持如此低温度的原因,还包括在壁面上形成了起到隔热作用气体附面层而强烈爆燃的冲击波会破坏这一附面层,使高温燃气直接与机件接触严重爆燃时,局部燃气温度可高达4000以上,这样会使活塞头部和气门等机件烧损3性能指标下降严重爆燃时的局部高温及强烈的压力冲击波破坏了附面层,气体向缸壁的传热量增加,使热效率下降,功率降低,耗油率增加4发动机磨损加剧由于传热损失增加,使冷却水和润滑油温度,使润滑效果变差,零件磨损加剧实验表明,严重爆燃时磨损比正常燃烧时大27倍5排气冒黑烟,补燃增加,排气温度增加爆燃时局部高温引起热分解现象严重,使燃烧产物分解为CHH2、O2、NOx及游离碳的现象增多,排气冒烟严重CH、H2、O2 等在膨胀过程中重新燃烧又使补燃增加,排气温度增高爆燃产生的炭粒形成积炭,破坏活塞环,火花塞,气门等零件的正常,使发动机可靠性下降发动机压缩比的高低与产生爆震有极大的关系。高压缩比的发动机易产生爆震燃烧。所以，高压缩比的发动机，要求使用抗爆性好的燃料。点火提前角影响汽油机最佳点火提前角的因素很多，如转速、空燃比、进气压力和温度等。对于发动机的每一个工况，都对应存在一个最佳点火提前角。，它增加了活塞上行阻力，燃烧室温度、压力上升，增大了爆震倾向。混合气浓度在标准浓度条件下，从理论上来讲是可以完全燃烧的。但因在燃烧过程中时间短促及气缸内燃料、空气和残余废气不能绝对合均匀，实际上常有少量汽油不能完全燃烧从而使油耗上升。稀混合气时，燃烧速度也慢，发动机输出功率较小稍浓的合气，燃烧速度快，发动机输出动力大，气缸内的气体压力和温度都较高，爆震倾向也较大。发动机转速的增高，使发动机爆震燃烧倾向减小。这是因为当发动机转速增大时，燃料与空气形成的合气从压缩到着火燃烧的时间短，减弱了在高温下燃料着火前的氧化过程。转速的增高，加强了气缸中合气的流运动因而使燃料的蒸发与空气形成混合气的过程条件有所改善，同时也改善了发动机中的整个燃烧过程。发动机负荷增大，则气缸中温度、压力也就增高。所以，产生爆震燃烧的可能性也就增大。大多数爆震燃烧都是发生在发动机大负荷工作状态下。发动机燃烧室积炭增多后，使实际压缩比大于正常值。同时，积炭也是热的不良导体，易使发动机过热。因此，燃烧室积炭增多，爆震倾向增大。 除上述影响爆震燃烧的因素外，还有冷却液的温度，进气温度，进气压力等对爆震燃烧也有的影响。发生。压电效应是压电传感器的主要工作原理， 式中，Qi面上的总电荷量（C）；Fij方向的作用力（N）；dij—压电常数(C／N)，(i=1，2，3，j=1，2，3，4，5，6)[2]。力的大小和方向都会对应一个电