中文名 | 點火提前角 |
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混合氣從點燃、燃燒到燒完有一個時間過程,最佳點火提前角的作用就是在各種不同工況下使氣體膨脹趨勢最大段處于活塞做功下降行程。這樣效率最高,振動最小,溫度升高最低。為使發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃燒最高壓力出現(xiàn)在壓縮終了上止點后10度~15度使混合氣的燃燒功率達到最大,就必須在壓縮終了前的某個適當時刻點火。
理論上最小點火提前角為0度,但為了防止在做功行程才點燃混合氣(這樣會造成動力的損失)往往設(shè)為5度以上,這也是啟動轉(zhuǎn)速所需要的角度。最大點火提前角也不能太大,一般不能超過60度,否則振動和溫升問題將凸顯,效率也將下降。實際上曲軸結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速是受限的。
影響點火提前量最大的因素是轉(zhuǎn)速和混合氣的燃燒速度。隨著轉(zhuǎn)速的上升,轉(zhuǎn)過同樣角度的時間變短,只有更大的提前角才能得到相應的提前時間?;旌蠚獾娜紵俣扰c混合氣的成分、發(fā)動機的結(jié)構(gòu)以及其他的一些因素有關(guān),如燃燒室的形狀、壓縮比等。
點火過早,會造成爆震,活塞上行受阻,效率降低,熱負荷、機械負荷、噪聲和振動加劇,這是應該防止的。點火過遲,氣體做功困難,油耗大,效率低,排氣聲大。不論點火過早或過遲,都會影響轉(zhuǎn)速的提升。最佳點火角受很多因素影響,如果要愛車工作在理想狀態(tài)下,以下因素必須考慮:
1、缸溫缸壓。越高燃燒越快,點火提前角要越小。影響缸溫缸壓的因素有:發(fā)動機壓縮比、氣溫、缸溫、負荷。大家的車在氣溫變化的季節(jié)有不同表現(xiàn)正緣于此。
2、汽油辛烷值。也就是汽油牌號,越高抗爆震能力越強,相應允許更大的點火提前角。
3、燃氣混合比。過濃過稀燃燒速度皆慢,需增加點火提前角。這主要看節(jié)氣門開度、海拔高度。
對于難以預料的情況,有些車還加裝了爆震傳感器,發(fā)生爆震時自動降低點火提前角。
顯然,要完成如此復雜的調(diào)制,靠傳統(tǒng)的模擬點火器是難以勝任的。只有單片機點火器,才能高速、精確、穩(wěn)定地實現(xiàn)最佳點火提前角。
最佳點火提前角主要與發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷、燃料種類(如汽油牌號)以及其他的影響因素有關(guān)。
1.發(fā)動機節(jié)氣門一定時,隨著轉(zhuǎn)速的提高,需要增大點火提前角,但當轉(zhuǎn)速達到一定值后,最佳點火提前角增大的幅度減緩,并不是保持同樣的增大速度。
2.發(fā)動機轉(zhuǎn)速一定時,隨著負荷的增加,節(jié)氣門開度增大,需要適當減小點火提前角,相反發(fā)動機負荷減小時,點火提前角應適當增大。
3.燃料種類:不同的汽油牌號其辛烷值不同,辛烷值表征汽油的抗暴性能,使用辛烷值較高即抗爆性較好的汽油時,應增大點火提前角。
其他因素:發(fā)動機中一些其他的因素會影響混合氣的燃燒速度,這些因素都會對點火提前角產(chǎn)生一定的影響,如燃燒室形狀、燃燒室內(nèi)溫度、空燃比、大氣壓力、冷卻水溫度等。
發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷是不斷變化的,每一個工況都對應著一個最佳的點火提前角,為了使發(fā)動機在不同的工況下都能適時的變化,一般設(shè)有以下三種點火裝置。
(1)離心式點火提前調(diào)節(jié)裝置
在發(fā)動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時,它自動地改變斷電器凸輪與分電器軸之間的相位關(guān)系,改變點火提前角。利用重塊隨轉(zhuǎn)速提高離心力增大,克服彈簧力向外甩出,通過聯(lián)動裝置使凸輪在軸上超前一個角度來加大點火提前角。該裝置在曲軸轉(zhuǎn)速為400~1500r/min時起作用。
(2)真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置
在發(fā)動機負荷,即節(jié)氣門開度發(fā)生變化時,自動調(diào)節(jié)點火提前角。利用節(jié)氣門開度變化使周圍真空度隨之變化,通過真空室及其聯(lián)動裝置使分電器外殼、固定盤連同觸點相對于凸輪退后一個角度加大點火提前角。該裝置在油門開度最大(全開)和最小(接近全閉)時不起作用。
(3)辛烷值校正器
辛烷值校正器是針對更換燃料種類時手動調(diào)節(jié)點火提前角的裝置。
辛烷值校正器是針對更換燃料種類時手動調(diào)節(jié)點火提前角的裝置。
在發(fā)動機換用不同辛烷值的汽油時,用此裝置改變初始的點火時間(前述兩種自動調(diào)節(jié)裝置即在此基礎(chǔ)上進行工作)。它也是用改變觸點與凸輪的相位關(guān)系的方法來調(diào)節(jié)點火提前角的。
電子控制點火系統(tǒng)通過各種傳感器信號感知多種因素對點火提前角的影響,使發(fā)動機在轉(zhuǎn)速和負荷發(fā)生變化時獲得最佳的點火提前角,與機械式和真空式點火提前角調(diào)整裝置相比,電子控制點火系統(tǒng)更為精確,是點火系統(tǒng)發(fā)展的一次飛躍。
電子控制點火系統(tǒng)從起動工況和正常工況對點火提前角進行控制,下面是點火提前角的控制方法:
1、起動工況控制
起動工況時,進氣管絕對壓力傳感器信號或空氣流量計信號不穩(wěn)定,ECU無法正確計算點火提前角,一般將點火時刻固定在設(shè)定的初始點火提前角。當ECU檢測到發(fā)動機處于起動工況時,就按預置的初始點火提前角控制各缸點火,此時利用的控制信號是發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號(Ne信號)和起動開關(guān)信號(STA信號)。初始點火提前角的設(shè)定根據(jù)發(fā)動機而異,一般為壓縮上止點前10度曲軸轉(zhuǎn)角左右。
2、發(fā)動機正常運行工況
怠速運轉(zhuǎn)
ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號(IDL信號)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器信號(Ne信號)和空調(diào)開關(guān)信號(A/C信號)確定基本點火提前角。
怠速以外工況
ECU根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷(單位轉(zhuǎn)數(shù)的進氣量或基本噴油量)確定基本點火提前角,并根據(jù)實際傳感器測得的信號對點火提前角進行修正,主要包括暖機修正、過熱修正、怠速穩(wěn)定修正、空燃比反饋修正等。
ECU會根據(jù)傳感器測得的參數(shù)值對點火提前角實時控制,并通過設(shè)置點火提前角限值調(diào)整功能,限制實際點火提前角不超過設(shè)定的允許值。
缸內(nèi)混合氣燃燒有一定的速度,即火花塞跳火到氣缸內(nèi)的可燃混合氣完全燃燒時需要一定時間,但是由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)速很高,在這樣短的時間內(nèi)曲軸卻可以轉(zhuǎn)過很大的角度。若恰好在活塞到達上止點時點火,混合氣開始燃燒時,活塞已經(jīng)開始向下運動,導致發(fā)動機的功率下降,因此需要通過提前點火保證可燃混合氣產(chǎn)生的能量能夠有效的利用,提高發(fā)動機的輸出功率。
當汽油機保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時,汽油機功率和耗油率隨點火提前角的改變而變化。對應于發(fā)動機每一工況都存在一個最佳點火提前角。
適當點火提前角,可使發(fā)動機每循環(huán)所做的機械功最多(曲線陰影部分)
點火提前角過大,易爆燃;
點火提前角過小,排氣溫度升高,功率降低。
南冒4110柴油機噴油提前角,是在上止點前13一一|5度。
柴油機的供油提前角的調(diào)整方法:1、拆下噴油泵一調(diào)速器總成第一缸的高壓油管,把調(diào)速器上的手柄鎖定在柴油發(fā)電機組最大供油量位置上。2、按柴油發(fā)電機的運轉(zhuǎn)方向扳動飛輪,在轉(zhuǎn)動過程中觀察噴油泵第一缸的供油情況...
高壓共軌柴油機的配氣相位和噴油提前角由ECU根據(jù)不同工況通過噴油器上的電磁閥進行控制,噴油壓力由ECU根據(jù)不同工況的需要,接受腳踏板位置傳感器,空氣流量(進氣)傳感器,凸輪相位傳感器,發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信號...
檢查白金觸點是否有燒損痕跡,如有痕跡,應用砂條或0號砂紙將痕跡輕輕擦掉。由于白金觸點的接觸表面只有一層薄薄的硬質(zhì)合金,如果天長日久,該硬質(zhì)合金會被磨掉,這時就要更換觸點,觸點的接觸面不應小于80%。白金觸點的間隙一般為0.4~0.5mm。
從真空提前補償裝置上拆下副室真空軟管,并堵住與軟管相連的兩個口,使發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn),這時用點火正時燈檢查點火提前角。對于TJ376Q發(fā)動機和TJ370Q發(fā)動機,點火提前角為5° 2°(850 50f/min);對于JL368Q發(fā)動機,點火提前角為7°(900r/min);CFGFda462Qv發(fā)動機,其點火提前為10° 1°(900r/min);對于276Q發(fā)動機,點火提前角為6° 2°(900r/min)。
可以用專用分電器殼體的方法來調(diào)整點火提前角。當按逆時針方向轉(zhuǎn)動分電器殼體時,點火提前角會增大;當按順時針方向轉(zhuǎn)動分電器殼體時,點火提前角會縮小。
起動發(fā)動機,反復踩油門踏板,如果感到發(fā)動機有力,并且沒有異常的敲擊聲,則表明點火提前角合適。也可以用正時燈來確認點火提前角:隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增加,正時記號將向著點火提前角增大的方向移動。
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評分: 4.8
以一臺四缸非道路移動機械用柴油機為試驗發(fā)動機,在噴油提前角為3℃A、1℃A和-1℃A條件下,對發(fā)動機的外特性、經(jīng)濟特性以及排放特性進行了研究。研究表明:噴油提前角的推遲,對發(fā)動機動力性影響不大;但對柴油機的經(jīng)濟性影響比較大,尤其是發(fā)動機運行在中高轉(zhuǎn)速時;噴油提前角對排放也有較大影響,隨著噴油提前角的推遲,CO和HC排放增加,NOx排放得到一定程度的改善;噴油提前角3℃A下的八工況點比排放得到大幅改善。因此,通過調(diào)整噴油提前角可使該非道路用柴油機達到擬國3排放法規(guī)的要求。
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評分: 4.4
主要分析研究了噴射系統(tǒng)3大精密偶件的磨損對供油提前角的影響。結(jié)合實際,根據(jù)它們的磨損程度,在單缸柴油機上確定墊片的厚薄及數(shù)量,從而使供油提前角始終處于最佳范圍。
1)發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高,最佳點火提前角也越大.
2)如果產(chǎn)生爆震,說明點火提前角過大.
3)當發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變時,隨著負荷的增大,最佳點火提前角逐漸減小.
4)點火能量越大,發(fā)動機的各方面性能均可以得到提高和改善.
5)磁電式傳感器結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉,但其磁路材料關(guān)于可靠性方面有待于進一步深入研究;霍爾式傳感器存在溫漂現(xiàn)象和價格偏高等問題.
6)進一步研究最佳點火提前角θ的近似解析式的求解問題.
7)進一步研究具有自學能力的點火專家系統(tǒng).
8)進一步研究點火系統(tǒng)的抗電磁干擾問題.
爆震傳感器
最立即且有效抑制爆震的方法,就是延后點火提前角,降低燃燒壓力。所以爆震傳感器工作原理,是當偵測到發(fā)動機爆震時,則將點火提前角延后到不會爆震的點火時機,待發(fā)動機不爆震時,再慢慢的將點火提前角回復。爆震傳感器是利用一加速度傳感器來測量發(fā)動機的加速度變化,也就是震動。工程師在調(diào)校爆震傳感器時會把爆震的震動模式寫入ECU中,一旦爆震傳感器偵測出該震動模式,ECU則判定發(fā)動機爆震,隨即延后點火提前角。較先進的爆震傳感器甚至能判定是哪一個汽缸爆震,而針對該汽缸個別延后點火提前角。
國四排放標準的影響
這是一個奇怪的命題,但卻實實在在地廣泛存在于目前國內(nèi)生產(chǎn)和銷售的許多新車身上。
根據(jù)中國對世界環(huán)境組織的承諾,我國從2011年開始出廠的新車必須達到國四排放標準(歐四標準)。而在市場銷售的新車,則從2011年7月1日起,必須達到這個標準才能落戶上牌。國四標準有兩個關(guān)鍵的指標對汽車生產(chǎn)廠家提出了新的要求:其一,汽車尾氣的排放質(zhì)量提高了一個級別;其二,對汽車燃油消耗量提出了嚴格的限制要求(俗稱碳排放),也就是要求新車必須控制燃油消耗量,這也是新車身上出現(xiàn)那個燃油消耗量"黃標"的主要原因。
為了達到碳排放的要求,汽車廠家不得不千方百計提高汽車發(fā)動機的升功率、也就是在同等排量下發(fā)動機輸出更大的動力,以便于在原來同等大小重量的汽車上裝一個更小排量的發(fā)動機。市面上普遍能夠看到的是大量原來裝備1.6升排量發(fā)動機的轎車都紛紛裝備1.5升排量或1.4升排量的發(fā)動機就是一個典型的現(xiàn)象。
然而,排量"縮水"并不意味著動力上升,為了排量"縮水"又能夠動力上升,汽車生產(chǎn)廠家普遍采用了這樣兩種技術(shù)手段:其一,采用渦輪增壓技術(shù);其二,提高自然吸氣發(fā)動機的壓縮比。這兩個手段的目的都是為了提高升功率,以達到滿足碳排放要求、允許其繼續(xù)生產(chǎn)汽車的愿望。
這兩個方法帶來了同樣的問題:發(fā)動機實際壓縮比提高了,需要更高標準的汽油。在燃油標準尚未提高之前就需要給這些汽車使用更高標號的汽油。例如,原來10.0:1 壓縮比的發(fā)動機和渦輪增壓發(fā)動機一般都裝備在高級轎車上,都要求使用97號汽油。情況發(fā)生變化了,10.5:1壓縮比的汽車卻普遍出現(xiàn)在1.5升排量的發(fā)動機上,某些更小排量(如1.4升排量)的發(fā)動機壓縮比居然達到了10.8:1甚至11.0:1,按理說,這樣高的壓縮比必然需要97號汽油才可以滿足不產(chǎn)生爆震的要求,很多自然狀態(tài)下壓縮比10.0:1左右的發(fā)動機也使用了渦輪增壓,這樣的車97號油也滿足不了要求,需要使用98號甚至更高標號的汽油才可以達到汽車的設(shè)計要求。
這卻給汽車生產(chǎn)廠家?guī)砹虽N售方面的難題:設(shè)想一下,對于一個1.5升排量的小型轎車,如果要求用97號油,對用戶心理的影響是不言而逾的。大多數(shù)情況下,買主恐怕就很難下決定買這樣的車、而會轉(zhuǎn)而選擇購買更加經(jīng)濟的車型。
為了解決這個難題,廠家通常在燃油標號方面采用了低標號的做法,比如實際上,大多數(shù)廠家對于10.5壓縮比的車都推薦使用93號汽油。故而出現(xiàn)大量的車主反應新車就沒勁、油耗高、噪音大,甚至一些非常漂亮的車型,一些消費者居然認為噪音大、沒勁、費油是正常的。
到這里,大家應該都明白了,這些車其實主要是因為選用了低標號的汽油而引起發(fā)動機爆震和其它相關(guān)的現(xiàn)象。
知道了引起爆震的原因就能夠找到解決爆震的方法。
汽油標號
說到爆震,大家最關(guān)心的還是加什么汽油的問題。汽油辛烷值是汽油抗爆震性的主要指標,其實汽油標號90、93或97就是指汽油的「辛烷值」(并非一些4S店"專業(yè)人員"或者加油站所說的"清潔度"),可以代表汽油的抗爆震性。什么是「辛烷值」呢?在研究燃料與爆震的關(guān)系時,研究人員發(fā)現(xiàn)「異辛烷」最能抵抗爆震,而「正庚烷」相當容易爆震,所以就將異辛烷的抗爆震度訂為100,而正庚烷訂為0。所謂辛烷值97的汽油,就是它的抗爆震度與97%異辛烷(或相當于異辛烷的成分)和3%正庚烷(或相當于正庚烷的成分)混合物的抗爆震度相同。所以這純粹是抗爆震性的問題,并不是加了辛烷值越高的汽油,發(fā)動機就越有力。當然,若是加了辛烷值太低的汽油而導致爆震,或是爆震發(fā)生時發(fā)動機延后點火角,車子的確會比較沒力。換句話說,只要發(fā)動機不爆震,提高油料的辛烷值并不會讓發(fā)動機更有力或更省油,還會使你的腰包縮水,甚至還會給汽車帶來傷害。
事實上,高標號的油,抗壓性好,不易產(chǎn)生爆震,但燃燒速度相對較慢,這會影響到發(fā)動機的動力性和發(fā)動機機體的溫度,燃燒速度慢會使發(fā)動機動力下降而溫度升高,這對發(fā)動機是不好的情況。
低標號的油,燃燒速度較快,但抗壓能力又不夠,容易形成爆震。
因此,在有效消除爆震的前提下,用低標號的油,會比用高標號的油動力更好,更省油,對發(fā)動機的溫度、潤滑等都有好處。
因此,正確的做法是:什么樣的油能使你的車動力最好,又最省油,就是你的車最適合的油。如果用對了油,不僅動力上升,又省油,發(fā)動機聲音平順平和,發(fā)動機溫度適中,潤滑良好。
新車時,按照工廠的要求用油,是沒問題的。但隨著使用時間的延長,發(fā)動機內(nèi)部一天天的積碳在增加,壓縮比一天天在加大,發(fā)生爆震的可能性也在一天天地加大,這時你就會發(fā)現(xiàn)車的動力不如新車時了,也比新車更耗油了,不少朋友改用高標號的燃油,就會發(fā)現(xiàn)噪音和油耗都會得到改善。但改用高標號的油并不是一個治本的作法。真正治本的作法是,改善燃燒,使新燃燒的油不積碳,并逐步減少和消除原有的積碳,最終使發(fā)動機達到一個最佳燃燒的狀態(tài)。
最快速且有效的抑制爆震的方法,就是延后點火提前角,降低燃燒壓力。所以爆震感知器作動原理,是當偵測到發(fā)動機爆震時,則將點火提前角延后到不會爆震的點火時機,待發(fā)動機不爆震時,再慢慢的將點火提前回復。爆震感知器是利用加速度傳感器來量測發(fā)動機的加速度變化,也就是震動。工程師在調(diào)校爆震感知器時會把爆震的震動模式寫入ECU中,一旦爆震感知器偵測出該震動模式,ECU則判定發(fā)動機爆震,隨即延后點火提前角。較先進的爆震感知器甚至能判定是哪一個汽缸爆震,而針對該汽缸個別延后點火提前角。
說到爆缸,大家最關(guān)心的還是加什么汽油的問題。其實93、97或98是汽油的抗爆震性,也就是其"辛烷值"。什么是"辛烷值"呢?在研究燃料與爆震的關(guān)系時,研究人員發(fā)現(xiàn)"異辛烷"最能抵抗爆震,而"正庚烷"相當容易爆震,所以就將異辛烷的抗爆震度定為100,而正庚烷定為0。所謂辛烷值97的汽油,就是它的抗爆震度與97%異辛烷和3%正庚烷混合物的抗爆震度相同。
所以這純粹是抗爆震性的問題,并不是加了辛烷值越高的汽油,發(fā)動機就越有力。當然,若是加了辛烷值太低的汽油而導致爆震,或是爆震發(fā)生時發(fā)動機退點火角,車子的確會比較沒力。換句話說,只要發(fā)動機不發(fā)生爆震,提高油料的辛烷值并不會讓發(fā)動機更有力或更省油,只會讓你的錢包更縮水。