关键词抗爆性与蒸发性点火提前角混合气转速负荷压缩比
一、汽油的抗爆性与蒸发性
汽油的抗爆性是影响汽油机燃烧过程的最主要性能之一。抗爆性表示阻止燃料在燃烧过程中发生爆震燃烧的能力,一般用辛烷值加以评定。
汽油的蒸发性一般用馏分组成和蒸汽压来表征。在汽油蒸馏试验时,分别测定蒸发出10%、50%、90%馏分时的温度及终馏温度。10%馏出温度与汽油机冷启动性能有关,这个温度越低,发动机越容易启动。50%馏出温度表明汽油中间馏分的蒸发性,对发动机的预热、加速性和稳定性都有影响,这个温度越低,发动机预热越快,由低转速加速起来也越快,还可使混合气均匀分配到各气缸,发动机在怠速稳定运转不致熄火。90%馏出温度和终馏温度可以判断汽油中不易蒸发的重馏分的含量,90%馏出温度越低,即燃料是含高沸点而不易蒸发的重馏分越少;这个温度过高,因蒸发不完会使燃烧不完全,增加燃料消耗,未蒸发燃料会由缸壁漏入曲轴箱稀释润滑油。
汽油的蒸发性还用饱和蒸汽压来限定。汽油的蒸发性过高,在一定温度下由于蒸发而形成的蒸汽压过高,会使燃油系统为蒸汽泡所隔阻(汽阻),减少或中断燃油的供给,影响化油器的正常工作。
二、点火提前角
由于火花塞放电后存在火焰前锋形成期,燃烧也不是瞬时完成,所以
最佳点火时间一定是在上止点以前,具体机型的点火提前角大小则随具体
情况而不同。实际上,最佳点火提前角的调整也就是起到将燃烧过程的最
高压力点调整到上止点后曲轴转角12°~15°的最佳位置的作用,做到
燃烧及时。当点火提前角过大时,容易引起爆震,但出现轻微爆震时的各
方面条件也有利于正常燃烧,所以点火提前角一般是调整在开始发生爆震
的提前角稍后一点的位置。最佳点火提前角还随转速和负荷的大小而变化,随着转速提高,负荷减小,最佳点火提前角须要适当加大,所以有的汽油
机点火系统带有点火提前角的自动调整装置。
三、混合气成分
混合气变稀,火焰传播速度降低,但是燃料利用改善,燃烧趋于完全。当混合气比α=1.05~1.15时,燃烧最完全,这时火焰传播速度下降不太多,而热损失减少,工作最经济。混合气进一步变稀,燃料分子间距离过大,如不采用专门措施,将使燃烧条件恶化。汽油机用过稀混合气工作时,还会发生化油器回火现象(这是由于燃烧速度过小),以致燃烧过程拉长
到排气行程终了进气门开启时还在继续着,因而使进气系统中的可燃混合
气烧着。
混合气过浓时(混合气比α<0.85~0.95),由于氧气缺乏,火焰前
锋的传播速度也会大大降低。
由于多缸汽油机各缸混合气分配和混合气成分并不一定均匀,气缸中
有废气对新气的稀释作用,或者余气和新气有分层现象,在汽油机工作中
会使火焰传播减慢,当混合气比过大或过小时,使气缸缺火或间歇缺火,
而造成气缸工作平稳性和均匀性降低。
四、转速
当汽油机转速提高时,混合气流过进气门的速度提高,压缩过程时活
塞运动速度也相应提高,因而气缸内涡流和紊流强度加强,改善了燃料和
空气的混合,加速已燃和未燃气体的热交换,使火焰传播速度大致成比例
加大。这是现代汽油机所以能成为高速发动机、并且还可以向高转速发展
的重要原因。
总的说来,随着转速的提高,燃烧过程所用的时间减少,但不一定成
正比减少,往往所占的曲轴转角则增加,后燃增多,为了保证燃烧过程正
常进行,在转速提高时点火时间要适当提前。
随着转速提高,工作循环持续的时间缩短,后燃混合气中燃料通过两
阶段的准备而自行着火的可能性变小;燃烧室中相对的残余废气量也加多,因此使爆燃的可能性减弱,正常燃烧的条件也有一定程度的恶化。
转速提高时燃烧室壁的温度是提高的,这会有助于燃烧过程的进行。五、负荷
负荷减小,节气门开度减小,这是汽油机对负荷量调节的方法。这时
新鲜充量减少,余气系数加大,使火焰前锋形成期变长。由于进气节流使
压缩终了的压力和温度降低,因此燃烧速度降低,最大燃烧压力和最高燃
烧温度都下降,燃烧质量变差,而且后燃增多,散热损失增大,所以这时
要求采用真空式调节器自动加大点火提前角。以上这些因素也使爆燃倾向
减小,因而在出现爆燃时可以减少负荷以消除之。
发动机熄火六、压缩比
提高压缩比使残余废气系数减少,使电火花点火时混合气压力和温度
升高,因而有利于火焰前锋形成,使初始期缩短,也使主燃期燃烧加快,
最高压力接近上止点,因而宜于适当减小最大功率时的点火提前角;但提
高压缩比又使燃烧室容积减小,形状趋于扁形,面容比加大,使燃烧室壁
面处的活塞顶挤压面处混合气的相对量增多,使主燃期的放热减少,也使
后燃的混合气量增多,有效放热变差。提高压缩比,由于面容比加大、燃
烧最高温度升高而膨胀和排气后期温度下降,则使HC、NOx等的排放增多。
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