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爆震,汽車引擎的異常狀況之一

發佈日期:2019-01-29
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爆震的術語為爆燃,俗稱敲缸,是引擎不正常工作方式的一種,是指點燃式引擎,也就是一般所講的汽油引擎中,混合氣體自燃而不遵循正常的火焰傳播過程,從而導致燃燒過程不可控,引擎發出高頻率的金屬敲擊聲。

爆震會導致引擎工作情況變差,嚴重時會損壞引擎零件。
 
注意混合氣體在火星塞點火後的自燃才稱為爆震,火星塞點火前的自燃稱為表面點火;另外,爆震只在點燃式引擎中產生,多為柴油引擎的壓燃式引擎,所發出敲打聲的現象稱為工作粗暴。
 
相較於正常的工作方式,爆震發生時引擎氣缸內部的溫度和壓力上升更快,並會發出金屬撞擊聲,它是一種高頻振動噪音。同時引擎的冷卻系統和潤滑系統溫度上升。

爆震嚴重時,引擎功率下降, 燃油消耗增加,產生較大振動,其高熱高壓可能造成引擎零件損壞。


OiCar 爆震,汽車引擎的異常狀況之一
 
對於常見的四行程引擎來說,汽油與空氣在被壓縮後,由火花塞進行點火,然後以點火的那點火焰核心為中心,火焰逐漸向外擴散,燃料的燃燒過程有序且可控,其壓力變化幅度雖大,但變化梯度較為平滑,是符合設計預期的理想過程。
 
至於爆震的情形,則是火花塞點火後,燃料開始燃燒,火焰呈球面形狀以每秒30-70公尺的速率向周圍擴散,引擎氣缸內的溫度和壓力迅速上升,並且燃燒產生的壓力波以音速向周圍擴散,這些因素都使得尚未燃燒的混合氣體更容易發生化學反應。

當引擎內局部區域的氣體達到了自燃條件時,就在火焰傳播到達之前產生了自燃,其燃燒方式和壓燃式引擎的原理相似。
 
由於在較大面積上同時多處著火,放熱的速度迅速增加,類似於氣缸內發生的一次次小型爆炸,壓力改變不再平滑而是呈現階躍形式,衝擊波反覆撞擊氣缸,產生了數千赫茲的高頻振動,發出敲擊聲。在爆燃發生的時候,火焰的傳播速度可達100-1000米/秒。

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引擎爆震會產生的危害,主要是爆震時的劇烈放熱,使得氣缸內溫度明顯升高,同時壓力波的反覆衝擊破壞了汽缸壁上的油膜,使得氣體溫度更容易通過汽缸壁向外傳播,一方面因為散熱損失造成發動機效率下降,更主要的會造成氣缸蓋及活塞頂部等處過熱,可能造成部件損毀。
 
引擎爆震時,壓力升高速度和最高壓力值都顯著增加,這使得引擎機械零件反覆受到衝擊,嚴重時會造成零件損毀。由於燃燒過程未遵循設計方式,引擎效率降低,導致了汽車功率下降,同時也增加了耗油。
 
引擎爆震時,由於衝擊波破壞汽缸壁上的油膜,使得活塞、氣缸、氣缸環等部位加重了磨損。而引擎爆震中的異常燃燒,可能使得微小的碳顆粒出現,一部分隨著尾氣排放,另一部分則停留在氣缸內,這又可能導致引擎的另一種不正常燃燒,也就是表面點火。

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