「基础知识」电控汽油发动机数据流焚烧提早角剖析(含案例)

2020-03-22 00:01 关键词:「基础知识」电控汽油发动机数据流焚烧提早角剖析(含案例) 阅读:26

一、夹杂汽的熄灭历程

夹杂汽的熄灭包罗着火落末期、明明熄灭期、补燃期(后燃 期) 三个历程。

1.着火落末期

从火花塞跳火可以到形成火焰中央为止这段时候称为着火落 末期。火花塞跳火后,并不克不及马上形成火焰中央,由于夹杂汽氧 化反应需求肯准时候。火花能量使部分温度敏捷升高,(火花放电时南北极电压在15 000V以上,夹杂汽部分温度可达2 000℃), 加速了夹杂汽的氧化反应速率。当这类反应到达肯定水平时(约 0.001~0.002s),产生发光区,形成火焰中央。此阶段缸内压力 无明明升高。

着火落末期的是非与燃料自己的分子结构和物理化学性质、 过量氛围系数(φat=0.8~0.9时最短)、可以焚烧时汽缸内温度和压力(取决于紧缩比)、残存废宇量、汽缸内夹杂汽的活动、火花 能量巨细等原因有关。

2.明明熄灭期

从火焰中央形成到汽缸内产生最高压力为止,这段时候称为 明明熄灭期。在示功图上为汽缸压力线离开紧缩线可以急剧上升 到压力到达最高点。

当火焰中央形成后,火焰先锋以20~30m/s的速率从火焰中 心可以逐层向附近的未燃夹杂汽流传,直到时断时续地扫过全部 熄灭室。夹杂汽的绝大部份(约80%以上)在此时代熄灭终了,使 汽缸内压力、温度敏捷升高,产生最高压力点。

3.补燃期

从最高压力点可以到燃料根基熄灭完为止称为补燃期。这一 阶段的熄灭次如果明明熄灭期火焰先锋扫过的地区,部份未燃尽 的燃料继承熄灭;吸附在缸壁上的夹杂层继承熄灭,部份H2、 O2、CO等高温合成产品,因在收缩历程中温度降落又从新燃 烧、放热。夹杂汽的熄灭历程如图1所示。

二、焚烧提早角

夹杂汽在汽缸内熄灭需占用肯定的时候,以是夹杂汽不应在 紧缩路程上止点处扑灭,而应适本地提早,使熄灭产生的最高压 力产生在上止后12°~15°,此时对应的焚烧提早角为最好焚烧 提早角。

1.夹杂汽熄灭时候

夹杂汽焚烧到完全熄灭约需2~3ms的时候。由于发起机的工 况、转速、骨气门开度及汽缸内的夹杂汽浓度发作变革,招致了在 差别工况下,汽缸内夹杂汽熄灭时候的差别,以是,不克不及简朴的一 概而论。在汽油机肯定的骨气门开度下,转速随负荷的变革而响应变革。

转速增加时,汽缸中紊流加强,火焰流传速率加速。随转速增加,紧缩历程所用时候收缩,散热及漏气丧失减 少,紧缩终了工质的温度和压力较高,使以秒计的熄灭历程缩 短。但收缩水平不如转速增加的比例大,使熄灭历程相称的曲轴 转角增大,而以曲轴转角计的着火落末期增加。

2.焚烧提早角与发起机转速的关系

提早焚烧(生机)点处曲轴和活塞位置如图2所示。发起机转速 快,每一转所用的总时候削减,雷同时候内,所转过的曲轴转角变 大。如果要确保夹杂汽熄灭时候稳定,只要随发起机转角速率增 加,而延伸或提早焚烧角度。变革的是发起机转速、焚烧提早的角 度,根基稳定的是用来使夹杂汽熄灭所需的时候,如图3所示。

3.怠速时的焚烧提早角

怠速时,焚烧提早角度一般为上止点前5°~10°,对应的曲 轴转角为17°~25°,熄灭所用时候约莫为3.5~5.2ms。

4.发起机转速2000r/m时的焚烧提早角

发起机转速2 000r/min时,焚烧提早角一般为上止点前 30°~35°,对应的曲轴转角为42°~50°,熄灭所用时候

5.发起机转速3500r/min时的焚烧提早角

发起机转速3 000r/min时,焚烧提早角一般为上止点前 35°~40°,对应的曲轴转角为47°~55°,熄灭所用时候

6.发起机转速与曲轴转角时候关系

发起机转速与曲轴转角时候关系列于表1。

7.负荷对焚烧提早角的影响

在汽油机上,转速维持稳定,经过改动骨气门开度来调理进 入汽缸的夹杂汽量,以到达差别的负荷请求。

当骨气门关小时,充量系数急剧降落,但留在汽缸内的残 余废宇量稳定,使残存废气系数及滞燃期增加,火焰流传速率下 降,最高发作压力、最高熄灭温度、压力升高率均降落,冷却液 散热丧失相对增加,因此燃油消耗率增加。因此,跟着负荷的减 小,最好焚烧提早角要提早。反之,负荷增大,最好焚烧提早角 要推延。当车辆处于急加速或爬坡时,骨气门处于全开形态,由 于大批夹杂汽敏捷进入汽缸,发起机负荷敏捷增加,夹杂汽熄灭 速率加速,此时,如果燃油品格不良大概标号达不到请求,就会 产生敲缸征象(图4)。

8.焚烧提早角调解特征

当汽油机维持骨气门开度、转速、夹杂汽浓度肯准时,汽油 机功率和耗油率随焚烧提早角改动而变革的关系称为焚烧提早角 调解特征(图5)。

对应于每一工况都存在一个最好焚烧提早角,这时候汽油机功 率最大,耗油率最低。焚烧过迟,则熄灭时候延伸到收缩历程, 熄灭最高压力和温度降落,传热丧失增加,排温升高,热效率降 低,但爆燃偏向减小,NOx升高,功率、排放量低落。焚烧提早 角差别时的p如图6所示。

9.一般熄灭与爆燃的对照

爆燃时,缸内压力曲线产生高频大幅度颠簸(锯齿波),同时 发起机遇产生一种高频金属敲击声,因此也称爆燃为敲缸。

在汽油机中,通常不靠电火花焚烧而由熄灭室内火热口头(如 排气门头部、火花塞绝缘体或零件口头火热的沉淀物等)扑灭夹杂 汽的征象统称口头焚烧。一般熄灭与爆燃的对照如图7所示。

早燃是指在火花塞焚烧之前,火热口头扑灭夹杂汽的现 象。由于它提早焚烧并且热门口头比火花大,使熄灭速率 快,汽缸压力、温度增高,发起机工作粗鲁,并且由于紧缩 功增大,向缸壁传热增加,以致功率降落,火花塞、活塞等 零件过热。

早燃会引发爆燃,爆燃又会让更多的火热口头温度升高,促 使更猛烈的口头焚烧,二者相互增进,损害大概更大。

与爆燃差别,口头焚烧一般是在一般火焰烧到之前由炽 热物扑灭夹杂汽而至,没有压力打击波,敲缸声对照烦闷, 次如果由活塞、连杆、曲轴等活动部件遭到打击负荷产生振 动而形成。

因此,当代车辆的汽油发起机的焚烧提早角是依照发起机的 负荷、功率、夹杂汽浓度、温度等各项数据得出的最好焚烧提早 角,如果焚烧提早角不精确,则轻易招致发起机产生爆震或动力 严峻降落。为了制止燃油品格不良或燃油标号过低、以及汽缸内 积炭过多招致的爆震情形的发作,发起机节制单位会依照爆震传 感器的灯号来判定能否有爆震发作,从而起到爱护发起机机器的 感化。

在一些非凡情形下,发起机节制单位也会依照发起机的工 作情况,做出对焚烧提早角的调解,以节制发起机维持在非凡情 况下的工作。好比,当产生发起机输出功率、扭矩超越发起机的 功率、扭矩需求时,节制单位除了对燃油放射量实行调解外,还 会推延焚烧时辰来低落扭矩的输出。有时候,这类调解是为了发 动机的扭矩输出愈加光滑,如踩下离合器踏板时,为了离合器结 应时动力输出的平顺性,节制单位每每要做出削减喷油量、推延 焚烧时辰的节制。但这类调解有时候受制于发起机电脑的节制逻 辑,有时候不肯定十分的公道。

三、案例剖析

下文以别克英朗洗濯骨气门后的非凡情形实行剖析。

读取数据流,获得发起机转速靠近1 000r/min时,进宇量达 到骨气门开度到达喷油时候为发 动机负荷为产生发起机怠速转速高于一般怠速,加速迟 缓、动力不敷的毛病,如图8所示。

同时,该发起机在运转一段时候后,还陪同有排气歧管烧红 的毛病征象。车主反应车辆之前没有发明非常,在近期实行了发 动机的调养功课后才产生。对于惯例的调养功课怎样会招致发起 机产生机能严峻变差的毛病这个成绩,笔者早期也十分不解,如 果独自对前述的数据流实行剖析,获得的结论大概是氛围流量传 感器严峻偏离特征,由于进宇量灯号过大,招致电脑节制的喷油 时候太长,招致夹杂汽过浓,以致发起机熄灭速率放缓,发起机 功率降落。

当根据这个思绪实行排查时,了局发明,当拔下骨气门前方的进气软管,工资将进宇量节制在一般局限时,喷油器放射时候 略有低落,发起机产生了发抖征象,此时的短时候燃油修正值忽然 上升,喷油器的放射时候又规复到了6ms阁下,如此的了局,使 笔者十分的利诱。

进一步对数据流中的短时候燃油修正值及临时燃油修正值观 察,发明其值分别为-1%、-7%,申明怠速时,夹杂汽是处 于一般夹杂比局限内的,而工资漏气时,其值为正值,且上升 到25%的极限值,申明此时的氧传感器工作一般,更申明此时 的进宇量灯号也是现实的进宇量。再次对数据流中的数据实行 检验,忽然发明焚烧正时的数据为-16.8°这十分难以想象。焚烧正时竟然延早退了上止点以后。这在惯例焚烧正时节制中 是不大概产生的,如果焚烧正时如此迟,发起机的功率会严峻 降落。

由于洗濯骨气门后,没有对其实行婚配,以是招致进宇量、 喷油量、焚烧正时严峻偏离了一般局限。该发起机节制系统的 节制体式格局对照奇异。由于积炭招致的骨气门开渡过大,发起机电 脑影象的初始骨气门位置就会过大,在针对骨气门实行洗濯功课 后,如果没有实行骨气门初始化的话,其骨气门开度不会主动减 小,使经过骨气门的进宇量过大,响应的喷油量也会过大,招致 洗濯后的短时候内发起机转速急剧增加,到达2 000r/min阁下, 但由于此时的加速踏板位置灯号处于全闭形态,电脑又不容许出 现转速过高的情形。

如果是惯例发起机,此时会产生怠速燃油割断,招致发起 机转速上下严峻颠簸。但该发起机节制系统没有如此来实行控 制,而是在不改动骨气门开度的情形下,经过改动焚烧正时, 推延焚烧提早角,使大批的夹杂汽在熄灭做功路程的末期实行 熄灭,如此尽管确保了夹杂汽的完全熄灭,也低落了发起机汽 缸内产生的驱动力,但带来的结果是过量的高温废气进入排气 歧管,使其烧红。

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