為什麼如今的發動機壓縮比大於10,卻可以燒92號汽油

壓縮比大於10用95號汽油,壓縮比小於10用92號汽油一直是比較主流的說法,而在現如今這種說法似乎已經有些不準確了,因為現在的絕大部分車型的壓縮比都在10以上,卻依然有很多車子可以燒92號汽油,甚至一些要求燒高標號燃油的車子燒92號汽油也沒有什麼問題;那麼為什麼現如今的發動機對各種標號的燃油相容性這麼好?而如今又該透過什麼來判斷具體該加什麼標號的燃油?首先可以確定的是,對於如今的車子來說,壓縮比的大小已經不足以用來區分可以使用的燃油標號了;下面鄙人就詳細講解一下為什麼如今即便是壓縮比大於10的車子同樣可以燒低標號的汽油!

為什麼如今的發動機壓縮比大於10,卻可以燒92號汽油

右側為不正常燃燒

內燃機的不正常燃燒現象

我們拿汽油機為例,正常燃燒指的就是依靠火花塞釋放電火花所點燃汽油的燃燒過程;所以不正常燃燒現象指的就是非電火花點燃的燃燒過程,簡單點說就是汽油自燃現象;汽油自燃現象根據火花塞的點火時間可以分為兩類,其一火花塞跳火前汽油自燃燒現象,其二火花塞跳火後汽油自燃燒現象!我們經常提到的爆震實際上就是火花塞跳火後的汽油自燃現象;而在火花塞跳火前的汽油自燃燒我們稱之為早燃;而對於當今的內燃機來說爆震容易解決,通常也不會對發動機造成傷害,但早燃問題卻很容易導致機體出問題,早燃現象往往會出現在一些老舊車輛之上,由於過多的積碳所導致!

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導致汽油發生自燃的原因

導致汽油發生自燃燒的原因很簡單,那就是高溫所導致的;無論是火前還是火後自燃都離不了一個高溫;咱們先說爆燃(火花塞跳火後的自燃燒),當火花塞跳火後,位於火焰前鋒前方燃燒室遠端的充量區域首先會受到提前到達的壓力,溫度所帶來的能量導致爆燃傾向(爆燃可以理解成低標號汽油耐不住發動機壓縮衝程尾聲所帶來的高溫,高壓,而產生更加劇烈的燃燒現象),使得反應動力學中正常的燃燒速度被縮短,燃料中的能量被加速的轉換導致大量的壓力波的產生,而此時缸內的高溫,高壓形成,爆燃現象也就產生了;簡單點說就是在發動機的壓縮衝程末了的時刻,缸內的溫度,壓力過大,再遇到不耐高溫,高壓的汽油(辛烷值更低的汽油),就形成了點火後的爆震現象;而爆震的一些誘發因素如下

高壓縮比,高增壓值(可以參考AMG的A45,增壓值達到1。8Bar,而為了避免爆震,壓縮比只有可憐的8。8,實際上就目前而言高壓縮比的發動機基本都不是渦輪增壓,即便是渦輪增壓,通常增壓值也很低,高壓縮比,高增壓不可共存);

燃油中的辛烷值太低,比如一輛高壓縮比的車,卻燒80幾號的燃油,肯定會爆震,即便後文闡述的修復方式也無法彌補如此大的落差;

壓縮衝程開始時,缸內溫度過高;

充量運動強度不夠;

燃燒室設計不合理(這種現象只是理論上存在,而實際中的例子是很少見的,每一臺發動機的工程師的結晶,就目前的技術而言,幾乎不會出現這類問題);

為什麼如今的發動機壓縮比大於10,卻可以燒92號汽油

點火提前角的調節方式

對於爆燃(點火後自燃燒,也可以理解成劇烈的爆震),電控內燃機是如何進行抑制的

這一段就是關於為什麼一些高壓縮比發動機可以燒92號汽油的解釋了;在點火之前,什麼時候發動機缸內的溫度,壓力最高?簡單點說就是在發動機的壓縮衝程的尾聲時,缸內的溫度,壓力是最大的(因為氣體被壓縮會放熱),如果此時溫度,壓力過高,那麼火花塞一跳火就有可能導致汽油的爆燃,那麼現在咱們只有低標號汽油(低辛烷值)該採取什麼樣的方式去避免爆震的產生?方式很簡單,那就是在燃燒室的溫度,壓力降低時再進行跳火,這也叫推遲點火時間(調低點火提前角);原理如下,壓縮衝程活塞上行,對混合氣體壓縮到極致,此時缸內的溫度,壓力最大,如果此時點火會發生爆震?那麼我們為何不晚些點火呢?晚些點火,發動機就進入做功衝程,此時活塞下行,活塞下行燃燒室空間逐步增大,混合氣體降溫,降壓,此時燃燒室的溫度就降下來了,而這個時候進行點火就可以避免爆震;實際上這些動作發動機的控制單元透過感測器就可以進行自我的調整!

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爆燃感測器結構

具體的原理如下:發動機的控制單元(ECU)透過缸體或曲軸上的爆燃感測器獲取傳聲激勵的訊號(可以簡單理解成聲納,發動機爆震時是產生聲音的,而爆燃感測器就是抓取這些聲音回傳給ECU進行分析),當控制單元發覺訊號很強烈(超過限定值),就會執行控制單元中的爆燃調節機制,而實際做法就是推遲點火時刻,給混合氣體一定的降溫,減壓空間,用於減少燃燒室遠端充量區域的壓力,溫度,再進行點火;當出現爆震超過限定值後的第一次調後,點火時間會大幅度推遲,目的在於無法精確摸清爆震的界限,索性採取推遲最大化,確保下個迴圈發動機能徹底避免爆震;而在隨後的工作迴圈中,再將點火時間小幅度的逐漸提前(每一個迴圈稍微提前一點),這麼做的目的在於逐漸摸清爆燃的界限究竟在哪,摸清最大界限後,點火時機就保持在爆燃最大界限以內平穩執行;因為大幅度推遲點火時間的確可以避開爆震,但燃油處於低溫,低壓燃燒狀態,會造成動力下降,油耗升高,簡單點說就是發動機採取低效的執行;所以在第一次大幅度延遲點火後,還要逐漸的提前,確保發動機效率損失不至於太大,因為第一次的大幅度推遲是為了確保發動機在下一個迴圈徹底避開爆震,所以尺度很大!而當今的發動機都有爆燃感測器以及控制單元的爆燃調節能力,所以如今即便是賓士,

寶馬

奧迪

燒92號汽油也不會對機體造成什麼影響,無非是犧牲動力,油耗換取發動機的健康罷了;同時也解釋瞭如今已經不能靠壓縮比來選擇汽油標號了;由於控制單元對爆燃的調節能力的存在,如今的內燃機對汽油的相容性很好,92,95,98都可以對付;但也別走極端,依靠點火提前角度改變的調節能力也是有限度的!

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脈衝爆震的推進

早燃現象的產生與解決方式

上文也提到了早燃實際上就是火花塞還沒點火,汽油就開始自燃的現象(壓燃了),對於這種問題發動機的控制單元沒有調節能力,而這種早燃才是最容易導致發動機損壞的問題;一般情況下早燃問題並不容易發生,因為對於汽油機來說,在點火前僅靠壓縮來引燃汽油是很不容易的(汽油燃點高),但很多老舊車輛由於燃燒室內的積碳太多,厚厚的積碳佔用了燃燒室的一部分空間,導致燃燒室的實際空間變現,那麼在發動機進入壓縮衝程時,被減小體積的燃燒室對氣體的壓縮程度就更大了(增厚的積碳間接提高了發動機的壓縮比),所以混合氣體被壓縮時的溫度,壓力就更大,所以也就產生了早燃問題;早燃問題並不是偶發性的,往往在產生了一次早燃後,會接連不斷的產生後續的多次早燃,形成惡性迴圈;而原因就是不斷的早燃就等同於不斷的增加燃燒室各個零件的溫度,使得下次早燃迸發的更劇烈,然後繼續給機體各個零件升溫,然後就這麼惡性迴圈的不斷髮展下去,最終導致火花塞電極燒燬,活塞表面產生一定的損傷,而排氣門也容易因為高溫導致一定的損傷;所以一些老舊車輛適當清理一下燃燒室積碳是很有必要的;當然造成早燃的問題還有許多,鄙人就不在這一一贅述了。

為什麼如今的發動機壓縮比大於10,卻可以燒92號汽油

總而言之現如今的內燃機對於爆震的抑制很理想,當出現爆震它就透過推遲點火來避開爆震高發區域,雖然犧牲了動力與油耗,但至少保證了發動機不受損;很多朋友問鄙人,為什麼自己的奧迪,賓士,寶馬無意中燒了92號汽油也沒有出現問題?以上就是答案了,其實道理是很簡單的,熱時點火容易爆震,那麼咱們就偏冷些時候再點火唄,這種調節能力對於當今的發動機來說易如反掌;根據壓縮比選擇汽油標號實際上很困擾車主,因為以往的經驗已經不再適合當今的內燃機了;過去總說壓縮比大於10要燒95,97號汽油,而如今隨便一輛車的壓縮比都幾乎在10以上(渦輪增壓車除外),比如1。6L

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的壓縮比就是10。2,難道它不能燒92號汽油麼?當然可以燒,而且燒的還不錯!所以壓縮比是死的,而點火時機則是活的,而且在發動機控制單元的控制下表現的極為靈活,所以如今的爆燃,爆震都不是什麼大問題,至少發動機自身可以進行調節而保全機體不受損,而早燃問題就不是依靠改變點火時機可以改變的了!

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