內(nèi)燃機(jī)論文 點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)性能的影響分析

點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)性能的影響分析摘要：汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角是個(gè)很重要的參數(shù)，它不僅影響汽油機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，排放、啟動(dòng)、怠速穩(wěn)定性，而且直接影響其可靠性及使用壽命。本文旨在介紹汽油機(jī)點(diǎn)火的理論依據(jù)，通過(guò)最佳點(diǎn)火提前角、對(duì)點(diǎn)火提前角的影響和控制等方面，分析點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)性能的影響。關(guān)鍵詞：理論依據(jù)；點(diǎn)火提前角；最佳點(diǎn)火提前角；影響；控制方式學(xué)習(xí)本課程的目的和意義學(xué)習(xí)《汽車(chē)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)》這本書(shū)，使我們獲得汽車(chē)拖拉機(jī)內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造、使用、維護(hù)等基本知識(shí)，也讓我們能正確掌握拖拉機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)原理，內(nèi)燃機(jī)、拖拉機(jī)和汽車(chē)的基本理論，提高我們對(duì)整車(chē)、總成、零部件的結(jié)構(gòu)、工作原理、拆裝、調(diào)試、使用的理論分析水平。更重要的是理解現(xiàn)代汽車(chē)與拖拉機(jī)的種類(lèi)、發(fā)展方向、結(jié)構(gòu)、基本組成、零部件的特點(diǎn)，掌握汽車(chē)與拖拉機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和組成，為今后學(xué)習(xí)機(jī)械制造及自動(dòng)化相關(guān)的課程打好基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本課程的體會(huì)這學(xué)期我學(xué)習(xí)了《汽車(chē)拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)》這門(mén)課，本課程讓我了解了關(guān)于汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)方面很豐富的知識(shí)，比如：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的基本理論；發(fā)動(dòng)機(jī)主要機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)等。這不但讓我對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)知識(shí)有了更清楚的了解，也讓我對(duì)汽車(chē)性能、評(píng)價(jià)、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)有了一定認(rèn)識(shí)。做為一名機(jī)制專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，對(duì)汽車(chē)方面的知識(shí)不是很了解，這對(duì)我們的學(xué)習(xí)有一定影響，而老師則精心準(zhǔn)備，給我們補(bǔ)充了好多課本外的知識(shí)，這讓我們學(xué)起來(lái)就有了眉目，對(duì)原理有了清楚的認(rèn)識(shí)，而結(jié)構(gòu)分析方面對(duì)我們來(lái)說(shuō)就相對(duì)簡(jiǎn)單了。老師講課很認(rèn)真，每節(jié)課的知識(shí)都很豐富，而且采用課前提問(wèn)的方式，激發(fā)我們學(xué)習(xí)積極性，這對(duì)我們的理解和掌握都有很大幫助。最特別的是老師將相關(guān)知識(shí)串起來(lái)，具體系統(tǒng)地給我們講解，由淺入深，讓我們學(xué)習(xí)起來(lái)很有連貫性和針對(duì)性。而課后自己看書(shū)的時(shí)候，結(jié)合老師上課的筆記，將圖片和文字結(jié)合起來(lái)，能更好地加深和鞏固所學(xué)到的知識(shí)?？傊瑢W(xué)習(xí)本課程對(duì)我們的生活是有幫助的，起碼在買(mǎi)汽車(chē)方面有了些許參考。更確切的說(shuō)，我學(xué)到的是一種分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。在此，感謝老師這一學(xué)期對(duì)我的幫助和指導(dǎo)。汽油機(jī)點(diǎn)火的理論依據(jù)汽油機(jī)的燃燒過(guò)程近于等容燃燒過(guò)程。理想的等容燃燒過(guò)程是在壓縮沖程的終了時(shí)火花點(diǎn)燃混合氣，并在一瞬間將混合氣全部燒完，因而對(duì)理想等容燃燒過(guò)程來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火無(wú)需提前。然而實(shí)際并非如此，而是火花塞跳火后，混合氣不能立即發(fā)火，需要有一段孕育期，稱(chēng)之為誘導(dǎo)期或著火落后期。混合氣著火后，不可能在一瞬間全部燒盡，而是隨著火焰的傳播，在一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行燃燒。這段時(shí)間通常分為兩個(gè)階段：由燃燒壓力線偏離拖動(dòng)壓縮壓力線到燃燒線的頂峰，稱(chēng)之為明顯燃燒期或有效燃燒期。一般情況下，90%以上的混合氣在此階段的終了燒完。剩余的少量混合氣將在以后的膨脹過(guò)程中繼續(xù)燃燒，這個(gè)階段沒(méi)有確切的界限，統(tǒng)稱(chēng)為后燃期。(如圖4-1)綜上所屬即建立了點(diǎn)火提前的理論根據(jù)。既然混合氣的燃燒需要在一定時(shí)間，如果在壓縮上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火，則混合氣隨著活塞的下行而燃燒，將使燃燒效率大大下降，所以實(shí)際汽油機(jī)均在壓縮上止點(diǎn)前點(diǎn)火火,即有一個(gè)點(diǎn)火提前角。此角度的大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、燃料、負(fù)荷轉(zhuǎn)速等因素的不同而不同。100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 1000(°)圖4?1汽油機(jī)的燃燒過(guò)程1一著火延遲期E—明顯燃燒期■一補(bǔ)燃期1—開(kāi)始點(diǎn)火2—形成火焰中心3—最高壓力點(diǎn)點(diǎn)火提前角的定義及內(nèi)容4.1定義從點(diǎn)火時(shí)刻起到活塞到達(dá)壓縮上止點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)，曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱(chēng)為點(diǎn)火提前角。理論上最小點(diǎn)火提前角為0°，但為了防止在做功行程才點(diǎn)燃混合氣往往設(shè)為5°以上，這也是起動(dòng)轉(zhuǎn)速所需要的角度。最大點(diǎn)火提前角也不能太大，一般不能超過(guò)60°，否則震動(dòng)和溫升問(wèn)題將凸顯，效率也將下降。點(diǎn)火快慢對(duì)汽油機(jī)的影響點(diǎn)火過(guò)早，會(huì)造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、噪聲和震動(dòng)加劇，這是應(yīng)該防止的。點(diǎn)火過(guò)遲，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力，功效率低，油耗大，排氣聲大。不論點(diǎn)火過(guò)早或過(guò)遲，都會(huì)影響轉(zhuǎn)速的提升。4.3最佳點(diǎn)火提前角混合可燃?xì)怏w從點(diǎn)燃、燃燒到燒完有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，最佳點(diǎn)火提前角的作用就是在各種不同工況下使氣體膨脹趨勢(shì)最大段處于活塞做功下降行程。這樣效率最高，震動(dòng)最小，溫升最低。最佳點(diǎn)火角受很多因素影響，如果要發(fā)動(dòng)機(jī)工作在理想狀態(tài)下，以下因素必須考慮：缸溫缸壓。越高燃燒越快，點(diǎn)火提前角要越小。影響缸溫缸壓的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比、氣溫、缸溫、負(fù)荷。大家的車(chē)在氣溫變化的季節(jié)有不同表現(xiàn)正緣于此。汽油辛烷值。也就是汽油牌號(hào)，越高抗爆震能力越強(qiáng)，相應(yīng)允許更大的點(diǎn)火提前角。燃?xì)饣旌媳取＿^(guò)濃過(guò)稀燃燒速度皆慢，需增加點(diǎn)火提前角。這個(gè)主要看節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、海拔高度。點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)性能的影響總的來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火提前角小：若恰好在活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火，混合氣開(kāi)始燃燒時(shí)，活塞已開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，使氣缸容積增大，燃燒壓力降低，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；點(diǎn)火提前角過(guò)大：則活塞還在向上止點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力已達(dá)到很大數(shù)值，這時(shí)氣體壓力作用的方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反，此時(shí)有效功減小，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。一般來(lái)說(shuō)，混合氣在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)，其最高燃燒壓力(也可以說(shuō)是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率)出現(xiàn)在曲軸轉(zhuǎn)角的上止點(diǎn)后10度左右。圖6-10點(diǎn)火提前角不同時(shí)的嚴(yán)卩圖1、2、3、4、5.6分別表示10%20°、妙、40%5叭6(F點(diǎn)火握前角5.1對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的影響點(diǎn)火角的改變對(duì)不同發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的影響程度不盡相同。當(dāng)油門(mén)接近全開(kāi)時(shí)，在試驗(yàn)角度范圍內(nèi)，油耗隨點(diǎn)火角的提前逐漸下降。另外，外特性工況下，提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的影響，試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，靠增大點(diǎn)火提前角來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，在一定范圍內(nèi)可能有所收益，但效果并不十分明顯。對(duì)排放的影晌汽油機(jī)預(yù)提前角對(duì)怠速排放的影響。曲線雖有波動(dòng)，但總趨勢(shì)是隨著預(yù)提前角的加大，CH,CO均有所增加.。因?yàn)辄c(diǎn)火角越大排溫則越低，，CH、C0在排放過(guò)程中再次氧化的可能性越小，所以從控制排放的角度看，預(yù)提前角也不宜過(guò)大。對(duì)啟動(dòng)性、怠速穩(wěn)定性的影響實(shí)踐證明，點(diǎn)火角過(guò)小啟動(dòng)困難怠速穩(wěn)定性差。大的點(diǎn)火預(yù)提前角，對(duì)穩(wěn)定怠速有明顯效果。但提前角過(guò)大，手搖啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)易反轉(zhuǎn)打手，十分危險(xiǎn)。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的影響點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性至關(guān)重要。點(diǎn)火角過(guò)大，不僅導(dǎo)致有關(guān)零部件的損壞，甚至造成整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的報(bào)廢。眾所周知，汽油機(jī)爆震是其固有的頑癥，而點(diǎn)火提前角是導(dǎo)致爆震最敏感的因素，隨著點(diǎn)火角的提前，爆震越來(lái)越嚴(yán)重，強(qiáng)烈爆震不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性惡化，而且將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的損壞。所以嚴(yán)格控制與精確調(diào)整點(diǎn)火提前角，對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性是十分必要的。影響點(diǎn)火提前角的因素和控制方式6.1影響因素1）發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)點(diǎn)火提前角的影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，點(diǎn)火提前角應(yīng)該增大。2）進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力對(duì)點(diǎn)火提前角的影響當(dāng)管路壓力高（真空度小，負(fù)荷大），要求點(diǎn)火提前角?。环粗?，管路壓力低（真空度高，負(fù)荷?。r(shí)，要求點(diǎn)火提前角大。3）辛烷值對(duì)點(diǎn)火提前角的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震與汽油品質(zhì)有密切關(guān)系，常用辛烷值來(lái)表示汽油的抗爆性能。汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可以加大；反之，汽油的辛烷值越低，抗爆性越差，點(diǎn)火提前角應(yīng)減少。6.2控制方式1）初始點(diǎn)火提前角：初始點(diǎn)火提前角，其大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)而異。2）爆震控制：爆震是汽油機(jī)運(yùn)行中最有害的一種故障現(xiàn)象。在傳統(tǒng)的點(diǎn)火系統(tǒng)和無(wú)爆震控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中，為防止爆震的發(fā)生，其點(diǎn)火時(shí)刻的設(shè)定往往遠(yuǎn)離爆震邊緣。這樣勢(shì)必就會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率，增加燃油消耗。而具有爆震控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火時(shí)刻到爆震邊緣只留一個(gè)較小的余量，或者說(shuō)，就在爆震界面上工作，這樣即控制了爆震的發(fā)生，又能更有效地得到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。總結(jié)本文通過(guò)建立汽油機(jī)點(diǎn)火的理論依據(jù)，介紹了點(diǎn)火提前角的相關(guān)內(nèi)容，分析了點(diǎn)火提前角對(duì)汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等方面的影響，并提出了點(diǎn)火提前角的控制方式。更深入的說(shuō)明了汽油機(jī)的點(diǎn)火提前角是個(gè)很重要的參數(shù)，它影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等方面,而且直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性及使用壽命。正確控制和調(diào)整點(diǎn)火提前角,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量是十分重要的。參考文獻(xiàn)：周一鳴.汽