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汽車氣缸活塞在哪裡

發布時間:2022-11-22 21:25:15

『壹』 對四沖程發動機進行泄露檢測時,活塞應處於什麼位置

汽油發動機是依靠汽油在氣缸中爆燃,氣體膨脹推動活塞,活塞再通過連桿推動曲軸旋轉輸出動力。活塞行程最上面的位置叫做上止點,最下面的位置叫做下止點。

四沖程發動機,就是氣缸活塞在氣缸里上下走兩個來回,即四個行程,完成一個做功循環。這四個行程分別是:

進氣行程:曲軸帶動連桿,拉著活塞從上止點走到下止點,吸進一缸新鮮空氣。如果是歧管噴射的發動機,這個時候還會按照一定的油氣混合比吸進來一些霧化的汽油。

壓縮行程:曲軸帶動連桿,推著活塞從下止點走到上止點,把空氣壓縮。如果是缸內直噴的發動機,這個時候還會按照一定的油氣混合比噴進來一些霧化的汽油。

做功行程:被壓縮的油氣混合氣由火花塞點火爆燃和膨脹,推動活塞從上止點走到下止點,活塞推動連桿,連桿推動曲軸旋轉。

排氣行程:曲軸帶動連桿,推著活塞從下止點走到上止點,把燃燒後的廢棄排出氣缸。

每個行程曲軸轉半圈180度,四個行程曲軸一共轉兩圈720度。因此發動機工況又經常用工作角來描述。

在這四個行程中,只有做功行程是活塞推著曲軸動,其它三個行程都是曲軸帶著活塞動。曲軸為什麼帶著活塞動呢?

以常見的四缸發動機為例,每個氣缸工作角相差180度。就是說任意時刻,這四個缸剛好分別處於進氣、壓縮、做功、排氣行程。此時做功氣缸的活塞推動曲軸旋轉輸出的動力,要分出一部分用於推動其它三個氣缸活塞進行吸氣、壓縮、排氣。

爆震

如果正在壓縮行程的氣缸,活塞還沒有到達上止點,行程還沒有完成的時候,正在被壓縮的油氣混合氣提前發生爆燃,這就是爆震。

爆震發生時,膨脹的氣體會阻止活塞繼續向上止點移動。可是這時另外一個正在做功行程的氣缸,汽油爆燃和膨脹還沒完成,活塞還在膨脹力的作用下向下止點移動,推動曲軸轉動。而曲軸又要推著壓縮行程氣缸中的活塞,繼續向上止點移動。兩邊就較上勁了。

這就是為什麼爆震有的時候也叫較桿。

此時連桿、曲軸都承受比較大的作用力,會發出金屬敲擊的聲音,也就是我們常說的敲缸。同時兩個缸的油氣的膨脹力被相互抵消一部分,感受到的現象就是動力下降。

爆震的惡果除了浪費動力和動力下降之外,直接的機械性的損壞就是活塞、連桿、曲軸長期受力發生變形或磨損,輕則發動機噪音增加,重則損壞。

而從前面的氣缸結構圖中可以看到,連桿推動活塞的力的矢量方向其實是變化的,並非一直與其氣缸和活塞的軸線重合。那麼較勁的結果就是推動活塞與氣缸本該重合的軸線發生偏轉,加劇與氣缸壁的摩擦和磨損,發動機很早就開始燒機油。但通常來說,爆震的危害往往是幾萬公里以後才顯現出來。

爆震的原因有兩個。一個是火花塞點火提前角過大,這屬於故障范疇,而且以當前汽車發動機ECU的能力,基本不會發生。另一個就是接下來要討論的,油氣混合氣自燃。

發動機壓縮比

為什麼油氣混合氣會自燃呢?答案是:熱!油氣混合氣由於溫度過高導致自發爆燃。

這個熱一部分是來自於自然環境的空氣溫度,這也是為什麼夏天比冬天更容易爆震的原因,夏天發動機吸進去的空氣溫度比冬天高的多。

但顯然僅僅憑自然環境的空氣溫度是不可能引發爆震的。更主要造成溫度升高的熱,來自於油氣混合氣被壓縮時釋放的熱。壓縮的程度越大,放熱越多,溫度越高。

油氣混合氣被壓縮的程度用發動機壓縮比來描述。壓縮比就是活塞在下止點位置時的氣缸容積與活塞在上止點位置時的氣缸容積之比。通俗點說就是氣缸在進氣行程吸進去的空氣在壓縮行程被壓縮了多少倍。

壓縮比越高,油氣混合氣被壓縮發熱越多,溫度越高,越容易發生爆震。

避免爆震的根本的方法就是在確定的發動機溫度工況下選擇不發生爆震的汽油。

汽油標號

汽油因成分的差異,發生爆震的溫度也不同,因此需要對不同爆震溫度的汽油進行標定。但是用溫度直接標定太不具備參考性和操作性了,所以人們引入了一個參照系來標定汽油標號。用一種由異辛烷和正庚烷混合而成的標准燃料作為標定基準。

要標定一款汽油,首先製造一個讓這款汽油剛好發生爆震的溫度工況,然後用不同比例的異辛烷和正庚烷混合燃料在這個溫度工況下嘗試,直到也發生爆震。此時基準燃料中異辛烷的百分比,就是被標定汽油的標號。比如95號汽油,就是與含95%異辛烷的基準燃料具有相同的爆震溫度。

汽油標號越高,發生爆震溫度越高,也就是抗爆性越好。

這里順便明確兩個概念:

第一,不同標號的汽油只是抗爆性不同,與品質無關,盡管煉制更高標號汽油的成本確實比低標號高。

第二,汽油標號並不等於汽油中含有對應比例的異辛烷,而只是表明與含有該比例異辛烷的基準燃料具有相同抗爆性能。很多時候煉油廠煉制高標號汽油是通過添加抗爆劑而不是真的提高異辛烷的比例。

汽油標號與壓縮比

我們終於可以把汽油標號跟壓縮比聯系起來了。那就是:越高壓縮比就要用越高標號的汽油。

通常來說,壓縮比在8.0-8.5之間應選用90-93號汽油;壓縮比在8.5-9.0之間應選93-95號汽油;壓縮比在9.5-10.0之間應選用95-97號汽油。

由於爆震的發生跟空燃比和火花塞點火角等因素有關,所以通過稍微向後調整火花塞的點火提前角,增大(汽油降溫)或減小(稀薄燃燒)噴油量改變空燃比等方式可以一定程度上降低爆震的發生,降低燃油標號。因此現在的汽車,基本上10以下的壓縮比的常見自然吸氣發動機都可以用93/92號汽油。

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