原因
早燃是一種發動機的常見的反常現象。造成這種反常現象的主要原因是,發動機在重負荷下工作過久或因某種原因而造成溫度過髙,使燃燒室內火花塞兩電極、排氣門頂部、活塞頂部的炭渣,以及燃燒室內的某些尖凸之處受熱過高,散熱不良而形成“熱點”,造成了火源。這種火源起了與電火火花相似的作用,不過點燃的時刻毫無規律,無法控制。如果早燃的時間比正常點火時間提前不多,那么發動機的反常現象就不很顯著。如果早燃的時間比正常點火時間提前很多,就能使發動機的功率顯著下降,發動機件期損壞。早燃嚴重時,能在汽化器處放炮,甚至使機器不能工作。
特徵
早燃的特徵是功率下降,發動機工作不穩定且有敲缸聲(較為沉悶),並有過熱現象。功率下降是因為燃燒最高壓力出現在循環的不適當時刻,在壓縮時又消耗了較多的功。同時,因為這時燃燒是在散熱面積較大的情況下進行的,因而使傳給冷卻水的熱量增加,發動機於是就過熱。早燃所產生的壓力升高會增加機件的負荷,使它們加速磨損。使用經驗表明,不很嚴重的早燃,往往表現在停止火花塞點火後,發動機仍繼續著火運轉。
早燃在外表特徵上和爆燃是有些相似的,但它們的性質和產生的原因卻完全不同。早燃產生在火花塞跳火之前,且無衝擊波產生;爆燃是在燃燒後期才產生的,且有衝擊波產生。早燃時混合氣的燃燒速度仍然是正常的,而爆燃時的燃燒速度卻超過正常值許多倍。
爆燃時由於發動機過熱而可能引起混合氣的早燃,所以爆燃和早燃可以在發動機內同時發生。
判斷方法
判斷早燃和的方法是:如果發動機在重負荷下工作時,發出一種金屬的敲擊聲,電門(點火開關)關閉後機器仍然自轉,就可斷定這是早燃。如果發動機響聲頻起,這時把點火時間延遲一些,響聲便減輕或停止,就可斷定這是爆燃。或當響聲頻起時,使混合氣變濃些,或用酒精或苯代替汽油使用時,響聲立即消失,這也是爆燃。
多缸發動機爆燃,常在各缸同時出現,而早燃則多限於某些個彆氣缸。所以當早燃發生時,發動機就振動不穩,甚至搖擺。而爆燃則常呈現平均的振動狀態。再是,早燃發生時的敲擊聲比較鈍弱,損害也較輕微,但機器馬力下降較爆燃嚴重。
早燃與爆燃區別
早燃和爆燃兩者都是燃燒室內排氣門或積炭嚴重處,處於高溫熾熱狀態引起的,產生的危害都比較大。最大區別有兩點:(1)爆燃是表面自燃著火,是在火花塞點火燃燒混合氣之後產生的。這就是說,過氧化物產生在做功行程,使自燃時刻滯後於點火提前角。早燃也是表面處於高溫熾熱狀態,但它是在火花塞點火之前引起自燃的。早燃產生在壓縮行程,早燃比點火提前角大。(2)早燃和爆燃產生的金屬敲擊聲音不同。早燃產生的金屬敲擊聲較沉悶。爆燃產生的金屬敲擊聲尖銳。(3)區別的方法是:切斷點火時,發動機就立即熄火,說明此時的不正常燃燒產生的現象是爆燃;關了點火開關後,發動機仍運轉,說明此時發動機的不正常燃燒產生的現象是早燃。
解決方案
(1)最佳化氣道
增壓發動機因為進氣壓力和進氣量比自然吸氣發動機要高出很多,所以在混合氣的形成上與自然吸氣發動機有很大不同,增壓發動機進氣道的設計要考慮到滾流比的大小,滾流比可以增加混合氣在氣缸內的混合強度,提高燃燒速度。如圖2、圖3所示分別為原機進氣道和最佳化後的氣道方案。
(2)最佳化燃燒室
最佳化燃燒室是在最佳化氣道的基礎上,加上擠氣面,擠氣面如圖10所示。
擠氣面可以提高混合氣的燃燒速度,提高燃燒效率, 原擠氣面位置的火焰傳播形式得到改變,火焰傳播距離相對縮短,燃燒更加完全,燃燒後整個氣缸內的溫度會較以前相對降低一些;而擠氣面加工在進排氣兩側,特別是排氣側的擠氣面,會減少排氣階段殘餘廢氣的殘留,氣缸內的殘餘廢氣也會相應減少,對發動機下一個工況的燃燒有好處。