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汽油标号
汽油标号有7种,分别是90号、93号、97号、89号、92号、95号、98号。在其中,98号汽油是型号最大的,也是价钱最大的,又被称作皇室车用汽油。
汽油标号:是实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。
标号越高,抗爆性能就越强。标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。
并不是标号越高越好,要根据发动机压缩比合理选择汽油标号。
95号汽油的密度是0.kg/L,而92号汽油的密度是0.kg/L。也就是说,同样是一升汽油,95号汽油比92号汽油重了0.kg。汽油的能量密度大约在12~17MJ/kg之间,我们以15MJ/kg计算,0.kg汽油燃烧后可以释放出0.18MJ的能量。
标准汽油是由异辛烷和正庚烷组成。异辛烷的抗爆性好,其辛烷值定为;正庚烷的抗爆性差,在汽油机上容易发生爆震,其辛烷值定为0。如果汽油的标号为90,则表示该标号的汽油与含异辛烷90%、正庚烷10%的标准汽油具有相同的抗爆性。
汽车选择汽油标号的首要标准就是发动机的压缩比,也是当代汽车的核心节能指标。
引擎的运行是由气缸的“吸气--压缩--燃烧--排气--吸气”这样周而复始的运动所组成,活塞在行程的最远点和最近点时的气缸体积之比就是压缩比。降低油耗的成本最低效果最好的方法就是提高发动机的压缩比。提高压缩比只是改变活塞行程,混合油气压缩得越厉害,它燃烧的反作用也越大,燃烧越充分。但压缩比不是轻易能动的,因为得有另一个指标配合,即汽油的抗爆性指标,亦称辛烷值,即汽油标号。
一般认为,活塞在行程的上止点后10度左右,燃烧产生最大压力时,推动活塞的力度最大。
比如0转的时候,燃烧过程相当于曲轴转角的20度,就是说提前10度点火,引擎最有力。而到了转,活塞运动得快了,燃烧过程就相当于曲轴转角的60度了,就需要提前50度点火,就这样随转速的提高,点火是越来越提前。最终会达到一个转速,还没点火油气就烧起来了,这就是爆震。
汽油的标号决定了爆震点的早晚,其实也就是决定了引擎的功率大小。燃油的抗爆震性能随它的组成而异。燃油的抗爆震性越高,发动机的压缩比也可能高些,发动机的经济性和动力性都会得到提高。
确定燃油的抗爆震性是很困难的,因为燃油的抗爆震性不仅取决于燃油的性质,还随发动机的型式、空燃比、冷却水温、进气温度、点火提前角、气门定时等而变化。
压缩比
压缩比就是汽缸压缩前的体积与压缩之后的油气混合气体体积的一个比值,详细一点说就是汽缸内活塞处在下止点时汽缸的最大容积与活塞处于上止点时汽缸容积的比值。
我们知道目前发动机都是四冲程的形式,分为进气、压缩、做功、排气四个步骤,其中进气和做工是活塞处于下止点的位置,而压缩和排气是活塞处于上止点的位置。我们举例说明,例如活塞处于下止点时汽缸容积为10,而活塞处于上止点时被压缩混合物的体积为1,那么发动机压缩比就是10。
如果发动机的压缩比越大,则意味着油气混合物被压缩的压力越大,温度也相对越高,混合物当中的汽油则汽化的更加完全,更易于燃烧,当完全压缩之后火花塞点火的刹那能够极短的时间内释放出更多的能量,而这些燃烧产生的能量则通过活塞、曲轴等机构成最终传递到车轮,成为车辆前进的动力。而如果压缩比较低的发动机,汽油分子汽化没有那么完全,因此火花塞点火之后燃烧速度相对较慢,那么势必一部分能量会转化成热能,造成发动机温度上升,而并非完全转化为车辆的动能,所以可以说在汽缸体积相同的情况下,压缩比高则意味着更大的动力输出。
压缩比与汽油的关系
汽油的抗爆性,也就是汽油抵抗爆燃的能力,为什么会产生爆燃?因为油气混合物注入汽缸之后,活塞向上运动,油气混合物被压缩,而当压力升高时温度也会急剧上升,这是中学物理课上的一个基础知识点,而如果此时汽油的抗爆性达不到要求,则会在火花塞点火之前就已经开始燃烧,从而形成爆燃,也就是我们平时常说的“爆震”。
『高压缩比设定,比较容易引起爆震,因此需要使用高辛烷值的燃油避免爆震』
那么爆燃对发动机有什么影响?很明显,压缩过程中活塞是向上止点运动,有一个向上的力,而如果此时发生爆燃则会产生一个向下的力,那么两个力相互作用在活塞上,势必会对活塞杆、气门、汽缸壁、曲轴等部件都会造成损伤,对发动机是非常不利的。
所以我们说选择什么标号的汽油是要根据发动机的压缩比来决定,压缩比越高也就要选择更高标号的汽油,因为其抗爆性更好,可以承受更高的汽缸压力,可以避免发生爆燃的现象。
那么多大的压缩比应该选择什么标号的汽油呢?通常来说压缩比在7.5~8.0之间的发动机应选用90~93号汽油;压缩比在8.0~8.5之间应选用90~93号汽油;压缩比在8.5~9.0之间应选93~95号汽油;压缩比在9.5~10.0之间应选用95~97号汽油,而这些相关数据在每辆车的说明书上都会很清楚的注明,新车买到手里大家一定要仔细阅读说明书。
ECU电控发动机点火原理
一、ECU
ECU是ElecmalControlUnit的缩写,即电子控制单元,也可以叫“行车电脑”。电控单元(ECU)是发动机的综合控制装置。它的功用是根据自身存储的程序对发动机各传感器输入的各种信息进行运算、处理、判断、然后输出指令,控制有关执行器动作,达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。
汽车电控单元ECU由输入回路、A/D转换器、微型计算机、输出回路四部分构成。
1、输入回路。
从传感器来的信号,首先进入输入回路。在输入回路里,对输入信号进行预处理,一般是去除杂波和把正弦变为矩形波后,在转换成电压信号。
2、A/D转换器(模拟/数字转换器)。
从传感器送出的信号有相当一部分是模拟信号,经输入回路处理后,虽已变成相应的电压信号,但这些信号微机还不能直接处理,需经过相应的A/D转换器,将其模拟信号转换成数字信号后再输入微机。
3、微型计算机。
微机是发动机电子控制的中心,它能根据需要把各种传感器送来的信号,用内存程序和数据进行运算处理,并把处理结果送往输出回路。
4、输出回路。
它是微机与执行器之间建立联系的一部分装置,它将微机发出的指令转变成控制信号来驱动执行器工作。输出回路一般起着控制信号的生成和放大等功能。
自诊断功能:ECU一般都具备故障自诊断和保护功能,当系统产生故障时,它还能在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转。同时这些故障信息会显示在仪表盘上并保持不灭,可以使车主及时发现问题并将车能开到修理店。
自适应功能:正常情况下,RAM也会不停地记录汽车行驶中的数据,是成为ECU的学习程序,为适应车主的驾驶习惯提供最佳的控制状态,这个程序也叫自适应程序。
网络系统:在一些中高级车上,不但在发动机上应用ECU,在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统等都配置有各自的ECU。随着车用电子化自动化的提高,ECU将会日益增多,线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本,车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术,将整车的ECU形成一个网络系统,也就是CAN数据总线。
ECU控制点火,ECU需要解决三个问题:
1.ECU需要计算发动机在不同工况、转速时的最佳点火时间(点火提前角);
2.ECU需要知道在某一时刻应该给哪一缸点火的问题(点火次序);
3.ECU控制产生高压火;
二、与点火有关的传感器
1.曲轴转速转角传感器、曲轴位置传感器(上止点传感器)
ECU检测发动机转速计算点火提前角,检测曲轴转过的角度确定点火时刻。不同资料称呼不同,应该从传感器起到的作用对此定义。不管此传感器为磁脉冲式、霍尔式或光电式,如果产生的信号频率一致(磁脉冲传感器的信号凸齿间隔相同或霍尔、光电传感器缺口大小相同),此传感器只具有检测转速、转角功能,应称谓转速转角传感器。如果信号凸齿间隔不相同,此传感器具有检测上止点的功能,应称谓曲轴位置传感器。有的车型一个传感器即可实现上述功能如桑塔纳、捷达、帕萨特等。
有的车型用2个传感器实现以上功能,如日产风度。通用公司有些车型根据曲轴位置传感器的设计不同,曲轴旋转°,曲轴位置传感器产生几个不同的信号,ECU只需要转过一定的角度而不是°,ECU便可以判断出某缸上止点位置,此种设计称为快速起动装置。
2.凸轮轴位置传感器(判缸传感器)
判缸信号,检测1缸压缩行程上止点,确定点火次序、喷油次序、爆震控制。注意:如果ECU收到的曲轴位置信号与凸轮轴位置信号对应关系不正确(配气相位错误),ECU将记录凸轮轴位置传感器故障。
3.爆震传感器
点火时间反馈信号,修正点火时间,使其达到最佳点火时刻。
三、点火次序的确定
1.对于有分电器的ECU点火发动机只需要得到曲轴位置信号(上止点信号)。ECU得到上止点信号作为点火基准信号,此信号在活塞到达上止点之前某个角度。ECU根据最佳点火提前角然后开始记算曲轴转过的角度(从得到上止点信号开始),ECU确定点火时刻。ECU不需要确定哪一缸到达压缩行程上止点,ECU控制点火以后,由分火头适时传递。
此分火头与传统分电器分火头不一样,它的分火头更宽,保正高压火能准确传到分缸缸线(解决了点火提前的问题)。
2.对于双缸同时点火(以4缸为例)
不同标号汽油不同转速下(不同扭矩)点火提前角的标定
现实中汽油在发动机里是缓慢燃烧的,这个慢只是相对于爆炸来说的,实际上它仍然快到我们来不及观察。在进气冲程,汽油随着空气一起进入气缸,然后就开始蒸发、混合,最终与空气形成了可以燃烧的混合气体。
火花塞点火的时候电极之间会产生一道电弧,电弧的高温会把它附近的混合气先点燃,产生一个小火苗,这个小火苗再继续引燃其他混合气,所以在慢镜头下你可以看到火焰是逐步向外扩散的。这样燃烧压力释放均匀,不至于损坏发动机。
但有些情况下混合气体并不会按照人们预想的那样平稳燃烧。
极端情况下这些先燃烧的火焰会导致燃烧室里温度和压力骤然升高,甚至超过汽油自燃温度,这时候剩余的混合气体就会在瞬间同时燃烧,就像爆炸一样瞬间释放能量,这就叫爆震。
爆震会对发动机产生巨大的冲击,属于不正常燃烧,是发动机必须避免的。
点火提前角
内燃机的知识:压缩冲程活塞向上移动,压缩混合气体。等活塞到达上止点后火花塞点火,将混合气体引燃,燃烧产生的压力推动活塞向下做功。
而现实中火花塞并不会等活塞到达上止点才点火。原因很简单:混合气从火花塞点火到完全燃烧是需要时间的,如果等活塞到达上止点再点火,那么等火焰达到最大燃烧程度时活塞已经向下移动一段距离了,燃烧室的体积增加、压力降低,就无法充分利用燃烧的膨胀力量了,因此输出扭矩就会减小。
可以举个形象的例子:荡秋千。小朋友坐在秋千上,你在后面推他。肯定是秋千荡到最高点时你开始发力去推效果最好。如果秋千已经从最高点开始向下运动了一段距离了你才发力去推,那效果肯定会变差。
所以为了让活塞开始下行的时候混合气刚好能达到最剧烈的燃烧,就需要让火花塞在活塞还没到上止点的时候就开始点火,只要把这个时间把握好,就能保证活塞刚开始下行时混合气刚好达到最剧烈的燃烧,从而充分利用燃烧的能量,提高动力。而火花塞提前点火时曲轴距离上止点的角度就叫做点火提前角。
点火提前角与爆震(存疑)
虽然提前点火可以提高动力,但同时也会增加爆震的风险。因为提前点火是在压缩冲程末端进行的,此时活塞正在压缩混合气体,燃烧室的压力和温度已经在逐步升高了,火花塞再参与进来把一部分混合气体点燃,燃烧室里的温度和压力就会剧增,这就会增加混合气同时燃烧的风险,也就是爆震的风险。
所以点火提前角是个很矛盾的存在:点火提前角大了有利于提升动力,降低油耗,但容易引起爆震。点火提前角小了不容易爆震,但动力下降,油耗升高。发动机控制系统就是在爆震和动力之间不断探索、折中,最终找到恰当的点火角,使发动机工作在爆震的边缘,这样就可以最大限度提升动力。
汽油标号点火提前角的关系
汽油标号越高代表这种汽油越不容易爆震,比如相同条件下98号汽油的抗爆震能力比95号汽油强,而95号汽油又比92号汽油强。
结论:汽油标号越高,发动机就越能够提高点火提前角从而获得更强的动力输出。比如某发动机电脑计算出来需要提前45度点火可以获得更大的扭矩,但用92号汽油的话,不幸发生爆震了,发动机的爆震传感器监测到爆震后电脑不得已只能把点火提前角降低到30度,虽然爆震消除了,但发动机动力也下降了。
而换成95号汽油的话电脑再次把点火提前角设定为45度就不会发生爆震了,于是司机就感觉95号汽油动力更好,而且还更省油。
是不是汽油标号越高,动力越好,且越省油呢?
虽然理论上是这样,但实际上并不一定,主要看厂家的对发动机的标定。
比如某厂家某款发动机非常注重性能,所以压缩比设计的比较大,点火提前角也特别激进,为了保证性能就会建议用户优先使用高标号汽油,比如95号。但有厂家又担心发动机太挑食也会损失一些对性能不是那么敏感的用户。于是厂家就在电脑程序里设定了很宽的点火提前角区间,发动机工作时先按高标号汽油的指标去控制点火提前角,如果发现爆震了说明用户加的是低标号汽油,这时候电脑就会以低标号汽油的性能去控制点火提前角,发动机一样能正常工作,只是性能稍微下降一些。对于这些车来说,加高标号汽油肯定动力更好,理论上油耗也会更低。
但有些车本身的定位就是侧重经济性的,厂家压根就没想过让用户去加高标号汽油,所以在控制程序里根本就没有与高标号汽油适配的程序,所以你用92号油的时候点火提前角最大可以到35度,用95号油的时候理论上点火提前角增加到45度也不会爆震,但电脑只增加到35度就不增加了,这样一来就无法发挥出高标号汽油的性能了,所以你就感觉不到动力和油耗的改变了。
不过现实中情况会略有偏差,因为有些发动机使用一段时间后多多少少可能会出点问题,比如燃烧室积碳、散热不好,这就会导致发动机即便按原厂程序去控制也更容易出现爆震,电脑为了避免爆震就只能继续降低点火提前角,这就是老车动力下降、油耗升高的一部分原因。这时候你要用高标号汽油的话其高抗爆震性能反而抵消了发动机老化带来的影响,使发动机能重新使用更大的点火提前角,于是你就能明显感觉到动力和油耗的改善了。
95号汽油的密度是0.kg/L,而92号汽油的密度是0.kg/L。也就是说,同样是一升汽油,95号汽油比92号汽油重了0.kg。汽油的能量密度大约在12~17MJ/kg之间,我们以15MJ/kg计算,0.kg汽油燃烧后可以释放出0.18MJ的能量。
发动机在工作时,喷油量都是以体积来计算的。发动机控制单元根据各传感器传输的信号,通过内部储存的程序,计算得出相应的喷油量,然后控制喷油器的开启时间(也就是我们俗称的喷油脉宽),向发动机中喷入一定体积的燃油。
请注意:不论发动机使用什么标号的燃油,喷油器开启的时间都是一样的,喷入的燃油体积都是一样的。所以,在发动机热效率相同的情况下,同样燃烧一升汽油,使用95号汽油就可以比使用92号汽油多释放出0.18MJ的能量,这些能量用于做功,发动机当然就显得更有劲了。
在发动机中的燃烧过程。汽油进入发动机气缸中与空气混合成可燃混合气,被活塞压缩后,在接近活塞上止点位置前某一个角度时,火花塞跳火,点燃可燃混合气,然后汽油发火燃烧。整个燃烧过程可以分为诱导期(滞燃期、着火落后期)、急燃期(显著燃烧期)和补燃期(后燃期)三个阶段。
点火提前角影响的是燃烧的诱导期(滞燃期、着火落后期)出现的时刻,也就是电火花出现的时刻,进而影响气缸内最高压力出现的时刻。一般说来,点火提前角越大,气缸内最高压力出现的时刻越早,发动机输出的扭矩就会越大。但是受汽油抗爆性的影响,点火提前角过大就会引发汽油爆震燃烧,反而会降低动力。所以,发动机都有一个最佳点火提前角,这个角度发动机既可以输出最佳动力,又能控制爆震燃烧。
早期的分电器点火发动机,需要人工手动调节点火提前角的大小,以适应不同标号的汽油和发动机工况。现在的汽车都是电子控制点火,点火提前角由发动机控制单元控制,并且可以根据汽油标号和发动机工况智能改变,控制过程更加灵敏、及时,发动机基本都处于最佳点火提前角状态。
汽油标号不同,抗爆性是不同的,标号越高,抗爆性越好。也就是说,标号越高的汽油,可以接受更大的点火提前角,发动机的动力就会更好一些。所以,使用95号汽油,发动机的点火提前角比使用92号汽油更大,发动机动力也就更足。
此外,汽油标号越高,燃烧速度越慢。这样就会导致汽油在发动机气缸中燃烧时,高标号的汽油燃烧过程更长,最高压力持续的时间更长,推动活塞向下持续时间更长,发动机输出的扭矩也就略大一些。这就好像你推一个物体,你只推一下,与持续推它,物体获得的动能当然是不同的。这也是使用高标号汽油动力更强的原因之一。
发动机点火提前角标定
发动机(汽油机)工作时,点火时刻对发动机的工作性能有很大的影响。提前点火就是活塞到达压缩上止点之前火花塞跳火,点燃燃烧室内的可燃混合气。从点火时刻起到活塞到达压缩上止点,这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。能使发动机获得最佳动力性、经济性和最佳排放时的点火提前角称为最佳点火提前角。
当汽油机保持节气门开度、转速以及混合气浓度一定时,汽油机功率和耗油率随点火提前角的改变而变化。对应于发动机每一工况都存在一个最佳点火提前角。
适当点火提前角,可使发动机每循环所做的机械功最多(曲线阴影部分)
点火提前角过大,易爆燃;
点火提前角过小,排气温度升高,功率降低。
佳点火提前角
混合气从点燃、燃烧到烧完有一个时间过程,最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程。这样效率最高,振动最小,温度升高最低。为使发动机气缸内的燃烧最高压力出现在压缩终了上止点后10度~15度使混合气的燃烧功率达到最大,就必须在压缩终了前的某个适当时刻点火。
理论上最小点火提前角为0度,但为了防止在做功行程才点燃混合气(这样会造成动力的损失)往往设为5度以上,这也是启动转速所需要的角度。最大点火提前角也不能太大,一般不能超过60度,否则振动和温升问题将凸显,效率也将下降。实际上曲轴结构的转速是受限的。
最佳点火提前角主要与发动机转速、负荷、燃料种类(如汽油牌号)以及其他的影响因素有关。
1.发动机节气门一定时,随着转速的提高,需要增大点火提前角,但当转速达到一定值后,最佳点火提前角增大的幅度减缓,并不是保持同样的增大速度。
2.发动机转速一定时,随着负荷的增加,节气门开度增大,需要适当减小点火提前角,相反发动机负荷减小时,点火提前角应适当增大。
3.燃料种类:不同的汽油牌号其辛烷值不同,辛烷值表征汽油的抗暴性能,使用辛烷值较高即抗爆性较好的汽油时,应增大点火提前角。
4.其他因素:发动机中一些其他的因素会影响混合气的燃烧速度,这些因素都会对点火提前角产生一定的影响,如燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度等。
电子控制点火系统
电子控制点火系统通过各种传感器信号感知多种因素对点火提前角的影响,使发动机在转速和负荷发生变化时获得最佳的点火提前角,与机械式和真空式点火提前角调整装置相比,电子控制点火系统更为精确,是点火系统发展的一次飞跃。
电子控制点火系统从起动工况和正常工况对点火提前角进行控制,下面是点火提前角的控制方法:
1、起动工况控制
起动工况时,进气管绝对压力传感器信号或空气流量计信号不稳定,ECU无法正确计算点火提前角,一般将点火时刻固定在设定的初始点火提前角。当ECU检测到发动机处于起动工况时,就按预置的初始点火提前角控制各缸点火,此时利用的控制信号是发动机转速信号(Ne信号)和起动开关信号(STA信号)。初始点火提前角的设定根据发动机而异,一般为压缩上止点前10度曲轴转角左右。
2、发动机正常运行工况
怠速运转
ECU根据节气门位置传感器信号(IDL信号)、发动机转速传感器信号(Ne信号)和空调开关信号(A/C信号)确定基本点火提前角。
怠速以外工况
ECU根据发动机的转速和负荷(单位转数的进气量或基本喷油量)确定基本点火提前角,并根据实际传感器测得的信号对点火提前角进行修正,主要包括暖机修正、过热修正、怠速稳定修正、空燃比反馈修正等。
ECU会根据传感器测得的参数值对点火提前角实时控制,并通过设置点火提前角限值调整功能,限制实际点火提前角不超过设定的允许值。
初始点火提前角与基本点火提前角的标定
定义:从点火开始到活塞到达压缩上止点的曲轴转角称为点火提前角。
影响点火提前角的主要原因
点火提前角与转速、负荷、水温、进气温度、爆震、空调、起动开关有关,转速是影响点火提前角的最主要因素。随着转速的增加,绕同一个角度的时间变短,只有更大的提前角才能得到相应的提前角时间。
发动机转速:随着转速的增加,点火提前角增加。采用电控点火系统,接近理想点火提前角。
发动机负荷:歧管压力高(低真空度高负荷),点火提前角小,反之点火提前角大。电控点火(ESA)系统可以使发动机的实际点火提前角接近理想点火提前角。
燃料性能:汽油辛烷值越高,抗爆性能越好,点火提前角越大。
其他因素:燃烧室形状、燃烧室温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。
实际点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+校正点火提前角(或滞后角)
理论上最小点火提前角是0度,但为了在工作过程中不点燃混合气,往往要大于5度,这也是提高速度需要的角度。最大点火提前角不应太大。一般不能超过60度。否则会加重振动和温升问题,降低效率。事实上,曲轴结构的转速是有限的。
初始点火提前角:
为了控制点火周期,电子控制单元根据上止点位置确定点火提前角。在一些微电子控制的点火系统中,有些发动机电控单元将G1或G2信号出现后第一个Ne信号的过零点作为压缩上止点的前10,这个角度作为点火正时计算的参考点,称为初始点火提前角,其大小因发动机而异。
没有提前角装置,没有不受控制的点火角,这是初始调整值。
基本点火提前角:
当发动机正常运转时,电子控制单元根据怠速和非怠速确定基本点火提前角。
视情况而定,加载角度,速度和内存映射。
校正点火提前角:
其他因素将进一步优化。有修正:水温和大气温度修正,稳定怠速修正;氧反馈校正;爆震校正;过载校正;热身修正。
1)暖机修正——发动机冷启动后,当冷却水温度较低时,应增加点火提前角。
2)过热修正——发动机正常运转(怠速触点断开)冷却水温度过高时,应延迟点火提前角,以免爆震。
3)空燃比反馈修正——装有氧传感器的电控汽油喷射系统,其电控单元根据氧传感器的反馈信号修正空燃比。
4)怠速稳定性校正——发动机怠速运转时,发动机转速因负荷变化而变化,电控单元调整点火提前角。(当发动机实际转速高于目标转速时,减小点火提前角;反之,则变大)
5)爆震修正——判断是否有爆震以及爆震的强度。如果最大信号值大于参考值,说明有爆燃,ECU延迟点火时间。
最佳点火提前角的确定
1.当发动机启动时,电子控制单元不调整最佳点火提前角,而是基于发动机转速信号(Ne)。
启动开关信号(STA)和一定的点火提前角。
2.起动后的最佳点火提前角控制
最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角+修正点火提前角。
常燃烧与爆燃的比较
爆燃时,缸内压力曲线出现高频大幅度波动(锯齿波),同时发动机会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,凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面(如排气门头部、火花塞绝缘体或零件表面炽热的沉淀物等)点燃混合汽的现象统称表面点火。正常燃烧与爆燃的比较如图7所示。
早燃是指在火花塞点火之前,炽热表面点燃混合汽的现象。由于它提前点火而且热点表面比火花大,使燃烧速率快,汽缸压力、温度增高,发动机工作粗暴,并且由于压缩功增大,向缸壁传热增加,致使功率下降,火花塞、活塞等零件过热。
早燃会诱发爆燃,爆燃又会让更多的炽热表面温度升高,促使更剧烈的表面点火,两者互相促进,危害可能更大。
与爆燃不同,表面点火一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合汽所致,没有压力冲击波,敲缸声比较沉闷,主要是由活塞、连杆、曲轴等运动部件受到冲击负荷产生振动而造成。
因此,现代车辆的汽油发动机的点火提前角是根据发动机的负荷、功率、混合汽浓度、温度等各项数据得出的最佳点火提前角,如果点火提前角不正确,则容易导致发动机出现爆震或动力严重下降。为了避免燃油品质不良或燃油标号过低、以及汽缸内积炭过多导致的爆震情况的发生,发动机控制单元会根据爆震传感器的信号来判断是否有爆震发生,从而起到保护发动机机械的作用。
在一些特殊情况下,发动机控制单元也会根据发动机的工作状况,做出对点火提前角的调整,以控制发动机保持在特殊情况下的工作。比如,当出现发动机输出功率、扭矩超出发动机的功率、扭矩需求时,控制单元除了对燃油喷射量进行调整外,还会推迟点火时刻来降低扭矩的输出。有时候,这种调整是为了发动机的扭矩输出更加平滑,如踩下离合器踏板时,为了离合器结合时动力输出的平顺性,控制单元往往要做出减少喷油量、推迟点火时刻的控制。但这种调整有时候受制于发动机电脑的控制逻辑,有时候不一定非常的合理。