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浅析发动机点火正时及其影响
作者: 熊荣华 来源: 汽车维修与保养 日期: 2016年7月刊

问:熊老师您好!您在“专家门诊”栏目中多次提到,影响发动机性能的三个主要因素是压缩比、混合比、点火正时。但是,我有一个疑惑,点火只要火力强劲就可以,现在正时在出厂时都固定好了,那么,点火正时对诊断故障还重要吗?怎样检查点火正时呢?(山东读者:钱进)
答:看来你对点火正时还存在认识不足。要知道,发动机的点火正时非常重要。不准确的点火正时会影响发动机性能,轻则发动机功率下降,重则会导致发动机爆燃,进而损伤发动机。虽然现在很多车,点火正时无法调整,但是,在更换正时皮带或正时链条时,如果记号不对,就会直接影响点火正时。至于检查点火正时的方法,除使用点火正时枪外,还可以利用诊断仪的数据流功能进行检查。
 
点火正时不是点火火力强劲就可以了,火花塞点火也不是在汽缸活塞压缩末的时刻。道理很简单,从火花塞点火到汽缸里的混合汽完全燃烧需要一段时间,虽然这段时间极短,但是由于发动机转速很高,即使在这个极短的时间内,曲轴仍然可以旋转较大的角度,活塞也就运动了一段距离。假设当活塞运动到上止点的时候火花塞开始点火,我们来看看会出现什么情况。当混合汽开始燃烧的时候,活塞已经开始向下止点运动了。这样汽缸的容积变大,混合汽燃烧后的压力就减小了,导致发动机的功率降低。所以火花塞应该在活塞运动到上止点之前就提前点火,当活塞运动到上止点的时候混合汽开始燃烧,这样混合汽刚燃烧时汽缸的容积最小,压力最大,能量的利用可达到最大限度,发动机的功率也就提高了。火花塞点火到活塞运动到上止点时的这段时间内,曲轴所转过的角度称之为点火提前角,也就是从火花塞点火开始到活塞运动到上止点为止曲轴所旋转过的角度。
 
既然我们已经确定了发动机点火提前角,那么准确的点火正时实际上就是准确的点火提前角。当点火提前角过早或过晚会出现什么情况呢?
 
所谓的点火提前角过早就是火花塞的点火时刻过早。这时当汽缸内混合汽已经完全燃烧时,活塞还在继续向上止点运动。但是此时汽缸内的压力已经达到了最大值,必然会对活塞在其运动的相反方向施加一个压力,这样发动机的功效就会减弱,发动机的功率也就随之降低。最重要的是这时由于活塞上出现了一对相反的作用力,容易出现爆震甚至会产生反转现象,白白损失了功率。
 
再看点火提前角过晚,就是火花塞的点火时刻晚。当汽缸的混合汽完全燃烧时,活塞已经运动过了上止点,正在向下止点运动。这种情况类似于没有点火提前角的情况,导致的结果便是发动机的功率大幅减小、动力大幅降低。
 
我们需要设置一个最佳的点火提前角,以保证发动机随时都可以充分产生最大功效,避免发动机功率的流失。那么什么时候点火才是最佳时刻呢?从上面的分析可以看出,点火后,发动机处于爆燃与非爆燃的临界点时才是最佳的。每个发动机的这个最佳点火提前角并不是一个固定值,它随着很多因素而改变。这些因素主要包括发动机的转速、发动机的负荷以及所加入汽油的辛烷值。
 
当发动机节气门的开启角度不变时,也就是当发动机处于同一种负荷的状态,此时发动机 转 速 越快,曲轴在单位时间转过的角度就越大,所以就应该增加点火提前角,否则混合汽的燃烧过程就会延续到活塞的做功行程中。所以,点火提前角应该随着发动机转速的升高而增大。但是这并不是一种线性的增长关系,因为当发动机转速达到一定值时,发动机的温度和压力都会提高,混合汽的燃烧速度会加快,点火提前角的增速变缓。
 
发动机转速一定时,随着节气门的开口角度增大,发动机负荷增加,进气管中的流速增快,汽缸内单位时间吸入的混合汽体也增多。在压缩行程,活塞运动到上止点时燃烧室的压力增大,同时由于进气流速的增快,汽缸内的废气减少。此时混合汽的燃烧速度增快,这就需要减小点火提前角。反之,发动机负荷减小时,点火提前角应相应增大。
 
相同压缩比发动机的点火提前角还与所燃烧汽油的辛烷值有关系。由于高辛烷值汽油可以适应高压缩比发动机,具有较高抗爆性,所以在相同压缩比的发动机中,高辛烷值汽油要比低辛烷值汽油燃烧速度慢,所以同样要增加点火提前角。
 
了解了这些因素以后,如何实现最佳点火正时呢?也就是说如何让点火时刻恰好在爆燃与不爆燃的临界点呢?这是发动机电脑的工作内容。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:jack)

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