再说点火系统之前,先要了解发动机气缸的工作冲程:以缸内直喷为例,空气经节气门流入进气管再由各歧管分流到各个气缸,空气进入气缸与直接喷入燃烧室的燃油混合,形成一定比例的混合气,进气冲程完成时,活塞运行到下止点。压缩冲程是指活塞从上止点上行道上止点过程中,按照预定的压缩比将混合气进行压缩,点火的程序是在压缩过程完成。
设想如果在压缩终点或稍延后时间进行点火,活塞下行的趋势会让燃烧室的压力变小,此时点火,混合气燃烧膨胀做功会损失很多,所以点火要在活塞下行之前进行。
点火提前时间以曲轴转角而定,所以引入“点火提前角”这一概念术语。点火时间不能滞后同样也不能提前太多,点火提前角过大,活塞还在向上止点移动时,气缸内压力已达到很大数值,这时气体压力作用的方向与活塞运动方向相反,此时有效功减小,发动机功率下降。
燃烧室内的最高压力出现在压缩终止后曲轴转角10~15度左右。对于每一种不同的工况,提前角不同,因为发动机转速不同,上下止点的运行时间极短,所以控制恰好的点火时间是提高发动机做功关键而又谨慎的工作。
控制点火时间需要考虑以下因素:
1、缸内压力越高,火焰传播越迅速,点火提前角要越小;
2、汽油辛烷值,也就是汽油牌号,越高抗爆震能力越强,可以适当增加点火提前角;
3、空燃比过大或者过小,燃烧都会减慢,需增加点火提前角。节气门是控制进气量大小,所以节气门开度与点火提前角有很大联系。
总结:点火提前角是一个需要精确控制的参数,太大会引起缸内燃烧压力阻碍活塞上行,影响发动机正常运行甚至引起爆震,太小,会让缸内的膨胀压力损失很多。点火提前技术的应用,让内燃机效率有了更大的提升,内燃机能源节省更多。类似这样的技术出现,一定程度上可以提升内燃机产品在行业内的竞争力。