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汽油標號、點火提前角、動力、油耗:老司機都不一定懂的關係

汽油標號、點火提前角、動力、油耗,它們之間有著非常有趣的關係,只是這些知識相對深奧,普通人怕是接觸不到,甚至一些老司機都不一定說的清楚。而今天我們就要用最直白的語言和比喻,來給大家講清楚它們的關係,相信看完以後你會恍然大悟的。

汽油在發動機里燃燒的原理

家用車都是四衝程汽油機,進氣、壓縮、做功、排氣。我們要說的重點就是做功。汽油是如何在氣缸里燃燒的。

有人說汽油在氣缸里燃燒就像爆炸一樣,咚一下就把能量釋放了。其實並不是,咚一下那叫爆炸,衝擊力太大了,發動機承受不起,會把發動機炸壞的。

現實中汽油在發動機里是緩慢燃燒的,這個慢只是相對於爆炸來說的,實際上它仍然快到我們來不及觀察。在進氣衝程,汽油隨著空氣一起進入氣缸,然後就開始蒸發、混合,最終與空氣形成了可以燃燒的混合氣體。

火星塞點火的時候電極之間會產生一道電弧,電弧的高溫會把它附近的混合氣先點燃,產生一個小火苗,這個小火苗再繼續引燃其他混合氣,所以在慢鏡頭下你可以看到火焰是逐步向外擴散的。這樣燃燒壓力釋放均勻,不至於損壞發動機。

爆震

但有些情況下混合氣體並不會按照人們預想的那樣平穩燃燒。

極端情況下這些先燃燒的火焰會導致燃燒室里溫度和壓力驟然升高,甚至超過汽油自燃溫度,這時候剩餘的混合氣體就會在瞬間同時燃燒,就像爆炸一樣瞬間釋放能量,這就叫爆震。

爆震會對發動機產生巨大的衝擊,屬於不正常燃燒,是發動機必須避免的。

點火提前角

初中物理課里就學過內燃機的知識:壓縮衝程活塞向上移動,壓縮混合氣體。等活塞到達上止點後火星塞點火,將混合氣體引燃,燃燒產生的壓力推動活塞向下做功。

而現實中火星塞並不會等活塞到達上止點才點火。為什麼呢?原因很簡單:混合氣從火星塞點火到完全燃燒是需要時間的,如果等活塞到達上止點再點火,那麼等火焰達到最大燃燒程度時活塞已經向下移動一段距離了,燃燒室的體積增加、壓力降低,就無法充分利用燃燒的膨脹力量了,因此輸出扭矩就會減小。

可以舉個形象的例子:盪鞦韆。小朋友坐在鞦韆上,你在後面推他。肯定是鞦韆盪到最高點時你開始發力去推效果最好。如果鞦韆已經從最高點開始向下運動了一段距離了你才發力去推,那效果肯定會變差。

所以為了讓活塞開始下行的時候混合氣剛好能達到最劇烈的燃燒,就需要讓火星塞在活塞還沒到上止點的時候就開始點火,只要把這個時間把握好,就能保證活塞剛開始下行時混合氣剛好達到最劇烈的燃燒,從而充分利用燃燒的能量,提高動力。而火星塞提前點火時曲軸距離上止點的角度就叫做點火提前角。

點火提前角與爆震

雖然提前點火可以提高動力,但同時也會增加爆震的風險。因為提前點火是在壓縮衝程末端進行的,此時活塞正在壓縮混合氣體,燃燒室的壓力和溫度已經在逐步升高了,火星塞再參與進來把一部分混合氣體點燃,燃燒室里的溫度和壓力就會劇增,這就會增加混合氣同時燃燒的風險,也就是爆震的風險。

所以點火提前角是個很矛盾的存在:點火提前角大了有利於提升動力,降低油耗,但容易引起爆震。點火提前角小了不容易爆震,但動力下降,油耗升高。發動機控制系統就是在爆震和動力之間不斷探索、折中,最終找到恰當的點火角,使發動機工作在爆震的邊緣,這樣就可以最大限度提升動力。

汽油標號點火提前角的關係

汽油標號越高代表這種汽油越不容易爆震,比如相同條件下98號汽油的抗爆震能力比95號汽油強,而95號汽油又比92號汽油強。

所以我們可以得出結論:汽油標號越高,發動機就越能夠提高點火提前角從而獲得更強的動力輸出。比如某發動機電腦計算出來需要提前45度點火可以獲得更大的扭矩,但用92號汽油的話很不幸發生爆震了,發動機的爆震傳感器監測到爆震後電腦不得已只能把點火提前角降低到30度,雖然爆震消除了,但發動機動力也下降了。

而換成95號汽油的話電腦再次把點火提前角設定為45度就不會發生爆震了,於是司機就感覺95號汽油動力更好,而且還更省油

是不是汽油標號越高,動力越好,且越省油呢?

雖然理論上是這樣,但實際上並不一定,主要看廠家的對發動機的標定。

比如某廠家某款發動機非常注重性能,所以壓縮比設計的比較大,點火提前角也特別激進,為了保證性能就會建議用戶優先使用高標號汽油,比如95號。但有廠家又擔心發動機太挑食也會損失一些對性能不是那麼敏感的用戶,畢竟95號油貴啊。於是廠家就在電腦程式里設定了很寬的點火提前角區間,發動機工作時先按高標號汽油的指標去控制點火提前角,如果發現爆震了說明用戶加的是低標號汽油,這時候電腦就會以低標號汽油的性能去控制點火提前角,發動機一樣能正常工作,只是性能稍微下降一些。對於這些車來說,加高標號汽油肯定動力更好,理論上油耗也會更低。

但有些車本身的定位就是側重經濟性的,廠家壓根就沒想過讓用戶去加高標號汽油,所以在控制程序里根本就沒有與高標號汽油適配的程序,所以你用92號油的時候點火提前角最大可以到35度,用95號油的時候理論上點火提前角增加到45度也不會爆震,但電腦只增加到35度就不增加了,這樣一來就無法發揮出高標號汽油的性能了,所以你就感覺不到動力和油耗的改變了。

不過現實中情況會略有偏差,因為有些發動機使用一段時間後多多少少可能會出點問題,比如燃燒室積碳、散熱不好,這就會導致發動機即便按原廠程序去控制也更容易出現爆震,電腦為了避免爆震就只能繼續降低點火提前角,這就是老車動力下降、油耗升高的一部分原因。這時候你要用高標號汽油的話其高抗爆震性能反而抵消了發動機老化帶來的影響,使發動機能重新使用更大的點火提前角,於是你就能明顯感覺到動力和油耗的改善了。

總之我們只需要弄清楚燃油標號、點火提前角、動力和油耗之間的關係就夠了,有了理論知識就可以幫助我們去理解實際用車中遇到的各種問題。而且對於很多車主來說或許他們並不十分在意用哪種油更省,真正在意的反而是其中的道理。

責任編輯: 王和  來源:愛車大家說 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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