关于汽车点火提前角的原理和问题
影响点火提前的因素
影响点火提前的因素
影响点火提前的因素有以下几点：
1. 发动机负载：当发动机负载增加时，点火提前角度会相应增加。
负载增加会导致气缸内的压力和温度升高，需要提前点火来保证燃烧的充分。
2. 发动机转速：发动机转速越高，点火提前角度会相应增加。
高速运转的发动机需要更早点火来使燃烧开始得更早，以确保顺畅的燃烧过程。
3. 燃料辛烷值：辛烷值是燃料抗爆震性能的指标，辛烷值越高，点火提前角度会相应减小。
高辛烷值燃料可以在较晚的点火时刻开始燃烧，而低辛烷值燃料需要较早的点火。
4. 点火系统状态：点火系统的工作状态对点火提前具有直接的影响。
例如，点火线圈的工作状态良好，点火系统的电源电压稳定，点火系统的相关传感器工作正常等等，可以正常控制点火提前角度。
5. 发动机温度：发动机冷热状态对点火提前角度也有一定的影响。
冷启动时的点火提前角度一般较大，以保证燃烧的充分和发动机的顺畅运转；而当发动机温度达到一定范围后，点火提前角度会相应减小。
需要注意的是，点火提前角度的准确控制是通过电控单元（ECU）来实现的，ECU
根据发动机的工作参数和外部环境条件来计算合适的点火提前角度，并通过调整点火时机来保证发动机的正常工作。
【基础知识】电控汽油发动机数据流点火提前角分析
【基础知识】电控汽油发动机数据流点火提前角分析◆文/山东焦建刚一、混合汽的燃烧过程混合汽的燃烧包含着火落后期、明显燃烧期、补燃期(后燃期) 三个过程。
1.着火落后期从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止这段时间称为着火落后期。
火花塞跳火后，并不能立刻形成火焰中心，因为混合汽氧化反应需要一定时间。
火花能量使局部温度迅速升高，(火花放电时两极电压在15 000V以上，混合汽局部温度可达2 000℃)，加快了混合汽的氧化反应速度。
当这种反应达到一定程度时(约0.001～0.002s)，出现发光区，形成火焰中心。
此阶段缸内压力无明显升高。
着火落后期的长短与燃料本身的分子结构和物理化学性质、过量空气系数(φat=0.8～0.9时最短)、开始点火时汽缸内温度和压力(取决于压缩比)、残余废气量、汽缸内混合汽的运动、火花能量大小等因素有关。
2.明显燃烧期从火焰中心形成到汽缸内出现最高压力为止，这段时间称为明显燃烧期。
在示功图上为汽缸压力线脱离压缩线开始急剧上升到压力达到最高点。
当火焰中心形成后，火焰前锋以20～30ｍ/s的速度从火焰中心开始逐层向四周的未燃混合汽传播，直到连续不断地扫过整个燃烧室。
混合汽的绝大部分(约80%以上)在此期间燃烧完毕，使汽缸内压力、温度迅速升高，出现最高压力点。
3.补燃期从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止称为补燃期。
这一阶段的燃烧主要是明显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃尽的燃料继续燃烧；吸附在缸壁上的混合层继续燃烧，部分H2、O2、CO等高温分解产物，因在膨胀过程中温度下降又重新燃烧、放热。
混合汽的燃烧过程如图1所示。
二、点火提前角混合汽在汽缸内燃烧需占用一定的时间，所以混合汽不应在压缩行程上止点处点燃，而应适当地提前，使燃烧产生的最高压力出现在上止后12°～15°，此时对应的点火提前角为最佳点火提前角。
1.混合汽燃烧时间混合汽点火到完全燃烧约需2～3ms的时间。
关于汽车点火提前角的问题
混合气的燃烧时间
• 混合气点火到完全燃烧约需2～3ms的时间 • 由于发动机的工况变化、转速变化，节气 门开度变化，以及气缸内的混合气浓度变 化，导致了在不同工况下，气缸内混合气 燃烧时间的不同，所以，不能简单的一概 而论。
• 在汽油机一定的节气门开度下，随负荷的 变化，转速相应变化。转速增加时，气缸 中紊流增强，火焰传播速度加快。 • 随转速增加，压缩过程所用时间缩短，散 热及漏气损失减少，压缩终了工质的温度 和压力较高，使以秒计的燃烧过程缩短。 但缩短程度不如转速增加的比例大，使燃 烧过程相当的曲轴转角增大，而以曲轴转 角计的着火落后期增长。
（一）着火落后期
• 从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止这段时间， 称为着火落后期。 • 火花塞跳火后，并不能立刻形成火焰中心，因为 混合气氧化反应需要一定时间。火花能量使局部 温度迅速升高，（火花放电时两极电压在15000V 以上，混合气局部温度可达2000℃），加快了混 合气的氧化反应速度。当这种反应达到一定程度 时（约0.001s～0.002s），出现发光区，形成火 焰中心。此阶段缸内压力无明显升高。 • 着火落后期的长短与燃料本身的分子结构和物理 化学性质、过量空气系数（φ at=0.8～0.9时最短)、 开始点火时气缸内温度和压力（取决于压缩比）、 残余废气量、气缸内混合气的运动、火花能量大 小等因素有关。
（三）补燃期（后燃期）
• 从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止 称为补燃期。这一阶段的燃烧主要是：明 显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃 尽的燃料继续燃烧；吸附在缸壁上的混合 层继续燃烧，部分高温分解产物（H2、O2、 CO等），因在膨胀过程中温度下降又重新 燃烧、放热。
点火时刻为什么要 随发动机转速提高 而提前？
火焰燃烧速率
简述点火提前角、最佳点火提前角的基本定义
简述点火提前角、最佳点火提前角的基本定义
点火提前角是指引擎点火系统在正时点之前点火的时间。
在内燃机中，气缸内的混合气需要在燃烧室中点火并燃烧，由此产生的爆炸推动活塞向下运动，从而驱动发动机运转。
点火提前角的设置对引擎的性能和燃油经济性有着重要的影响。
最佳点火提前角是指在不引起引擎爆震的情况下，使发动机输出功率和燃油经济性达到最佳状态的点火提前角。
在不同的发动机和工况下，最佳点火提前角会有所不同。
一般来说，最佳点火提前角应该通过实验和模拟计算来确定，并进行调整。
点火提前角的设置对于发动机的性能和寿命至关重要。
如果点火提前角过大，会导致发动机出现爆震，造成燃烧室的过度压力和温度，从而损坏发动机的零部件。
如果点火提前角过小，会导致燃烧室内混合气无法充分燃烧，从而影响发动机的输出功率和燃油经济性。
因此，正确地设置点火提前角和最佳点火提前角对于发动机的性能和可靠性都是至关重要的。
通过实验和模拟计算，可以确定最佳点火提前角，并进行调整，以确保发动机的最佳性能和寿命。
点火提前角负数的原因
点火提前角负数的原因点火提前角（Ignition advance angle）是指在内燃机工作过程中点火时刻相对于活塞顶死点提前的角度。
通常点火提前角度为正值，即点火提前于活塞到达顶死点。
然而，在一些情况下，点火提前角可能会变为负值。
下面将讨论几种可能导致点火提前角为负的原因。
1.过度增压过度增压是指当引擎受到过高压力时，压缩在缸内的空气燃油混合物容易自燃。
当过度增压时，空气燃油混合物可能会在推力冲程之前自燃，这将导致点火提前角为负值。
2.空燃比不当空燃比是指空气与燃油的混合物中燃油的质量比。
过低的空燃比会导致燃烧不充分，而过高的空燃比则会导致燃烧过度。
当空燃比不当时，燃料可能会在正常点火之前自燃，导致点火提前角为负。
3.空气流动问题空气流动问题（如进气阀的关闭不完全）可能导致燃烧室中的剩余燃料自燃。
接着，自燃的燃料将点燃燃烧室中的其余混合物，导致点火提前角为负。
4.错误的点火系统点火系统起到将电能转化为高电压电流并将其传递到火花塞以点燃混合气的作用。
如果点火系统出现故障，例如点火线圈损坏或电气设备中断，那么可能无法在适当的时机点火，从而导致点火提前角为负。
5.引擎设计缺陷一些引擎设计可能存在缺陷，导致点火提前角为负。
这可能是由于燃料喷射系统出现问题、气门关闭延迟或摩擦力等因素所致。
综上所述，点火提前角为负可能是由于过度增压、空燃比不当、空气流动问题、错误的点火系统或引擎设计缺陷等原因造成的。
准确确定和调整点火提前角对于发动机性能和燃烧效率的优化至关重要，因此发动机设计师必须尽力避免或纠正这些问题。
频闪法检测点火提前角的原理
频闪法检测点火提前角的原理介绍如下：
频闪法是一种非常常见的检测点火提前角的方法。
它基于点火系统在发动机正常运行时产生的高压电弧信号，并通过分析这些信号的时间和幅值来确定点火提前角。
在频闪法检测点火提前角时，我们需要使用一台称为“频闪仪”的设备。
该设备包括一个发生器和一个感应探头，它们共同用于检测点火时发生的电弧信号。
当发动机正常运行时，点火系统会在每个火花塞的点火时刻产生电弧信号，频闪仪会通过感应探头将这些信号捕捉并记录。
频闪仪会将捕捉到的电弧信号转换成一个频率为几千赫兹的方波信号，该信号的频率与点火信号的频率相同。
频闪仪还会将这些方波信号进行放大和滤波，以便更准确地测量点火提前角。
当频闪仪检测到电弧信号时，它会记录下点火时间并将其显示在屏幕上。
通过比较点火时间和发动机正时表上的顶点位置，我们可以得到点火提前角的值。
如果点火时间早于顶点位置，则点火提前角为正；如果点火时间晚于顶点位置，则点火提前角为负。
总的来说，频闪法是一种非常精确和可靠的检测点火提前角的方法。
它可以用于检测各种类型的发动机，包括汽油发动机、柴油发动机、自然吸气发动机和涡轮增压发动机。
通过使用频闪仪，我们可以更好地了解发动机的工作状态，并对其进行调整和优化。
简述点火提前角、最佳点火提前角的基本定义
简述点火提前角、最佳点火提前角的基本定义
点火提前角和最佳点火提前角都是发动机燃烧过程中重要的参数，对于发动机的性能和燃油经济性有着重要的影响。
点火提前角指的是点火时刻提前于活塞上止点的角度。
在正常的点火系统中，点火提前角是由点火控制器根据发动机负荷和转速等参数自动调整的，它直接影响着燃烧时的最大压力点位置和燃油的燃烧速度。
如果点火提前角设置不合理，会导致燃烧不充分、功率不足、热负荷过大、爆震等问题。
最佳点火提前角是指使发动机在转速和负荷下获得最佳性能和最小
燃油消耗的点火提前角。
最佳点火提前角通常是在燃油经济性和发动机性能之间取得平衡的结果。
在实际应用中，最佳点火提前角需要结合发动机的技术参数、燃油品质和使用环境等因素进行综合考虑，有时也需要进行试验验证。
总之，点火提前角和最佳点火提前角是发动机燃烧过程中的两个重要参数，合理的设置和控制有助于提高发动机的性能和燃油经济性。
汽车的点火提前角与闭合角
汽车的点火提前角与闭合角
1、从点火开始到活塞上升到上止点这段时间内发动机曲轴所转过的角度就是点火提前角。
最佳点火提前角
A、随发动机转速增加而增加。
B、随燃油辛烷值的增高而增大
C、随发动机负荷的增大而减小
如果点火过早，在活塞还没有到达上止前就点火做功，使活塞受到反冲（阻止活塞继续向上运动），这样不仅发动机的功率降低，并且可能引起爆震运动的零件和轴承加速损坏。
如果点火过迟，燃烧过程在汽缸容积增大的情况下进行，同时炽热的混合气与汽缸壁接触的面积增加，热传导损失增大，因而转变为有效功的热量相对减小，混合气燃烧不完全，气体最高压力降低，从而导致发动机过热，功率下降。
2、从初级线圈通电到断电这段时间说是传统点火系统的点火闭合角（也就是点火控制脉冲的脉冲宽度就是点火闭合角。
）
从初级线圈通电到断电这段时间，把点火能量储存在点火线圈中。
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正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 气的现象，统称表面点火。 • 早燃是指在火花塞点火之前，炽 热表面点燃混合气的现象。由于 它提前点火而且热点表面比火花 大，使燃烧速率快，气缸压力、 温度增高，发动机工作粗暴，并 且由于压缩功增大，向刚壁传热 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 混合气所致，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。
• 发动机转速3000rpm时, 点火提前角一般为上止 点前35～40°左右。 • 对应的曲轴转角为47～ 55°左右。 • 燃烧所用时间2.6～ 3.05ms。
负荷对点火提前角的影响
• 在汽油机上，转速保持不变， 通过改变节气门开度来调节 进入气缸的混合气量，以达 到不同的负荷要求。 • 当节气门关小时，充量系数 急剧下降，但留在气缸内的 残余废气量不变，使残余废 气系数增加，滞燃期增加， 火焰传播速率下降，最高爆 发压力、最高燃烧温度、压 力升高率均下降，冷却液散 热损失相对增加，因而燃油 消耗率增加。因此，随着负 荷的减小，最佳点火提前角 要提早。
（一）着火落后期
• 从火花塞跳火开始到形成火焰中心为止这段时间， 称为着火落后期。 • 火花塞跳火后，并不能立刻形成火焰中心，因为 混合气氧化反应需要一定时间。火花能量使局部 温度迅速升高，（火花放电时两极电压在15000V 以上，混合气局部温度可达2000℃），加快了混 合气的氧化反应速度。当这种反应达到一定程度 时（约0.001s～0.002s），出现发光区，形成火 焰中心。此阶段缸内压力无明显升高。 • 着火落后期的长短与燃料本身的分子结构和物理 化学性质、过量空气系数（φ at=0.8～0.9时最短)、 开始点火时气缸内温度和压力（取决于压缩比）、 残余废气量、气缸内混合气的运动、火花能量大 小等因素有关。
• 怠速时，点火提前角 度一般为上止点前5～ 10°左右。 • 对应的曲轴转角为 17～25°左右。 • 燃烧所用时间大约为 3.5～5.2ms。
• 发动机转速2000rpm时, 点火提前角一般为上 止点前30～35°左右。 • 对应的曲轴转角为 42～50°左右。 • 燃烧所用时间3.5～ 4.16ms。
（三）补燃期（后燃期）
• 从最高压力点开始到燃料基本燃烧完为止 称为补燃期。这一阶段的燃烧主要是：明 显燃烧期火焰前锋扫过的区域，部分未燃 尽的燃料继续燃烧；吸附在缸壁上的混合 层继续燃烧，部分高温分解产物（H2、O2、 CO等），因在膨胀过程中温度下降又重新 燃烧、放热。
点火时刻为什么要 随发动机转速提高 而提前？
火焰燃烧速率
补充说明
• 以上只是简单的进行了分析，其实，点火 提前角度的问题，就是一个用空间换时间 的过程。 • 在采用电子点火提前的控制系统中，发动 机ECU根据各传感器的信息，对点火提前 角实行动态控制，以得到一最佳的点火时 刻。
• 我明白了！
点火提前角的问题
宋静伟
最佳点火时刻
• 因为混合气在气缸内燃烧需占用一定的时 间，所以混合气不应在压缩行程上止点处 点燃，而应适当地提前，使燃烧产生的最 高压力出现在上止后12～15°，此时对应 的点火提前角为最佳点火提前角。
混合气正常燃烧过程
（一）着火落后期 （二）明显燃烧期 （三）补燃期（后燃期）
40 37 44
45 37 44
50 38 44
55 43 44
60 39 43
65 35 38
70 28 35
75 23 26
80 22 22
点火提前角调整特性
• 当汽油机保持节 气门开度、转速 已经混合气浓度 一定时，汽油机 功率和耗油率随 点火提前角改变 而变化的关系称 为点火提前角调 整特性。 • 对应于每一工况 都存在一个最佳 点火提前角，这 时汽油机功率最 大，耗油率最低。
（二）明显燃烧期
• 从火焰中心形成到气缸内出现最高压力为 止，这段时间称为明显燃烧期。在示功图 上指气缸压力线脱离压缩线开始急剧上升 到压力达到最高点止。 • 当火焰中心形成后，火焰前锋以20ｍ/ｓ～ 30ｍ/ｓ的速度从火焰中心开始逐层向四周 的未燃混合气传播，直到连续不断地扫过 整个燃烧室。混合气的绝大部分（约80% 以上）在此期间燃烧完毕，使气缸内压力、 温度迅速升高，出现最高压力点。
混合气的燃烧时间
• 混合气点火到完全燃烧约需2～3ms的时间 • 由于发动机的工况变化、转速变化，节气 门开度变化，以及气缸内的混合气浓度变 化，导致了在不同工况下，气缸内混合气 燃烧时间的不同，所以，不能简单的一概 而论。
• 在汽油机一定的节气门开度下，随负荷的 变化，转速相应变化。转速增加时，气缸 中紊流增强，火焰传播速度加快。 • 随转速增加，压缩过程所用时间缩短，散 热及漏气损失减少，压缩终了工质的温度 和压力较高，使以秒计的燃烧过程缩短。 但缩短程度不如转速增加的比例大，使燃 烧过程相当的曲轴转角增大，而以曲轴转 角计的着火落后期增长。
时间与空间
• 通过下面简单的计算，我们可以粗略地了 解点火提前和发动机转速之间的关系。 • 变化的是发动机转速、点火提前的角度。 • 基本不变的是用来使混合气燃烧所需的时 间。 利用空间的变化， 满足燃烧时间上 的要求。
• 发动机转速快了，每一转所用的总的时间减 少，相同时间内，所转过的曲轴转角变大。 • 如果要保证混合气燃烧时间不变的话，只有 随发动机转角速度增加，而延长（或者说提 前）点火角度。
空气流量信号对点火提前角的影响
• 下表是Motronic1.5EFI系统。 • 冷却液温度80℃，进气温度20℃。节气门 部分打开，分别在2500rpm、3000rpm恒速 下，以不同的空气流量计叶片开度运转。
MAF 点火 提前 角度 2500r pm 3000r pm
30 36 44
35 37 44
• 点火过迟，则燃烧时间延长到膨胀过程，燃烧最高 压力和温度下降，传热损失增多，排温升高，热效 率降低，但爆燃倾向减小，NOX升高，功率、排放量 降低。
混合气浓度
• 在汽油机的转速、 节气门开度保持一 定，点火提前角为 最佳值时调节供油 量，记录功率、燃 油消耗率、排气温 度随过量空气系数 的变化曲线，称为 汽油机在某一转速 和节气门开度下的 调整特性。