关于偏时点火？
偏时点火（Timing Retard）：引擎性能与控制的精妙艺术
在汽车引擎的轰鸣声背后，隐藏着许多复杂的控制系统，其中“偏时点火”，或者更专业的说法是“点火提前角延迟（Timing Retard）”，无疑是现代发动机管理中一个至关重要的环节。它并非是简单的点火时间后移，而是一个动态调整的策略，在保证引擎高效、稳定运行的同时，扮演着保护引擎免受过热和爆震的“守护神”角色。理解偏时点火，需要我们深入到引擎的工作原理，以及它如何巧妙地平衡性能、燃油经济性和耐用性。
点火提前角（Timing Advance）与偏时点火（Timing Retard）的由来
要理解偏时点火，我们首先得明白它的反面——点火提前角。在一个汽油内燃机中，点火提前角是指火花塞在活塞到达上止点（TDC）之前点燃燃油混合气的时间。为什么不等到活塞正好到上止点才点火呢？这是因为从火花塞点燃混合气开始，到混合气充分燃烧并产生最大压力，需要一定的时间。这个燃烧过程是有一个滞后的。为了让燃烧产生的最大压力恰好发生在活塞从上止点向下运动的某个最佳位置（通常是上止点后约1020度曲轴转角），就需要提前点火。这个提前的点火时刻，就是点火提前角。
点火提前角的大小并非固定不变，它会随着发动机的转速、负荷、温度以及燃油品质等多种因素进行实时调整。一般来说，在较低转速和较高负荷下，点火需要更早一些，以便在低速时也有足够的时间让燃烧完成。而在高转速时，由于燃烧时间相对缩短，点火提前角通常会减小。
那么，偏时点火又是怎么回事呢？顾名思义，偏时点火就是相对于预设的最佳点火提前角，将点火时刻 延迟 （或称为 推迟 ）了。这就像是给引擎的“大脑”发出一个指令：“现在点火的时间，比我们通常认为的要晚一点。”
偏时点火的“使命”：为何需要延迟点火？
偏时点火的出现并非偶然，它是现代发动机控制策略为了应对特定工况和解决潜在问题而精心设计的。其主要“使命”可以归结为以下几个关键点：
1. 抑制爆震（Knock Suppression）：
爆震，也被称为“敲缸”，是汽油发动机最头疼的问题之一。当燃油混合气在气缸内燃烧失控，发生快速、剧烈的自燃时，就会产生一种尖锐的金属敲击声，这就是爆震。爆震会对活塞、连杆、曲轴甚至气缸壁造成严重的损伤。
爆震发生的一个重要原因是混合气过早点燃，导致燃烧压力峰值来得太早，使得尚未完全燃烧的混合气在高温高压下发生自燃。当发动机控制单元（ECU）检测到爆震信号（通常通过爆震传感器感知到的特定频率振动）时，它会立即采取措施，其中最直接有效的手段就是 大幅度延迟点火提前角。通过延迟点火，减缓了燃烧速度和燃烧压力上升的速率，避免了燃烧压力峰值与活塞运动的冲突，从而有效抑制了爆震的发生。
2. 降低燃烧温度和气缸压力（Lowering Combustion Temperature and Cylinder Pressure）：
在某些高负荷、低转速的工况下，或者当发动机冷却系统效率不高时，气缸内的温度和压力可能会异常升高，这不仅容易引发爆震，还可能导致过热、烧蚀气门等严重问题。通过延迟点火，燃油混合气会在活塞已经越过上止点一定角度后才开始燃烧。这意味着燃烧过程将主要发生在活塞向下运动的行程中，燃烧产生的热量和压力能够更有效地转化为推动活塞运动的功，而不是完全被压制在气缸内。
简单来说，就是在活塞已经开始“下降”的时候才点火，这样燃烧就更有利于推动活塞做功，而非与活塞的上升运动“对抗”。这也能有效地降低燃烧室的最高温度和压力峰值，起到保护引擎的作用。
3. 提升低转速下的扭矩输出（Boosting LowSpeed Torque 特定情况）：
这是一个相对复杂但重要的应用。在某些低转速、轻负荷的工况下，适度的偏时点火反而能够改善低速扭矩的表现。这是因为在低转速时，进气歧管的压力和气流速度较低，燃油混合气的形成和分布可能不如高转速时均匀和充分。此时，如果点火过早，虽然理论上能提供足够的燃烧时间，但可能因为混合气燃烧不完全而导致扭矩不足。
而适度的偏时点火，让燃烧在活塞稍稍向下运动后开始，结合其他控制策略（如优化燃油喷射），可以利用活塞下降产生的负压来辅助混合气的均匀混合和燃烧，从而在一定程度上改善低速扭矩的响应。但这需要非常精密的ECU算法来判断和执行，并非所有偏时点火都是为了提升扭矩。
4. 控制排放（Emission Control 间接作用）：
虽然偏时点火不是直接的排放控制手段（如EGR或三元催化器），但它通过抑制爆震和控制燃烧温度，间接影响着 NOx（氮氧化物）等污染物的生成。过高的燃烧温度和压力是生成 NOx 的主要因素。通过偏时点火降低燃烧峰值温度，可以有助于控制 NOx 的排放。
偏时点火是如何实现的？
在现代汽车中，偏时点火的功能完全由 发动机控制单元（ECU） 来管理。ECU 接收来自各种传感器的数据，包括：
爆震传感器： 检测气缸内的异常振动。
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器： 精确感知发动机的转速和活塞位置。
节气门位置传感器： 表征发动机负荷。
进气温度传感器、冷却液温度传感器： 反映发动机工作环境温度。
空气流量计/进气歧管压力传感器： 表征进气量和负荷。
氧传感器： 反馈排气中的氧含量，间接指示空燃比。
ECU 内预设了大量的 点火マップ（点火地图）。这些地图是工程师通过大量实验和模拟数据建立起来的，记录了在不同转速、负荷、温度等工况下，发动机理论上的最佳点火提前角。
当ECU检测到需要偏时点火的条件时（例如，爆震传感器发出信号，或者根据当前工况判断可能出现爆震或过热），它就会在基础点火提前角的基础上，将点火时刻 向后推移 一定的角度。这个推移的角度，就是偏时量。ECU会根据传感器反馈的信息，动态地调整这个偏时量，以达到最佳的控制效果。
何时会用到偏时点火？
偏时点火是一个动态的控制过程，它会在以下一些常见场景下被激活：
车辆爬坡或重载时： 发动机承受较大负荷，燃烧温度和压力容易升高，爆震风险增大。
使用低标号燃油时： 低标号燃油的抗爆性较差，更容易发生爆震，ECU会更积极地进行点火延迟。
发动机冷却不良时： 如果冷却系统出现故障，发动机温度升高，爆震风险也会增加。
发动机点火提前角达到某个上限时： 即使没有爆震，当点火提前角已经达到其设计极限，ECU也可能会选择适当延迟点火以避免潜在风险。
发动机熄火（Stalling）前： 在某些情况下，为了平稳熄火，ECU也会进行适当的点火延迟。
偏时点火的影响：性能与效率的权衡
偏时点火虽然能有效保护发动机，但它的使用也意味着对发动机性能和燃油经济性的一个 权衡。
潜在的动力损失： 最直接的影响是，延迟点火可能会导致燃烧过程的优化程度降低，燃烧释放能量的峰值时间与活塞运动的最佳时机出现偏差，从而在一定程度上 降低发动机的最大功率和扭矩输出。想象一下，如果你应该在用力推荡秋千时才使劲，但你却在秋千快要停下来的时候才推，那么你无法获得最大的摇摆幅度。
燃油经济性可能下降： 不精确的点火时刻可能会导致燃油燃烧不充分，或者能量释放的效率降低，这可能会在一定程度上影响燃油经济性。
因此，现代发动机工程师的目标是在保证发动机安全和可靠运行的前提下，尽可能地接近最佳点火提前角。偏时点火是一种 “救火” 策略，是在检测到潜在问题时采取的 补救措施。通过更精确的传感器和更智能的ECU算法，目标是让偏时点火的使用 尽可能少，并且 只在必要时触发。
总结
偏时点火，作为发动机精细化控制的重要一环，绝非是简单的技术“减分项”。它更像是一位经验丰富的技师，时刻关注着发动机的每一个细微变化，并在必要时果断出手，通过微调点火时机，化解潜在的危机，确保引擎在各种复杂工况下都能稳定、高效地工作。理解偏时点火，让我们得以窥见现代汽车工程在平衡性能、经济性和耐用性方面所付出的智慧和努力。它是一个关于时间、压力和燃烧的精妙舞蹈，而ECU则是这场舞蹈的唯一指挥者。
在汽车引擎的轰鸣声背后，隐藏着许多复杂的控制系统，其中“偏时点火”，或者更专业的说法是“点火提前角延迟（Timing Retard）”，无疑是现代发动机管理中一个至关重要的环节。它并非是简单的点火时间后移，而是一个动态调整的策略，在保证引擎高效、稳定运行的同时，扮演着保护引擎免受过热和爆震的“守护神”角色。理解偏时点火，需要我们深入到引擎的工作原理，以及它如何巧妙地平衡性能、燃油经济性和耐用性。
点火提前角（Timing Advance）与偏时点火（Timing Retard）的由来
要理解偏时点火，我们首先得明白它的反面——点火提前角。在一个汽油内燃机中，点火提前角是指火花塞在活塞到达上止点（TDC）之前点燃燃油混合气的时间。为什么不等到活塞正好到上止点才点火呢？这是因为从火花塞点燃混合气开始，到混合气充分燃烧并产生最大压力，需要一定的时间。这个燃烧过程是有一个滞后的。为了让燃烧产生的最大压力恰好发生在活塞从上止点向下运动的某个最佳位置（通常是上止点后约1020度曲轴转角），就需要提前点火。这个提前的点火时刻，就是点火提前角。
点火提前角的大小并非固定不变，它会随着发动机的转速、负荷、温度以及燃油品质等多种因素进行实时调整。一般来说，在较低转速和较高负荷下，点火需要更早一些，以便在低速时也有足够的时间让燃烧完成。而在高转速时，由于燃烧时间相对缩短，点火提前角通常会减小。
那么，偏时点火又是怎么回事呢？顾名思义，偏时点火就是相对于预设的最佳点火提前角，将点火时刻 延迟 （或称为 推迟 ）了。这就像是给引擎的“大脑”发出一个指令：“现在点火的时间，比我们通常认为的要晚一点。”
偏时点火的“使命”：为何需要延迟点火？
偏时点火的出现并非偶然，它是现代发动机控制策略为了应对特定工况和解决潜在问题而精心设计的。其主要“使命”可以归结为以下几个关键点：
1. 抑制爆震（Knock Suppression）：
爆震，也被称为“敲缸”，是汽油发动机最头疼的问题之一。当燃油混合气在气缸内燃烧失控，发生快速、剧烈的自燃时，就会产生一种尖锐的金属敲击声，这就是爆震。爆震会对活塞、连杆、曲轴甚至气缸壁造成严重的损伤。
爆震发生的一个重要原因是混合气过早点燃，导致燃烧压力峰值来得太早，使得尚未完全燃烧的混合气在高温高压下发生自燃。当发动机控制单元（ECU）检测到爆震信号（通常通过爆震传感器感知到的特定频率振动）时，它会立即采取措施，其中最直接有效的手段就是 大幅度延迟点火提前角。通过延迟点火，减缓了燃烧速度和燃烧压力上升的速率，避免了燃烧压力峰值与活塞运动的冲突，从而有效抑制了爆震的发生。
2. 降低燃烧温度和气缸压力（Lowering Combustion Temperature and Cylinder Pressure）：
在某些高负荷、低转速的工况下，或者当发动机冷却系统效率不高时，气缸内的温度和压力可能会异常升高，这不仅容易引发爆震，还可能导致过热、烧蚀气门等严重问题。通过延迟点火，燃油混合气会在活塞已经越过上止点一定角度后才开始燃烧。这意味着燃烧过程将主要发生在活塞向下运动的行程中，燃烧产生的热量和压力能够更有效地转化为推动活塞运动的功，而不是完全被压制在气缸内。
简单来说，就是在活塞已经开始“下降”的时候才点火，这样燃烧就更有利于推动活塞做功，而非与活塞的上升运动“对抗”。这也能有效地降低燃烧室的最高温度和压力峰值，起到保护引擎的作用。
3. 提升低转速下的扭矩输出（Boosting LowSpeed Torque 特定情况）：
这是一个相对复杂但重要的应用。在某些低转速、轻负荷的工况下，适度的偏时点火反而能够改善低速扭矩的表现。这是因为在低转速时，进气歧管的压力和气流速度较低，燃油混合气的形成和分布可能不如高转速时均匀和充分。此时，如果点火过早，虽然理论上能提供足够的燃烧时间，但可能因为混合气燃烧不完全而导致扭矩不足。
而适度的偏时点火，让燃烧在活塞稍稍向下运动后开始，结合其他控制策略（如优化燃油喷射），可以利用活塞下降产生的负压来辅助混合气的均匀混合和燃烧，从而在一定程度上改善低速扭矩的响应。但这需要非常精密的ECU算法来判断和执行，并非所有偏时点火都是为了提升扭矩。
4. 控制排放（Emission Control 间接作用）：
虽然偏时点火不是直接的排放控制手段（如EGR或三元催化器），但它通过抑制爆震和控制燃烧温度，间接影响着 NOx（氮氧化物）等污染物的生成。过高的燃烧温度和压力是生成 NOx 的主要因素。通过偏时点火降低燃烧峰值温度，可以有助于控制 NOx 的排放。
偏时点火是如何实现的？
在现代汽车中，偏时点火的功能完全由 发动机控制单元（ECU） 来管理。ECU 接收来自各种传感器的数据，包括：
爆震传感器： 检测气缸内的异常振动。
曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器： 精确感知发动机的转速和活塞位置。
节气门位置传感器： 表征发动机负荷。
进气温度传感器、冷却液温度传感器： 反映发动机工作环境温度。
空气流量计/进气歧管压力传感器： 表征进气量和负荷。
氧传感器： 反馈排气中的氧含量，间接指示空燃比。
ECU 内预设了大量的 点火マップ（点火地图）。这些地图是工程师通过大量实验和模拟数据建立起来的，记录了在不同转速、负荷、温度等工况下，发动机理论上的最佳点火提前角。
当ECU检测到需要偏时点火的条件时（例如，爆震传感器发出信号，或者根据当前工况判断可能出现爆震或过热），它就会在基础点火提前角的基础上，将点火时刻 向后推移 一定的角度。这个推移的角度，就是偏时量。ECU会根据传感器反馈的信息，动态地调整这个偏时量，以达到最佳的控制效果。
何时会用到偏时点火？
偏时点火是一个动态的控制过程，它会在以下一些常见场景下被激活：
车辆爬坡或重载时： 发动机承受较大负荷，燃烧温度和压力容易升高，爆震风险增大。
使用低标号燃油时： 低标号燃油的抗爆性较差，更容易发生爆震，ECU会更积极地进行点火延迟。
发动机冷却不良时： 如果冷却系统出现故障，发动机温度升高，爆震风险也会增加。
发动机点火提前角达到某个上限时： 即使没有爆震，当点火提前角已经达到其设计极限，ECU也可能会选择适当延迟点火以避免潜在风险。
发动机熄火（Stalling）前： 在某些情况下，为了平稳熄火，ECU也会进行适当的点火延迟。
偏时点火的影响：性能与效率的权衡
偏时点火虽然能有效保护发动机，但它的使用也意味着对发动机性能和燃油经济性的一个 权衡。
潜在的动力损失： 最直接的影响是，延迟点火可能会导致燃烧过程的优化程度降低，燃烧释放能量的峰值时间与活塞运动的最佳时机出现偏差，从而在一定程度上 降低发动机的最大功率和扭矩输出。想象一下，如果你应该在用力推荡秋千时才使劲，但你却在秋千快要停下来的时候才推，那么你无法获得最大的摇摆幅度。
燃油经济性可能下降： 不精确的点火时刻可能会导致燃油燃烧不充分，或者能量释放的效率降低，这可能会在一定程度上影响燃油经济性。
因此，现代发动机工程师的目标是在保证发动机安全和可靠运行的前提下，尽可能地接近最佳点火提前角。偏时点火是一种 “救火” 策略，是在检测到潜在问题时采取的 补救措施。通过更精确的传感器和更智能的ECU算法，目标是让偏时点火的使用 尽可能少，并且 只在必要时触发。
总结
偏时点火，作为发动机精细化控制的重要一环，绝非是简单的技术“减分项”。它更像是一位经验丰富的技师，时刻关注着发动机的每一个细微变化，并在必要时果断出手，通过微调点火时机，化解潜在的危机，确保引擎在各种复杂工况下都能稳定、高效地工作。理解偏时点火，让我们得以窥见现代汽车工程在平衡性能、经济性和耐用性方面所付出的智慧和努力。它是一个关于时间、压力和燃烧的精妙舞蹈，而ECU则是这场舞蹈的唯一指挥者。
网友意见
偏时点火用在自然吸气发动机上是否有意义
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