發動機爆震

爆震：在某種條件下（如壓縮比過高），汽油機的燃燒會變得不正常，壓力曲線出現高頻，大幅度波動，上止點附近的dp/dt值急劇波動達（dp/dt)_max=0.2Mpa/us之高，此時火焰傳播速度和火焰前鋒形狀發生急劇的改變。這種現象稱為爆燃爆震是爆燃的外部反應。

基本介紹

• 中文名：發動機爆震
• 外文名：Knocking
• 主要原因1：點火角過於提前
• 主要原因2：發動機燃燒室過度積碳
• 主要原因3： 發動機溫度過高
• 主要原因4：空燃比不正確
• 主要原因5：使用的燃油中辛烷值低
• 主要原因6：燃油清潔度較差

概述

在某種條件下（如壓縮比過高），汽油機的燃燒會變得不正常，在測錄的p-t圖上會出現如下圖所示情況，壓力曲線出現高頻，大幅度波動，上止點附近的的dp/dt值急劇波動達（dp/dt)_max=0.2Mpa/us之高，此時火焰傳播速度和火焰前鋒形狀發生急劇的改變。這種現象稱為爆燃爆震是爆燃的外部反應。

正常燃燒和爆震燃燒對比如右圖所示

爆震現象

無論是汽油機還是柴油機，工作原理都是吸入混合燃氣（柴油機吸入的是空氣）——壓縮——燃燒做功——排氣這四個衝程的作用，實現發動機周而復始的運轉。當發動機吸入燃油蒸汽與空氣的混合物後，在壓縮行程還未到達設計的點火位置、種種控制之外的因素卻導致燃氣混合物自行點火燃燒。此時，燃燒所產生的巨大衝擊力與活塞運動的方向相反，引起發動機震動，這種現象稱為爆震。爆震又分為有感爆震與無感爆震兩種。有感爆震通常會引起發動機抖動，甚至車身也明顯地發生抖動；無感爆震主要的表現是發動機噪音加大。

爆震對於發動機來說是非常有害的現象，主要的害處是：發動機動力下降、油耗增加、噪音加大、汽車舒適性變差、排放惡化（車內車外都能聞到嚴重的怪味、有時一輛車的污染可以相當於200多輛車正常狀態時所產生的污染、嚴重影響駕駛員本人和乘客的身體健康），最為嚴重的時候會引起敲缸、發動機熄火以及發動機機械部件破壞，給車主帶來巨大的經濟損失。

發動機燃燒

內燃發動機是一個極為複雜的 燃燒系統，由許多相互關聯相互影響的部件所組成。其燃燒雖可以用三言兩語簡單的形容，但僅僅是內燃發動機的燃燒研究，不知已造就了多少博士、 碩士論文，甚至許多學者、工程師窮其一生都在研究燃燒的學問，所以要真正了解發動機，需要花很多工夫。

正是因為發動機的燃燒十分複雜，所以需要有相當精確的設計與控制，稍有一點控制失誤或者外部因素的異常變化，便會造成不正常燃燒，而「爆震」就是一種不正常燃燒。

一般來說，發動機燃燒有以下情況：第一，混合氣在燃燒室內燃燒，其火焰是由點火點以「波」的方式向四周逐漸有序擴散，所以由點火到混合氣體完全燃燒需要一個短暫的時間；第二，混合氣體雖然需要靠火花塞點燃，但是在高溫高壓環境下，混合氣體中的“正庚烷”成分會自燃，進而引起燃燒室內的無序燃燒；第三，燃燒室內部的積炭也會在高溫之下產生火星，從而在未到點火的時刻便點燃混合氣體。

以上三點，第一種叫有序點火燃燒，是發動機有效做功所需要的，而後面兩種則是有害的，通常會在發動機正常的火焰波尚未擴散至恰當的位置時便產生自燃，自燃形成的火焰波與正規燃燒的火焰波撞擊而產生極大壓力，使得發動機產生不正常的敲擊聲，形成爆震。

主要原因

3.1 點火角過於提前

為了使活塞在壓縮行程結束後，一進入做功衝程能立即獲得動力，通常都會在活塞達到上止點前提前點火（因為從點火到完全燃燒需要一段時間）。而過於提早的點火會使得活塞還在壓縮行程時，大部分油氣已經燃燒，此時未燃燒的油氣會承受極大的壓力自燃，而造成爆震。

3.2 發動機燃燒室過度積碳

發動機燃燒室內過度積碳，除了會使壓縮比增大（產生高壓），也會在積碳表面產生高溫熱點或者火星，使發動機爆震。

3.3 發動機溫度過高

發動機在太熱的環境使得進氣溫度過高，或是發動機冷卻水循環不良，都會造成發動機高溫而爆震。

3.4 空燃比不正確

過於稀的燃料空氣混合比，會使得燃燒溫度提升，而燃燒溫度提高會造成發動機溫度提升，空燃比不正確當然容易爆震。

3.5 燃油辛烷值過低

辛烷值是燃油抗爆震的指標，辛烷值越高，抗爆震性越強。壓縮比高的發動機，燃燒室的壓力較高，若是使用抗爆震性低的燃油，則容易發生爆震。

3.6 燃油清潔度不夠

燃油中所含有的一些物理雜質和化學雜質、包括一些芳香類物質，也會在發動機壓縮過程中引起自燃、從而形成爆震現象。

影響

爆震的英文是Knocking，及敲擊的意思，所以爆震時發動機會產生敲擊聲。輕微不連續的爆震聲音相當清脆，有點類似輕敲三角鐵的聲音。而嚴重且連續的爆震時，發動機會有「咣咣咣」的聲音，此時發動機也會明顯的沒力。

現在許多車廠為了將發動機壓榨出最大的性能及降低油耗，通常會把常用轉速範圍的點火角設定的比較提前，所以有些發動機在2000至3000轉間負荷較大時，難免會有輕微的爆震，然而輕微的爆震對發動機不會有太大的影響，車主也不用過於擔心。但是若因為發動機出問題所產生的爆震，如嚴重積碳或散熱不良等，這種爆震通常很嚴重，如果是在高轉速高負荷發生連續且嚴重的爆震，不出一分鐘，輕則火花塞及活塞熔損，嚴重的甚至連汽缸及發動機本體都會炸穿。

解決方法

8.1 等待滿足“國四”汽車的汽油

這個也是汽車生產廠家的願意，但估計技術改選難度較大，需要一定的時間才能夠實現。

8.2 自製“專供”高清潔度動力燃油

幸運的是，在世界範圍內已經有一些先進的產品可以方便地提高燃油的清潔度和動力等級，比較容易買到的是來自美國的馬孚、多路片、菲洛克等等。區別於傳統的燃油添加劑，這類產品歸類於動力燃油催化劑。

高清潔度93號動力燃油：用市售的93號汽油，自己動手添加高品質的動力燃油催化劑，提高燃油的清潔等級，改變燃油的燃燒特性，提高93號汽油的抗爆震性能，產生超過97號汽油的燃燒能量，擴大汽車的經濟油耗區域。這個方法可以從根本上解決很多高壓縮比汽車、渦輪增壓汽車的發動機積炭、爆震、噪音大、排放惡化、油門太重、怠速抖動以及油耗高的問題，可以防止劣質汽油對發動機的損傷，以及延長三元催化裝置和氧感測器的使用壽命。

同樣的方法可以自制高清潔度90號動力燃油以及97號動力燃油。

以下是各種標號的高清潔度動力燃油適合的發動機壓縮比：

90號高清潔度動力燃油：適用於壓縮比10.0及以下的發動機，實際效果比用93號普通燃油或93號動力燃油效果更好。

93號高清潔度動力燃油：適用於壓縮比10.1至11.4之間的發動機及自然吸氣在10.0以內的渦輪增壓發動機，實際效果比使用93號普通燃油、97號普通燃油及97號動力燃油效果更好。

97號高清潔度動力燃油：適用於其它更高壓縮比的發動機。

發動機爆震

8.3 選擇適合發動機壓縮比的普通汽油

發動機壓縮比是汽車應該選用什麼汽油標號的最重要的參數，一般情況下，對應不同的發動機壓縮比， 適合的汽油標號如下：

發動機壓縮比低於8.5:1：選用90號汽油

發動機壓縮比8.6:1~10.0:1：選用93號汽油

發動機壓縮比10.1:1~11.5:1：選用97號汽油

發動機壓縮比高於11.5:1，選用98號汽油

按以上推薦選用適合自己的汽油標號，可以有效防止發動機爆震，提高燃油經濟性，並保障發動機達到設計的使用壽命。

8.4 定期到4S店保養，清洗油路和噴油嘴

定期到4S店保養，清洗油路和噴油嘴、清洗髮動機積炭、更換髮動機潤滑油也是保持發動機良好狀態的一種方法，建議每5000公里到4S店保養一次發動機，以避免發動機爆震和汽車油耗過高的問題。

8.5 適當選用高品質的燃油添加劑

市面上有一些高品質的燃油添加劑也可以在一定的程度上解決發動機爆震問題，但如何選擇卻是頗費腦筋的問題。這裡有一個奇怪的悖論：4S店或者加油站所推薦的往往並不是值得信任的產品。真是讓消費者有些為難。

以上五種方法並不需要車主都用，一般情況下，只需要採用以上四種方法中的一種就可以達到預防發動機爆震、避免發動機無力和油耗過高的問題。

其它相關

爆震感測器

最立即且有效抑制爆震的方法，就是延後點火提前角，降低燃燒壓力。所以爆震感測器工作原理，是當偵測到發動機爆震時，則將點火提前角延後到不會爆震的點火時機，待發動機不爆震時，再慢慢的將點火提前角回復。爆震感測器是利用一加速度感測器來測量發動機的加速度變化，也就是震動。工程師在調校爆震感測器時會把爆震的震動模式寫入ECU中，一旦爆震感測器偵測出該震動模式，ECU則判定發動機爆震，隨即延後點火提前角。較先進的爆震感測器甚至能判定是哪一個汽缸爆震，而針對該汽缸個別延後點火提前角。

國四排放標準的影響

這是一個奇怪的命題，但卻實實在在地廣泛存在於目前國內生產和銷售的許多新車身上。

根據中國對世界環境組織的承諾，我國從2011年開始出廠的新車必須達到國四排放標準（歐四標準）。而在市場銷售的新車，則從2011年7月1日起，必須達到這個標準才能落戶上牌。國四標準有兩個關鍵的指標對汽車生產廠家提出了新的要求：其一，汽車尾氣的排放質量提高了一個級別；其二，對汽車燃油消耗量提出了嚴格的限制要求（俗稱碳排放），也就是要求新車必須控制燃油消耗量，這也是新車身上出現那個燃油消耗量“黃標”的主要原因。

為了達到碳排放的要求，汽車廠家不得不千方百計提高汽車發動機的升功率、也就是在同等排量下發動機輸出更大的動力，以便於在原來同等大小重量的汽車上裝一個更小排量的發動機。市面上普遍能夠看到的是大量原來裝備1.6升排量發動機的轎車都紛紛裝備1.5升排量或1.4升排量的發動機就是一個典型的現象。

然而，排量“縮水”並不意味著動力上升，為了排量“縮水”又能夠動力上升，汽車生產廠家普遍採用了這樣兩種技術手段：其一，採用渦輪增壓技術；其二，提高自然吸氣發動機的壓縮比。這兩個手段的目的都是為了提高升功率，以達到滿足碳排放要求、允許其繼續生產汽車的願望。

這兩個方法帶來了同樣的問題：發動機實際壓縮比提高了，需要更高標準的汽油。在燃油標準尚未提高之前就需要給這些汽車使用更高標號的汽油。例如，原來10.0:1 壓縮比的發動機和渦輪增壓發動機一般都裝備在高級轎車上，都要求使用97號汽油。情況發生變化了，10.5:1壓縮比的汽車卻普遍出現在1.5升排量的發動機上，某些更小排量（如1.4升排量）的發動機壓縮比居然達到了10.8:1甚至11.0:1，按理說，這樣高的壓縮比必然需要97號汽油才可以滿足不產生爆震的要求，很多自然狀態下壓縮比10.0:1左右的發動機也使用了渦輪增壓，這樣的車97號油也滿足不了要求，需要使用98號甚至更高標號的汽油才可以達到汽車的設計要求。

這卻給汽車生產廠家帶來了銷售方面的難題：構想一下，對於一個1.5升排量的小型轎車，如果要求用97號油，對用戶心理的影響是不言而逾的。大多數情況下，買主恐怕就很難下決定買這樣的車、而會轉而選擇購買更加經濟的車型。

為了解決這個難題，廠家通常在燃油標號方面採用了低標號的做法，比如實際上，大多數廠家對於10.5壓縮比的車都推薦使用93號汽油。故而出現大量的車主反應新車就沒勁、油耗高、噪音大，甚至一些非常漂亮的車型，一些消費者居然認為噪音大、沒勁、費油是正常的。

到這裡，大家應該都明白了，這些車其實主要是因為選用了低標號的汽油而引起發動機爆震和其它相關的現象。

知道了引起爆震的原因就能夠找到解決爆震的方法。

汽油標號

說到爆震，大家最關心的還是加什麼汽油的問題。汽油辛烷值是汽油抗爆震性的主要指標，其實汽油標號90、93或97就是指汽油的「辛烷值」（並非一些4S店“專業人員”或者加油站所說的“清潔度”），可以代表汽油的抗爆震性。什麼是「辛烷值」呢？在研究燃料與爆震的關係時，研究人員發現「異辛烷」最能抵抗爆震，而「正庚烷」相當容易爆震，所以就將異辛烷的抗爆震度訂為100，而正庚烷訂為0。所謂辛烷值97的汽油，就是它的抗爆震度與97%異辛烷（或相當於異辛烷的成分）和3%正庚烷（或相當於正庚烷的成分）混合物的抗爆震度相同。所以這純粹是抗爆震性的問題，並不是加了辛烷值越高的汽油，發動機就越有力。當然，若是加了辛烷值太低的汽油而導致爆震，或是爆震發生時發動機延後點火角，車子的確會比較沒力。換句話說，只要發動機不爆震，提高油料的辛烷值並不會讓發動機更有力或更省油，還會使你的腰包縮水，甚至還會給汽車帶來傷害。

事實上，高標號的油，抗壓性好，不易產生爆震，但燃燒速度相對較慢，這會影響到發動機的動力性和發動機機體的溫度，燃燒速度慢會使發動機動力下降而溫度升高，這對發動機是不好的情況。

低標號的油，燃燒速度較快，但抗壓能力又不夠，容易形成爆震。

因此，在有效消除爆震的前提下，用低標號的油，會比用高標號的油動力更好，更省油，對發動機的溫度、潤滑等都有好處。

因此，正確的做法是：什麼樣的油能使你的車動力最好，又最省油，就是你的車最適合的油。如果用對了油，不僅動力上升，又省油，發動機聲音平順平和，發動機溫度適中，潤滑良好。

新車時，按照工廠的要求用油，是沒問題的。但隨著使用時間的延長，發動機內部一天天的積碳在增加，壓縮比一天天在加大，發生爆震的可能性也在一天天地加大，這時你就會發現車的動力不如新車時了，也比新車更耗油了，不少朋友改用高標號的燃油，就會發現噪音和油耗都會得到改善。但改用高標號的油並不是一個治本的作法。真正治本的作法是，改善燃燒，使新燃燒的油不積碳，並逐步減少和消除原有的積碳，最終使發動機達到一個最佳燃燒的狀態。