發(fā)動機爆震

3.1 點火角過于提前

為了使活塞在壓縮行程結(jié)束后，一進(jìn)入做功沖程能立即獲得動力，通常都會在活塞達(dá)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)。而過于提早的點火會使得活塞還在壓縮行程時，大部分油氣已經(jīng)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(fā)動機燃燒室過度積碳

發(fā)動機燃燒室內(nèi)過度積碳，除了會使壓縮比增大(產(chǎn)生高壓)，也會在積碳表面產(chǎn)生高溫?zé)狳c或者火星，使發(fā)動機爆震。

3.3 發(fā)動機溫度過高

發(fā)動機在太熱的環(huán)境使得進(jìn)氣溫度過高，或是發(fā)動機冷卻水循環(huán)不良，都會造成發(fā)動機高溫而爆震。

3.4 空燃比不正確

過于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(fā)動機溫度提升，空燃比不正確當(dāng)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(biāo)，辛烷值越高，抗爆震性越強。壓縮比高的發(fā)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(fā)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(zhì)和化學(xué)雜質(zhì)、包括一些芳香類物質(zhì)，也會在發(fā)動機壓縮過程中引起自燃、從而形成爆震現(xiàn)象。

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(xiàn)如下圖所示情況，壓力曲線出現(xiàn)高頻，大幅度波動，上止點附近的的dp/dt值急劇波動達(dá)(dp/dt)max=0.2Mpa/us之高，此時火焰?zhèn)鞑ニ俣群突鹧媲颁h形狀發(fā)生急劇的改變。這種現(xiàn)象稱為爆燃 爆震是爆燃的外部反應(yīng)。

正常燃燒和爆震燃燒對比如右圖所示

內(nèi)燃發(fā)動機是一個極為復(fù)雜的 燃燒系統(tǒng)，由許多相互關(guān)聯(lián)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(nèi)燃發(fā)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(xué)者、工程師窮其一生都在研究燃燒的學(xué)問，所以要真正了解發(fā)動機，需要花很多工夫。

正是因為發(fā)動機的燃燒十分復(fù)雜，所以需要有相當(dāng)精確的設(shè)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(fā)動機燃燒有以下情況:第一，混合氣在燃燒室內(nèi)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(huán)境下，混合氣體中的"正庚烷"成分會自燃，進(jìn)而引起燃燒室內(nèi)的無序燃燒;第三，燃燒室內(nèi)部的積炭也會在高溫之下產(chǎn)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(fā)動機有效做功所需要的，而后面兩種則是有害的，通常會在發(fā)動機正常的火焰波尚未擴散至恰當(dāng)?shù)奈恢脮r便產(chǎn)生自燃，自燃形成的火焰波與正規(guī)燃燒的火焰波撞擊而產(chǎn)生極大壓力，使得發(fā)動機產(chǎn)生不正常的敲擊聲，形成爆震。

爆震傳感器

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

國四排放標(biāo)準(zhǔn)的影響

這是一個奇怪的命題，但卻實實在在地廣泛存在于目前國內(nèi)生產(chǎn)和銷售的許多新車身上。

根據(jù)中國對世界環(huán)境組織的承諾，我國從2011年開始出廠的新車必須達(dá)到國四排放標(biāo)準(zhǔn)(歐四標(biāo)準(zhǔn))。而在市場銷售的新車，則從2011年7月1日起，必須達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)才能落戶上牌。國四標(biāo)準(zhǔn)有兩個關(guān)鍵的指標(biāo)對汽車生產(chǎn)廠家提出了新的要求:其一，汽車尾氣的排放質(zhì)量提高了一個級別;其二，對汽車燃油消耗量提出了嚴(yán)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(xiàn)那個燃油消耗量"黃標(biāo)"的主要原因。

為了達(dá)到碳排放的要求，汽車廠家不得不千方百計提高汽車發(fā)動機的升功率、也就是在同等排量下發(fā)動機輸出更大的動力，以便于在原來同等大小重量的汽車上裝一個更小排量的發(fā)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(fā)動機的轎車都紛紛裝備1.5升排量或1.4升排量的發(fā)動機就是一個典型的現(xiàn)象。

然而，排量"縮水"并不意味著動力上升，為了排量"縮水"又能夠動力上升，汽車生產(chǎn)廠家普遍采用了這樣兩種技術(shù)手段:其一，采用渦輪增壓技術(shù);其二，提高自然吸氣發(fā)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(dá)到滿足碳排放要求、允許其繼續(xù)生產(chǎn)汽車的愿望。

這兩個方法帶來了同樣的問題:發(fā)動機實際壓縮比提高了，需要更高標(biāo)準(zhǔn)的汽油。在燃油標(biāo)準(zhǔn)尚未提高之前就需要給這些汽車使用更高標(biāo)號的汽油。例如，原來10.0:1 壓縮比的發(fā)動機和渦輪增壓發(fā)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(fā)生變化了，10.5:1壓縮比的汽車卻普遍出現(xiàn)在1.5升排量的發(fā)動機上，某些更小排量(如1.4升排量)的發(fā)動機壓縮比居然達(dá)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(chǎn)生爆震的要求，很多自然狀態(tài)下壓縮比10.0:1左右的發(fā)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(biāo)號的汽油才可以達(dá)到汽車的設(shè)計要求。

這卻給汽車生產(chǎn)廠家?guī)砹虽N售方面的難題:設(shè)想一下，對于一個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(shù)情況下，買主恐怕就很難下決定買這樣的車、而會轉(zhuǎn)而選擇購買更加經(jīng)濟的車型。

為了解決這個難題，廠家通常在燃油標(biāo)號方面采用了低標(biāo)號的做法，比如實際上，大多數(shù)廠家對于10.5壓縮比的車都推薦使用93號汽油。故而出現(xiàn)大量的車主反應(yīng)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(rèn)為噪音大、沒勁、費油是正常的。

到這里，大家應(yīng)該都明白了，這些車其實主要是因為選用了低標(biāo)號的汽油而引起發(fā)動機爆震和其它相關(guān)的現(xiàn)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(biāo)號

說到爆震，大家最關(guān)心的還是加什么汽油的問題。汽油辛烷值是汽油抗爆震性的主要指標(biāo)，其實汽油標(biāo)號90、93或97就是指汽油的「辛烷值」(并非一些4S店"專業(yè)人員"或者加油站所說的"清潔度")，可以代表汽油的抗爆震性。什么是「辛烷值」呢?在研究燃料與爆震的關(guān)系時，研究人員發(fā)現(xiàn)「異辛烷」最能抵抗爆震，而「正庚烷」相當(dāng)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(dāng)于異辛烷的成分)和3%正庚烷(或相當(dāng)于正庚烷的成分)混合物的抗爆震度相同。所以這純粹是抗爆震性的問題，并不是加了辛烷值越高的汽油，發(fā)動機就越有力。當(dāng)然，若是加了辛烷值太低的汽油而導(dǎo)致爆震，或是爆震發(fā)生時發(fā)動機延后點火角，車子的確會比較沒力。換句話說，只要發(fā)動機不爆震，提高油料的辛烷值并不會讓發(fā)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(biāo)號的油，抗壓性好，不易產(chǎn)生爆震，但燃燒速度相對較慢，這會影響到發(fā)動機的動力性和發(fā)動機機體的溫度，燃燒速度慢會使發(fā)動機動力下降而溫度升高，這對發(fā)動機是不好的情況。

低標(biāo)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(biāo)號的油，會比用高標(biāo)號的油動力更好，更省油，對發(fā)動機的溫度、潤滑等都有好處。

因此，正確的做法是:什么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(fā)動機聲音平順平和，發(fā)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(fā)動機內(nèi)部一天天的積碳在增加，壓縮比一天天在加大，發(fā)生爆震的可能性也在一天天地加大，這時你就會發(fā)現(xiàn)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(biāo)號的燃油，就會發(fā)現(xiàn)噪音和油耗都會得到改善。但改用高標(biāo)號的油并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，并逐步減少和消除原有的積碳，最終使發(fā)動機達(dá)到一個最佳燃燒的狀態(tài)。

8.1 等待滿足"國四"汽車的汽油

這個也是汽車生產(chǎn)廠家的愿意，但估計技術(shù)改選難度較大，需要一定的時間才能夠?qū)崿F(xiàn)。

8.2 自制"專供"高清潔度動力燃油

幸運的是，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有一些先進(jìn)的產(chǎn)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(qū)別于傳統(tǒng)的燃油添加劑，這類產(chǎn)品歸類于動力燃油催化劑。

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(zhì)的動力燃油催化劑，提高燃油的清潔等級，改變?nèi)加偷娜紵匦?，提?3號汽油的抗爆震性能，產(chǎn)生超過97號汽油的燃燒能量，擴大汽車的經(jīng)濟油耗區(qū)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(fā)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(zhì)汽油對發(fā)動機的損傷，以及延長三元催化裝置和氧傳感器的使用壽命。

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(biāo)號的高清潔度動力燃油適合的發(fā)動機壓縮比:

90號高清潔度動力燃油:適用于壓縮比10.0及以下的發(fā)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:適用于壓縮比10.1至11.4之間的發(fā)動機及自然吸氣在10.0以內(nèi)的渦輪增壓發(fā)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:適用于其它更高壓縮比的發(fā)動機。

8.3 選擇適合發(fā)動機壓縮比的普通汽油

發(fā)動機壓縮比是汽車應(yīng)該選用什么汽油標(biāo)號的最重要的參數(shù)，一般情況下，對應(yīng)不同的發(fā)動機壓縮比， 適合的汽油標(biāo)號如下:

發(fā)動機壓縮比低于8.5:1:選用90號汽油

發(fā)動機壓縮比8.6:1~10.0:1:選用93號汽油

發(fā)動機壓縮比10.1:1~11.5:1:選用97號汽油

發(fā)動機壓縮比高于11.5:1，選用98號汽油

按以上推薦選用適合自己的汽油標(biāo)號，可以有效防止發(fā)動機爆震，提高燃油經(jīng)濟性，并保障發(fā)動機達(dá)到設(shè)計的使用壽命。

8.4 定期到4S店保養(yǎng)，清洗油路和噴油嘴

定期到4S店保養(yǎng)，清洗油路和噴油嘴、清洗發(fā)動機積炭、更換發(fā)動機潤滑油也是保持發(fā)動機良好狀態(tài)的一種方法，對于大量選用93號汽油的"國四"汽車，建議每5000公里到4S店保養(yǎng)一次發(fā)動機，以避免發(fā)動機爆震和汽車油耗過高的問題。

8.5 適當(dāng)選用高品質(zhì)的燃油添加劑

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

以上五種方法并不需要車主都用，一般情況下，只需要采用以上四種方法中的一種就可以達(dá)到預(yù)防發(fā)動機爆震、避免發(fā)動機無力和油耗過高的問題。

無論是汽油機還是柴油機，工作原理都是吸入混合燃?xì)?柴油機吸入的是空氣)--壓縮--燃燒做功--排氣這四個沖程的作用，實現(xiàn)發(fā)動機周而復(fù)始的運轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機吸入燃油蒸汽與空氣的混合物后，在壓縮行程還未到達(dá)設(shè)計的點火位置、種種控制之外的因素卻導(dǎo)致燃?xì)饣旌衔镒孕悬c火燃燒、此時，燃燒所產(chǎn)生的巨大沖擊力與活塞運動的方向相反、引起發(fā)動機震動，這種現(xiàn)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(fā)動機抖動、甚至車身也明顯地發(fā)生抖動，無感爆震主要的表現(xiàn)是發(fā)動機噪音加大。

爆震對于發(fā)動機來說是非常有害的現(xiàn)象，主要的害處是:發(fā)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(nèi)車外都能聞到嚴(yán)重的怪味、有時一輛車的污染可以相當(dāng)于200多輛車正常狀態(tài)時所產(chǎn)生的污染、嚴(yán)重影響駕駛員本人和乘客的身體健康)，最為嚴(yán)重的時候會引起敲缸、發(fā)動機熄火以及發(fā)動機機械部件破壞，給車主帶來巨大的經(jīng)濟損失。

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

現(xiàn)在許多車廠為了將發(fā)動機壓榨出最大的性能及降低油耗，通常會把常用轉(zhuǎn)速范圍的點火角設(shè)定的比較提前，所以有些發(fā)動機在2000至3000轉(zhuǎn)間負(fù)荷較大時，難免會有輕微的爆震，然而輕微的爆震對發(fā)動機不會有太大的影響，車主也不用過于擔(dān)心。但是若因為發(fā)動機出問題所產(chǎn)生的爆震，如嚴(yán)重積碳或散熱不良等，這種爆震通常很嚴(yán)重，如果是在高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷發(fā)生連續(xù)且嚴(yán)重的爆震，不出一分鐘，輕則火花塞及活塞熔損，嚴(yán)重的甚至連汽缸及發(fā)動機本體都會炸穿。

最快速且有效的抑制爆震的方法，就是延后點火提前角，降低燃燒壓力。所以爆震感知器作動原理，是當(dāng)偵測到發(fā)動機爆震時，則將點火提前角延后到不會爆震的點火時機，待發(fā)動機不爆震時，再慢慢的將點火提前回復(fù)。爆震感知器是利用加速度傳感器來量測發(fā)動機的加速度變化，也就是震動。工程師在調(diào)校爆震感知器時會把爆震的震動模式寫入ECU中，一旦爆震感知器偵測出該震動模式，ECU則判定發(fā)動機爆震，隨即延后點火提前角。較先進(jìn)的爆震感知器甚至能判定是哪一個汽缸爆震，而針對該汽缸個別延后點火提前角。

說到爆缸，大家最關(guān)心的還是加什么汽油的問題。其實93、97或98是汽油的抗爆震性，也就是其"辛烷值"。什么是"辛烷值"呢?在研究燃料與爆震的關(guān)系時，研究人員發(fā)現(xiàn)"異辛烷"最能抵抗爆震，而"正庚烷"相當(dāng)容易爆震，所以就將異辛烷的抗爆震度定為100，而正庚烷定為0。所謂辛烷值97的汽油，就是它的抗爆震度與97%異辛烷和3%正庚烷混合物的抗爆震度相同。

所以這純粹是抗爆震性的問題，并不是加了辛烷值越高的汽油，發(fā)動機就越有力。當(dāng)然，若是加了辛烷值太低的汽油而導(dǎo)致爆震，或是爆震發(fā)生時發(fā)動機退點火角，車子的確會比較沒力。換句話說，只要發(fā)動機不發(fā)生爆震，提高油料的辛烷值并不會讓發(fā)動機更有力或更省油，只會讓你的錢包更縮水。