解开汽车行走之谜(四)――爆震

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编者按：

多数车辆使用者对于车辆引擎是否有力、耐用、安静、省油等，都十分关心。然而打开引擎盖，林列于引擎室内的引擎及其他机构，实在也让人眼花缭乱。大家都知道引擎的重要性，但却因为对引擎不够认识，关于引擎的知识也很少能有系统的按各机构、系统来了解。

为了满足广大读者对引擎进一步认识的渴望，特地辟此专栏，希望各位读者能增加关于引擎的知识，也能掌握爱车引擎的状况。

何谓爆震？

爆震，俗称敲缸、叫杆。爆震是引擎燃烧过程中所产生的异常燃烧现象，爆震可说是引擎设计者的天敌，许多提升马力、降低油耗、减少污染的设计，如高压缩比、增压装置、提高汽缸壁工作温度等，都因为爆震的产生而受到限制。

当混合气 (空气与燃油充分的混合) 在进气行程进入燃烧室后，活塞在压缩行程时便将其压缩，火花塞将高压混合气点然后，其燃烧所产生的压力则转换成引擎运转的动力。引擎的燃烧十分复杂，需要有相当精确的设计与控制，稍有一点控制失误或是失常，便会造成不正常燃烧，而“爆震”就是一种不正常燃烧。简单地说，爆震是不正常燃烧所导致的燃烧室内压力失常。

爆震的原因

在说到爆震原因前，先要了解两件事。第一，混合气在燃烧室内燃烧，其火焰是由点火点以“波”的方式向四周扩散，所以由点火到油气完全燃烧需要一段短暂的时间。第二，油气虽然需要靠火花塞点燃，但是过于高温、高压的环境也会使油气自燃。

一般的爆震是因为燃烧室内油气点火后，火焰波尚未完全扩散，远端未燃的油气即因为高温或高压而自燃，其火焰波与正规燃烧的火焰波撞击而产生极大压力，使得引擎产生不正常的敲击声。造成爆震最主要有以下几点原因：

一、点火角过于提前：

为了使活塞在压缩上死点结束后，一进入动力冲程能立即获得动力，通常都会在活塞达到上死点前提前点火 (因为从点火到完全燃烧需要一段时间)。而过于提早的点火会使得活塞还在压缩行程时，大部分油气已经燃烧，此时未燃烧的油气会承受极大的压力自燃，而造成爆震。

二、引擎过度积碳：

引擎于燃烧室内过度积碳，除了会使压缩比增大(产生高压)，也会在积碳表面产生高温热点，使引擎爆震。

三、引擎温度过高：

引擎在太热的环境使得进气温度过高，或是引擎冷却水循环不良，都会造成引擎高温而爆震。

四、空燃比不正确：

过于稀的燃料空气混合比，会使得燃烧温度提升，而燃烧温度提高会造成引擎温度提升，当然容易爆震。

五、燃油辛烷值过低：

辛烷值是燃油抗爆震的指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。压缩比高的引擎，燃烧室的压力较高，若是使用抗爆震性低的燃油，则容易发生爆震。

爆震的特征及影响

发动机有哒哒的金属敲击发动机缸体的声音。发动机各部件温度急剧上升，油耗增大，发动机和车身能感到震动。如出现以上现象，说明发动机爆震已经十分严重，足以影响到发动机的寿命和日常使用。具体有以下特征：

(1)发动机内发生不规则的“哐哐”、“咔咔”、“当当”的金属敲击声。

(2)发动机震颤。

(3)发动机温度过高。

(4)燃料燃烧不完全，废气中有黑烟。

(5)发动机功率下降。

(6)油耗增大。

(7)正常行驶中，转速忽然莫名其妙的变动。

爆震的原因及预防

1、所谓油品的标号90、93、97其实是汽油的“辛烷值”，即实际汽油抗爆性与标准汽油的抗爆性的比值。所以汽油本身的抗暴性是爆震的一大因素；

2、从发动机理论来说，越大的压缩比（四冲程汽油发动机有四个工作行程：进气、压缩、作功、排气，活塞在气缸内作往复运动。在进气行程完成后，活塞位于气缸的下部，该点称为下止点；压缩形成完成时，活塞处于气缸的上部，该点称为上止点。活塞在下止点时气缸的容积和活塞在上止点时的气缸容积之比即为压缩比）越能得到更高的发动机功率，所以新的发动机功率越来越大，压缩比也越来越大（比如307的1.6压缩比为10.5，未经国产调教过的为10.8），理论上功率可以不断提高，但是实际上有一个很难的解决的困境，那就是爆震，由于油品质量不能无限制提高，最起码受到成本的制约，所以压缩比和功率并不是无限提高的。还好，并不是压缩比高就一定产生爆震，爆震还可以通过第三种来调整。

3、修正并减小点火提前角（即推迟点火的时机），通俗地说点火时间越早，发动机的效率越高。但是效率高，自然爆震就厉害。（按照基本的四冲程理论，在压缩行程结束后再点火。实际上，混合气从开始燃烧到完全燃烧需要一定的时间，因此如果在压缩行程结束时点火，则等到混合气完全燃烧时活塞已经不在上止点了，也就是这时会浪费掉一部分能量。为了追求更高的能效比，我们可以设计这样一个理想方案，在活塞压缩行程结束做功行程刚开始时的那一刻，刚好也是混合气燃烧最充分的那一刻。这样，我们需要在活塞在压缩行程中到达上止点以前就开始点火，这个点火时间我们称之为点火提前。点火提前的目的就是为了获取更高的发动机输出功率。但是点火提前也带来一个问题，那就是爆震）。

为了减少爆震，使用合适标准的汽油（标号低了导致爆震，高了导致积碳）、调低压缩比、推迟点火提前角是根本，但是任何方案都需要取舍的。调低压缩比牺牲了发动机功率，推迟点火提前角则牺牲了点火效率、燃油效率，低速扭矩不足，起步提速慢、换档顿挫感强，虽然谈不上影响很大，但影响面很广。

爆震并不是个别现象，很多车都有，区别在于有的车比较普遍，有的车比较个别，有的车是偶尔才出现，有的车经常出现。为什么有的车比较普遍，有的车很个别？可以认为压缩比太高，点火提前。为了获得大功率，没有降低原产的压缩比，为了获得更好的提速、燃油效率和快速起步，在出厂时设定的点火提前角就很早。

解决爆震的个人因素：

1、选用合适的汽油标号，并不是标号越高越好，但注意要到正规加油站加油。

2、清除积碳；

3、采用合适的汽油添加剂；

4、避免高挡低速（即长时间低转速行驶）。

解决爆震的厂家因素：

1、降低压缩比；

2、调整（减小）提前点火角，点火提前角除了和原厂设定有关，还和很多因素有关，比如CKP（曲轴传感器）间隙不合适、CKP松动、温度传感器损坏、发动机负荷、ECU损坏、火花塞不合适等；

3、检查爆震传感器正常与否，是否受到损坏和干扰；

4、是否有用户使用问题或其他特殊情况。