现象

相较于正常的工作方式，爆震发生时发动机气缸内部的温度和压力上升更快，并会发出金属撞击声（一种高频振动噪音），同时发动机的冷却系统和润滑系统温度上升。爆震严重时，发动机功率下降， 燃油消耗增加，产生较大振动，其高热高压可能造成发动机零件损坏。

产生原理

图示为发动机气缸中混合气体的自燃现象，在由火花塞点燃的火焰传播到达前，左侧已经开始自燃，即称为爆震。

正常的工作方式

对于常见的四冲程发动机来说，混合气（汽油与空气）在被压缩后，由火花塞进行点火，然后以点火的那点（火焰核心）为中心，火焰逐渐向外扩散，燃料的燃烧过程有序和可控，其压力变化幅度虽大，但变化梯度较为平滑，是符合设计预期的理想过程。

爆震

火花塞点火后，燃料开始燃烧，火焰呈球面形状以每秒30-70米的速率向周围扩散，发动机气缸内的温度和压力迅速上升，并且燃烧产生的压力波以音速向周围扩散，这些因素都使得尚未燃烧的混合气体更容易发生化学反应。当发动机内局部区域的气体达到了自燃条件时，就在火焰传播到达之前产生了自燃，其燃烧方式和压燃式发动机的原理相似。由于在较大面积上同时多处着火，放热的速度迅速增加，类似于气缸内发生的一次次小型爆炸，压力改变不再平滑而是呈现阶跃形式，冲击波反复撞击气缸，产生了高频振动（数千赫兹），发出敲击声。在爆燃发生的时候，火焰的传播速度可达100-1000米/秒。

危害

发动机过热：爆震时的剧烈放热，使得气缸内温度明显升高，同时压力波的反复冲击破坏了汽缸壁上的油膜，使得气体温度更容易通过汽缸壁向外传播，一方面因为散热损失造成发动机效率下降，更主要的会造成气缸盖及活塞顶部等处过热，可能造成部件损毁。

发动机机械负荷增加：爆燃时，压力升高速度和最高压力值都显著增加，零件反复受到冲击，严重时会造成零件损毁。

功率下降，耗油增加：由于燃烧过程未遵循设计方式，发动机效率降低，导致了汽车功率下降，同时也增加了耗油。

加大磨损：由于冲击波破坏汽缸壁上的油膜，使得活塞、气缸、气缸环等部位加重了磨损。

气缸内产生积碳：燃烧异常可能使得微小的碳颗粒出现，一部分随着尾放，另一部分则停留在气缸内，这又可能导致发动机的另一种不正常燃烧即表面点火。

影响因素与控制技术

爆震的关键因素是火焰传播时间（t F ）和自燃迟滞时间（t SZ ）的比较，只要t F SZ，即在自燃产生前就已经通过正常的火焰传播方式进行燃烧，爆震就不会产生。凡是加快火焰传播速度，以及增加自燃迟滞时间的因素，都能够减少爆震的产生。

发动机结构与使用因素

影响爆震的因素非常多，例如为了提高性能，发动机的压缩比设计有逐渐加大的趋势，会加快温度和压力的上升，从而减少自燃迟滞时间，爆震容易发生。而火花塞点火时刻（点火提前角）的提早也有同样效果。发动机的燃烧室设计也会对爆震产生影响。

另外在发动机的温度过高时（比如发动机冷却系统工作不正常），也会使得混合气容易自燃，引起使爆震。

燃料

对于一台已经确定的发动机而言，燃料对爆震的产生与否是至关重要的因素。若燃料容易自燃，则一般更容易引起发动机的爆震。辛烷值是用来描述燃料抗爆震能力的一个指标，辛烷值高的燃料一般比较稳定，能有效避免爆震的产生。对于市场上销售的使用汽油的汽车，厂商会根据设计与试验结果，向消费者告知所应使用的最低辛烷值汽油标准，即加油站常见的97号、93号等汽油标号。

控制技术

由于现代汽车广泛使用ECU来对发动机的火花塞点火时间进行控制，从而可以对爆震进行控制。爆震时，发动机会产生不正常的高频振动和过高的压力与温度，爆震传感器可以对这些指标进行监控，ECU得知爆震的信息后，将适度调后火花塞的点火时间，从而使气缸内的压力和温度上升减缓，爆震得以消失。

相关条目

发动机控制器

点火系统

辛烷值（汽油标号）

参考资料

（日文） ノックセンサ- 爆震感知器

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