春節的爆竹聲此起彼伏，給人以歡樂(lè )的氣氛。然而在發(fā)動(dòng)機中放爆竹的話(huà)，顯然不是那么讓人滿(mǎn)意。提到爆震，也許所有人見(jiàn)到這兩個(gè)字都會(huì )心生厭惡之情。本篇會(huì )盡可能的解讀在汽油發(fā)動(dòng)機上，爆震產(chǎn)生的原理、導致爆震的因素、對發(fā)動(dòng)機的危害、和解決的方法。

　　 汽油與空氣的混合氣進(jìn)入氣缸之后，活塞會(huì )將其壓縮，氣缸內溫度和壓力升高后，混合氣密度和分子分子運動(dòng)速度也隨之提高，混合氣會(huì )更容易、更快的燃燒，從而獲得更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟性。氣缸在下止點(diǎn)時(shí)的最大體積與氣缸在上止點(diǎn)時(shí)最小體積之比，即為壓縮比，通常情況下，相同排量的發(fā)動(dòng)機，壓縮比越高，其動(dòng)力性和經(jīng)濟性越好(渦輪增壓發(fā)動(dòng)機的壓縮比偏低，特性我們會(huì )在以后著(zhù)重介紹)。

　　 在壓縮之后，混合氣在氣缸內點(diǎn)燃，正常情況下，其火焰是由點(diǎn)火中心開(kāi)始，以一個(gè)球面為前鋒，帶著(zhù)高溫高壓氣體向四周擴散，最終沖向活塞，并使之向下做功，火焰傳播速度為30-80m/s，所以從點(diǎn)火到油氣完全燃燒，要經(jīng)過(guò)點(diǎn)火期(火花塞跳火)、滯燃期(火核形成并以鋒面開(kāi)始傳播)、速燃期(大部分混合氣燃燒，速燃期結束時(shí)缸內壓力最大)、和后燃期(殘余混合氣燃燒，對汽油機來(lái)說(shuō)意義不大)這幾個(gè)階段。而就是因為點(diǎn)火期和滯燃期，混合氣沒(méi)有很好的燃燒，才讓發(fā)動(dòng)機有了一個(gè)數值：點(diǎn)火提前角。

　　 騎過(guò)自行車(chē)的朋友都知道，在腳蹬通過(guò)最高點(diǎn)之后過(guò)一點(diǎn)點(diǎn)，我們再向下踩，這樣騎車(chē)最有勁兒，而對于活塞和曲軸來(lái)說(shuō)也是如此，通常認為在上止點(diǎn)后曲軸10°左右的相位時(shí)(工況不同，其數值也會(huì )有所變化)，缸內出現最大壓力值并推動(dòng)活塞向下做工，此時(shí)性能最佳。

　　 但我們剛才講到，混合氣燃燒需要一個(gè)過(guò)程，如果在上止點(diǎn)時(shí)才點(diǎn)燃混合氣就來(lái)不及了，所以我們要搶先點(diǎn)火，讓點(diǎn)火期和滯燃期盡早開(kāi)始，使速燃期結束之時(shí)，曲軸在10°相位附近，這就是所謂的點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角在合理范圍值內，越提前，越能壓榨出發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力。假設混合氣燃燒至速燃期結束，時(shí)間為0.001秒，那么在發(fā)動(dòng)機轉速為3000轉時(shí)，曲軸在旋轉18°的時(shí)間內，燃燒可達壓力最大值。這時(shí)的點(diǎn)火提前角就應為8°。而隨著(zhù)轉速的提升，點(diǎn)火提前角也隨之提升。

　　配氣相位圖，請注意點(diǎn)火時(shí)刻出現在上止點(diǎn)之前

　　 通過(guò)這兩條補充知識，我們了解到兩點(diǎn)：壓縮比越高，混合氣壓縮越充分，燃燒速度越快；點(diǎn)火提前角越提前，發(fā)動(dòng)機做功越積極。所以現代發(fā)動(dòng)機的往往將壓縮比設置很高(10:1以上)，點(diǎn)火提前角在高負荷時(shí)也調教的較為靠前。然而物極必反，當燃燒做功處于不恰當的時(shí)機，就會(huì )帶來(lái)了一系列的麻煩，爆震。

　　 實(shí)際上，我們經(jīng)常說(shuō)的爆震過(guò)于廣義，爆震這個(gè)詞被各種文獻、媒體和修車(chē)師傅用濫，點(diǎn)火過(guò)早、表面點(diǎn)火、狹義的爆震、敲缸、叫桿等等，都稱(chēng)之為爆震。為了區別并便于解釋?zhuān)【幑们疑米园颜y意義上的狹義爆震在此篇稱(chēng)之為“爆燃”。而濫用了的“爆震”，繼續代表廣泛的定義。

　　 爆震，發(fā)動(dòng)機一種不正常的工作狀態(tài)，泛指發(fā)動(dòng)機氣缸由于非正常點(diǎn)火造成的突發(fā)的非長(cháng)時(shí)間持續的震動(dòng)，用戶(hù)可明顯的感覺(jué)到發(fā)動(dòng)機聲響異常和震動(dòng)，并削弱發(fā)動(dòng)機輸出功率，升高溫度，增加油耗，對發(fā)動(dòng)機造成一定程度的損害；

　　 爆燃，燃料的一種燃燒形式，是燃料與助燃劑混合后以亞音速的爆炸式燃燒，在發(fā)動(dòng)機里通常指燃油與空氣混合后，在高溫高壓的環(huán)境下，以極大速率自行燃燒，特點(diǎn)是溫度和壓力升高速度極快，有一定破壞力。狹義上的爆震，定義等同于爆燃。

　　 爆震的特點(diǎn)是不需火花塞介入，混合氣仍可被點(diǎn)燃或自行燃燒，表現形式大體分為兩種：表面點(diǎn)火和爆燃。然而值得一提的是點(diǎn)火過(guò)早現象，雖然還算不上爆震，但很多時(shí)候，點(diǎn)火過(guò)早會(huì )作為原因，造成表面點(diǎn)火和爆燃。有了這樣的區分，解讀起來(lái)也方便許多了。

　　 點(diǎn)火過(guò)早，顧名思義，點(diǎn)火角過(guò)于提前，最大壓力值也明顯提前的出現在適合“發(fā)力”的曲軸10°相位之前，甚至0°之前，由于活塞沒(méi)等找好位置，高壓氣體就往下做功，發(fā)動(dòng)機功率自然就會(huì )有所損失，損失了的動(dòng)能轉化為內能使氣缸的升溫。而來(lái)不及轉移的高溫，和提早出現的高壓，會(huì )造成“質(zhì)變”的爆震——表面點(diǎn)火和爆燃。

　　 表面點(diǎn)火通常發(fā)生在火花塞跳火之前，當汽缸溫度過(guò)高來(lái)不及冷卻時(shí)，缸內積碳或火花塞處等明顯突出的位置在壓縮沖程時(shí)會(huì )出現明顯熱點(diǎn)，當溫度超過(guò)混合氣燃點(diǎn)時(shí)，早于火花塞點(diǎn)燃混合氣，和點(diǎn)火過(guò)早相比，這等同于把點(diǎn)火角度再提前若干，當最大壓力值出現在活塞運行至上止點(diǎn)以前，相當于這個(gè)氣缸此時(shí)有著(zhù)“反轉”的傾向，可想而知，活塞和連桿以及曲軸在承受著(zhù)多大的痛苦！

　　 而爆燃，通常出現在火花塞點(diǎn)火或表面點(diǎn)火以后，當火焰向下和向外擴展時(shí)，部分未點(diǎn)燃的混合氣，在擴張的火焰帶來(lái)的高溫高壓之下，來(lái)了個(gè)反抗——類(lèi)似柴油機點(diǎn)燃形式的自燃，多個(gè)著(zhù)火點(diǎn)同時(shí)燃燒，前文我們說(shuō)過(guò)，汽油燃燒速度非?？?，以這種方式燃燒那是非常威猛的，在爆燃時(shí)，混合氣壓力高，密度很大，因而火焰燃燒極快，速度可達1000m/s，迅速燃燒并膨脹產(chǎn)生的沖擊波敲打著(zhù)氣缸和活塞，并和前方正常燃燒傳播的火鋒迎頭撞在一起，這就是我們聽(tīng)到的敲缸聲和感受到的震動(dòng)。由火花塞點(diǎn)火引起的爆震相對較輕，而因表面點(diǎn)火引起的爆震則更為嚴重。據分析，嚴重爆燃時(shí)，發(fā)動(dòng)機的損耗是正常運轉時(shí)的三十倍之多！而且因為爆燃的燃燒速度非?？?，也會(huì )將最大壓力值略微提前。

　　 舉個(gè)生動(dòng)但不太恰當的例子，作為正常燃燒與爆燃的對比： 我們都拍過(guò)籃球，當籃球“砰砰”的砸向地面時(shí)，我們可以把籃球看做點(diǎn)燃的混合氣，把地面看成活塞，這就是一個(gè)常規的點(diǎn)火做功的過(guò)程，而爆燃時(shí)的情況比喻起來(lái)可能有些瘋狂，這相當于地面有片大號火藥紙，當我們把籃球拍向地面時(shí)會(huì )將其砸爆……其聲響和破壞效果顯而易見(jiàn)了。

　　 這幾種非正常點(diǎn)火情況，經(jīng)常交錯在一起，也同樣引起發(fā)動(dòng)機的震動(dòng)和聲響，所以這幾種情況經(jīng)常被混淆。如果對其作出區分的話(huà)，點(diǎn)火過(guò)早時(shí)發(fā)動(dòng)機抖動(dòng)，轉速下降，聲音不明顯突出，所以也稱(chēng)不上爆震，危害程度較??；表面點(diǎn)火時(shí)發(fā)動(dòng)機振動(dòng)，有明顯敲缸聲，聲音沉悶，危害程度較大；爆燃時(shí)發(fā)動(dòng)機振動(dòng)強烈，敲缸聲似尖銳的金屬敲擊聲，非常有害！