爆震（explosion）它是爆震燃燒的縮寫(xiě)，也稱為爆燃或氣缸爆震，一般指發(fā)動(dòng)機(jī)爆震它是發(fā)動(dòng)機(jī)的一種異常燃燒現(xiàn)象，其本質(zhì)是最終燃燒混合氣的自燃。具體為：發(fā)動(dòng)機(jī)中的混合物（主要指離火花塞最遠(yuǎn)的混合氣）在火焰到達(dá)之前，它會(huì)點(diǎn)燃并燃燒自己，氣體體積不會(huì)膨脹，因此溫度和壓力會(huì)急劇增加，導(dǎo)致氣缸內(nèi)的局部氣體壓力過(guò)高，壓力不平衡引起的壓力波會(huì)以超音速撞擊燃燒室壁、活塞、氣缸壁，使其振動(dòng)并可能發(fā)出尖銳的敲擊聲。

發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的條件是點(diǎn)火后的火焰?zhèn)鞑テ陂L(zhǎng)于自動(dòng)點(diǎn)火的準(zhǔn)備時(shí)間，即：從混合物點(diǎn)燃到火焰蔓延整個(gè)燃燒室的時(shí)間比從混合物點(diǎn)燃到剩余未燃燒混合物自燃的時(shí)間長(zhǎng)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的產(chǎn)生不僅取決于正常點(diǎn)火火焰的傳播速度，還取決于最后未燃混合氣的誘導(dǎo)期和燃油的自燃點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的主要原因是燃油的辛烷值太低、發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比過(guò)高、點(diǎn)火提前角太大、空燃比過(guò)濃、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高等，它經(jīng)常導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱、機(jī)件損壞、燃燒室積碳、過(guò)早燃燒和其他現(xiàn)象的發(fā)生。

解決和防止爆震的措施通常包括：定期清除排積碳、加厚氣缸墊或更換氣缸蓋以降低壓縮比、使用符合發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的汽油、保持冷卻系統(tǒng)正常工作、確保合適的點(diǎn)火提前角等等；三種常用的爆震檢測(cè)方法是：檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體的振動(dòng)頻率、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壓力的變化、檢測(cè)混合氣體的燃燒噪聲。其中，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的振動(dòng)頻率具有較高的測(cè)量精度、該傳感器具有安裝方便輸出電壓高的優(yōu)點(diǎn)，因此這種檢測(cè)方法在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的本質(zhì)是最終燃燒混合物的自燃。根據(jù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒理論，當(dāng)氣缸內(nèi)的可燃混合氣被電火花點(diǎn)燃時(shí)，有火焰蔓延，速度為10~30m/s的速度進(jìn)行。火焰前方未燃燒的混合物被燃燒后的混合物壓縮輻射，壓力和溫度相應(yīng)升高，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為預(yù)焰反應(yīng)。如果火焰及時(shí)到達(dá)并將其點(diǎn)燃直到燃盡，則為正常燃燒；然而，在某些異常燃燒條件下，離火花塞最遠(yuǎn)的混合物已經(jīng)完成了化學(xué)準(zhǔn)備過(guò)程，并在正常火焰前鋒到達(dá)之前燃燒了自己。這種自燃形成的火焰中心產(chǎn)生新的火焰?zhèn)鞑?，傳播速度?500 ~ 2000米/s時(shí)，未燃盡的混合氣瞬間燃燒。由于這種燃燒極其迅速，氣體體積來(lái)不及膨脹，同時(shí)溫度和壓力急劇增加因此，壓力來(lái)不及傳遞到氣缸內(nèi)氣體的其他部分，導(dǎo)致氣缸內(nèi)局部氣體壓力過(guò)大，并因壓力不平衡而產(chǎn)生壓力波。這種壓力波以超音速向前推動(dòng)，撞擊燃燒室壁、活塞、氣缸壁振動(dòng)并發(fā)出尖銳的敲擊聲這種現(xiàn)象稱為爆震燃燒，簡(jiǎn)稱爆燃或爆震。

內(nèi)部特征

缸內(nèi)壓力曲線急劇上升，壓力上升速率可達(dá)800千帕左右/1℃A；缸內(nèi)內(nèi)壓在高頻時(shí)波動(dòng)較大，頻率可達(dá)5 ~ 10 kHz;火焰?zhèn)鞑ニ俣燃眲≡黾?。正常燃燒時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0 ~ 25m/s，輕微爆轟下250 ~ 300米/s，2000 ~ 3000米遇強(qiáng)爆/s；放熱率劇增。

外部現(xiàn)象

發(fā)動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)不規(guī)則的金屬敲擊聲；發(fā)動(dòng)機(jī)震顫；發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降；冷卻系溫度過(guò)高；冷卻液溫度上升；潤(rùn)滑油溫度上升；氣缸蓋溫度上升；油耗增大；燃料燃燒不完全和廢氣中有黑煙。

產(chǎn)生條件

未燃混合氣的自燃需要一段準(zhǔn)備時(shí)間如果火焰迅速蔓延到整個(gè)燃燒室，爆震就來(lái)不及了。相反，會(huì)發(fā)生爆震。從混合物點(diǎn)燃到火焰蔓延整個(gè)燃燒室的時(shí)間是火焰?zhèn)鞑ブ芷?，記錄為ts，從混合物點(diǎn)燃到剩余未燃燒混合物自燃的時(shí)間是自燃準(zhǔn)備時(shí)間（也稱誘導(dǎo)期）表示為tk，爆震的條件是tstk。

此外，未燃混合氣的自燃也與碳?xì)浠衔锏难趸匦悦芮邢嚓P(guān)在燃燒過(guò)程中，混合物中過(guò)氧化物或過(guò)氧化物自由基的濃度逐漸增加由于高壓和高溫的影響，當(dāng)混合物的溫度上升到燃料的自燃點(diǎn)時(shí)，燃料中的過(guò)氧化物迅速分解，支鏈反應(yīng)使反應(yīng)趨于爆炸，于是點(diǎn)燃燃燒，產(chǎn)生爆燃。因此，爆震的產(chǎn)生不僅取決于正常點(diǎn)火火焰的傳播速度，還取決于誘導(dǎo)期和最后未燃燒混合物的自燃點(diǎn)。

具體原因

燃料性質(zhì)：燃油辛烷值過(guò)低：燃油的性質(zhì)是爆震的內(nèi)因在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)確定的情況下，燃油的抗爆性能對(duì)爆震起著決定性的作用。燃料的抗爆性通常用辛烷值來(lái)表示，汽油的品牌是根據(jù)其辛烷值來(lái)指定的辛烷值越高，抗爆性越強(qiáng)。高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)，燃燒室壓力高，如果使用抗爆性低的燃料，很容易爆震。

發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)造：壓縮比過(guò)大：如果發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比過(guò)高，氣缸內(nèi)混合氣的溫度和壓力將在壓縮沖程結(jié)束時(shí)升高，這將加速未燃燒混合氣中過(guò)氧化物的生成和積累，縮短自燃的準(zhǔn)備時(shí)間并引起爆震。

點(diǎn)火提前角太大：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞由于點(diǎn)火提前角過(guò)大仍處于壓縮沖程時(shí)，大部分混合氣已經(jīng)燃燒，未燃燒的油氣會(huì)承受很大的壓力而自燃，產(chǎn)生爆震。

氣缸尺寸過(guò)大：發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸尺寸過(guò)大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x加長(zhǎng)此外，由于氣缸容積與傳熱面積之比的增加，熱能耗散緩慢，火焰前反應(yīng)的溫度升高，促進(jìn)了爆轟。

燃燒室形狀寬闊：燃燒室的形狀越寬，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x越長(zhǎng)，氣體渦流越弱，更容易發(fā)生爆震。此外，燃燒室中最后一個(gè)未燃混合氣的位置越靠近排氣門(mén)，該部分在燃燒過(guò)程中的溫度越高，爆震的傾向增大。

火花塞位置偏遠(yuǎn)：火花塞位置對(duì)爆震也有影響，但不如未燃?xì)堄嗷旌蠚獾臏囟葪l件顯著?；鸹ㄈ奈恢檬沟没鹧?zhèn)鞑サ阶詈笪慈紵龤怏w的距離過(guò)短，會(huì)產(chǎn)生爆震。

發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件：空燃比過(guò)濃：過(guò)量空氣系數(shù)和空燃比常用來(lái)表示混合氣的濃度，即空燃比是每千克燃料燃燒實(shí)際供給的空氣量（單位：kg）在正常情況下，當(dāng)混合氣較濃時(shí)，燃燒氣體的溫度和壓力最高（此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)具有最大功率），縮短未燃燒混合氣的誘導(dǎo)期，并引起爆震。

進(jìn)氣溫度過(guò)高：隨著進(jìn)入氣缸的空氣溫度的增加，混合氣的溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的溫度也增加，這加快了燃料預(yù)火焰反應(yīng)的速度，從而產(chǎn)生爆震。

進(jìn)氣壓力過(guò)大：當(dāng)進(jìn)氣壓力增加時(shí)，混合物的預(yù)燃反應(yīng)會(huì)加快，從而導(dǎo)致爆震。

轉(zhuǎn)速過(guò)?。寒?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，燃燒室內(nèi)氣流的湍流強(qiáng)度降低，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，從而引起爆震。

冷卻水溫過(guò)高：冷卻水的溫度會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的熱狀態(tài)。冷卻水溫度越高，氣缸平均溫度越高，混合氣越容易自燃，爆震傾向越大。

積炭嚴(yán)重：活塞頂部和燃燒室壁上的積碳會(huì)增強(qiáng)爆震傾向積碳增加爆震的主要原因是積碳的熱導(dǎo)率非常低它附著在燃燒室壁上，起隔熱層的作用，使氣缸內(nèi)的熱量難以散發(fā)，從而產(chǎn)生一定的高溫?zé)狳c(diǎn)，影響氣缸溫度并加劇爆震。此外，積碳的體積效用也增加了壓縮比并導(dǎo)致爆震。

加速爆震：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在重載下從低速轉(zhuǎn)到高速時(shí)，可以聽(tīng)到爆震聲，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低。例如，在十字路口，重型車輛的交通信號(hào)從紅燈變?yōu)榫G燈、當(dāng)駕駛員急于通過(guò)并突然加大油門(mén)時(shí)，。

高速爆震：發(fā)生在大負(fù)荷、在高速行駛時(shí)，這種爆震聲不容易聽(tīng)到，因?yàn)樗桓咚傩旭倳r(shí)的強(qiáng)烈噪音淹沒(méi)了。

爆震產(chǎn)生的壓力波沖擊氣缸壁、活塞頂部和氣缸蓋的底部平面迫使零件振動(dòng)，導(dǎo)致爆震和冷卻系統(tǒng)過(guò)熱、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、燃燒室表面積碳與表面著火。表面點(diǎn)火反過(guò)來(lái)促進(jìn)爆震的發(fā)生，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重下降，工作粗糙，零件損壞。

引起發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱

爆震

正常情況下，在燃燒室壁上、活塞頂和氣缸壁等固體表面附著一層氣膜（穩(wěn)定的氣體層流邊界層）它的導(dǎo)熱性差，減少了從高溫氣體傳遞到氣缸壁的熱量，因此燃燒氣體的溫度達(dá)到2000℃-在2500℃時(shí)，燃燒室和氣缸壁的溫度只有200℃-300℃。然而，在爆震燃燒過(guò)程中，由于強(qiáng)大的壓力波沖擊，氣膜受到破壞，高溫氣體向這些零件的傳熱大大增加，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，冷卻系統(tǒng)的熱損失增加，潤(rùn)滑油溫度升高，運(yùn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑變差，零件負(fù)荷增加，從而加速磨損并縮短使用壽命。

形成燃燒產(chǎn)物如積碳

當(dāng)燃燒產(chǎn)物在高溫下強(qiáng)烈分解時(shí)，燃燒室內(nèi)的局部溫度很高，可達(dá)4000℃以上。在這種情況下，燃燒產(chǎn)物會(huì)分解成一氧化碳、H2ONO和游離碳等。游離碳很難在氣缸內(nèi)部燃燒，因此在爆震燃燒時(shí)會(huì)排放黑煙。CO、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的分析和解決方法，如H2O，膨脹再燃增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)燃量，同時(shí)由于爆震過(guò)程中熱損失的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率下降。

積碳會(huì)導(dǎo)致：引起表面點(diǎn)火；冬季冷啟動(dòng)困難，甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)；加速無(wú)力；熱車怠速抖動(dòng)；動(dòng)力下降，油耗增加等等。過(guò)多的積碳還會(huì)加劇爆燃的可能性并引起活塞、活塞環(huán)、火化塞閥門(mén)等零件損壞或無(wú)法正常工作。

引起早燃

在某些條件下，強(qiáng)烈的爆震燃燒會(huì)在燃燒室中產(chǎn)生許多熱點(diǎn)。這些熱點(diǎn)可能會(huì)在火花點(diǎn)火之前點(diǎn)燃可燃混合物，引起提前點(diǎn)火現(xiàn)象。此時(shí)混合氣燃燒激烈，缸內(nèi)壓力上升。試驗(yàn)表明，其壓力上升速率是正常燃燒的5倍，最高燃燒壓力是正常燃燒的150倍%氣缸壓力引發(fā)爆炸，進(jìn)而促進(jìn)早期燃燒這兩種現(xiàn)象相互促進(jìn)，導(dǎo)致更高的壓力上升速率和劇烈的高頻振動(dòng)，從而導(dǎo)致最有害的爆炸現(xiàn)象。

對(duì)于在用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和各種控制參數(shù)已經(jīng)確定，防止爆震的具體措施主要包括：

定期清除排氣門(mén)、燃燒室和活塞頂部的積碳消除了最終燃燒的可能熱點(diǎn)。

加厚氣缸墊以降低壓縮比。氣缸蓋端面變形應(yīng)立即更換，端面變平會(huì)增加壓縮比，容易導(dǎo)致爆震。

使用符合發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的汽油。壓縮比越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的抗爆性能就應(yīng)該越好，以免產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆震。

保持冷卻系統(tǒng)正常工作，水溫過(guò)高時(shí)盡快排除障礙物?？諝鉁囟壬呋虬l(fā)動(dòng)機(jī)噴水（水以液態(tài)從化油器的喉管加入），都能減輕爆震。噴水的抗爆功能是：水的蒸發(fā)和吸熱降低了混合物的溫度，延長(zhǎng)了點(diǎn)火前的誘導(dǎo)期；噴水會(huì)降低氣缸和活塞零件的溫度；水蒸氣在混合物中充當(dāng)惰性氣體，這也可以減少爆震。

確保正確的點(diǎn)火提前角。應(yīng)根據(jù)車輛制造商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)調(diào)整氣門(mén)正時(shí)和點(diǎn)火提前角，并確保發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的爆震傳感器處于良好的工作狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)并需要大負(fù)載時(shí)（爬坡或加速），應(yīng)及時(shí)換入低檔位，不要與高檔位相撞。