爆震

发动机的一种不正常燃烧所产生的外部反应
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爆震（detonation）[2]是爆震燃烧的简称，又称爆燃或敲缸，一般指发动机爆震，是发动机的一种不正常燃烧现象，其本质是终燃混合气的自燃。[4]具体为：发动机中的混合气（主要是指离火花塞最远部分的混合气）在火焰传到前便自行着火燃烧，气体容积来不及膨胀，使温度和压力急剧增加，形成气缸内局部气体压力过高，因压力不平衡而产生的压力波以超音速的速度撞击燃烧室壁、活塞、气缸壁，使之震动并可能发出尖锐的敲缸声。[3]
发动机爆震的产生条件为点火后火焰传播期大于自燃准备时间，即：点燃混合气到火焰传遍整个燃烧室所经历的时间，大于点燃混合气到剩余的未燃混合气自燃的时间。[5]因此，发动机爆震的产生既取决于正常点火火焰传播的速度，也取决于最后部分未燃混合气的诱导期长短和燃料自燃点的高低。[6]一般来说，发动机出现爆震的主要原因有燃油辛烷值过低、发动机压缩比过大、点火提前角太大、空燃比过浓、发动机温度过高等，并往往会引起发动机过热、机件损坏、燃烧室积碳、早燃等现象的产生。[4]
爆震的解决和预防措施一般包括：定期清除排积碳、加厚气缸垫[7]或换新气缸盖以降低压缩比、使用符合发动机压缩比的汽油[6]、保持冷却系统工作正常、保证合适的点火提前角等等；[4]爆震常用的三种检测方法为：检测发动机缸体的振动频率、检测发动机燃烧室压力的变化、检测混合气燃烧噪声。其中，检测发动机缸体的振动频率有着测量精度高、传感器安装方便且输出电压较高的优点，因此现代汽车广泛采用该检测方法。[8]

基本原理

发动机爆震的本质是终燃混合气的自燃。[4]由汽车发动机燃烧理论可知，当气缸中的可燃混合气被电火花点燃之后，形成火焰传播，以10~30m/s的速度[a]进行。火焰前方的未燃混合气因受已燃混合气的压缩和热辐射，压力和温度都相应升高，发生了化学反应，称为焰前反应。如果火焰及时传到，并把它引燃到烧完为止，这就是正常燃烧；但在某种不正常燃烧的条件下，离火花塞最远部分的混合气还未等到正常的火焰前锋到达，就已完成了化学准备过程而自行燃烧。这个因自燃而形成的火焰中心[b]产生新的火焰传播，传播速度为1500~2000m/s[c]，使未燃的混合气瞬间燃烧完毕。由于这种燃烧极为迅速，气体容积来不及膨胀，而温度和压力则急剧增加，因此，压力来不及传给气缸内其他部分气体，形成气缸内局部气体压力过高，因压力不平衡而产生压力波。这种压力波以超音速的速度向前推进，撞击燃烧室壁、活塞、气缸壁，而使之振动，发出尖锐的敲缸声，这种现象称为爆震燃烧，简称爆燃或爆震。[3]