哪些方式可以減小汽車發動機高壓縮比導致的爆震情況？

01-06

再做復慣用。

先說什麼是爆震(Klopfen)。爆震是汽油機最主要的一種不正常燃燒，常在壓縮比較高和大負荷時出現，如下圖所示，爆震發生時，缸內壓力曲線出現高頻大幅度波動（鋸齒波），同時發動機會產生一種高頻金屬敲擊聲。

再說爆震後會發生什麼：

1. 發出頻率為3000-7000Hz的金屬振音

2. 輕微爆震時，發動機功率略有增加，強烈爆震時，發動機功率和轉速下降，工作不穩定，機身由較大振動

3. 冷卻系統過熱，氣缸蓋溫度，冷卻水溫度和潤滑溫度均明顯上升

4. 爆震嚴重時，汽油機甚至冒黑煙

然後說危害：

1. 熱負荷及散熱損失增加：爆震發生時，劇烈無序的放熱使缸內溫度明顯升高，加之壓力波的反覆衝擊破壞了燃室壁面的層流邊界層和油膜，從而使燃氣與燃室壁面之間的傳熱速率大大增加，散熱損失增加，汽缸蓋及活塞頂部等處的熱負荷上升，甚至造成鋁合金活塞表面發生燒損及熔化，所謂的燒頂。

2. 機械負荷增大：發生爆震時，最高燃燒壓力和壓力升高率都急劇增高，受壓力波的劇烈衝擊，相關零部件所受應力大幅度增加，嚴重時會造成連桿軸瓦破損。

3. 動力性和經濟性惡化：由於燃燒極不正常，以及散熱損失大大增加，使循環熱效率下降，導致功率和燃油消耗率惡化。

4. 磨損加劇：由於壓力波衝擊缸壁破壞了油膜層，導致活塞，氣缸和活塞環磨損加劇。

5. 排氣異常：爆震時產生的高溫會引起燃燒產物的熱裂解加速，嚴重時析出碳粒，排氣產生黑煙，燃室壁面形成積碳，而這又構成表面點火(Glühzündung)的起因。

接著說主要因素：

如果由火核形成至火焰前鋒傳播到末端混合氣為止所需時間為t_F，由火核形成至末端混合氣自燃著火所需時間為t_SZ，由於爆震是在火焰前鋒尚未到達時末端混合氣發生自燃引起的，因而不發生爆震的充分必要條件是：t_F&縮短t_F：

一方面減小火焰傳播距離：

燃燒室形狀緊湊，缸徑不宜過大
火花塞儘可能中央布置

另一方面加速火焰傳播速度：

提高壓縮終了的混合氣溫度
提高混合氣湍流度
降低殘餘廢氣係數
控制過量空氣係數，0.8到1.0時火焰傳播速度最高
加大點火提前角
提高進氣溫度

延長t_SZ：

一方面合理冷卻末端混合氣：

適當增加燃燒室末端區域的面容比
採用導熱性能好的材料（如鋁或鋁合金材料優於鑄鐵材料）
優化氣缸蓋冷卻系統設計

一方面加長滯燃期：

降低末端混合氣的溫度和壓力
提高殘餘廢氣係數
避開過量空氣係數0.8到1.0的區域
推遲點火提前角，以減小燃燒壓力
降低進氣溫度，可考慮增壓中冷或噴水等

另一方面提高燃料抗爆性（辛烷值）。

概括起來為三類，即燃燒室結構參數，運轉參數，燃料特性。從上不難看出，對於壓縮比，點火提前角，殘餘廢氣係數，過量空氣係數以及進氣溫度等因素的要求往往是矛盾的。實踐表明，這些矛盾因素中，加長滯燃期的效果更好，即降低壓縮比，推遲點火提前角，降低進氣溫度，採用稀混合氣以及加大殘餘廢氣係數都會減輕爆震的傾向。

實際中，要在儘可能保證燃燒熱效率的前提下減少爆震，作為最主要和最有效的方法是適當減小點火提前角，降低壓縮比，優化燃燒室設計，提高燃料抗爆性。另外，電控技術的應用為抑制汽油機爆震提供了有力手段，通過爆震感測器感知爆震程度，反饋控制點火時刻和空燃比，可以避免實際使用中爆震的發生。

PS: 眾所周知的馬自達創馳藍天技術，就是使壓縮比高達14：1，為了解決爆震的危險，馬自達採用了4-2-1的排氣系統，推遲點火時間點，多孔噴嘴（Mehrloch Injector）和盆型(Muldenform)的活塞頂部的方式，有效的抑制爆震的產生。

圖片選自：Grundlagen Verbrennungsmotoren, 7. Auflage, Günter P. Merker, Springer Vieweg

內容參考：Grundlage der Verbrennungskraftmaschinen, TU-Berlin, Pro. Dr.-ing. H. Pucher, 2007

汽車發動機原理，王建昕，帥石金，清華大學出版社

降低缸內溫度

提高火焰傳播速度

其他都是答非所問

汽油機爆震——由於缸內溫度壓力過高使遠離點火中心的末端混合氣先燃燒，屬於末端混合氣的自燃，會一下子全部燃燒，所以產生強烈的壓力波，伴隨有劇烈的敲缸聲。

這裡再提一個容易混淆的概念——早燃：缸內溫度高的炙熱表面點燃混合氣先燃燒的現象，注意它是點燃，並且伴隨著火焰傳播的。

爆震和早燃有一定關係，早燃會誘發爆震，爆震優惠讓更多的炙熱表面溫度升高促使更激烈的表面點火，互相促進危害更大。爆震最容易發生在低速大負荷工況

除了 @李捷提到的方法外，還可以考慮從發動機結構設計上下手

比如，合理的布置火花塞的位置，使它遠離使末端混合氣受熱多的位置

比如，組織缸內氣體流動，加強混合氣混合均勻，使火焰傳播速度加快

比如，使燃燒室結構更緊湊，這樣能縮短火焰傳播的距離，減小爆震傾向

比如，增加氣門疊開角，使掃氣作用起到冷卻作用

值得商榷的一點是 @李捷講的提前點火好像並不能減小爆震，因為越提前點火，活塞在達到上止點前缸內溫度和壓力越高，隨著壓縮，會進一步上升，這會促使爆震產生。我覺得應該是推遲點火！

謝邀

一般發動機爆震的原因主要有亮點：壓力過大、溫度過高，常見的主因有氣缸壁和燃燒室過熱，進氣溫度過高、點火提前、進氣壓力大、汽油辛烷值低、燃燒室積碳等等，另壓縮比也是其中原因之一，鑒於題目中已經強調了高壓縮比此處不歸納進去。

1、提高汽油辛烷值；

汽油標號其實就是辛烷值，辛烷值越高汽油越不容易爆燃，所以提高辛烷值是比較好的方法。目前常見的方法有用高標號燃油以及使用辛烷值添加劑。這點在日本進口性能上體現較為明顯，因為日本擁有100號汽油，所以很多進口道中國的性能車車主，都添加了大把大把的辛烷值添加劑。

2、控制燃燒室內溫度；

（1）、優化排氣系統，改善燃燒，使爆震發生前完成燃燒。以馬自達為例，馬自達採用4-2-1的長管排氣歧管，防止尾氣迴流氣缸抑制氣缸內的溫度上升。馬自達延遲了發動機點火時機，並採用直噴技術等確保燃燒穩定性。

（2）、燃燒室設計更合理，燃燒室設計如果能讓油氣流動性能提升也可以減少爆震。一般採用方法為調整火花塞位置或者設計活塞形狀。

3、及時清理積碳；

積碳的存在會讓燃燒室散熱出現障礙，增加辛烷值添加劑會加劇積碳的形成，所以及時清理進氣系統和燃油系統的積碳。

4、壓縮比

壓縮比的調整可以用很多方法，馬自達雖然是理論上的高壓縮比但也是一種好的思路。在壓縮行程中，進氣們晚關閉把一部分油氣壓出氣缸，可以減少油氣壓力，避免爆震。

5、空燃比

油氣混合不均勻以及過稀都會產生爆震，不過一般發動機在檢測到爆震訊號時會增加油氣濃度。

6、進氣壓力

進氣壓力會使油氣密度變大，燃燒產生熱量較多，燃燒最後溫度上升，最終導致爆震。在對比亞迪1.5T渦輪增壓發動機測試的過程中我們可以發現紅化的情況，如果此時再有漏機油的情況很容易燃燒。

比亞迪1.5ti發動機連續400小時可靠性試驗，溫度達900多度！視頻

如果你問的是發動機設計我不懂，但如果你買了一輛高壓縮比的車子有爆震現象的話——

1.使用高標號汽油。

2.使用全合成機油。

3.使用汽油添加劑。

4.保持高轉速換擋。

5.如果可能，降低進氣溫度。

電控發動機有爆震感測器，ECU自動調整點火提前角

加95號油

加高號汽油

加速的時候油門不要踩的太深太急，轉彎時候的扭矩不要打的太快太急太大。油門和檔位要配合好。