爆震（explosion）它是爆震燃燒的縮寫，也稱為爆燃或氣缸爆震，一般指發動機爆震它是發動機的一種異常燃燒現象，其本質是最終燃燒混合氣的自燃。具體為：發動機中的混合物（主要指離火花塞最遠的混合氣）在火焰到達之前，它會點燃并燃燒自己，氣體體積不會膨脹，因此溫度和壓力會急劇增加，導致氣缸內的局部氣體壓力過高，壓力不平衡引起的壓力波會以超音速撞擊燃燒室壁、活塞、氣缸壁，使其振動并可能發出尖銳的敲擊聲。

發動機爆震的條件是點火后的火焰傳播期長于自動點火的準備時間，即：從混合物點燃到火焰蔓延整個燃燒室的時間比從混合物點燃到剩余未燃燒混合物自燃的時間長。因此，發動機爆震的產生不僅取決于正常點火火焰的傳播速度，還取決于最后未燃混合氣的誘導期和燃油的自燃點。一般來說，發動機爆震的主要原因是燃油的辛烷值太低、發動機壓縮比過高、點火提前角太大、空燃比過濃、發動機溫度過高等，它經常導致發動機過熱、機件損壞、燃燒室積碳、過早燃燒和其他現象的發生。

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、使用符合發動機壓縮比的汽油、保持冷卻系統正常工作、確保合適的點火提前角等等；三種常用的爆震檢測方法是：檢測發動機氣缸體的振動頻率、檢測發動機燃燒室壓力的變化、檢測混合氣體的燃燒噪聲。其中，檢測發動機缸體的振動頻率具有較高的測量精度、該傳感器具有安裝方便輸出電壓高的優點，因此這種檢測方法在現代汽車上得到廣泛應用。

發動機爆震的本質是最終燃燒混合物的自燃。根據汽車發動機的燃燒理論，當氣缸內的可燃混合氣被電火花點燃時，有火焰蔓延，速度為10~30m/s的速度進行。火焰前方未燃燒的混合物被燃燒后的混合物壓縮輻射，壓力和溫度相應升高，發生化學反應，稱為預焰反應。如果火焰及時到達并將其點燃直到燃盡，則為正常燃燒；然而，在某些異常燃燒條件下，離火花塞最遠的混合物已經完成了化學準備過程，并在正常火焰前鋒到達之前燃燒了自己。這種自燃形成的火焰中心產生新的火焰傳播，傳播速度為1500 ~ 2000米/s時，未燃盡的混合氣瞬間燃燒。由于這種燃燒極其迅速，氣體體積來不及膨脹，同時溫度和壓力急劇增加因此，壓力來不及傳遞到氣缸內氣體的其他部分，導致氣缸內局部氣體壓力過大，并因壓力不平衡而產生壓力波。這種壓力波以超音速向前推動，撞擊燃燒室壁、活塞、氣缸壁振動并發出尖銳的敲擊聲這種現象稱為爆震燃燒，簡稱爆燃或爆震。

內部特征

缸內壓力曲線急劇上升，壓力上升速率可達800千帕左右/1℃A；缸內內壓在高頻時波動較大，頻率可達5 ~ 10 kHz;火焰傳播速度急劇增加。正常燃燒時，火焰傳播速度為10 ~ 25m/s，輕微爆轟下250 ~ 300米/s，2000 ~ 3000米遇強爆/s；放熱率劇增。

外部現象

發動機中出現不規則的金屬敲擊聲；發動機震顫；發動機功率下降；冷卻系溫度過高；冷卻液溫度上升；潤滑油溫度上升；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。

產生條件

未燃混合氣的自燃需要一段準備時間如果火焰迅速蔓延到整個燃燒室，爆震就來不及了。相反，會發生爆震。從混合物點燃到火焰蔓延整個燃燒室的時間是火焰傳播周期，記錄為ts，從混合物點燃到剩余未燃燒混合物自燃的時間是自燃準備時間（也稱誘導期）表示為tk，爆震的條件是tstk。

此外，未燃混合氣的自燃也與碳氫化合物的氧化特性密切相關在燃燒過程中，混合物中過氧化物或過氧化物自由基的濃度逐漸增加由于高壓和高溫的影響，當混合物的溫度上升到燃料的自燃點時，燃料中的過氧化物迅速分解，支鏈反應使反應趨于爆炸，于是點燃燃燒，產生爆燃。因此，爆震的產生不僅取決于正常點火火焰的傳播速度，還取決于誘導期和最后未燃燒混合物的自燃點。

具體原因

燃料性質：燃油辛烷值過低：燃油的性質是爆震的內因在發動機設計和結構確定的情況下，燃油的抗爆性能對爆震起著決定性的作用。燃料的抗爆性通常用辛烷值來表示，汽油的品牌是根據其辛烷值來指定的辛烷值越高，抗爆性越強。高壓縮比的發動機，燃燒室壓力高，如果使用抗爆性低的燃料，很容易爆震。

發動機設計構造：壓縮比過大：如果發動機的壓縮比過高，氣缸內混合氣的溫度和壓力將在壓縮沖程結束時升高，這將加速未燃燒混合氣中過氧化物的生成和積累，縮短自燃的準備時間并引起爆震。

點火提前角太大：當發動機活塞由于點火提前角過大仍處于壓縮沖程時，大部分混合氣已經燃燒，未燃燒的油氣會承受很大的壓力而自燃，產生爆震。

氣缸尺寸過大：發動機氣缸尺寸過大，火焰傳播距離加長此外，由于氣缸容積與傳熱面積之比的增加，熱能耗散緩慢，火焰前反應的溫度升高，促進了爆轟。

燃燒室形狀寬闊：燃燒室的形狀越寬，火焰傳播距離越長，氣體渦流越弱，更容易發生爆震。此外，燃燒室中最后一個未燃混合氣的位置越靠近排氣門，該部分在燃燒過程中的溫度越高，爆震的傾向增大。

火花塞位置偏遠：火花塞位置對爆震也有影響，但不如未燃殘余混合氣的溫度條件顯著。火花塞的位置使得火焰傳播到最后未燃燒氣體的距離過短，會產生爆震。

發動機操作條件：空燃比過濃：過量空氣系數和空燃比常用來表示混合氣的濃度，即空燃比是每千克燃料燃燒實際供給的空氣量（單位：kg）在正常情況下，當混合氣較濃時，燃燒氣體的溫度和壓力最高（此時，發動機具有最大功率），縮短未燃燒混合氣的誘導期，并引起爆震。

進氣溫度過高：隨著進入氣缸的空氣溫度的增加，混合氣的溫度和發動機工作循環的溫度也增加，這加快了燃料預火焰反應的速度，從而產生爆震。

進氣壓力過大：當進氣壓力增加時，混合物的預燃反應會加快，從而導致爆震。

轉速過小：當發動機轉速過低時，燃燒室內氣流的湍流強度降低，火焰傳播速度減慢，從而引起爆震。

冷卻水溫過高：冷卻水的溫度會改變發動機的熱狀態。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。

積炭嚴重：活塞頂部和燃燒室壁上的積碳會增強爆震傾向積碳增加爆震的主要原因是積碳的熱導率非常低它附著在燃燒室壁上，起隔熱層的作用，使氣缸內的熱量難以散發，從而產生一定的高溫熱點，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致爆震。

加速爆震：當發動機在重載下從低速轉到高速時，可以聽到爆震聲，因為發動機轉速低。例如，在十字路口，重型車輛的交通信號從紅燈變為綠燈、當駕駛員急于通過并突然加大油門時，。

高速爆震：發生在大負荷、在高速行駛時，這種爆震聲不容易聽到，因為它被高速行駛時的強烈噪音淹沒了。

爆震產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，導致爆震和冷卻系統過熱、發動機功率下降、燃燒室表面積碳與表面著火。表面點火反過來促進爆震的發生，導致發動機功率下降、經濟嚴重下降，工作粗糙，零件損壞。

引起發動機過熱

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（穩定的氣體層流邊界層）它的導熱性差，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到2000℃-在2500℃時，燃燒室和氣缸壁的溫度只有200℃-300℃。然而，在爆震燃燒過程中，由于強大的壓力波沖擊，氣膜受到破壞，高溫氣體向這些零件的傳熱大大增加，導致發動機過熱，冷卻系統的熱損失增加，潤滑油溫度升高，運動零件的潤滑變差，零件負荷增加，從而加速磨損并縮短使用壽命。

形成燃燒產物如積碳

當燃燒產物在高溫下強烈分解時，燃燒室內的局部溫度很高，可達4000℃以上。在這種情況下，燃燒產物會分解成一氧化碳、H2ONO和游離碳等。游離碳很難在氣缸內部燃燒，因此在爆震燃燒時會排放黑煙。CO、發動機爆震的分析和解決方法，如H2O，膨脹再燃增加了發動機的補燃量，同時由于爆震過程中熱損失的增加，發動機的熱效率下降。

積碳會導致：引起表面點火；冬季冷啟動困難，甚至導致發動機無法啟動；加速無力；熱車怠速抖動；動力下降，油耗增加等等。過多的積碳還會加劇爆燃的可能性并引起活塞、活塞環、火化塞閥門等零件損壞或無法正常工作。

引起早燃

在某些條件下，強烈的爆震燃燒會在燃燒室中產生許多熱點。這些熱點可能會在火花點火之前點燃可燃混合物，引起提前點火現象。此時混合氣燃燒激烈，缸內壓力上升。試驗表明，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%氣缸壓力引發爆炸，進而促進早期燃燒這兩種現象相互促進，導致更高的壓力上升速率和劇烈的高頻振動，從而導致最有害的爆炸現象。

對于在用汽車發動機來說，發動機的結構和各種控制參數已經確定，防止爆震的具體措施主要包括：

定期清除排氣門、燃燒室和活塞頂部的積碳消除了最終燃燒的可能熱點。

加厚氣缸墊以降低壓縮比。氣缸蓋端面變形應立即更換，端面變平會增加壓縮比，容易導致爆震。

使用符合發動機壓縮比的汽油。壓縮比越大，發動機的抗爆性能就應該越好，以免產生強烈的爆震。

保持冷卻系統正常工作，水溫過高時盡快排除障礙物。空氣溫度升高或發動機噴水（水以液態從化油器的喉管加入），都能減輕爆震。噴水的抗爆功能是：水的蒸發和吸熱降低了混合物的溫度，延長了點火前的誘導期；噴水會降低氣缸和活塞零件的溫度；水蒸氣在混合物中充當惰性氣體，這也可以減少爆震。

確保正確的點火提前角。應根據車輛制造商提供的技術數據調整氣門正時和點火提前角，并確保發動機電子控制系統的爆震傳感器處于良好的工作狀態。

當發動機低速運轉并需要大負載時（爬坡或加速），應及時換入低檔位，不要與高檔位相撞。