汽油机是通过燃烧将汽油的化学能转化为动能来工作的，燃烧过程的好坏与汽油机性能息息相关。爆震、表面点火等不正常燃烧现象直接影响汽油机的性能，其中爆震对汽油机的危害较大。
一、爆震的定义为：末端混合气在火焰前锋未到达之前已经自燃。这部分混合气燃烧速度极快，使局部压力、 温度很高，并伴有冲击波，产生震动并发出金属敲击的声音。
较为严重的爆震将会对汽 油机产生以下不利影响：汽油机过热、汽油机功率降低油耗增加、零件的应力增加寿命减少、活塞气门等运动件损坏等。
二、爆震产生的机理
爆震燃烧是燃烧室内的末端混合气在正常火焰传播到达之前，在高温高压下自燃，一般在燃烧过程结束前发生。在爆震燃烧期间，燃烧室内形成的高压力冲击波，以音速向四周传播，产生金属敲击声影响整车的舒适性，强烈及持续的爆震会侵蚀活塞、气缸等，使气缸内表面温度急剧升高，导致点火提前而损坏发动机。爆震燃烧与正常燃烧压力对比如下页图1所示。
图1爆震燃烧与正常燃烧压力对比
爆震按其成因可分为两类：
一、提前点火爆震（spark knock）—由于点火提前角过大点火过早，使汽油机发生爆震，这种爆震通常会出现多个连续爆震循环，可以通过调整点火提前角来控制爆震强度，点火提前角增大，爆震增强，点火提前角减小，爆震减弱，点火提前角对爆震的影响如下页图2所示；
二、表面点火爆震（knock surface ignition）—由于燃烧室表面过热、积碳等原因造成燃烧室形成多个点火点，引起末尾混合气在火焰前锋到达之前被点燃，引发爆震。这种爆震不能通过调整点火提前角控制，可以通过选择辛烷值较大的燃料，改进燃烧室结构等方法来降低爆震风险。
就爆震的产生机理而言有三种理论：混合气作为先期反应的继续而自燃着火的自燃说；因先期反应所产生的冲击波而自燃并以超音速进行传播的爆燃说；认为爆震并不是自然着火或爆燃的结果，而是由于正常火焰的加速而造成的火焰加速说。
能够引发爆震的因素很多，通常认为以下因素与汽油机爆震现象相关：
1)点火系统误差、调整不良、点火提前角大。
2)燃料的辛烷值小，燃料的抗爆性差。
3)燃烧室积碳过多。
4)冷却系统温度过高。
5)进气温度、压力过高。
三、爆震的危害
爆震发生时伴随有冲击波，产生震动并发出金属敲击的声音，轻则影响正常舒适性，重则会对发动机产生不利的影响，危害有如下三方面：
（1） 汽油机的经济性、动力性下降汽油机发生轻微爆震时，接近等容燃烧，其功率和热效率都略有提高，但发生中度或强烈爆震时，由于爆震处压力和温度突然提升，在爆震处产生多个压力冲击波，压力冲击波在气缸壁、活塞顶面以及燃烧室顶面之间多次反射并产生高频震荡；冲击波使气缸壁层流边界遭到破坏，使得通过气缸壁向外界传递的热量大大增加，热损失增加，输出功率下降，故发动机的经济性和动力性下降。
（2） 汽油机零部件可靠性下降汽油机发生爆震时，其压力增高率以及最大爆发力增加，尤其是压力增高率是正常燃烧的4~8倍，会给汽油机零部件造成巨大的冲击，使活塞连杆轴承和主轴承的磨损加剧。
（3） 汽油机排放恶化爆震燃烧时，燃烧室内温度升高，容易使燃烧产物加速分解成：CO、HC、NOx等，严重时，析出的游离碳来不及形成CO2而随尾气排除，使尾气中的PM成分增加，加重空气污染。
图片来源、百度
参考资料
[1]刘峥,王建昕.汽车发动机原理教程[M] .清华大学出版社, 2001.
[2]于勇.低压直喷发动机稀释燃烧优化及爆震控制研究[D] .天津:天津大学,2011.
