高压缩比发动机为何能用92号汽油？抑制爆震的手段都有哪些？

高压缩比发动机可以兼容92号汽油并不稀奇，之所以会产生这种疑惑主要是很多车友的思维还停留在过去；高压缩比代表发动机运行时燃烧室面临更高的压力、更高的温度，这种恶劣的工况的确更容易导致爆震的产生，所以一直以来高压缩比发动机往往更适合使用95号汽油。

因为95号汽油中更高的辛烷值比例，可以很好地抑制住燃烧速度，避免过热、高压状况的出现，从而规避掉爆震（自燃）；而利用高辛烷值比例抑制爆震可以理解为利用燃料来防止爆震，在过去这几乎是唯一可行的控制爆震手段；所以过去赛车所使用的燃料都是高比例的乙醇汽油（热值低，不代表没有汽油，现在赛用燃料也是醇基）。

因为自然吸气发动机想更有爆发力，高压缩比是关键，但过高的压缩比意味着难以控制的爆震，所以利用醇类的高辛烷值来抑制爆震；那时候就是利用化学手段来对爆震进行控制，但时代、科技都在发展，现如今各大车企对爆震的控制已经不再拘泥于燃料层面；现如今主机厂已经通过发动机燃烧室的结构设计、燃油喷射策略、材料、电控技术等方式来抑制爆震。

与过去相比较现如今的内燃机，对汽油的兼容能力要更强，高压缩比（或增压，增压机机械压缩比不高，等效压比大）匹配低标号燃油最大难点就是爆震问题，因为低辛烷值燃料本身抑制爆震的能力差；但导致爆震的根本原因在于高温、在于点燃与自燃火花的相互冲击，那么只要避免这两种状况的出现就能很好地避开爆震问题了。

爆震到底是怎么样的一种状态

很多朋友对爆震的理解是因为缸内高温，导致部分混合气被压燃（自燃），所以自燃就等同于爆震？实际上无论是自燃、还是点燃都没问题，柴油机都是压燃的为什么就不算爆震？爆震所指的是点燃、自燃两种状态同时出现，活塞附近出现自燃火花往上端进行传播，而顶部的火花塞点火后火花往下进行传播，两股火花发生碰撞后所产生的冲击就是爆震，所以自燃不等于爆震，但爆震一定是由于混合气自燃所导致的。

发动机结构设计层面对爆震的抑制

写到这各位应该明白爆震就是在发动机一次压缩冲程内自燃、点燃同时出现，用高辛烷燃料的确可以抑制自燃，那么在没有高辛烷燃料时该如何避免自燃？其实很简单，既然没办法避免自燃的产生，那么就加快点燃火花的传播速度，也就是说在活塞附近的混合气遇到高温、高压呈现自燃的趋势时，点燃过程已经结束了，这样是不是就避免了自燃的出现？

燃烧室形状从“扁宽”变为“细长”

往回数个2、30年，大多数发动机的气缸都属于大缸径、短行程（或等长），如此设计的好处在于行程短、曲柄力臂短，对曲轴造成的负荷相对小一些，所以更适合超高的峰值转速，因为行程短所以转速的攀升非常迅速（如地板油1秒破5000转），但扁宽的设计等同于增加了火花横向传播的距离，如果火花传播速度是定值，那么距离越长、消耗的时间就越长，那么点燃火花与自燃火花的赛跑就很难取胜。

而现如今主流的发动机都采用小缸径、大行程的设计（如上图对比），同样的排量缩小缸径、而拉长行程，拉长的曲柄力臂使得发动机低转速下扭矩更佳；而小缸径等同于缩短了点燃火花横向传播的距离，假如火花传播速度是定值，传播距离缩短、所消耗的时间就更短，这样一来点燃火花就会比自燃火花传播得更快；当然我们该考虑的仅仅是建立在点火后的自燃情况，如果火花塞还没点火就开始自燃，这样的机器要么是存在设计缺陷，要么就该大修了。

活塞与火花塞的巧妙设计

仅仅通过缩小缸径的方式还是不够的，但毕竟是这些年来内燃机进化的趋势，马自达在小缸径的基础上，又在活塞的中心处设计了一个凹孔，活塞上行到接近上止点处时、混合气就被压入到凹孔内部，进一步的被压缩了空间，等同于火花横向传播半径又被缩小，那么点燃火花传播时间就更短了，如此来起到加快点燃火花传播的作用；当然这也仅仅是一种理念上的趋势，未来可能这种设计会越来越多。

如果说马自达盆型活塞设计是质朴的，那么湍流喷射点火就是最华丽的解决方案，目的同样在于提高点燃火花的传播速度；这套系统拥有两个火花塞，一个负责正常点火，而另一个火花塞与喷油嘴组成燃烧室，这个预燃烧室所完成的工作就是喷少量油、在与燃烧室内点燃，然后喷射到主燃烧室点燃压缩混合气，寻常的火花塞跳火毕竟是势单力薄，指望着这点火花在高温、高压的条件下完全点燃混合气而避免自燃的产生无疑是太难了。

而这套湍流喷射系统的预燃烧室完全是在喷火，如上图所示蓝色部分为主燃烧室等待点燃的被压缩混合气，红色为预燃烧室喷射出来的无数火花，火花塞跳火的能量是有限的，而与燃烧室喷射的火焰能量巨大，可以迅速向外扩散，混合气还没来得及自燃、已经被迅速点燃了，这种技术在F1、超跑领域上很常见；高增压机往往通过降低压缩比来抑制爆震，那如果是高增压、高压缩比发动机该如何解决爆震问题？这种预燃烧室的设计就是很理想的解决方案。

材质、排气系统的升级

本文一开始就提到了导致爆震的根本是燃烧室的高温，因为混合气的自燃是高温所引起的，那么只要避免高温、热堆积，就能很好的避免混合气自燃，从而抑制爆震；最近这些年来铝合金缸体逐渐普及也有这方面的考量，铝合金缸体的优势不仅仅是轻，更重要的是其优秀的导热能力，可以更好的将每次燃烧后的残余热量及时导出，避免残余热量不断堆积。

如上图所示，这就是4-2-1排气，1、4共用一路，2、3共用一路；因为4缸机的点火顺序为1、3、4、2缸，所以传统的4-1排气1、3缸之间的排气会相互阻碍，降低发动机排气效率，导致不能快速把废热排出，而4-2-1排气就很好的解决了这个问题，1、4缸不存在排气干涉，2、3缸也不存在排气干涉，这样4-2-1排气就解决了排气干涉问题，实际上这这种设计其实就是为了控制燃烧室温度，每一个循环都残留点热量，多次循环后所堆积的热量就不可估量了。

电控技术对爆震的抑制

除了上述方式之外，电控技术的不断发展也起到了对爆震强有力的抑制作用；比如爆震传感器的普及、自动微调的点火角、直喷系统丰富的喷油策略等等，这些技术也是抑制爆震的关键；举一个简单的例子，当爆震传感器检测到有爆震的趋势，系统会自动推迟点火降低缸压、温度，等同于降低燃烧室的等效压缩比（等效压缩比与机械压缩比是两个概念，等效压比是变化的），如果温度还是高直喷系统还可以连续喷几次油来降温，从而使得规避掉爆震。

总而言之通过高标号汽油、降低压缩比来抑制爆震最简单、最容易实现的方式，但98号汽油是每一位普通汽车用户都能承受得起的么？而环保、排放规则的越发严格，内燃机高压缩比化是一个必然趋势，尤其是高压缩比、高增压值的发动机，仅依靠燃料的辛烷值去抑制爆震是不现实的；AMG A45的M133发动机压缩比只有8.8都必须使用98号汽油，如果压缩比达到11呢？难道要用105号汽油？所以过去那套只通过燃料本身、低压缩比控制爆震的手段已经过时了。

比较现实的就是95号汽油都9元以上了，所以大多数普通车友只能承受92号汽油，而发动机的压缩比只会越来越高，一边是高昂的油价而另一边是不断提高的压缩比，这时候该如何抉择？通过压缩比、燃料控制爆震的想法已经不可能实现，所以就只能另辟蹊径寻找其它的控制爆震手段；如上述的降温、缩短火花传播路径、电控策略等等，所以马自达高达13的压缩比（奥托循环）依然可以烧92号汽油。