引擎的燃燒與爆震

「引擎敲缸」跟「98無鉛vs95無鉛」，算是網路汽機車版上的萬年議題了，這議題的重點就在於「爆震」，而要瞭解爆震就要先從引擎汽缸內的燃燒（註1）開始說起。

汽油引擎的燃燒，簡單說就是把汽油霧化變成小分子，跟空氣均勻攪拌混合，經壓縮提升密度與溫度，由火星塞點火開始燃燒，燃燒後的高溫高壓氣體把活塞往下壓，就這樣產生了引擎動力。

四行程汽油引擎的燃燒行程，汽門全部關閉形成完美的密室，火星塞點火後，燃燒就由點火處往外圍擴散出去，直到碰到相對冰冷（註2）的汽缸壁與活塞為止。

上圖汽缸內的白圈代表火焰波的最前方，大家可以把他想像成漣漪，白圈裡面是已經在燃燒的油氣，而白圈外面則是尚未燃燒的油氣。（這只是個示意圖，火焰的顏色與形狀都跟實際上差粉多。）

但有一點跟漣漪不太一樣，水被擠壓之後可以往水面上跑，但是燃燒在密室內進行，密室內的所有東西沒有地方可以跑，燃燒後的汽油已經變成體積300倍大的浩克（註3），在往前推進時，除了擠壓活塞之外，也會擠壓前方尚未燃燒的油氣，使得未燃燒的油氣壓力上升，同時溫度也因而升高了（註4）。

這一團一直忍氣吞聲的未燃油氣，不斷地累積壓力，提升溫度，正常狀況之下，最後都會被火焰波所點燃，但有些狀況溫度升的太高太快，它就自己開始燃燒膨脹了（註5），形成了浩克毀滅者。

自燃的火焰波與火星塞點火所造成的火焰波互相衝擊，浩克與浩克毀滅者開始打架，爆震就這樣發生了，對引擎可能會造成一些損傷！

爆震不是一直都會發生的，通常是在引擎負荷重，例如載很重、急加速、爬坡的時候，這時駕駛大踩油門，油氣會比低負荷狀況下濃，此刻就是爆震好發的時機。開車時如果聽到引擎室傳來叮叮叮的金屬敲擊聲，就是發生爆震了，如果不管它，一陣子之後就會聽到叮叮叮的收銀機聲哩！

對於爆震也不用太緊張，現代引擎多有爆震感知器，引擎電腦會自動調整消弭爆震的發生，只不過會讓引擎沒力一些而已！不過容易發生爆震的狀況就是需要引擎更給力的時候，這時引擎電腦反而讓它降低出力，爆震聲應該會變成駕駛的咒罵聲吧？！

關於引擎燃燒更詳細的說明，可以參考下列本網誌的其他文章

點火提前角～提前點火增加出力、延後點火消弭爆震
到底要加92、95還是98無鉛？

汽機車四行程引擎介紹1：基本原理與架構
汽機車四行程引擎介紹3：壓縮與燃燒

---

註1：有的文章會把「燃燒」行程寫成「爆炸」行程。就燃燒的定義來說，一般是指可燃物藉由外界的助燃物（氧）進行反應，而爆炸一般是指可燃物質已與助燃物混合，故引擎燃燒寫成爆炸也是可以的。在這邊因為引擎分為「內燃機」與「外燃機」，因此使用「燃燒」這個詞。

註2：點火瞬間的溫度可以達到攝氏2000度以上，汽缸內的燃燒溫度也可達到攝氏700～1000度。而汽缸壁在冷卻系統的控制下，大約只在攝氏200度左右，雖然對人來說來是很燙，但對那些700度以上的燃燒氣體來說，是很低溫的，也因為這相當大的溫差，會讓部分燃燒反應終止，廢氣中一些有害的成分就來自於此。

註3：正常汽缸壓縮後的壓力8.5~11.5kg/cm²（註3），燃燒之後油氣體積膨脹約300倍，使得壓力會急遽上升到40～60kg/cm²，這股壓力就是引擎動力的來源。

註4：對密閉容器內的氣體加壓，會讓溫度上升，反之對其洩壓的話，溫度就會下降。
下次用卡式爐煮火鍋時，可以摸摸卡式瓦斯罐的溫度，看是冰的還是熱的。這也是家裡冷氣機、電冰箱的運作原理。

註5：烴類燃料在一定的溫度與壓力條件之下，一般在攝氏300度以上，會發生分解與轉化，這轉化的過程些許的光、熱與二氧化碳，一般稱之為冷焰（Cool Flame），這與爆震現象有一定的關係。