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硬核技术详解：传说中爆震是什么，我们如何控制爆震

?Author/蟹爪朝天
#TECHNOLOGY#
上一季的《引擎管理》中我们简单介绍了一些ECU的控制逻辑和调校思路 。 旨在让大家了解ECU程序是如何控制引擎工作的 ， 以及在改变了引擎的硬件后应该对ECU程序进行什么样的修改 。
在这一季中 ， 我们会更详细的把这些话题深入下去 ， 内容很精彩 。 为了方便大家查询资料 ， 我们特意标注了一些英文关键词 。
爆震
Knock
爆震在很大程度上限制了引擎的动力水平和动力特性 。 排除车重、行驶负载等因素 ， 今天单独来说一说引擎本身和爆震的关系 。
硬核技术详解：传说中爆震是什么，我们如何控制爆震
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早燃
【硬核技术详解：传说中爆震是什么，我们如何控制爆震】Pre-Ignition
常被归类为爆震（Knock）的一种 ， 于是通常所说的爆震就可以分为两种情况：
自发燃烧
是在火焰锋面前方 ， 尚未被火焰锋面直接触及的混合气自发的燃烧 。 这种自发燃烧的原因 ， 多是由于燃烧导致的高压、高温先于锋面传递到了前方 ， 前方混合气无法耐受此时的压力和温度 ， 导致了自燃 。
局部高温导致燃烧
火花塞局部聚集的热量向外传导的过慢 ， 局部高温 ， 在通电产生火花之前 ， 混合气就因为火花塞局部的高温而开始燃烧了 。
爆震时 ， 两个甚至多个燃烧区同时存在于缸内 。
自发燃烧区域的火焰锋面传播速度约为正常火焰锋面传播速度的10-100倍 。 平时能耳闻听到的爆震声 ， 就是这种压力波撞击缸壁产生的 。
硬核技术详解：传说中爆震是什么，我们如何控制爆震
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过多的热量会导致机油过热失效、活塞顶变形卡滞、活塞销卡滞、火花塞烧蚀等问题 。
过大的缸压会导致活塞环和缸壁的严重磨损 ， 也可能导致三道活塞环对活塞的固定作用不足 ， 进而导致活塞抖动 ， 活塞裙部撞击缸壁、连杆孔松动等问题 。
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要注意的是 ， 爆震的声音可能会被高转速时引擎的其它噪音、进气声音、排气声音等多种声音掩盖 。 所以 ， 仅凭耳朵听来确认有爆震是可行的 ， 仅凭耳朵听来确认没有爆震可能是不可行的 。
均匀喷油
缸内直喷引擎相比于歧管喷射引擎来说 ， 在燃烧上没有直接的区别 。 其优势主要是：油气降低的是缸温 ， 而不是管路温度 ， 更利于控制爆震 。
分层喷油
分层喷油是可以喷出利于控制爆震的油气分布的 。 比如在点火时刻 ， 火花塞电极附近聚集的混合气浓度容易被点燃 ， 远端区域的稀薄混合气不易被点燃 。
少量轻微的爆震 ， 对引擎的寿命影响不大 ， 还可以起到一些清理活塞顶、燃烧室顶及气门上积碳的作用 。
爆震传感器及标定
爆震传感器是固定在引擎中缸外部的一个（或多个）极其重要的传感器 。
其原理是监测中缸的振动（噪音） ， 并将振动信号传至ECU 。 ECU根据提前标定好的数据判断接收到的（振动）噪音是否符合爆震的标准 。
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硬核技术详解：传说中爆震是什么，我们如何控制爆震
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图为本田L15B引擎的爆震特征表 ， 存储于ECU中 。 上图为1缸、4缸的特征值 ， 下图为2缸、3缸的特征值（其中“65535”的一行和一列为无效数据 ， 无需考虑） 。
对于这款4缸引擎来说 ， 爆震传感器的安装位置是中缸的正中间 ， 即2缸、3缸之间的外部缸体上（有些引擎为例更精确的感知振动 ， 会在适当的位置安装多个爆震传感器） 。
传感器距离2缸、3缸较近 ， 距离1缸、4缸较远 ， 所以从图中可以看出2缸、3缸的数据整体大于1缸、4缸的数据 。
在有效数据中 ， 能看到在一些相邻的格子中 ， 数值是相同的 。 这主要是由于厂家测试过程中的成本控制 ， 没有进行更加精细化的测试了 。 实际情况（最佳试验及标定结果）应该是每个格子都不同的 。
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有些工况下 ， 爆震对引擎的损耗会非常严重 ， 工程师的测试就会细致些 。
有些工况下 ， 爆震的影响并不大 ， 工程师也就更注重研发成本了 。 有些不常用到的工况下 ， 比如高转低负载 ， 同样也是以研发成本为重 ， 不会标定的太细致 。
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ECU接收到的振动信号大于表中相应工况下的数据时 ， ECU就会认为出现了符合原厂认定标准的爆震 ， 进而进行相应的控制 。
每款车型的爆震控制都有自己的特点 ， 并不完全一致 。 简单来说 ， 多是利用点火角、空燃比和涡轮压力联合控制 ， 但经常以点火角控制为主 。
改装情况下
在更换了非原厂型号的硬件（活塞、连杆、缸套、水道封闭块、缸盖、凸轮轴等）后 ， 缸体的振动特性和原厂缸体相比会有一些变化 。
此时 ， 原厂的爆震特征数据就未必还适用了 。
但新的爆震特征是什么呢？唯有再次经过严谨的试验才能得知 。 普通玩家和普通改装店 ， 很难确定这些数据 ， 最多只能是根据同款引擎的改装经验和长期赛道、街道实测推测出来 。
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毕竟 ， 主机厂也是炸机炸出来的数据 。
如果将原厂爆震特征表中的数据改写一下（比如改大数值） ， 就可以让ECU认为此时的振动没有达到原厂认定的爆震标准 。
ECU也就不会提升爆震控制的等级 ， 引擎整体的动力性也就不会因爆震控制减弱太多 。 但爆震依旧还是发生了的 ， 过度磨损和炸缸的风险依然存在 ， 只是被人为的主动无视掉了 。
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所以 ， 如果你不是在赛程很短的直线加速赛场上 ， 最好不要改动这些数据 。
这个传感器既然是监测振动的 ， 又极其重要 ， 就要保证其感受到的振动和中缸实际的振动尽量一致 。
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安装前要确认传感器外观完好无损 ， 保证传感器和安装位的干净清洁（不能在压合接触面中留有油泥等污染物） 。 安装时需要用精度足够好的扭矩扳手和角度表按照维修手册规定的方法安装 。
因为 ， 爆震传感器极其重要 。
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