摘要：汽车发动机的燃烧过程有正常燃烧和异常燃烧，最常见的异常燃烧有爆震燃烧和表面点火两大类，本文对此两种燃烧过程做简要分析。

    在汽车发动机的燃烧过程中，由于火花塞放电而引起火焰传播，工作混合气逐步燃烧而放出热量，直到混合气全部燃烧完毕，这种燃烧情况称为汽油机的正常燃烧；在性质上与正常燃烧不同的各种燃烧则为异常燃烧。最常见的异常燃烧可以归结为爆震燃烧和表面点火两大类。
    一、爆震燃烧
    爆震燃烧时的现象有：尖锐的敲击声，发动机冒烟，示功图上在燃烧后期出现锯齿形压力而使用功率下降，燃料经济性恶化，长期的爆震工作使发动机过热，爆震严重时使活塞、气门、气缸垫、火花塞电极烧坏，产生的突加负荷及振动疲劳使轴承合金脱落、曲轴震断，其他机件振动疲劳而出现裂纹，加速缸套上部的磨损和腐蚀，其他机件也因受冲击而加速磨损和损坏。
    根据高速摄影的观察，发动机的爆震燃烧的情况是这样的：在气缸里火花塞放电以后，火焰先以每秒几十米的速度传播，在正常火焰走到中途时，未燃混合气内又发生新的火焰中心，有时还不止一个，而且各循环产生新火焰中心以每秒几百米的速度很快把前锋面传到最后部分的混合气。
    爆震燃烧产生的机理可以由烃的两阶段着火学说来说明。在火焰传播过程中，混合气燃烧的部分在膨胀时要压缩未燃的混合气，火焰还有辐射热放出，所以最后燃烧部分的混合气在燃烧以前温度可超过600 ℃。由于混合气的成分及温度并不是很均匀，所以其中某些点将产生冷焰，生成了过氧化物和醛等中间产物，并向四周传播，随着热量积累和活化粒子加多，在很快通过蓝焰阶段后又出现热焰，也就是在火焰前锋的外面成第二个火焰中心。由于这里的混合气事先都经过了较深人的冷焰阶段，所以这时热焰的传播速度高达每秒几百米，必于容积式燃烧，这就是爆燃。这样高的火焰传播速度，使最后燃烧部分混合气的热量迅速放出，压力骤然上升，来不及使缸内的压力平衡，因而一方面该部分混合气近于定容燃烧，温度很高，另一方面就在气缸内产生压力波。压力波传播速度达到每秒千米以上的数量级，这种压力波是一种有很高强度的爆震波，这个高强度的冲击波在传播过程引起了高频率的气体撞击，可以听到尖锐的敲击声，同时冲击波还往复撞击燃烧室壁，引起强迫振动，产生震音，这就是爆震。在冲击波撞击缸壁时使缸壁内外表面的机油膜和冷却水膜受到破坏，因而传热系数加大，造成冷却系过热和发动机局部高温。气缸内局部过热也使燃烧产物高温分解和缸壁机油膜热分解，分解后的产物后来的再氧化不完全而排气冒烟。在燃料燃烧中间产物和生成物的高温高压作用下，可能引起活塞、气门、火花塞电极等机件的烧蚀和缸套上部的腐蚀。随着以后活塞的运动，气体压力和温度下降，冲击波的速率减低，震音的频率也逐步减低。
    汽油机有轻微爆震时，自燃的混合气量比较少，各种不利现象并不严重，热效率却有提高。但是在有强烈爆震时，由于冷却损失加多，燃烧产物出现碳渣，因而热效率下降。
    可以从以下三方面分析出现爆燃的条件，首先燃料辛烷值与压缩比是否相适应；其次压缩终了的温度和压力则决定混合气两阶段着火反应的激烈程度；而爆燃究竟是否出现最终要看最后燃烧部分的混合气接受高温高压作用的时间。

    二、表面点火
    汽车发动机上由于燃烧室内局部机件过热或高温积碳将混合气点火而引起的燃烧，都称为表面点火。随条件不同，表面点火还有不同现象和分类。
    表面点火发生在火花塞点火以前时，称为早火，表面点火发生在火花塞点火以后时称为后火。不论是早火还是后火，气缸里的最高压力和压力增长率都加大，尤其在早火时更为严重。早火与爆燃往往还互为因果地出现。
    表面点火产生原因是在汽油机工作过程中，燃烧室某些热机件，如排气门、火花塞、活塞顶等处表面形成积碳和这些热机件过热（超过700～800℃）。汽油机是否发生表面点火取决于积碳的生成、炽热点温度和混合气是否易于点燃几方面的因素。汽油机燃烧室积碳中较多的是汽油抗爆剂分解氧化产生的各种铅盐，还有燃料和润滑油不完全燃烧而产生的碳质。长时间的低负荷运转和频繁的减速、加速行驶，易于积碳增多。
    单缸汽油机的早火往往导致最终停车。多缸汽油机上某一缸早火而汽油机大负荷工作时，往往难于发现其沉闷的敲击声，功率损失也不大，其危险在于早火气缸的活塞连杆组容易发生机械损伤和受热机件的过热烧蚀。后火现象则可以在汽油机断火以后被发现，这时汽油机仍继续运转，直到炽热点温度下降后才停止。
    汽油发动机还有一种与表面点火似是而非的压缩点火现象，即点火系已关闭，还继续怠速运转，这可能是因为压缩比偏高，或者由于废气回流，这时冷却得也不好，进气温度和压缩终点温度很高，使混合气自燃所致。为了防止这种情况发生，在关闭点火系后，还应切断（或化油器自动停止）怠速系统供油。