所谓90号、93号、97号无铅汽油,是指它们分别含有90%、93%、97%的抗爆震能力强的“异辛烷”,也就是说分别含有10%、7%、3%的抗爆震能力差的正庚烷。于是辛烷值的高低就成了汽油发动机对抗爆震能力高低的指标。应该用97号汽油的发动机,如果用90号汽油,当然容易产生爆震。

发动机压缩比与爆震

目前汽车使用最多的是所谓的四行程发动机,它是利用活塞在气缸里往复运动,以“进气、压缩、爆发、排气”四个行程,吸入汽油与空气的混合物,然后压缩它,再用火花塞点爆它而获得动力,得到动力后,再排出点爆后的废气。

首先我们要了解的是,四行程发动机用的燃料不一定是汽油,压缩天然气、液化石油气,甚至酒精,都可用来作为发动机的燃料。汽油之所以会成为主要燃料,是因为它相对容易取得,较容易储存,相对价廉。

正因为发动机可使用多种燃料,因此,在发动机发展之初,工程师们也做过许多尝试,除了尝试发动机不同的设计会有不一样的性能之外,也尝试使用不同的燃料会得到什么不同的效果。结果发现,当其它条件不变时,只要把发动机的压缩比提得愈高,就会得到更大的马力输出。然而,压缩比却不是可以无限制提高的,当压缩比提得太高时,发动机就会出现爆震现象。所谓爆震,是经过压缩的油或气混合物,在火花塞还没点火之前,就因为被压缩行程所造成的气体分子运动产生的高热点燃,形成所谓的自燃现象,随后火花塞又再次点燃压缩油或气混合物,造成两团高爆火球在燃烧室里剧烈碰撞,因而产生如敲门一般的“喀、喀、喀”声。经过仔细研究,工程师们发现,原来爆震又和燃料的选择有关,如果选对了燃料,那么即使提高发动机压缩比,也不会发生爆震。

爆震与辛烷值

知道了爆震与燃料的关系后,工程师们开始把炼油厂里所产生的,可以作为发动机的各种油料逐一拿来测试和实验,结果发现,抗爆震效果最差的是“正庚烷”,因此工程师们就把最强的抗震指数100给了异辛烷,而最差的正庚烷则给了它一个0的抗震指数。于是,从此开始,辛烷值的高低就成了汽油发动机对抗爆震能力高低的指标。

那么什么是辛烷值呢？那是工程师们在实验室里,利用一部可调整压缩比的单缸发动机做试验所测得的数据。在实验中,随着压缩比的逐渐提高,测试燃料从没有爆震、燃烧顺畅的状况,逐渐调整到开始出现爆震。当爆震一开始出现的时候,就去比对异辛烷与正庚烷混合物的状况,如果出现爆震的状况时机,正好与97份异辛烷和3份正庚烷的测试状况一模一样,那么这个测试油料的辛烷值就是97。所以说,当我们说90号、93号、97号无铅汽油的时候,其实它的辛烷值只是一个对比值。

一般来说,工厂提高汽油辛烷值的途径有三个：一是选择良好的原料和改进加工工艺,例如采用催化裂化、重整等二次加工工艺。二是向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分,例如异辛烷、异丙苯、烷基苯等添加剂。三是加入抗爆剂。

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