《内燃机爆震及其对燃烧室组件破坏的机理》：
第1章 绪论
1.1 内燃机爆震及其危害
爆震是内燃机的一种常见的异常燃烧现象。自内燃机诞生投入使用以来，爆震燃烧便一直受到关注。影响爆震发生的因素主要有两大类：一是发动机运转因素；二是发动机自身的结构因素。运转因素包括发动机转速、负荷、燃料性质、混合气浓度、点火时刻、冷却水温、进气温度等，结构因素则主要是发动机压缩比、燃烧室结构、燃烧系统材料等。运转因素中最主要的是燃料的性质，如辛烷值，而结构因素中最主要的是压缩比。近年来，石油资源日渐紧张以及环境保护要求日益突出，特别是温室气体的排放控制，加快了各项新技术在内燃机上的应用，特别是汽油缸内直喷、增压、均质混合气压燃、多种燃料应用等。根据热力学原理，从结构因素说，压缩比与发动机热效率直接相关，压缩比越高，发动机热效率也随之越大。因此，为了降低燃油消耗、节约能源、提高热效率，增加压缩比是首要选择。但是，增加压缩比遇到的最大障碍是发动机缸内的爆震。爆震是发动机内一种常见现象，一旦发生，可以记录到缸内压力伴有高频率振荡，机外可以听到清脆的敲击声，所以爆震又称为发动机敲缸。
目前对于爆震的认识，大体认为是混合气火焰在传遍燃烧室之前，一部分“端气”自燃。这部分自燃端气量虽不多，但是由于已被高度压缩并具有较高的温度，一旦燃烧，速度极快，以数倍于正常火焰的速度传播。伴随混合气的快速燃烧会产生一些具有很高频率的压力振荡波，即所谓爆震波。这种爆震波会对活塞及其组件产生强烈的作用，这种作用的直接结果便是活塞对缸体的高频敲击振动。工程上就是依据发动机机体产生的振动频率来识别爆震的发生。尽管对发动机产生爆震的准确原因尚无定论，但是目前对端气自燃的原因大体有两种解释已经得到共识，一种是活塞在上行压缩时产生的压力波与燃烧的压力波复合，形成对最后燃烧部分的所谓“端气”的强烈压缩；另一种认为是首先着火的混合气燃烧后产生了压力波，随着后续的混合气逐步参加燃烧形成了马赫效应，不断对未燃混合气进行压缩。两种说法的最终结果是一致的，即压缩的结果导致端气自燃。爆震一旦出现，应立即改变发动机当时的运行状态，如果长时间不改变，就会造成活塞材料的损坏，如图1-1所示。
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