Tugboat 是我家 1987 年的道奇Caravan,它忠实地服务了我们好几年,直到一个美好的夏日午后,变速箱突然爆了。这辆车的 3 升 V6 发动机采用电子燃油喷射,最大功率约为 170 马力。当时油价便宜,爸爸带孩子们自驾游时,有时会给 Tugboat 的油箱加满当时科尔维特和捷豹用的那种高辛烷值汽油。
小时候,每当爸爸给家里的面包车加满一箱他称之为“喷气燃料”的油,总是一件特别的事情。但问题是,你的汽车引擎可不是金毛猎犬:它不需要偶尔来点高价的“零食”才能保持最佳状态。接下来,我们将深入探讨你的引擎是如何消耗燃油的,辛烷值对燃油的影响,以及使用不合适的辛烷值汽油究竟会带来什么后果。
你的发动机如何使用汽油
不同价位的汽油有不同的辛烷值,最常见的三种是普通汽油(87辛烷值)、中级汽油(89辛烷值)和高级汽油(91辛烷值)。在一些加油站,您会看到辛烷值高达93甚至更高的汽油,这些汽油是专门为某些赛车发动机、超级跑车发动机、越野车和其他高负荷机械设计的。
无论辛烷值多少,油箱里的汽油都会被喷入喷射器,喷射器会将液体燃料流转化成细小的液滴。这些液滴与进入燃烧室的空气混合,形成空气和燃料液滴的混合物。
这种混合气被活塞挤压成细小的碎片,然后被火花塞点燃,火花塞将空气和燃料液滴的混合物转化为精心设计的爆炸,为汽车提供动力。在汽车发动机运转的整个过程中,这个过程每秒都会进行多次。
为什么辛烷值不同以及哪种最适合你的车
为了简化辛烷的工作原理,我们可以将上方的每一滴微小燃料液滴想象成一个个爆炸的小气球。当这些气球爆裂时,它们会着火,并点燃附近的其他气球。在你的发动机里,这些爆炸的气球数量众多,挤在一个狭小的空间里。如果任何一个气球爆裂,就会引发连锁反应,迅速点燃其余的气球,导致它们也爆裂。
有两种方法可以使爆炸的气球爆裂并点燃,其中一种方法可能会对您的发动机造成致命的损害。
第一种也是最理想的方法就是使用火花塞,它的电火花会同时炸开距离最近的气球,引发连锁点火反应,迅速炸开剩余的气球,并在此过程中释放出爆炸性的热能。火花塞会在气球被挤压到极小空间的极限时精准点火,由此产生的气球爆炸连锁反应经过精心设计,可为您的发动机提供高效而平稳的动力。
和任何气球一样,我们的爆炸气球在挤压过猛时也会随机爆裂。在生日派对上,这可能会吓到你的客人。在你的发动机里,这可能是灾难性的。有些发动机挤压气球的力度比其他发动机更大,而这些发动机需要辛烷值更高的燃料。这样,你可以把辛烷想象成一种特殊的成分,它能使气球更坚固,从而防止它们在挤压时过早爆裂。辛烷值越高,气球就越坚固,在压力下越能抵抗爆裂。
用成熟的话来说,就是辛烷值较高的汽油在高温高压下,燃烧室内自燃的可能性较小。如果这听起来很熟悉,那是因为自燃正是柴油发动机的工作原理:柴油发动机将空气燃料混合物挤压到一个非常小的空间,无需火花塞,燃料和空气在剧烈压缩时产生的热量就能点燃。
虽然柴油发动机就是按照这个原理运行的,但内燃机中即使只有几个气球自发爆裂,也会在错误的时间自燃燃料空气混合物,向发动机发出冲击波,使其变成喷油的瑞士奶酪。
这就是为什么现代燃气发动机非常重视确保气球不会自发爆裂,并且气球仅由火花塞点燃,而不是由之前的挤压点燃。
每个引擎都是不同的
每个发动机的气囊承受的压缩力和热量各不相同。一般来说,经济型和通勤型主流车型不会搭载高性能发动机,即使是涡轮增压配置也是如此。这些发动机中的气囊不会暴露在可能导致其自行爆裂的极端高温和压缩力下,而且大多数发动机也采用直喷式,只要注入燃料,燃烧室温度就会自动降低。
这就是为什么北美销售的大多数主流车型(包括大多数配备涡轮增压发动机的车型)都使用87号辛烷值汽油的原因。对于这些发动机,我们的气囊无需任何额外强度即可防止过早爆裂。
另一方面,如今911 GT3、福特野马Dark Horse、起亚Stinger和本田思域Si等车型上的高性能汽油发动机,其燃料和空气混合物会暴露在更不稳定的环境中,压缩比、热量、增压和转速都更高。这类发动机的内部环境会将我们的“气球”挤压得更厉害,因此,要实现最佳性能,需要比传统发动机更高辛烷值的发动机(更坚固的“气球”)。在这类高性能发动机中,我们需要额外的辛烷值来增强“气球”的强度,以免它们在额外的挤压下过早爆裂。
根据具体用途,某些高性能车辆建议或强制使用高辛烷值汽油。当然,总会有一些细微的差别。
顺便说一句,了解你的车需要什么等级的燃油,最好的办法是查看车主手册,或者查看油箱盖内侧。记住,虽然辛烷值过低的汽油会造成问题,但辛烷值过高对你的钱包来说更是个问题。如果你给你的1987款道奇Caravan(需要87号辛烷值)加91号辛烷值的汽油,你实际上是在为更强劲的“气球”额外付费,但却把这些“气球”喂给了一台无法产生其设计初衷所能承受的额外压力的发动机。
现代发动机通常能够适应不同的辛烷值水平
纵观现代汽车发展史,压缩比的提升与辛烷值的提升相辅相成。直喷燃油和最新发动机油配方等技术进步是近年来才出现的,使得汽车制造商能够在保持相同辛烷值水平的情况下提高压缩比。
除了这些进步之外,爆震传感器才是真正的明星。想象一下,一个高灵敏度的麦克风被固定在发动机缸体上,它能以令人难以置信的细节监听发动机运转时发出的每一个声音。
如果一些气球在挤压时过早爆裂,它还能听到一种名为“敲击”的特殊声音。用成年人的话来说,这是燃料在燃烧室火焰前沿外点燃,产生不必要的压力波和应力,如果不加以控制,可能会损坏发动机。
爆震传感器会实时监测到气囊过早爆裂的声音,并据此发出信号,延迟火花塞点火,立即降低发动机功率,以降低发动机的热量和压缩力(以及性能)。这一过程持续动态地进行,驾驶员几乎无法察觉:这是一种隐秘的保护发动机免受气囊过早爆震和爆震(气囊强度不足以挤压)损坏的现象。
这样,您的汽车就不会专门监测其辛烷值,而是使用爆震传感器根据您使用的燃料监测发动机的运行和响应。
节省几美元值得吗?
所以,回答最初的问题:当你把87辛烷值的汽油加到一辆需要91辛烷值的汽车上时,发动机的爆震传感器会检测到低辛烷值燃料燃烧不充分产生的声音,并触发ECU以失谐状态运行发动机以提供保护。这完全没问题。你可以连续数年使用低辛烷值的燃料在失谐状态下运行。工程师们设计大多数现代发动机都是这样。
问题是,你的车辆性能会下降,有时差别还很大。用普通汽油代替高级汽油,你的保时捷卡宴每年或许能省几百美元,但你也会失去你花钱购买的性能。在低辛烷值汽油的失谐状态下,你需要让发动机更加卖力地工作才能完成同样的工作,这可能会消耗更多燃油,从而抵消使用低辛烷值汽油节省下来的燃油成本。
有些发动机可以根据驾驶员的意图随时切换辛烷值。以马自达 3等车型上的 2.5 升 Skyactiv Turbo 发动机为例。这款发动机的宣传语是,同一台发动机会根据所用燃料的不同,提供多种功率输出等级。
具体来说,使用87号汽油时,车辆可输出227马力和310磅-英尺的扭矩;使用93号汽油时,车辆可输出256马力和320磅-英尺的扭矩。这样一来,愿意额外花钱买油的车迷也能享受到性能提升带来的乐趣。顺便说一句,如果你正在寻找一款马自达3 Turbo,它是一款非常可靠的“潜伏者” 。
其他车辆,例如搭载Hemi V8发动机的道奇杜兰戈,则推荐使用中级燃油,不过有些车主表示,他们对普通 87 号汽油的性能很满意。其他人则更喜欢在拖车时使用更高辛烷值的汽油。我的一位好友是讴歌MDX的长期车主,这款车推荐使用高级燃油,但多年来一直使用普通汽油,没有出现任何问题。
不过,千万别在你的高性能异域车上尝试这种做法。在某些极端情况下,使用低辛烷值燃油可能会导致发动机损坏,并使保修失效。车主手册里有详细说明。
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