辛烷值对两轮驾驶者的意义何在?

 

2003-12-02

 

在说明辛烷值之前,要先明白往复活塞式内燃发动机(Internal Combustion Engine)的工作原理,由于现时大部分国产新车都是使用四冲程的发动机,二冲程已经站在被淘汰的位置上,我们这里就仅以四冲程往复活塞式内燃发动机作出分析。它是利用活塞在汽缸里的往复式运动,以进气、压缩、点燃、排气四个行程完成一次运转,实际的动作就是吸入汽油与空气的混合物,然后压缩它、再用火星塞点爆它而获得动力,得到动力之后,再排出点爆后的废气。

 

首先我们要了解的是,四冲程的发动机可以用的燃料不见得一定得是汽油,天然气、液化石油气、酒精甚至是现在风头正盛的乙醇,都可用来作为内燃式发动机的燃料,汽油之所以会成为主力燃料,乃是因为它相对的容易取得、容易储存、相对价廉。

 

正因为内燃式发动机可以使用多种燃料,因此在引擎发展之初,工程师们也做过许多尝试,除了尝试引擎不同的设计会有什么不一样的性能表现之外,也尝试使用不同的燃料会得到什么不同的效果,结果发现,当其他条件不变时,只要把引擎的压缩比提得愈高,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,当压缩比提得太高的时候,引擎就会出现所谓的爆震(Knocking)现象;所谓的爆震,是经过压缩的油/气混合体,在火花塞还没点火之前、就因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(Sponteous Combustion)现象,随后火星塞又再次点燃压缩油/气混合物,造成二团高爆火球在燃烧室里剧烈碰撞。经过仔细的研究,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,那么即使提高引擎的压缩比,也不会有爆震。

 

知道了爆震与燃料的关联之后,工程师们开始把炼油厂里所生产的、可以作为内燃式发动机的各种油料逐一拿来测试和实验,结果发现,抗爆震效果最佳的,是一种叫做异辛烷的油料,而抗爆震效果最差的,是正庚烷,因此,工程师们就把最强的抗爆震指数100给了异辛烷,而最差的正庚烷则给了它一个0的抗爆震指数,于是,从此开始,辛烷值的高低就成了汽油引擎对抗爆震能力高低的指标。爆震引致的问题最明显的就是车子软弱无力。

 

至于何为辛烷值呢?那是工程师们在实验室里,利用一具可调整压缩比的单缸引擎做实验所测得的数据,藉由压缩比的逐渐提高,他们可以把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9090份异辛烷和10份正庚,下同,如此类推)、9597无铅汽油的时候,其实它的辛烷值只是一个对比值,并不是该款汽油里真的有那么多的异辛烷。

 

辛烷值是决定汽油抗爆震性的重要指针,而引擎的压缩比决定需要使用多少辛烷值的汽油。辛烷值越高,抗爆震程度即越高,由于引擎设计不断精进,国外的摩托车制造厂商以提高引擎压缩比来缩小引擎体积,增加单位体积产生之马力,因而低辛烷值汽油不能符合引擎需要,行车时容易产生爆震现象。所以高压缩比的引擎需要较高辛烷值的汽油,以耐更高的压力与温度,避免影响车辆的驾驶性能及损害引擎。那么何谓高压缩比呢,本田CBR600RR 121),CB400SF11.31)就是属于高压缩比的车型,而一般的美式太子车(9.51或者9.01)及绝大部分的国产摩托车,都是属于低压缩比的车型。而车龄较高的摩托车因为发动机内有积碳的现象,压缩比可能会增加,对辛烷值之需求亦会提高,若觉得车子仍有爆震现象时,可改用较高辛烷之汽油。

 

    发动机压缩比高的车型,应采用高辛烷值汽油,若压缩比高而用低辛烷值汽油,会引起不正常燃烧,造成震爆、耗油及行驶无力等现象。反过来说,低压缩比引擎若用高辛烷值汽油,发动机的马力并不会提升,且造成金钱之浪费。