編者注（2016年10月6日）：美國汽車協會 (AAA) 近期的一份報告指出，美國車主去年因在設計為使用普通汽油的車輛中使用高階汽油而浪費了超過 21 億美元。這篇《事實還是虛構？》文章來自《大眾科學》——最初於 2007 年 1 月 18 日線上釋出——解釋了為什麼所謂的“高階”汽油不會為汽車創造高階效能，除非這些汽車經過專門設計以利用更高辛烷值的燃料混合物。
高階汽油必須是高階的，肯定有原因。畢竟，《韋氏大學詞典》中對該形容詞的定義之一是“高於正常或通常預期的價值或價值”。因此，高階汽油必須更好，否則為什麼要稱之為高階汽油？這個問題的答案在於典型內燃機的動力學、從石油中提煉汽油的過程，以及“高階”的另一個定義——這次來自其名詞形式：“主要作為誘因或激勵而支付的超過正常價格的總和。”
首先，高階汽油在合適的發動機中提供的動力方面確實是一種更好的燃料。所有汽油都是多種不同碳氫化合物分子的混合物，範圍從庚烷（七個碳原子和 16 個氫原子）[見尾註] 到癸烷（10 個碳原子和 22 個氫原子）及以上。泵上明確標識的碳氫化合物是辛烷（八個碳原子和 18 個氫原子）。然而，這個數字並不是衡量汽油中實際辛烷百分比的指標。相反，它是衡量該汽油與純辛烷和庚烷混合物相比的效能的指標。在全球各地的特殊實驗室中，化學家們配製出這樣的參考燃料，然後按照標準化措施的要求，將它們與精製汽油進行比較。“美國材料與試驗協會有一份厚厚的檔案，說明如何使用這種專用單缸發動機確定辛烷值，”加州理工學院的機械工程師約瑟夫·謝潑德解釋說。“數值越高，爆震就越難發生。”
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“爆震”——在為高度受控燃燒設計的腔室中發生不受控制的爆炸——是內燃機的禍害。在典型汽車發動機的四衝程迴圈中，活塞在氣缸中下降，使其充滿汽油和空氣的混合物。然後活塞再次向上移動，壓縮燃料混合物，當它到達頂部時，火花塞點燃爆炸性蒸汽，驅動活塞再次向下移動。當活塞返回氣缸頂部時，它透過排氣閥排出剩餘的廢燃料，整個過程重新開始。當僅燃料和空氣混合物的壓縮，而不是火花塞，引發爆炸時，就會發生爆震。這會導致發動機本身產生非常大的噪音和大量振動；謝潑德指出，“這對發動機的機械效能非常不利”，它會在活塞到達迴圈頂部之前將其向下驅動。每個碳氫化合物分子在壓力下的表現都不同，但辛烷比其揮發性表親庚烷更能抵抗爆炸的誘惑。“您根據汽油與這種參考混合物相比的爆震程度來評定汽油的等級，”麻省理工學院的化學家威廉·格林解釋說。“那些爆震不太嚴重的汽油是高階汽油。”也就是說，它們在發動機中的表現就好像它們具有高比例的辛烷值，即使它們實際上沒有。
然而，大多數現代汽車都設計為採用特定的壓縮比，這是一種衡量活塞在氣缸底部和頂部時燃料可用空間大小的指標。這種壓縮比——大約在八比一左右——可以容忍較低辛烷值的燃料（例如普通汽油，即舊的 87 辛烷值汽油）而不會爆震。“壓縮比是由發動機設計師固定的，”格林說。“普通燃料會正常燃燒，高階燃料也會正常燃燒，因此您沒有理由支付額外的錢。”高效能發動機，例如某些跑車或較舊、較重的汽車中的發動機，通常具有更高的壓縮比。這些汽車——例如謝潑德的斯巴魯 WRX——需要高階汽油，並且如果沒有高階汽油肯定會爆震。“我必須加 92 辛烷值的汽油，”他說。“它有一個渦輪增壓器。”
格林指出，這種高壓縮比——以及與之配套的高階燃料——可以轉化為效率，而不是速度，特別是如果將它們放入像他的本田思域這樣的輕型汽車的發動機中。其他汽車燃料，例如乙醇，也可以提供高辛烷值，從而使石油公司可以在此類混合物中使用更多揮發性汽油。但是對於今天道路上的標準汽車來說，購買高階汽油只是為一種不提供額外好處的燃料支付溢價。“如果你認為你需要它，”格林說，“你就太古怪了。”
注意：本文在發表後進行了更改以更正錯誤。原文稱庚烷有 14 個氫原子。