发动机爆震的发生及其强度的大小具有高度随机的特征。然而,当前爆震模型研究大多聚焦于爆震起始时刻的预测,综合考虑爆震随机统计特征的爆震模型研究极少,因此当前爆震预测模型大多不能再现发动机临界爆震点时的实际工作状态。针对这一问题,本研究基于一款1.5升涡轮增压汽油发动机进行了宽范围爆震工况实验,对爆震起始时刻与爆震强度的统计学特征进行了分析,在此基础上构建了综合考虑爆震起始时刻预测与具有统计学分布特征的爆震强度预测的现象学爆震模型。爆震起始时刻的预测基于自着火延迟期积分法,同时考虑缸内压力、热点温度、EGR及过量空气系数λ的影响。最终标定得到的爆震起始角模型有着较好的预测性能,各工况预测值与实验提取值之间的均方根误差都小于1.2度曲轴转角。爆震强度建模方面,热点能量密度E和放热速率S是影响爆震强度的关键因素。S与爆震起始时刻的末端混合气温度、压力、EGR率、过量空气系数λ相关,E与缸内新鲜进气量、爆震起始时刻缸内容积相关,由整理后的放热速率因子α和能量密度因子β可得到Y_KI双因子爆震强度模型。Y_KI模型在研究范围内的所有爆震工况都有着较好的预测性能,其中,爆震临界点的判断标准Y_KICritical随转速升高而小幅增大。在改制后的GCR10上的爆震扫描实验结果表明,该模型可以较好地反映变几何压缩比后的爆震强度情况,适合用于预测性仿真。