許富然
只為與你“來電”
相信大家都知道,汽油發(fā)動機需要靠點火系統(tǒng)“引爆”汽缸內(nèi)混合氣方得以運轉(zhuǎn),而點火系統(tǒng)打從2000年以后的結(jié)構(gòu)發(fā)展就逐漸走向精簡化、整合化,到現(xiàn)在已經(jīng)很難找到傳統(tǒng)車輛那般的分電盤、火花塞導線等部件,也因此傳統(tǒng)透過點火系統(tǒng)改裝來強化發(fā)動機動力的做法,也得與時俱進!如何改?請見以下分析!
引火燒身
火花塞最早是由博世(BOSCH)公司于1902年申請專利而問世,它其實只是點火系統(tǒng)里的“終點”,能讓高壓電經(jīng)其中央電極往側(cè)電極空氣放電產(chǎn)生電弧,進而引爆發(fā)動機汽缸內(nèi)混合氣,讓發(fā)動機運轉(zhuǎn)。
火花塞運作原理、功能說起來很簡單,但卻因為冷熱值或中心電極材質(zhì)等設(shè)計的搭配,會影響電弧產(chǎn)生效率,影響發(fā)動機輸出功率、運轉(zhuǎn)品質(zhì)以及油耗,所以在此我們得思考以下三個話題,想通了,再靈活改裝不同特性的火花塞,就能讓你的發(fā)動機動力或省油性表現(xiàn)更上一層。
陶瓷結(jié)構(gòu)材料&內(nèi)電阻
火花塞的陶瓷結(jié)構(gòu)是一個絕緣體,防止高壓正電從終端螺帽導入后,向旁邊接地的金屬外殼直接漏電、短路。陶瓷體相當脆弱,也因此在拆裝火花塞時必須使用專用工具,也就是加長的工具套筒,而且不能用力按壓或歪斜工具。以免造成陶瓷破裂就無法使用了。要注意的是,部份車型搭配使用的火花塞,會在火花塞內(nèi)部的正電導體中加有電阻結(jié)構(gòu),防止高壓電磁場干擾車上電腦、音響等系統(tǒng)正常運作。如果您的車是這般,改換時千萬不可用成無電阻型號的火花塞,才不會造成故障困擾。
金屬外殼&密封墊片
這是火花塞與發(fā)動機接觸的負極端,也是讓人用工具拆裝火花塞的施工位。一般火花塞六角螺套規(guī)格多為直徑21mm、16mm兩種,俗稱“大、小頭”,依照您愛車原車火花塞選購,一般不會搞錯。
火花塞的固定螺牙全球共通,直徑為14mm,不過長度就各有不同,從12mm長到26mm都有,買錯了問題很大,要嘛點火不良,要嘛頂?shù)交钊?,最保險就是依照自己愛車原車火花塞的尺寸來選購就不會錯!而在螺牙與金屬外殼之間,還有一道避免發(fā)動機燃燒室壓力滲漏的小東西,部份火花塞采用斜口迫緊設(shè)計,部份火花塞采用氣密墊片設(shè)計,但無論如何,這種墊片都禁不起你大力摧殘,所以在鎖緊火花塞時,感到工具已經(jīng)反饋回鎖緊感時,只要再多上緊1/4圈即可,千萬不要把吃奶力氣都用上,不然螺牙壞了,可能就得拆發(fā)動機大修了。
火花塞也可以調(diào)校
嚴格來說,改裝火花塞不會對發(fā)動機性能造成太過明顯的影響,但若是正、負電極之間的間隙距離不對,可就有比較明顯的問題出現(xiàn)。
還好,這個間隙是可以調(diào)整的,并且有這種專用工具可以使。當你定期保養(yǎng)拆下火花塞清理時,建議用它測量下正、負電極間隙,如果電極燒蝕后間隙變大,就必須調(diào)整回原廠規(guī)定的間隙大小,一般約是0.9~1.1mm。而改裝了點火線圈或是點火器的車子,此間隙也必須調(diào)大0.1~0.2mm,因為二次電壓增強了,可以調(diào)大跳電弧距離,讓火花更大燃燒效率更好。
電極造型
火花塞最基本的任務(wù),就是完成每次的電弧引火,如果誤點火就會引起發(fā)動機抖動,甚至動力下降,造成乘坐不舒適或發(fā)動機損壞問題。為了減少這般情況,許多火花塞廠商設(shè)計多幾根負電極接腳,以免因為負電極電擊燒蝕,間隙變大而無法跳電弧,而是一極壞掉還可以有其它的負電極可以補上跳電弧。但別想像這種火花塞每次跳電極會三極、四極都一起跳火,電弧在單位時間內(nèi)永遠只會向最近的端點通過一次,其對發(fā)動機陛能是沒有太大影響的一般的多極火花塞中央電極與側(cè)電極的間隙較小,如果改裝了高壓線圈或是點火器,要注意多極火花塞的間隙是否與原廠規(guī)定相同,如果不相同需調(diào)整到相同的間隙,否則會有怠速時發(fā)生抖動、高轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象出現(xiàn)。
冷熱值
運作時,火花塞的正極端會有高達20000-30000V的高電壓進入,再加上發(fā)動機汽缸內(nèi)運作時的近千度高溫,必須得靠陶瓷來與火花塞外殼的負極端隔離絕緣。而這個陶瓷與外殼安裝接觸的面積大小,就影響著火花塞散熱能力,俗稱熱值!
一般來說,熱值高的火花塞,其陶瓷絕緣體越長,散熱效率較佳,對應(yīng)于高轉(zhuǎn)速、高壓縮比的性能發(fā)動機使用,更能承受激烈操駕時所帶來的持續(xù)高溫而不至過熱引起跳電不良;但其缺點則可能是在某些極寒或低溫環(huán)境下,造成發(fā)動機冷啟動不易及低轉(zhuǎn)速無力等情況。
要注意的是,如果選用熱值不適當?shù)幕鸹ㄈp者可能造成發(fā)動機積碳、運轉(zhuǎn)不順暢,重者可能造成點火異常、發(fā)生爆震,或者甚至造成發(fā)動機損壞等嚴重后果,不可不慎。如何判斷自己改裝的火花塞熱值是否正確呢?你可以在車輛行駛一段時間之后拆下火花塞檢查燃燒狀況,如果火花塞電極及陶瓷部分呈現(xiàn)燃燒最好的紅棕色,那就是符合您開車習慣、環(huán)境的火花塞型號。如果偏黑,可能代表熱值偏高;偏白則代表熱值過低,需要再斟酌更換火花塞。此外,目前市面上幾家火花塞知名品牌,例如Denso、NGK、Bosch等,其對熱值的標示方法都不相同,消費者購買時需要先問清楚。
材質(zhì)
一般隨車附上或普通等級的火花塞,其電極是采用銅鎳合金制成,銅鎳合金本身熔點大約在1300℃左右(視合金含量而定),在汽缸內(nèi)高壓縮、超高溫的“熏陶”下,以及電極本身跳電點火的侵蝕,一般使用壽命約只有20000公里左右,而為了保證耐用,火花塞的中心圓柱形電極直徑必須做到2.0-2.5mm。
由于火花塞電極越細,電弧產(chǎn)生時的絕對位置越集中,點燃混合氣的爆炸點也越穩(wěn)定,有助燃燒效率提升,但為了確保耐用度,要把電極做細,則得改用一些熔點更高的稀有金屬,例如銥合金、鉑金等材質(zhì)來制作火花塞電極,這些產(chǎn)品甚至能將正電極跳電尖端做到0.4mm直徑,基本就跟筆尖一樣了!
改裝火花塞,要選依合金還是鉑金比較好呢?這個話題在網(wǎng)上一直爭論不休,其實就材料原理來說,鉑金是最耐高溫、耐震動,使用這種鉑金火花塞往往可以換得近50000公里的使用壽命;至于熱賣的銥金火花塞,其正電極可以做到最細,電弧產(chǎn)生能量最集中,有助發(fā)動機性能釋放。但要注意的是,許多火花塞產(chǎn)品標榜鉑金或銥金,其實只是正電極采用這種材料,負極接腳還是傳統(tǒng)銅鎳合金;少數(shù)產(chǎn)品則采用雙銥金、鉑銥金組合式接點,這種產(chǎn)品性能、耐用性更好,但售價自然也水漲船高。
同樣,不同品牌的火花塞,對于電極材質(zhì)的標示也各不相同,消費者購買前需先有所了解。
強力給電
前面說到,火花塞是利用正、負端點通過高壓電,產(chǎn)生電弧后點燃汽缸內(nèi)混合氣來讓發(fā)動機運作,那如果我能提高一點電壓,或是讓跳電的時間密度更高一點,不是就能達到增強燃燒效率、讓發(fā)動機性能提升的目的了?
原理
在發(fā)動機燃燒室呈的高壓縮混合氣,對于火花塞從中心電極跳電弧到負電極來說是嚴酷的考驗,所以必須以高壓電來引燃。汽車的電火系統(tǒng)是靠12v蓄電池供電作為電源,經(jīng)點火模塊控制,以及線圈或晶體磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換升壓之后變出20000~30000伏特的電壓,來讓火花塞達到跳電弧的目的。而點火系統(tǒng)的改裝體現(xiàn)在火花塞跳電弧,在于跳電距離以及跳電的火花大小,電壓越大跳電弧距離可越遠,電流越大火花越強,
現(xiàn)行常見的汽車點火系統(tǒng)是直接點火,也就是把傳統(tǒng)的高壓線圈、點火模塊都融合在一起成筆形線圈,縮小體積之后更不占空間。但也由于點火線圈縮小,輸出的高壓電電壓就有所受限,所以換個輸出更大的點火線圈,就有助提升發(fā)動機動力性能。
從控制下手
多重火花放大器
這類產(chǎn)品具有可輸出能量170微焦耳的多重CDI電容放電式跳電控制器,電容放電點火系統(tǒng)就是利用原車設(shè)定好每次的跳電間隔,將點火能量存儲于電容器的電場中,于此間隔時間再一次放電,因此比傳統(tǒng)的電感式點火系統(tǒng)能產(chǎn)生更大的點火效能,以及在高轉(zhuǎn)速時能有更充足的點火能量。
一般來說,加入多重火花以及針對車系的點火模塊后,在低轉(zhuǎn)速時會增強到有6個多電弧產(chǎn)生,中轉(zhuǎn)速域變成3個電弧,高轉(zhuǎn)速時則為個火花,可將一點斷續(xù)的跳火變成強大的電核,就算搭配發(fā)動機經(jīng)過改裝后較濃的供油,以及壓縮比提升的情況下,依然能確保點火效率。而如果對應(yīng)一般未經(jīng)大改的發(fā)動機,則也能讓油氣燃燒更完全,動力效率與節(jié)油效能都提升。
從升壓下手
高壓線圈
具有四個高壓線圈及針對不同車型的點火模塊芯片,能透過二次線圈輸出高達45000V的強大電壓。此外,部份產(chǎn)品還能將跳電弧時間延長至180毫秒,這就像炒菜時把火開大還加長時間,自然能有助汽缸內(nèi)的混合氣完全燃燒,產(chǎn)生更高效率的動力。但請注意,改裝這類產(chǎn)品時,建議將火花塞熱值提高一號,并且將火花塞間隙調(diào)大0.1-0.2mm,才能將電壓更高的電弧能量充分利用,讓引燃的火核更大,同時也可以讓改裝產(chǎn)品使用壽命更長。
助力升壓小幫手
1.VSD5
12伏特的蓄電池電壓會因為高負載、線路長以及老化等問題引起車輛電氣系統(tǒng)壓降,進而影響到火花塞跳電壓的強度,影響發(fā)動機動力輸出,連帶導致耗油、動力不佳等問題產(chǎn)生。VSD5其實是一種升壓器,能將12伏特電壓提升到15~18伏特之間,并可自由設(shè)定。電壓提升至15伏特后,就算各種負載造成壓降,最少還能保持正常的12~13伏特,這就能確保引至火花塞的高壓電電壓是足夠的,跳電弧效率也更好。
2.D1spec逆電流
逆電流內(nèi)部構(gòu)造是由許多的電容組成,就像個小蓄電池,但其不像蓄電池充電、放電都惺,所以能在平時儲存電流,當車輛耗電負載大而電流不足時,它可馬上放出儲存的電力來穩(wěn)定系統(tǒng)供電。而穩(wěn)定的電力可以滿足點火系統(tǒng)運作時的需求,彌補電氣系統(tǒng)或其它負載所引起的損耗,讓火花塞產(chǎn)生強勁的電弧。
先馳得點
由于現(xiàn)代車輛的發(fā)動機運轉(zhuǎn),是由ECU控制電腦包辦一切,所以一般人若非遇到重度改裝,恐怕都不知道發(fā)動機點火正時其實是可以調(diào)整,并能透過它來讓性能有所提升的。只不過,到了這個改裝層級,你必須加裝外掛電腦,或是搭配其它動力改裝,升級才會更有意義。
原理
活塞依照進、壓、爆、排四個行程的順序運行,當壓縮行程活塞還沒到上死點時火花塞跳火就是點火提前,當壓縮行程中活塞還沒到達上死點時就點燃,活塞還一直壓縮上行,這時候空間最小,火焰散布最快,混合氣燃燒最快。如果在壓縮行程活塞在上死點時才點火,那活塞下行時火焰還在散布,那就有可能造成發(fā)動機震動以及高溫產(chǎn)生。而隨著轉(zhuǎn)速的上升燃燒的時間越來越短,所以點火提前就必須越多,才能燃燒完全使轉(zhuǎn)速上升快速。
在以往有分電器的時代里,還可以調(diào)整分電器的底座,來做點火正時的提前或延后,而現(xiàn)在ECU包辦了一切,點火的提前或是延后,都是ECU根據(jù)各項參數(shù)的回饋做判斷去執(zhí)行的,雖然如此還是可以采用外掛電腦或者刷電腦的方式去做調(diào)整,調(diào)校的師傅一般都會帶上爆震監(jiān)聽器,一有爆震立刻延遲點火,精細地將點火角度調(diào)整到最完美的境界。而并不是同款式的車都能套用相同的調(diào)校,因為空燃比、燃料辛烷值、火花塞型號等的搭配,會影響點會提前角度的不同。