2.vmZaKP
R x( yn
I@\D
tQZ
IZ\fvYp
t&NpC;>v
qozvNJm)
5pC}ZgEa<
-|f0;Fl
一、发动机点火能量多少合适?
Sk1t~
$evuL3GY# 其实没有人能准确回答这一个问题,发动机在什么工作状况下用多少点火能量汽车工厂存储于ECU的只读存储器ROM中。
{j;` wN ECU只读存储器ROM中存有500多万组数据,这些数据大多数是通过各种实际工作情况实驗测量优选得出的。发动机工况千变万化,ECU要根据各传感送来的信息计算寻找出只读存储器中与现时相同(或最接近)工况的数据,发出喷油脉宽、点火提前角、闭合角(点火线圈充电时间)指令。
CswKT9 一辆车发动机的综合性能,很大程度取决于ECU的数据编写程式,工厂不会公告数据,属知识产权范畴。
3X1 1Gl
|\?u-O3
^Y%_{
Q= xXj'W-
但是有关点火能量的学术研究成果是公开们的,写在教科书上。所以根据这些数据我们可以对发动机点火能量作出正确的认识解读。
URrx7F98
U].]K
*1<kYrB
uoI7'
:Nv
A 、在燃烧条件良好的情况下,成功点燃混合气的跳火能量为0.3mj就可。(0.0041868mJ=0.001卡)
jTcv&`fAz
Pp tuXq%U
|2u=3#Jp
1^}I?PbqV
传统机械触点点火线圈初级能量可达50mj,电子无触点点火线圈初级能量可达100mj以上。
hu.o$sV3; 当点火线圈初级能量可达100mj以上时称为高能量点火,现代电喷车都用高能量点火。点火线圈初级能量达到200-300mj或更高称为超高能量点火,多用于稀薄混合气技术发动机(环保,日后发展趋势),压缩比在13:1,空燃比25:1。
=Xh)34q
YB5"i9T2
4N,mcV
M6)
G_-
B、点火能量大小由ECU根据发动机工作状况控制,与喷油脉宽类似控制点火线圈初级电流通断时间。
}Y~Dk]* 控制点火能量大小的目的是既可保证成功点火又可保护各种元器件。例如火花塞、分电器、点火线圈初级、点火模块等等及感少电磁波幅射干扰。
/<J(\;Jr6
r
)F;8(
x[(6V'
^q:-ZgM>
C、其它条件不变时,加大点火能量只是提高较浓或较稀混合汽混成功点火概率,所以对于怠速、低速更有利。
3_(_yEKx
l A ^1}
e;]tO-Nu
){^J8]b7#
D、点火能量达到一定值后,点火能量大小不会影响发动机功率(燃烧速度), 即所谓的增加马力。
s,z~qL6& 很多人对此有误解,认为.点火能量越大燃烧效率越高,其实是点火成功与不成功的问题。
!/FRL<mp
}EK{UM9y
c=!>m
/jv/qk3i
E、燃烧的速度(效率)主要取决于混合汽的浓度、温度、压力,及气缸内混合气扰流速度,这个理沿用了100多年,到目前为止没有人能改变这个事实。例如同样的点火能量,北方冬天发动机温度不足,使燃烧效率低,油耗上升。
ORM>|
& 混合气温度越高,分子动能越大燃烧的速度快,一点即着,高到一程度甚至自燃即点火能量为0,所以,发动机转速越高温度也根随增高,用较小的点火能量即可。
sd%j&Su#4
b3A0o*
R%UTYRLUn
@*z"Hi>4
F、假如混合气浓度不在着火区,点火能量再大也无法成功点火。
)Q 2IYCj{
1!z{{H;W
Oe5rRQ$O
7zu\tCWb
G、点火失败原因:1. 混合气在浓限或稀限区2.火花塞断火。
#/oH #/?
78l);/E{v
u@Hz7Q}
P
u+8"W[ZULq
请参看图(1-6)
j|KDgI<0
3dN`Q:1R9
==Egy:<:Q
~u&gU1}
二、火花塞的能量转换特性
254V)(t^QM
W yM
1s+@
1r=cCM
WO.u{vW]'
只有把火花塞电能转换成热能的工作特性弄清楚了,才能正确解读点火能量。
b*Y Wd3
42]7N3:'
t~(jA9n
$~1vXe
A、火花塞跳火由电容放电期(1-10微秒左右)温度达60000K(色溫单位K=℃+273.15)。,及电感放电期(最大量:传统约0.7ms无触点大于1.2ms) 温度达3000K。
l^	d
12lX-~[["
tQ{/9bN?P
@N4~|`?U
B、正常情况下混合气由火花塞电容放电期点燃,当混合气成功点燃后电感放电期对输出动力没有存在的实质意义,只会加速火花塞电极的烧蚀。就如我们启动发动机扭钥匙,着机了还在扭住不放手一样多余。
uHI(-!O 祥見:http://www.dncc.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=41&id=8969
/u$'=!<b; 当电容放电期不能成功点火时,电感放电期持续的火花延续点火,适当延长火花期还有利于残余气体燃烧,有利环保,这是它存在的目的。
$YX{gk>
Q("
m*eMRt
IMWt!#vuY
4+hNP'e
C、火花塞电极形状对跳火电压及放电时间有影响,但変化量不大。反而发动机工况对跳火电压及影响甚大,不同的工况跳火电压可达6、7kv变化之多。
4dbX!0u1l 跳火电压是个变量,其它条件相对稳定时,只要影响因素是压力及温度。
~S('\h)1
gqv+|:#
V<WWtu;3
#Tc`W_-
D、火花塞间隙跳火前如同稳压二极管(拑位),虽然点火线圈可输出几万伏高压,但到达击穿电压时点火线圈电压就升不上去了,跳火后如同一个电阻,点火线圈的剩余能量通过这个电阻泄放,产生持续的火花。
imADjBR]
1;m?:|6K{
+9LzDH
Zah<e6L
E、火花塞间隙小,电极吸热作用使间隙中的混合气体温度难上升,不易着火,过小就进入淬火区。
0XljFQ 火花塞间隙大,跳火能量上升(电压增大),但压力高温度低时容易发生击不穿混合气(断火)现象。
w[vccARQ 火花塞间隙在0.7mm-1.2mm之间,点火线圈能量大间隙也适当增大,对提高点火成功率有利。
f^}n#
D
@wIbU
lP4s"8E`h
vytO8m%U
F、火花塞能量来自点火线圈,所谓有高能量火花塞实是无稽之淡。
U0W2 不管用何材料制造火花塞电气性能是一样的,只有使用寿命不同。
00>knCe6 火花塞二个电极都是导体,其间隙中的混合气为负载,原理如同在相同的条件下,使用铜导体线或铁导体线去连接一个相同电阻的负载时,所通过的电流是相等的,即转换的热能大小一样。
|rgPHRX^Hn G、贵金属(铱、铂…)有较低的电子发射势垒,所以跳火电压比普通火花塞低,互换时贵金属火花塞间隙应略大于普通火花塞间隙才匹配。
|~v2~
8h=K S
gTLBR
Nn?$}g
根据能量守恒定律有:
>$a;+v
A、 点火线圈输出能量不变时,火花塞击穿电压越高,火花塞电容放电能量越大,则电感放电火花期变短。
ttBqp|.?S B、 点火线圈输出能量变大,火花塞击穿电压不变时,则电感放电火花期变长。
*|@386
\
8L6b:$Y3@C
+NiCt S
B`jq"[w]-
重要提示:点火能量大小不会影响发动机混合气燃烧速度的理解为
K5jeazasp
[8 H:5Ho
25@@-2h @
>7S@3,C3ke
100mj与150mj能量通过火花塞时,火花塞电容放电能量相等,时间也相等,电感放电火花期时间长短不同,即在相等的时段内所发出的热功相约。
bX`Gv+
jIVD i~Ld
<gfRAeXA
D}j`T
0y?;o*&U\
hqmE]hwc
L
\E>5G;
!*NDsC9
k_7b0dr%F
\\#D!q*
rxu_Ssd@"
三、点火线圈能量
=-fM2oiI:
*u"%hXR
y
2>
93m
Su6kpC!EW
点火线圈即高压变压器,简单工作原理: 变压器初级电流变化引起变压器内磁通量变化,次级线圈产生感应电动势(高压)。
:5%98V>02 有两种点火方式:
";rXCH. A.。电感蓄能式点火系统
B1 }-
点火系统产生高压前以点火线圈建立磁场能量的方式储存点火能量。
:VlA2Ih&q 特点:靠断开初级线圈电流产生点火电压,火花持续时间长。
SzMh
cgrSd99.
bfz7t!A)A
uluAqDz`
B.电容储能式点火系
5T#v& 点火系统产生高压前,先从电源获取能量以蓄能电容建立电场能量的方式储存点火能量。
l0,VN,$Yl 特点:靠电容通过初级线圈放电产生点火电压,放电能量大,时间短,可在一个燃烧期作1-3次跳火。
;B 8Q,.t>x
.*`^dt 根据实驗正实,电感蓄能式点火系统更适合家用轿车发动机,所以汽车基本都采用电感蓄能式点火系统,而不是成本及技术原因。
ljK?2z>
@LOfqQ$FE
i
FZGfar?
!Np7mv\7
电感蓄能式点火线圈其输出负荷为50PF时(火花塞电极默认电容)时,次级电压上升时间一般为10s~50μs,幅值在35kV左右。
05H:ZrUV 点火线圈初级电流按指数曲线规律上升,通电时间长电流大。点火线圈初级电流越大断开时输出能量越大,电流越小断开时输出能量越小。ECU就是根据这一原理对点火线圈能量的控制。
?n{m2.H
y2+f)Xp_.C
~/A2:}Cp=
7ucm1
点火线圈并不复杂,设定点火线圈最大能量后,可根据电工学公式计算出各项參数进行试制后定型生产。
Eg1TF oIWl
y(<{ e~
h{"SV*Xpk/
6wpu[
四、 探讨结论
{~]5QKg.
5h Sd,#:
d^54mfgI
uj\&-9gEi
清华大学研究说明,传统点火改为高能点后功率提高不足4%。
7Q'u>
o
rFt+Y})
=^ Ws/k
6Rif&W.xy
现代电喷车都用高能量点火系统,我们改装点火能量还有多大的提升余地?
pcOKC 0b. 为什么提高点火线圈能量后或多或少都有表现?
,G?
Kb# 点火能量是否可增大到1000MJ,上限是多少?所带来的负面影响有多大?
@3b @]l5
8OS^3JS3"
hSps9*y
LZ(K{+U/
最具讽刺的是厂家要控制点火能量的输出不要过大,而改装者却越大越好。
w&hCt