关于XX点火增强之我见(希望对没用、正用、犹豫用的有帮助)
一、关于点火能量
这个XX点火增强器最大的卖点就是能够加大火花数量(点火能量),号称能达到原厂火花数量的30倍,并且配有视频。在使用的过程中,我不禁也在想究竟发动机点火能量多少合适,结果查阅了大量资料后,发现没有人能准确回答这一个问题。但通过查阅相关技术资料,有关点火能量的公认的学术研究成果如下:
1、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)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。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。
2、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。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。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。3、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,卖家就是利用了这点,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。有人说是汽车厂设计的疏忽,有人说是成本原因,也有人说厂家是对的。(就此问题在后面将会谈谈自己的看法)
4、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。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。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%。
5、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。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跟随增高,用较小的点火能量即可。
6、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。
二、关于点火时间
这个XX点火增强器第二大卖点就是能够延长点火时间,是原厂车的两倍,那么究竟完全燃烧需要多少时间呢,通过查阅文献,一般来说温度越高,需要的完全燃烧时间越短,反之,越长。一般在750微秒-3000微秒之间(1秒=1000毫秒=1000000微秒)。要说明燃烧时间这个问题,需要从燃烧过程入手,燃烧分为三个阶段,滞然期、明显燃烧期和后燃期。从火花塞后燃期开始跳火到火花塞电极附近火焰中心形成,这一阶段称为滞燃期。这一阶段燃放热量不多,气缸内压力升高不大。火焰中心形成后,混合气温度急剧上升,氧化反应激烈进行,火焰迅速传播,混合气迅速燃烧,气缸内的压力、温度急剧增加。再具体深入分析,滞燃期:火花塞电诱燃后产生一个“火焰中心”,这个“火焰中心”跟随气缸内高速扰流移动离开了火花塞电极,这时电感电能放电火花又会点燃混合气另一个“火焰中心”,作为点燃混合气的补充。明显燃烧期:“火焰中心”使混合气在整个气缸内很快形成燃烧的“明亮火焰期”,即气缸内混合气燃烧温度达最高,气体压强达最高值。 这个快速燃烧时间在750微秒-2500微秒之间,此阶段是主要功率输出阶段。后燃期:在排出废气前基本结束,对功率提升方面没明显作用。由此分析,冷车启动时气缸内的混合气温度低,雾化效果差,点然混合气需要较长火花期;在低转速时,由于气缸内混合气扰流速度低,第一个“火焰中心”移动慢,有必要点燃第二个“火焰中心”加快混合气的燃烧,所以点火火花期也较长。但当发动机转速较高时, 气缸内混合气扰流速度変快,“火焰中心” 高速移动,快速传播引燃了缸内混合气,因此,并不需要第二个“火焰中心”。根据混合汽整个燃烧时间在750微秒-3000微秒之间,所以,在极端情况下,火花持续期最长在3000微秒(0.003秒)左右就可保证混合气的完全燃烧。而现代发动机除了都采用高能点火(>100mj)外,点火时间持续时间一般在10毫秒左右(10000微秒),远远大于在极端情况下的3000微秒(3毫秒)。根据相关实验证明火花持续期过长对燃烧效果并没有提高,对输出动力没有存在的实质意义,相反,电离通道生产的高热加上 火花塞自身温度反而加速了火花塞电极的烧蚀,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。这就是为什么要厂家控制点火能量的主因。由此看来,个XX点火增强器延长点火时间,是原厂车的两倍,没有任何实际意义,反而会加速点火系统的老化,造成隐患,得不偿失。
三、关于高压线及火花塞
这个本来不是今天讨论的内容,但是改装点火增强或多或少都会接触到这个问题,也就简单说下,先说下什么是高压线。车用高压线其实是很简单的绝缘导线,一条最普通的金属导线外包上高强度绝缘体就是了。它的最主要质量指标就是能在较高、低温下有良好的绝缘强度。它通过的电流很小,对里面的金属导线要求甚低;通过的电压很高(15000-40000v),所以要求的绝缘材料绝缘系数甚高。它的主要毛病就是绝缘材料老化绝缘强度下降而产生漏电。高压线结构简单,制造工艺与普通绝缘导线一样,只不过绝缘材料要求高些。因此高压点火线以它的绝缘强度为主要性能指标。不可否认有的高压线有EMI/RFI屏蔽导电涂料用来减少电磁辐射,这是个锦上添花的问题,其实最好的方法就是在高压线外层包上金属屏蔽层减少电磁辐射,但有必要吗?
而火花塞就是一个能量释放的装置,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。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。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。
好了,我们来说说究竟高压线究竟有没有什么作用, 所谓的XX高压线无非就是宣称电阻非常小,能够得到很强的点火电流,但是大家看上面的介绍,实际上高压线里面通过的电流是非常小的,主要是通过高压,有无电阻也是无关紧要的,可以通过以下公示计算,(高中物理不过关的,可略过)点火线圈上次级电流不能简单应用I=U/R公式计算,因为电感产生的感抗电动势方向总是阻碍磁力线 (电流)变化的,所以应用I=U/R+E/R计算,U高压电压,E感应电压,R回路电阻; 或I=U/r ,r=火花塞等效电阻+高压线电阻+线圈直流电阻+感抗电阻。由此可见,高压线电阻、线圈直流电阻在整个阻抗中的比例很小,所以可忽略不计。从这一计算中可以得出,点火能量的大小与高压线无关(当然,不包括损坏高压线)。认真看到这里,你们如果还是相信有XX高能量火花线,或者什么XX高能火花塞(火花塞的能量始终来至于点火线圈,火花塞只是一个能量释放装置,能量不会凭空产生,呵呵,高中物理的能量守恒原理),只能说明你水平大差。
四、讨论
说的有些远了,相信大家看这里,心里应该有数了。现在来看得出的结论。
从有关文献中可知:
1、火花塞间隙不变时,最小跳火能量决定于温度及压力。最小跳火点火能量大小是随发动机各种工况改变的。
2、 温度及压力不变时混合气过浓或过稀需要更大的点火能量才能点燃,即增大跳火电压。
3、 混合气燃烧的速度(效率)主要取决于混合气的浓度、温度、压力,及气缸内混合气扰流速度,与点火能量大小无关。
4、最小点火能量虽然能点燃混合气,但为保险起见,应适当加大。
5、 混合气浓度在着火区时,火花塞跳火即可成功点火。混合气浓度不在着火区,点火能量再大也无法成功点火。
所以1,点火能量越强,点着混合气概率越高,即范围变宽。因发动机低转速时进气量大压力上升,温度又较低,所以提高点火能量对改善低速及怠速点火性能较为明显,直接感觉就是发动机有力了,(点火增强器就是起到这点作用,特别是冬天或者北方)。但是随着发动机转速和温度(温度是一个关键因素)的提高,由于混合气着火容易,造成点火失败原因减少,发动机输出就不会有什么差异了。
所以2,混合汽燃烧时间在750微妙-3000微妙之间,现代汽车高能点火火花持续时间在10000微秒左右。当用10000微秒火花能量去点燃混合汽燃烧时间只有3000微秒的混合气时,会出现什么状况呢?答案是:混合气已燃烧完结而火花塞还在跳火,电离通道生产的高热加上火花塞自身温度加速了火花塞电极的烧蚀,也增加了点火系统负担。这也是为何ECU要有调节点火能量功能,另外从这点结合上面也可以看出所宣称的省油x%,不攻自破,因为都是完全燃烧,其实在实际使用中也证明不会省油,。
所以3,ECU根据不同的工况输出恰到好处的点火能量,达到既不失火又可保护点火系统元件的目的。事实是这种保护会使发动机点火成功率范围变窄,在低转时确实会帶来某些时刻点火失败,造成发动机抖动,也因点火失败造成功率损失(本人的车没有发现这个问题,也许有些老车上有这种情况吧)。所以当用较强能量的点火线圈时,对低转点火成功率会提高,就是所讲低速有力了(这也是安装点火增强后有效果的主要原因)。那为什么厂家不愿意这样做呢?
所以4,我个人认为厂家的点火能量选择是为了达到“保护”与“能量”的平衡,牺牲了非工作转速区的性能。在充分保证点火系统稳定的情况下,最大限度的提高性能。原厂指定的各种参数是经过各种环境条件、负荷、转速等综合结果的最佳值。更改了参数,可能突出了某些方面的性能,但肯定不会是均衡的结果。这个道理与怠速的稳定性及耗油的矛盾是一样的。某发动机把目标怠速定在500转时省油但抖动很大,怠速定在1000转时很稳定却费油,最后为取平衡怠速定在800转。但并不影响发动机正常转速工作的动力性。
所以5,如果你有钱也可用几千元一套的高压线、点火增强、或用进口的铱金、铂金火花塞。不过你不能说效果比一般的高压线、火花塞提高了多少性能、动力。因为实际上并不会有差别(差别微乎其微),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%。这个数据还是在理想状况下(学过高中物理的就知道什么叫做“理想状况”),实际数据远小于4%。就象你换了一套名牌轮胎不会比普通轮胎跑得更快一样。如果真是提高了性能、动力,正确的说法是恢复了原来的性能、动力。那么只证明了你原来的高压线、点火线圈或火花塞带病在工作,早就应该更换了。
一台发动机推出市场之前,厂家一定经过各种测试。点火系统是关系到整机功率输出的重要一环,不管发动机设计、制造工艺多优秀,当点火时间失准、点火能量不够造成失火时,发动机性能将大打折扣。厂家有各种设备仪器,实验资源来对发动机性能测试,所以厂家必定会通过各种实验选择一个合适能量点火线圈的。当我们用感觉去测试点火线圈时,厂家却是用电脑图象观察分折,不在一档次。厂家做了99%的爬山工作,不可能最后由我们用1%代价去达到顶峰。用一个大家都懂得简单道理,就是能量守恒,能量不会凭空增加,也不会凭空减少,增大的点火能量最终从哪里来呢?呵呵,相信聪明的你看到这里已经知道了,所谓羊毛出在羊身上,增加的能量最终来源于汽油。从这点来看,再次证明号称“省油”真的还有点难。
因此我在使用了一段时间后,果断拆除,为了那点点性能提升,换来的是无法预知的后果,得不偿失。