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。
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验测量优选得出的。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.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。
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。
A 、在燃烧条件良好的情况下,成功点燃混合气的跳火ㄨ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,多用卐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。
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。
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。
C、其它条件不变时,加大点火能量只是提高较卐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。
D、点火能量达到一定♀值后,点火能量大小Ψ 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。
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。
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。
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。
G、点火失败♀原因:1. 混合气在浓限或稀限】区2.火花塞断火。
二、火花塞的能量转换特性
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。
A、火花塞跳火由电容放电期(1-10微秒左右)温度达60000K(色温单位K=℃+273.15)。,及电感放电期(..量:传统约0.7ms无触点⊙大于1.2ms) 温度达3000K。
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。
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。
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。
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。
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。
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,过小就进〇入淬火区。
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。
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、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。
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。
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ξ 时贵金属火花塞间隙应略大于普通火花塞间隙才匹配。
根据能量守恒定律有:
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。
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。
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
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。
三、点火线圈能量
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)。
有两种点火方式:
A.。电感蓄能▃式点火系统
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。
特点:靠断开初级线圈电流产生╳点火电压,火花持续时间长。
B.电容储能式点火系╱
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。
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。
根据实验正实,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。
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。
点火线圈初级电流按指数曲线规律上升,通电时间长Ψ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。
点火线↘圈并不复杂,设定点火线〗圈..能量后,可根据电工学公式计算出各项参数进行试制后定型生㊣产。
四、 探讨结论
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%。
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?
为什么提高点火线圈△能量后或多或少都有表现?
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?
..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。