xk5 ]^yDp
(:_$5&i7
!i50QA|(G
sK{e*[I>W
s1rCpzK0
f 2.HF@
&HW9Jn
E
fDH6
一、发动机点火能量多少合适?
\e;iT\=.(
X8|, 其实没有人能准确回答这一个问题，发动机在什么工作状况下用多少点火能量汽车工厂存储于ECU的只读存储器ROM中。
aUp
g u" ECU只读存储器ROM中存有500多万组数据，这些数据大多数是通过各种实际工作情况实驗测量优选得出的。发动机工况千变万化，ECU要根据各传感送来的信息计算寻找出只读存储器中与现时相同(或最接近)工况的数据，发出喷油脉宽、点火提前角、闭合角(点火线圈充电时间)指令。
HN"Z]/ 5j 一辆车发动机的综合性能，很大程度取决于ECU的数据编写程式，工厂不会公告数据，属知识产权范畴。
=bOW~0Z1
9 *g Z-#
';CNGv -
X ?O[r3<
但是有关点火能量的学术研究成果是公开们的，写在教科书上。所以根据这些数据我们可以对发动机点火能量作出正确的认识解读。
IGl9 g_1 8
5BIY<B+i
2 ? C)&
xT8?&Bx
A 、在燃烧条件良好的情况下，成功点燃混合气的跳火能量为0.3mj就可。(0.0041868mJ=0.001卡)
PT
~D",k
l ;U? Z'n
2oW"'43
X
=Qq+4F)MD
传统机械触点点火线圈初级能量可达50mj，电子无触点点火线圈初级能量可达100mj以上。
rNM;Z PF# 当点火线圈初级能量可达100mj以上时称为高能量点火，现代电喷车都用高能量点火。点火线圈初级能量达到200-300mj或更高称为超高能量点火，多用于稀薄混合气技术发动机(环保，日后发展趋势)，压缩比在13：1，空燃比25：1。
)"LJ
hLg
5x de;
Jwp7gYZ
[Q =N n
B、点火能量大小由ECU根据发动机工作状况控制，与喷油脉宽类似控制点火线圈初级电流通断时间。
-&;TA0~; 控制点火能量大小的目的是既可保证成功点火又可保护各种元器件。例如火花塞、分电器、点火线圈初级、点火模块等等及感少电磁波幅射干扰。
9cg U T@a
gJhiGYx
@P" p+
JLi|Td "1%
C、其它条件不变时，加大点火能量只是提高较浓或较稀混合汽混成功点火概率，所以对于怠速、低速更有利。
4a Y|TN/|
rbCAnwA2
)/EO&F
h*Pc=/p
D、点火能量达到一定值后，点火能量大小不会影响发动机功率(燃烧速度)， 即所谓的增加马力。
2>H24F 很多人对此有误解，认为.点火能量越大燃烧效率越高，其实是点火成功与不成功的问题。
{u9}b x'<
W 8!Qv8rf
! &Pui{F
.k
\@zQ|Ta
E、燃烧的速度(效率)主要取决于混合汽的浓度、温度、压力，及气缸内混合气扰流速度，这个理沿用了100多年，到目前为止没有人能改变这个事实。例如同样的点火能量，北方冬天发动机温度不足，使燃烧效率低，油耗上升。
7
^mL_SMj 混合气温度越高，分子动能越大燃烧的速度快，一点即着，高到一程度甚至自燃即点火能量为0，所以，发动机转速越高温度也根随增高，用较小的点火能量即可。
QW~1% `
M|(Q0 _8
h@WhNk7"xa
X=8{$:
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。
,47Y9Kz9
T+K ):u g
$.r
hRKs
[>%xd)8.c
G、点火失败原因：1. 混合气在浓限或稀限区2.火花塞断火。
}n2M G
YLv'43PL
`FTy+8mw
i/ )am9
请参看图(1-6)
=&2 Lb
K]0:?h;%Ld
lfz 2~Si5A
WIf0z#JMJm
二、火花塞的能量转换特性
H_o x_
u}
?yR&/ a
rJ{O(n]j
D]
~MC
只有把火花塞电能转换成热能的工作特性弄清楚了，才能正确解读点火能量。
'07 P&g-
8o 0%@5M
:`2=@ .
9>r Pe1iv
A、火花塞跳火由电容放电期(1-10微秒左右)温度达60000K（色溫单位K=℃+273.15）。，及电感放电期(最大量：传统约0.7ms无触点大于1.2ms) 温度达3000K。
3lq Mucr
pO kLb
#
D.6,VY H
.*JA!B
B、正常情况下混合气由火花塞电容放电期点燃，当混合气成功点燃后电感放电期对输出动力没有存在的实质意义，只会加速火花塞电极的烧蚀。就如我们启动发动机扭钥匙，着机了还在扭住不放手一样多余。
2{.QjYw^ 祥見：http://www.dncc.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=41&id=8969
M}wXJ8aF? 当电容放电期不能成功点火时，电感放电期持续的火花延续点火，适当延长火花期还有利于残余气体燃烧，有利环保，这是它存在的目的。
6k/U3&R
pBC<u
**[Z^$)u(
"XLe3n
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。
v1.q$ f^( 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。
n|4;Hn1V
| H ;+1
swpnuuC-
*[kx F*^
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。
Ws49ImCB
pX<a2F P
}#b
%"I0
w4:<fnOM
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。
Y MAQ+A ! 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。
0QR. 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。
5<r)+?!n
ype"7p\
r!M#7FDs(
| /#'S&!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。
d'q;+ jnP 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。
e c`>KuY 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。
Cea"qNq=k
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。
w4`!Te
[6tR& D #K
-Zttj /K
4b] IazL)
根据能量守恒定律有：
1 VPg`+o 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。
@2QJm 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。
ajf_)G5X P
$%lHj+(
BBa HM sr
z:@d@\$?
重要提示：点火能量大小不会影响发动机混合气燃烧速度的理解为
B8P@D"u
X.r!q1_c
]lG_rGw
*o2_EqXL*
100mj与150mj能量通过火花塞时，火花塞电容放电能量相等，时间也相等，电感放电火花期时间长短不同，即在相等的时段内所发出的热功相约。
123-i,epg
j2C^ 1:s@m
YH:W]
d#$i/&gE
Ij,?G*
R;I-IZS:
mfi'>o#
ry<}DK<u
'm.XmVZL%
YSUH*i/%
| gxB;
GG
三、点火线圈能量
YuW\GSV00
N= Yi : +
s+t eYL#Zi
zL {@LHP
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)。
?2/M W27w 有两种点火方式：
0]W/88ut*u A.。电感蓄能式点火系统
>U.uRq 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。
zYJx
oC{ 特点：靠断开初级线圈电流产生点火电压，火花持续时间长。
J' v|^`bE
b@C vs4
!9NAm?Fw
[5-5tipvWp
B．电容储能式点火系
f
;JSP 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。
\;<Y/sg 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。
:C5N(x
.67W\p 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。
h pU7
be_t;p`3
O;~1 M3Ii
*-7 O|
''
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。
u}$?r\H'( 点火线圈初级电流按指数曲线规律上升，通电时间长电流大。点火线圈初级电流越大断开时输出能量越大，电流越小断开时输出能量越小。ECU就是根据这一原理对点火线圈能量的控制。
[30< 0
bAg KO fT
O!a5
^ H'|iju
点火线圈并不复杂，设定点火线圈最大能量后，可根据电工学公式计算出各项參数进行试制后定型生产。
_c[t.\-`]
`74A'(u_
55Jk "V#8
V]IS(U(
四、 探讨结论
i4AmNRs
BH\q m
(X
5WY..60K,
WC0@g5;1[
清华大学研究说明，传统点火改为高能点后功率提高不足4％。
WnU"&XZ
8g^OXZ
?E=&LAI#
RV.*
_FG
现代电喷车都用高能量点火系统，我们改装点火能量还有多大的提升余地?
;XRLp:y 为什么提高点火线圈能量后或多或少都有表现?
/ |bir6Y: 点火能量是否可增大到1000MJ，上限是多少?所带来的负面影响有多大?
t=d~\_Oa
!LVWggk1
c 5+oP j
Nq/,41
最具讽刺的是厂家要控制点火能量的输出不要过大，而改装者却越大越好。
{OL*E0
j7 K9T
Qr D zf e[
UTGR{>=>
有人说是汽车厂设计的疏忽，有人说是成本原因，也有人说厂家是对的。各人自己去解读吧。
_iLXs
dd>|1'-]
JP) /
O !
*M\Qt_[
D{'x7!5r
X[_w#Hwp-
=;!C7VS
五、本人浅见
oRFHq>-.g
+Wh0
Of
gfG Mu0FjB
4CV
tXi_Y
(@ @t,\iF
jPU:&1(_ n
2iC 7c6hc
从有关文献中可知：
={
P
OhMnG@@
t Dn{;E D<
ajB4 Lj,:r
P X/{
*$+k-BV
7 nr+X Os
A、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。
,]CZ(q9-
~\4`tc
8Ter]0M&
w?u4-GT
B、 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。
>LqW;/&S<
|j i={
A4C4xts]N
*ud" ?{)Z
C、 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。
/CXrxeo
w_*UFLMSqR
U}r^M(
s!
q QL]3qP
D、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。
3A~53W$M
,gvv297
G! y~Y]e
F]#rH
E、 混合气浓度在着火区时，火花塞跳火即可成功点火。混合气浓度不在着火区，点火能量再大也无法成功点火。
~ "<AYJlO
-Qs4 s
^|z
< f
l-P
vd@ _LcK
&dqC
=oK]
vT*z3
所以1，点火能量越强，点着混合气概率越高，即范围变宽(见图曲线)。因发动机低转速时进气量大压力上升，温度又较低，所以提高点火能量对改善低速及怠速点火性能较为明显。但是随着发动机转速的提高，由于混合气着火容易，造成点火失败原因减少，发动机输出就不会有什么差异了。
}L.xt88
;\P\0pI50
-L;sv0
+!dW
Q=W
所以2，混合汽燃烧时间在750μS-2500μS之间，高能点火火花持续时间在1200-1800μS。
#t.)4$ 当用1800μS火花能量去点燃混合汽燃烧时间只有1000μS的混合气时，会出现什么状况呢?
LxWnPi ^ 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
C% hMh/Li; 花塞电极的烧蚀，也增加了点火系统负担。这样讲你应明白为何ECU要有调节点火能量功能了吧。
O=2"t%Gc
xa
7~{ E,
"])yV
wr
ORyj
#0;H'GO?c
mA{G:
d
&]d-R
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(见图曲线)，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。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，就是所讲低速好了。
$|0?$U7 !
V~9vf*X
FQ"
;v"
~F{u4p7{N
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。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。
\!]Zq#*kH
\W;+@w|c
H&yK{0H
-0tHc=\u(
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。
nw)yK%`;M
厂家有各种设备仪器，实驗资源来对发动机性能测试，所以厂家必定会通过各种实驗选择一个合适能量点火线圈的。
o'`:$
( 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。
"< c,I=A 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。
v&8%t 7|
gaIN]9wLm
=MsQ=:ZV
|_Tp:][mf
[
|&V$
结论：增大点火能量，成功点燃混合气概率越高，大到多少合适我不知道。
C
=sEgtEI
Hy9c<X[F9
DA(ur' D
gl$ Ks+o d
@7fx0I'n
5x} XiMM
@}r2xY1
OfAh? ^R
P_Bhec|#fT
6 pQbh* [此贴子已经被作者于2005-06-30 21:35:43编辑过]
