點火系統的角色

[胡錦濤]

點火系統的角色
點火系統在引擎運轉時所扮演的角色是在任何引擎轉速及不同的引擎負荷下，均能在適當的時機提供足夠的電壓，使火星塞能產生足以點燃汽缸內混合氣的火花，讓引擎得到最佳的燃燒效率。 點火系統的基本裝置包含了電源（電瓶）、點火觸發裝置、點火正時控制裝置、高壓產生器（高壓線圈）、高壓電分配裝置（分電盤）、高壓導線及火星塞。
　
影響點火系統性能的因素
由高壓電圈產生的高壓電送達火星塞後，在火花產生之前由於有火星塞的間隙存在，所以是一非導體，但當電壓到達某一個值時，火星塞的間隙會突然變成導體而產生火花越過間隙，此一電壓值就稱為『跳火電壓』（Ｆｉｒｉｎｇ　Ｖｏｌｔａｇｅ）。此後火星塞電極間的電壓由於電流負荷的產生，使電壓驟降，但仍在某一時間內維持持續的火花，提供混合氣點燃的機會。此一時期稱為『火花時期』（Ｓｐａｒｋ　Ｄｕｒａｔｉｏｎ），火花時期越長表示點火能力越強。 一般的引擎跳火電壓約在１００００∼２００００Ｖ之間，其影響因素頗為複雜，包括火星塞的型式、引擎的轉速、引擎的負荷、及油氣混合的情況等。而火花時期的長短則主要決定於點火系統的形式與設計及混合氣的流動。火花時期越長則混合氣有較多的機會產生燃燒，燃燒所需的時間也會較短，也就是說引擎將有更強的爆發力。 除了跳火電壓、火花時期外，一般用來評量點火能力的尚有『點火能量』（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｏｕｔｐｕｔ），這是指火花時期能量的總和。通常來說要點然靜止且具理想混合比的油氣所需的能量約為０．３ｍＪ（ｍＪ：千分之一焦耳），在過濃或過稀時可能超過３ｍＪ，這個能量是點燃油氣的最低需求，在真實情況中，特別是在高轉速運轉時所需的能量將數倍於這個值。而一般車輛的點火系統約可提供４０∼５０ｍＪ的點火能量。另一項決定點火系統性能的重要因素是『點火正時』的控制。因為引擎的最大動力輸出是決定於產生最大爆發氣體壓力時的活塞位置，理想的情況是活塞在上死點時，汽缸內正好處於最於最高氣體壓力狀態，並準備向下運動，因此汽缸內的最高壓力得以完全用來推動活塞。由於火星塞從引燃油氣到油氣全面燃燒會有一段延遲時間，因此要達到上述的理想狀態，則火星塞必須於活塞抵達上死點前開始點火，稱為『點火正時提前』，其單位是以曲軸轉的角度來計算。如果點火正時太早，除了降低引擎馬力輸出外也容易造成爆震，反之若正時過晚，則會損失馬力並會導致引擎有過熱的傾向。
點火正時隨轉速及負荷而變
點火正時提前角度並非固定不變，它必須隨著引擎轉速及引擎負荷的不同而變化，因為不論在任何轉速下，汽缸內混合氣燃燒所需的時間大約相同，因此點火正時必須隨著引擎轉速的提高而適度的提前。此外由於引擎負荷的不同造成汽缸內油氣混合比及容積效率的變化，影響了混合氣燃燒速度及燃燒效率，因此點火正時的提前角度亦必須配合改變以求最佳動力輸出。在低負荷時，進入汽缸內的混合氣較稀，殘留氣體增加且容積效率較差，這將使汽缸內的壓力降低，燃燒速度減慢，因此點火正時角度必須有相當的提前。 傳統的點火正時提前裝置是裝在分電盤內，包括離心點火提前裝置及真空點火提前裝置，分別受引擎轉速（轉速越高離心力越大）及引擎負荷（進氣歧管內的真空度隨引擎負荷而變化）控制，兩種裝置的提前作用各自獨立，而兩者的提前角度相加即為點火正時的總提前角度。
電腦控制已成點火系統的主流
現代的點火提前裝置則已改由引擎管理電腦所控制，電腦收集引擎轉速、進氣歧管壓力或空氣流量、節氣門位置、電瓶電壓、水溫、爆震．．．等訊號，算出最佳點火正時提前角度，再發出點火訊號，達到控制點火正時的目的。 所謂的點火正時調整，調的是怠速時的點火正時。而高轉速時的正時提前是否隨著怠速正時的改變而改變，則必須視點火系統的型式而定。有的系統其正時提前角度是以怠速時的正時角度為基準，怠速的正時改變則其它轉速的正時亦隨之改變。部份點火系統的正時提前角度則完全由電腦所控制，怠速的正時改變並不影響其它轉速的正時角度。而正時的調整應以原廠的角度為準，不要一昧的往前調，否則低速無力別怪我沒提醒你！
　
點火系統之改裝
在談點火系統的改裝之前，你必須先了解你的車點火系統是否仍維持原設計的性能，確認之後再談改裝的需求。 火星塞是否定期更換？火星的壽命約為一萬公里。冷熱值是否正確？這可由拆下的火星塞電極狀況判斷，太冷的（散熱能力太好的）電極會出現黑色積碳，太熱的電極則會呈現白色、電極熔蝕、陶瓷裂開等狀態。高壓導線是否破損漏電？電瓶的電壓是否充足？（裝了高功率的音響擴大機後，是否配合換用安培數較大的電瓶？）點火正時是否作了正確的調整？ 點火系統的改裝是為補原有點火系統之不足，改裝的目標在於縮短充磁所需時間，提高二次電壓，降低跳火電壓，增長火花時期，減少傳輸損耗。其方法可由以下幾個方向著手：
火星塞
高壓導線顧名思義就是肩負著傳輸由高壓線圈所發出的高壓電流到火星塞的任務。一組優良的高壓導線必須具備最少的電流損耗及避免高壓電傳輸過程產生的電磁干擾。 一般車上的高壓導線由於包覆材質所限，因此設計成約有５ｋ　的電阻值，以防止電磁干擾，但這電阻值確會降低導線的傳輸效率，造成電流的損耗。若將導線包覆的材料改為矽樹脂，則干擾的問題可獲得解決，電阻值也可大幅降低，高壓電流因傳輸而造成的損耗也可降低，這也就是改用『矽導線』的目的。改用矽導線絕不可能讓你的點火系統脫胎換骨，但能收強化體質之效，也可為後續的點火系統改裝鋪路。
高壓導線
更換ATF後檢查液面高度時必須先確認油溫，因為通常使用手冊都會要求ATF達到工作溫度(50~80 C)時再量，如此可避免因為油溫的不同而造成液面高度的差異。再則檔位要停留在"N"檔，並且在排入"N"檔前要從"P"檔開始打過每個檔位，並且在每個檔位停留兩秒鐘以上。遇到液面太高時務必要求技工抽掉多餘的ATF，因為自動變速箱的扭力轉換器傳遞效率的天敵就是氣泡，劣質的ATF和過多的ATF都會造成氣泡，降低效率，並在Kick-Down時產生不良的衝擊。因此地六代喜美上市時，特別強調在自動變速箱裝上了減少氣泡的裝置，若你的車無此裝置，你所能做的就是保持正確的ATF液面高度。
高壓線圈
前面所提的兩項充其量不過是點火系統的強化工作，尚稱不上改裝，點火系統的改裝應從高壓線圈開始算起。 點火用的高壓電流是由高壓線圈所產生，改用線圈材質較佳或一、二次線圈圈數比值比較高的高壓線圈，均能產生較高的高壓電流，並且能承受較高的電流輸出負荷。點火電壓的提高對火花時期的延長有直接、正面的影響。 目前有許多車種都將分電盤和高壓線圈設計在一起，若要改裝高壓線圈則必須將原有高壓線圈的線路外接，另外裝一組改裝用部品。
電容放電系統
電容放電點火系統就是大家熟知的ＣＤＩ（Ｃａｐａｃｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ　Ｉｇｎｉｔｉｏｎ），它是利用每次的點火間隔，將點火能量儲存於電容器的電場中，點火時再一次釋出，因此比起傳統的點火系統能產生更大的點火能量。 ＣＤＩ的產品中知名度較高的有ＵＬＴＲＡ、ＭＳＤ、其中特殊的要算是ＭＳＤ（Ｍｕｌｔｉ　Ｓｐａｒｋ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ），字面意義是：多重火花放電。它在一次點火放電的過程中可產生多次連續的高壓放電，具有極高的點火能量（可達一般點火系統的十倍）。如此高的點火能量可大幅延長火花時期，也由於點火能量（電流）的大幅增加，因此必須配合將火星賽的電極間隙適度的加大，讓點火能量能（電流）在一次的點火時期正好消耗完，否則未能消耗的能量可能會尋找其它的方式消耗，其中可能的是在點火系統的其它電路中取一最短的路徑，如此一來點火系統將有燒毀之虞，不可不慎。
其它系統的配合
點火系統改裝後可能面臨的是供油量不足的問題，尤其在高轉速，若不能解決則可能導致引擎的過熱問題，因此供油系統必須視點火系統改裝的程度，適度的提高供油量。以ＭＳＤ的改裝為例，其附屬配件就是一個調壓閥，以不更動供油系統其他組件的情況下增加供油量。（供油系統的改裝請參閱７月號的Ｒａｃｉｎｇ　ＯＮ） 任合改裝的成敗及優劣，決定在改裝後與其它系統的配合程度，單方面的加強某一部份，只會加速其它部份的損耗。成功的改裝是在促成各機件均衡諧調的運作，不但要高效率，更要高妥善率。

[fernand]

主席, 你的資料真的很好, 不過, 看了有一些累, 太多了, 但還是謝謝分享