原裝動(dòng)力，締造火花塞精工品質(zhì)

終端講座|011-火花塞篇（火花塞節(jié)油的科學(xué)原理——上篇）

2023-08-17 08:42

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火花塞在不斷發(fā)展，每一次的變化，都是性能改變的結(jié)果，那么，它是如何在節(jié)油上發(fā)揮作用的呢？

要弄清原理首先需要了解幾個(gè)理論知識(shí)。

空燃比，是混合氣中空氣與燃料之間的質(zhì)量的比例。從理論上說(shuō)，每克燃料完全燃燒所需的最少的空氣克數(shù)，叫做理論空燃比。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的理論空燃比是14.7：1。

空燃比大于理論值的混合氣叫做稀混合氣，氣多油少，燃燒完全，油耗低，污染小，但功率較小。

空燃比小于理論值的混合氣叫做濃混合氣，氣少油多，功率較大，但燃燒不完全，油耗高，污染大。

汽油機(jī)的空燃比在12～13時(shí)功率最大，在16時(shí)油耗最低，在18左右污染物濃度最低。因此，為了降低油耗和減少污染，應(yīng)當(dāng)盡量使用空燃比大的稀混合氣，只在需要時(shí)才提供濃混合氣。

也就是說(shuō)，空燃比越大越省油，空燃比越小越費(fèi)油，理論空燃比14.7:1最環(huán)保。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種運(yùn)作模式：閉環(huán)控制和開環(huán)控制。

為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況的要求，混合氣的空燃比不能都采用閉環(huán)控制，而是采用閉環(huán)和開環(huán)相結(jié)合的策略。

·開環(huán)控制是噴油量直接讀取ECU內(nèi)的基本供油曲線MAP，而不看氧傳感器的信號(hào)。在冷車、啟動(dòng)、水溫過(guò)低、大腳油門、急加速、跛腳模式（氧傳感器損壞）、換擋、爬坡、重負(fù)荷等情況下，進(jìn)入開環(huán)控制。
開環(huán)控制時(shí)，根據(jù)油門深度、進(jìn)氣壓力、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)找基本供油曲線MAP計(jì)算噴油量，也就是說(shuō)ECU不修正噴油量，此時(shí)油耗高，廢氣較不干凈，汽車較有力。

·閉環(huán)控制是氧傳感器、計(jì)算機(jī)ECU和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器告訴計(jì)算機(jī)混合氣的空燃比情況，計(jì)算機(jī)發(fā)出命令給燃油量控制裝置，向14.7：1的理論值的方向調(diào)整空燃比。

閉環(huán)調(diào)整極快并連續(xù)不斷，保證汽車不僅具有較好的動(dòng)力性能，還可以省油。此時(shí)ECU根據(jù)氧傳感器的數(shù)據(jù)修正噴油量，盡可能使空燃比能維持在14.7，以減低油耗，使廢氣能更干凈，不過(guò)車子相對(duì)沒力。

氧傳感器會(huì)送給ECU一個(gè)電壓信號(hào)，來(lái)表示排放出的廢氣含氧量是多還是少, 來(lái)表示發(fā)動(dòng)機(jī)供油過(guò)稀或過(guò)濃，修正空燃比到14.7:1。另外，由于三元催化的工作條件是在空燃比接近14.7:1的時(shí)候才能達(dá)到最佳凈化率, 所以當(dāng)引擎負(fù)荷不重時(shí), ECU就會(huì)拼命修正供油量來(lái)達(dá)到14.7:1的空燃比值, 來(lái)讓觸媒能有效地凈化廢氣。

由此我們可以看出，閉環(huán)省油，開環(huán)費(fèi)油。

下圖是示波器看到的火花塞在點(diǎn)火工作時(shí)候的圖形，主要由點(diǎn)火線圈充電、點(diǎn)火擊穿、擊穿后的燃燒，這三部分組成。

這個(gè)示波器的對(duì)比圖像上可以看出，同樣一輛車，同一個(gè)缸，不同火花塞的擊穿電壓、燃燒電壓、燃燒時(shí)間不一樣。
可以看到上方圖二中的火花塞在工作時(shí)的燃燒線電壓相較于圖一傳統(tǒng)火花塞高20%-40%，初始燃燒時(shí)間縮短10%左右，表示火花塞燃燒的更旺、更快，讓汽油更易點(diǎn)燃，更快燃燒，從而使汽油燃燒更充分，減少尾氣排放的同時(shí)，能夠用更少的油耗提供更多的動(dòng)力。

性能好的火花塞燃燒好，燃燒速度快，缸壓變大，ECU控制點(diǎn)火提前角變小。
用通俗例子表示就是：成龍和李小龍各自打出一拳，李小龍出拳快，力量更大。

燃燒好，燃燒速度快，缸壓變大，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩就會(huì)變大。直觀反映出來(lái)的效果就是司機(jī)依舊以原先的腳力去踩油門，因?yàn)榕ぞ刈兇蟮脑?，車速及加速度就?huì)比原來(lái)的高，也就是說(shuō)，車輛更有力了，油門變輕變靈敏了。

在目前常見的電控燃油噴射系統(tǒng)中，閉環(huán)狀態(tài)時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和空氣流量計(jì)信號(hào)，查表確定基本噴油時(shí)間，這個(gè)基本噴油時(shí)間是根據(jù)理論空燃比 14 .7∶1來(lái)計(jì)算噴射的。
油門的深、淺，直接影響空氣流量的信號(hào)，空氣流量就是控制基本噴油時(shí)間的大小的。油門深，基本噴油時(shí)間大，油門淺，基本噴油時(shí)間小。

更換高性能火花塞后，車主基本上都會(huì)覺得油門變輕了，變靈敏了，就是這個(gè)道理。

本篇主要為大家講解了火花塞節(jié)油的理論知識(shí)，下篇將解說(shuō)同樣是放電為什么高性能火花塞卻能達(dá)到更好的燃燒效果，其點(diǎn)火能量從何而來(lái)？敬請(qǐng)期待！

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