原裝動力，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理論知識。

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，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)動機的理論空燃比是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。

汽油機的空燃比在12～13時功率最大，在16時油耗最低，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)當盡量使用空燃比大的稀混合氣，只在需要時才提供濃混合氣。

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

汽車發(fā)動機有兩種運作模式：閉環(huán)控制和開環(huán)控制。

為了滿足發(fā)動機各種工況的要求，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。在冷車、啟動、水溫過低、大腳油門、急加速、跛腳模式（氧傳感器損壞）、換擋、爬坡、重負荷等情況下，進入開環(huán)控制。
開環(huán)控制時，根據(jù)油門深度、進氣壓力、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)找基本供油曲線MAP計算噴油量，也就是說ECU不修正噴油量，此時油耗高，廢氣較不干凈，汽車較有力。

·閉環(huán)控制是氧傳感器、計算機ECU和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器告訴計算機混合氣的空燃比情況，計算機發(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力性能，還可以省油。此時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，不過車子相對沒力。

氧傳感器會送給ECU一個電壓信號，來表示排放出的廢氣含氧量是多還是少, 來表示發(fā)動機供油過稀或過濃，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的時候才能達到最佳凈化率, 所以當引擎負荷不重時, ECU就會拼命修正供油量來達到14.7:1的空燃比值, 來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)費油。

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

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

性能好的火花塞燃燒好，燃燒速度快，缸壓變大，ECU控制點火提前角變小。
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)動機扭矩就會變大。直觀反映出來的效果就是司機依舊以原先的腳力去踩油門，因為扭矩變大的原因，車速及加速度就會比原來的高，也就是說，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，ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和空氣流量計信號，查表確定基本噴油時間，這個基本噴油時間是根據(jù)理論空燃比 14 .7∶1來計算噴射的。
油門的深、淺，直接影響空氣流量的信號，空氣流量就是控制基本噴油時間的大小的。油門深，基本噴油時間大，油門淺，基本噴油時間小。

更換高性能火花塞后，車主基本上都會覺得油門變輕了，變靈敏了，就是這個道理。

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

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