小侃火花塞的点火位置

nathan22128 · 发表于 2011-10-9 09:59:03

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本帖最后由 nathan22128 于 2011-10-9 21:08 编辑

讲到点火角，有人会为某个点火角较真；其实，点火角的实际效应，与火花塞位置、燃烧室形状、油汽浓度、油门大小、转速高低、气温机温～～～相关。在四冲发动机上，由于燃烧室的直径较大，仅仅是一个“油汽浓度”的变化，就足以推翻所有事先计算好的点火角。所以，关于四冲发动机的点火角，只能要求个大概。
　对比二冲和四冲发动机的燃烧室，四冲发动机的火花塞在侧面，火焰传播距离比二冲发动机大一倍。所以同样是２６度的点火提前角，四冲在起步时显得有力；而对于二冲，则须到更高的转速才发力。过去有人说二冲低转速起步无力，那是因为在老款二冲的那个年代还没有电子变角，绝大多数摩托用的是定角点火器。
　关于四冲与二冲在点火角效应上的具体计算，是件相当麻烦的事；不同的燃烧室，会有不同的作功压力曲线。由于油汽浓度对燃烧速度影响很大，而燃烧室的设计重点是追求最小淬熄层面积，所以燃烧室直径越小越好。在这点上，四冲机真是无可奈何；对于点火器变角曲线的不协调，多数人只好拿油汽浓度来协调。〔图一〕

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通过上面的示意图可以看出：二冲燃烧室直径比缸径小，火花塞点火后，火焰传播距离短＝油汽燃烧时间短，燃烧压力上升快，作功时间集中，作功显得粗暴有力，点火角可以小些，甚至使用定角点火器。由于火焰传播距离短，燃烧比较快，不容易发生“后期暴震”，汽油的标号可以低些，或是发动机的压缩比可以高些。
　通过看图说理，可以知道二冲火花塞的长度会对点火角效应和燃烧室容积（实际压缩比）有一定的影响。最近几年汽油的标号不断提高，想适应高标号汽油的办法之一，就是改用螺纹长点的火花塞，减少燃烧室容积＝提高发动机的压缩比，同时也是将点火位置向燃烧室中心移动，变相提前一点点的“点火提前角”的效应。
　由于二冲汽油机的燃烧室只需安排一只火花塞，所以设计比较自由。俺曾经用过喇叭形、斜喇叭形、半球形、盘型～～～，最后自制了有环形涡流效应的盆形燃烧室。对于小排量发动机，通常将火花塞安排在中间就可以。对于大排量发动机，则可以使用双火花塞；并通过调整副点火器的起火转速，达到某种变角效果。
　
　四冲燃烧室则比较吃亏，由于要安置进、排气门，火花塞只好放在边上。这样一来，点火位置就偏离燃烧室的中心点，计算与测量都比较麻烦。最讨厌的是：因为安排气门的缘故，燃烧室是草帽形的，火花塞对面角落的距离最远，是最容易发生“后期暴震”的区域。（在上图：黄色＝主燃区，绿色＝后燃区，桔色＝易暴区。）
　这样扁的燃烧室，作功压力上升缓慢，点火角需要提前些；但火焰传播的距离还是过长，火花塞对面的最边缘区域就最容易发生“后期暴震”。为此，发动机只好降低压缩比，提高汽油标号。但高标号汽油的燃烧速度慢，需要提前点火角；而且，在某种情况下，因燃烧速度慢，更容易发生“后期暴震”，真是令人啼笑皆非。
　有些大排量四冲发动机，会因此而安排两只火花塞，避免传火距离过长，将四冲的点火效应变得类似二冲机那样，例如某款双缸150摩托。一般的四冲机，通常还是用一个火花塞；想为此做出改进者，可选用电极凸出的火花塞。（通常不选加长火花塞螺纹的做法，以免提高了汽缸压缩比，或是火花塞碰到了活塞和气门。）
　
　对于点火角效应比较敏感的发动机，一但选好了火花塞，调好的化油器的油汽浓度，就不要再随便改动了，以免点火器和已经改好的触发凸台又不对应。还有点火器的点火电力，对原始火核的形成有很大影响；一旦选定，也是不便随便改动。（原始火核的形成时间、大小，与点火电力有关，很影响点火角效应。）
　再说下“后期暴燃”：这是一种在化油器发动机上很常见的毛病，特别是当发动机开得油门过大＝实际压缩比过高时。如果火焰传播的距离长了，还有许多剩余的油汽，因燃烧室内的压力，再加上已燃油汽的热力烘烤，不等燃烧火焰传过来，就被汽缸内的高压高温燃汽挤压爆燃。如此轰的一下类似爆炸，就是通常可听见的暴震。

通常燃烧过慢、燃烧室太大、点火角过早或过迟、油汽浓度过浓或过稀～～～～，都会导致缸内油汽在燃烧传播到一半时就发生压燃暴震。普通情况下，正常燃烧的火焰传播速度是25～80M/s，而暴震的燃烧速度有1500M/s。燃烧过快的压力冲击类似爆炸，对机器的伤害较大，应尽量避免。通常是调整压缩比、油汽浓度、点火角。
　
　一般的人，对于发动机是根本无法改变火花塞位置的；在此写下这篇，是因为有人想请我讲讲火花塞的位置。但这里面全是理论，只对设计发动机有些用；对于一般发烧友，很难为此做出相应改进，只能是借此理解一些关于点火角效应的常识。能看懂此帖的人，就应该明白，四冲燃烧室有些天生弊端，是无法与二冲拼比的。
　对于四冲发动机，火花塞的位置基本上无法改动；即使是模仿双缸150的款，也就是在对称面再加一只火花塞。所以，四冲的点火器，只要是同规格缸头和触发凸台，基本上都可以通用。此帖只是简单讲讲，实际上，火花塞的位置与燃烧室的形状关系最大，为此产生的作功压力图形也各有不同，那就要看此机当初是打算做啥用的。
　即使是二冲的燃烧室，一般人也不会去改变火花塞的位置，最多也就是改变火花塞伸入的长度。对于点火角还是需要提前的，就得改变触发凸台的位置；或者是冒点风险，将缸盖改成使用两只火花塞的。在二冲大排量发动机中，使用两只火花塞是很常见的事，既可以提高转速，又可以避免暴震；搞得好，还有点变角效果。
　
一般人对发动机没那么精细，只要能开响即可。上面说得这些，似乎太过讲究，仅供版友参考。　