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點火系統是開環控制

科技 更新时间:2024-12-14 21:44:37

在很多年前我們看拉力賽的時候,總會發現拉力賽車的排氣管時不時就會噴火,同時發出砰砰砰的聲音。這實際上就是賽車上的偏時點火系統在發生作用,很多朋友可能對偏時點火沒有明确的認知,那麼請看下圖賽車動漫頭文字D中須藤京一的那輛三菱EVO 3就配備了偏時點火系統。

點火系統是開環控制(什麼是偏時點火系統)1

偏時點火系統的作用是什麼?當然不是為了炫酷,而是為了在發動機怠速狀态下依然可以保持足夠的排氣壓力來推動渦輪,使得再次給油時增壓系統能最大程度的減少渦輪遲滞(注意不是消除)。因為每當駕駛者松開油門時,發動機都會進入怠速狀态,此時噴油量大幅度減少(現在的車子在ECU控制下或停噴)、節氣門接近于關閉。

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所以怠速狀态下所能産生的廢氣量很少,排氣壓力大幅度降低。要知道賽車與家用車完全是兩個不同的概念,家用車往往行駛于日趨擁堵的公路,能用來提速的道路長度是很低的。所以對短距離内的爆發力有更大的需求,至于峰值功率幾乎是用不到的。但賽車則不同,賽車完全是在争分奪秒中跑完賽事全程。發動機的功率、渦輪壓力往往都需要全程保持峰值。

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這就是為什麼如本田的K20A、斯巴魯的FA20發動機比01提速很一般,但在賽道上卻能跑出很好成績的原因。因為理想開闊的路況可以讓發動機全程保持超高的轉速,獲得超高的後段功率從而獲得理想的加速度。雖然扭矩不理想導緻頭段功率輸出不足,但并不是在比拼01對吧?對于增壓車也同樣如此,松開油門必然導緻排氣壓力下降,但對于家用車而言是無所謂的。

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但對于賽車而言排氣壓力大幅度下降,等到重新需要增壓系統工作時(起壓狀态),就需要有短暫的畜壓階段,這個階段就是我們常說的渦輪遲滞。就目前而言随着小慣量渦輪、雙渦管等技術的普及,家用型增壓車的遲滞問題已經得到很大的改善,當然并不是指消除了遲滞,隻是非大聰明駕駛者感受不到罷了。我們也能看出家用車對峰值功率要求很低,所以用不着大号渦輪去推。

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偏時點火系統的産生

上文已經提到,峰值功率的高低對于家用車而言意義不大。家用車更需要能在最短時間内爆發出較高的功率,所以産生了扭矩決定加速度非标準概念。舉一個例子來簡單的說明一下,一台家用車與一台賽車,兩車同樣的發動機,隻是增壓器不同(改裝)。家用車用峰值功率240匹,而賽車利用大号渦輪能拉出500匹峰值馬力。

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那麼家用車對動力的需求與賽車對動力需求的差異是什麼?家用車峰值馬力雖然隻有240匹,但節氣門狀态下可能隻需2秒就能拉出約200匹馬力。賽車峰值馬力500匹,但因為大号渦輪的遲滞可能需要在3、4秒後才能拉出200匹馬力,但後段500匹馬力釋放出來之後的加速度遠比家用車快。所以我們能看出峰值功率對于家用車意義不大,頭段輸出功率反而更重要。

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而賽車(場地)往往更在意峰值功率,頭段輸出功率的高低反而影響不了什麼,道理很簡單01快不等于04也快。始終保持高轉速運行、始終保持增壓系統的壓力足夠強才最為重要。但賽車的排量有限制,為了獲得更強大的馬力往往要配備大号的渦輪,而小排量機器推大渦輪必然造成嚴重的遲滞,尤其是在上世紀8、90年代,為了解決嚴重遲滞的問題就産生了偏時點火系統。

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偏時點火系統的原理

嚴謹地說偏時點火系統有兩類,其一是在上世紀8、90年代所廣泛使用拉線油門車型上所配備的“節氣門型偏時點火系統”。這種偏時點火系統的原理是在發動機怠速階段,增大節氣門開度配合超大的點火退角。發動機正常運行時,點火會發生在壓縮沖程末端到上止點這一區間,點火越早動力越猛、燃油經濟性越好,但過早發生膨脹到混合氣體更容易導緻爆震。

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反之點火越晚動力越差、燃燒越差,發動機越趨近于不做功狀态。偏時點火系統實際上就是松開油門後發動機的怠速狀态下繼續噴油,此時的節氣門适度增大,但壓縮沖程活塞上行到上止點前均不點火,而是在活塞進入做功沖程末端時才開始點火,之後夾雜着火花的混合氣會被送入高溫的排氣歧管,會産生二次點燃,這就是砰砰砰的聲音,所産生的大量廢氣就可以維持增壓系統保持高壓狀态。

點火系統是開環控制(什麼是偏時點火系統)10

偏時點火的意義在延時、延後去點火,而不是直接将混合氣排放到排氣歧管上,原因在于含氧量較低的濃混合氣直接用高溫夠嗆能點着,火花塞跳火畢竟是明火。而第二種偏時點火系統也稱之為氣流重組式偏時點火系統,不用再在怠速時增大節氣門開度,而是在怠速時進氣系統通過另一條通道直接把空氣送到排氣歧管,這種情況下排氣歧管内獲得足夠的空氣,直接利用排氣歧管的高溫點燃混合氣。

從而在怠速狀态下同樣可以獲得充足的廢氣來保持增壓系統的壓力,這樣在再次給油時增壓系統就可以直接進入理想狀态,為歧管增壓了。渦輪遲滞可以理解為渦輪增壓系統進入全增壓狀态下所需要的時間,賽車在入彎前必然要減速,減少了噴油量必然導緻排氣壓力下降,從而導緻渦輪轉速下降。而偏時點火系統則是在車輛不需要動力時依然能保持足夠排氣量的一種方式。

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至于家用車為什麼不用,因為遲滞對家用車而言影響的隻是駕駛感受,其次小慣量渦輪與雙渦管單渦輪等技術的應用極大程度的改善了遲滞問題。另一方面偏時點火系統對渦輪、排氣歧管、發動機的傷害很大,那些賽車往往每個賽段都要換新機器至少是換一顆渦輪,所以乘用車用這玩意完全是在浪費金錢。

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