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高大上的汽车偏时点火技术究竟是怎样的?

2017-11-09 08:36    艾森ECU升级(北京运营中心)


        很多细心的车友都会注意到:许多超跑、改装车和赛车在换档、过弯甚至刹车时都会尾部喷火,同时发出爆裂的响声,非常帅气。有人不禁想问:车尾喷火的原理是什么?喷火对车子有伤害吗?最重要的是,我的家庭轿车能喷火吗?其实,跑车喷火的背后原理是一套叫做「偏时点火」的系统。
        偏时点火其实是涡轮增压发动机为了争取更快的起步加速,而针对供油与点火进行的特别调校。偏时点火基本上是一种源自直线加速赛车的发动机设定方式,由于这是刻意使混合气在燃烧室外进行爆发,因此偏时点火其实也相当于一般所谓的〔Missfiring〕。偏点火系统,英文为"Anti-Lag System",简称ALS系统,是一种使用于拉力赛或直线加速赛的电子装置,基本的功能是减少涡轮迟缓的效果。同志们~记住啦哈,这是适用于比赛及的一项改装。

 

一、偏时点火系统原理:

偏时点火系统的存在就是为了消除涡轮迟滞,偏时点火系统原理非常简单,在转弯或减速等松油门的情况下,ECU会命令汽车的供油系统射入大量的汽油进入引擎,但是不会点火,直接让这些雾状的汽油在未经燃烧的情况经过引擎直接进入温度极高(大约八百到九百摄氏度)的排气系统。当雾状的汽油进入之后会因为碰到高温自动引爆。利用产生出的压力推动涡轮叶片持续加速,让车子即使在减速的情况下也能维持涡轮叶片的转速(大约14000-20000rpm),从而消除涡轮迟滞的现象,让车子既拥有涡轮增压的马力又拥有自然吸气的顺畅。而且,强大的爆炸火焰也会顺著排气管一路冲向尾管,因此当偏时点火系统运作时就会有火花从排气管喷出!



汽车的涡轮增压的工作原理是,利用排气歧管中的压力,推动涡轮(也就是一种风扇)旋转,这个风扇就像鼓风机,可以增加进气歧管中的空气流量,从而提高引擎燃烧效率,进而增大汽车功率。当汽车收油或换挡时,哪怕以毫秒计算的换挡时间,也会因为引擎供油量减少导致转速下降,进而导致排气歧管压强降低,再进一步导致涡轮转速下降,最后的结果就是增压值降低,引擎功率下降。此时再给油,首先燃料要在引擎内燃烧,然后废气进入排气歧管,然后推动涡轮旋转,然后进气量增加,然后引擎才会恢复原有的动力,即所谓的涡轮迟滞。偏时点火的原理就是在收油时,ECU会强制喷射系统继续喷油,但是不进行燃烧冲程,这样大量油气混合器未经燃烧就进入高温的排气歧管,在排气歧管中爆燃并持续推动涡轮旋转,从而保证收油时排气歧管压力不下降,进而保证涡轮转速不下降,进而保证进气流量不下降,从而消除了涡轮迟滞。大量燃料在排气歧管中直接燃烧所产生的火焰会直接从排气口喷出,这就是我们经常看到的拉力赛车本随着“砰砰”的响声喷出的火焰。

二:
偏时点火改装方法要点

基本上偏时点火系统是利用简单的二次进气机构、加上强大的电子制御系统搭配,让原本依ECU计算的配套点火正时时机能够有条件的变化。

正常引擎的点火时机是在活塞到达上死点时点火,现今的电子喷射引擎之点火系统多由ECU所控制,通常点火正时是完全不可调的,其点火时间只会随车辆的负载而改变,ECU更会随时侦测真空值、节气门开度、车速及转速等参数,进行B.T.D.C.(Before Top Dead Center、上死点前)度数的改变,由于点火提前过多时,引擎可能会产生爆震现象,对引擎产生伤害,因此爆震感知器测得此一状况,就会通知ECU将点火时间延后,使爆震状况解除后再将点火角度恢复提前,其实此工作状况是一直循环发生的,亦是一般车辆点火时机的标准反应。
但偏时点火系统则是利用改装的电脑,在收油的同时将点火时机退后,让应该在燃烧室内压缩、爆炸的混和气,在空气燃烧殆尽后、残留大量的油料排放至排气头段中,再藉由追加的进气管路再次形成混和气,由于涡轮本身的高温引燃混和气,利用燃烧室外之二次爆炸所形成的压力推动涡轮叶片,使涡轮增压值维持在持续增压的状态,如此在再次补下油门时就不需要等待涡轮蓄压,能够在短时间内使涡轮再度全开。

利用对应的电脑软件,有对口的的偏时点火机能,另外加上一组电磁阀使原本应由进气泄压阀泄放之空气,经由追加的二次进气管路回到排气头段,设定是偏时点火开关开启时,收油门即会触发电脑将点火时机退后,形成前文所述的偏时点火现象。

事实上各项参数的设定却是最困难的部分,先就B.T.D.C.度数来看,在偏时点火机能中提供正负70度的调整范围,由于点火正时过于提前引擎会爆震、退后太多放炮情形又很严重,理想的点火时机只能藉由反覆测试实验来取得,加上配合B.T.D.C.改变,供油、油门位置、节气门开度等各项参数都要再修改,电脑调校的功力不足非但无法达到偏时点火之真正效果,更会对引擎造成严重之伤害。

并且单靠电脑调校其实仍不足以真正完成偏时点火系统,包含二次进气的管路配置,排气系统等周边亦需有所更动,先就二次进气管路来说,一般市售车要改装都需自行设计进气管,其位置大致分为歧管端或头段处,前者需小心爆压对气门的伤害,后者则要注意较高的温度对电磁阀耐用度之影响。另外排气系统则是要选择全直通排气管,让爆压顺利释放,亦才能附带偏时点火系统最吸引人的强大爆音与熊熊火焰。


三:
偏时点火系统的优缺点:

偏时点火系统还具有一个优点,即汽油本身具有高挥发性,能够吸收引擎的一部分热量,当高挥发性的汽油进入引擎及排气系统时能够有效降低引擎的温度。所以,涡轮增压的赛车需要燃烧很浓的混合气体,虽然造成耗油但却能够降低引擎的高温,从这个角度来说,可以增加引擎的耐用度。

但是与之相对的,缺点也不可避免。高浓度混合气在排气系统爆炸时产生的强大力量与高温,会使排气头段、涡轮排气端叶片与气门周围等部分之负荷加重,减短涡轮、排气系统以及引擎排气门的使用寿命。这些弱点虽能以各项参数的协调来减缓,但仍不可避免。另外,偏时点火系统运作时会大幅度减少引擎刹车效果,因为曲轴与活塞是呈现无点火无外力的惯性自转的状态,这就好比挂空挡踩刹车,发动机不能提供充足的制动力,所以车辆入弯时则必须完全依靠刹车系统来负担,搭配ALS的车辆对于刹车系统的设定是不可忽视的.。综合来讲,偏时点火系统对机械上所带来的损害仍是弊大于利,除了在分秒必争的赛车上使用之外,一般改装车仍不适合改装。

 

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