點火系統篇(二)

原來文章出處: (以上文章轉載自石油通訊八十九年五月號)

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汽油引擎，不像柴油引擎，是藉由高壓縮後…
所產生的高溫，產生自燃的現象。
而是必須介由外來的能量，促使混合氣著火進而燃燒。
而這個能量，就是點火系統作用所在。


基本的點火系統，主要元件有：
1. 高壓線 (矽導線)
2. 分電盤點
3. 點火線圈
4. 火星塞

PS：目前有的車輛，使用直接點火系統，主要元件就只有：
1. 點火線圈
2. 火星塞

高壓線(矽導線)及火星塞，會直接影響引擎馬力、怠速、加速的靈敏性。
若你在急加速時，引擎轉速會遲滯一下、或者是怠速引擎會抖動…
你就要檢查這兩個零件。

火星塞，為點火系統中主要元件之一，裝置於引擎的各汽缸中。
當汽缸內，吸入汽油和空氣混合的混合汽…
在適當時期跳出火花，使混合汽著火達成爆發、燃燒的任務。




引擎與火星塞的關係


引擎壓縮比
壓縮比越高的引擎，應使用越冷的火星塞。
反之，則使用較熱的火星塞。

因為壓縮比高的引擎，在燃料點火後，會產生極高溫度…
為避免高溫引擎「提前點燃」，所以必須使用較冷火星塞。
而引擎壓縮比較低，若使用較冷火星塞，燃燒溫度較低…
無法將積碳燒去，產生「自動清潔」的作用，所以要使用較熱火星塞。


引擎轉速
火星塞的熱值，與引擎轉速有密切關係。
當引擎轉速高時，因單位時間內的爆發次數較多，所以溫度較高…
必須使用較冷的火星塞。
而轉數低時，溫度較低，所以必須使用較熱火星塞，以維持它的電極溫度。


引擎負荷
所謂引擎負荷，就是指車子經常爬坡或載重時…
雖然引擎的轉速並不高，但是油門大開，進入汽缸內的混合氣甚多…
所以溫度亦非常的高，必須使用較冷式的火星塞。


點火時間
通常在車輛定期保養時，修車場的人員……
都會用正時燈，來校正火星塞點火的時間。
如果沒有校正，以致點火時間提前，燃燒溫度…會隨點火提前的程度而升高…
嚴重時，會引起爆震或提前點火，使火星塞溫度急速升高，甚至燒損引擎。


火星塞的熱值
熱值：正式一點的名稱「熱度範圍」。
是指火星塞，將陶瓷絕緣體跳火端的高熱，傳導至火星塞外殼…
再由外殼，傳到引擎冷卻系統能力。

當引擎在慢車空轉時，火星塞跳火端的溫度，可能只有260℃。
當車輛高速行駛時，跳火端的溫度，便可能升高到650℃。
車輛油門踩到爬坡時，跳火端溫度更可能升到870℃以上。

跳火端溫度太低，油料燃燒後…
容易積存一些物質，到火星塞的電極及絕緣體上…
使火星塞跳火不良、甚至不跳火。

跳火端溫度升高，可將這些積存物燒掉，使它不會越積越多。
但溫度過高，又會使電極容易受到燃燒物質的腐蝕…
電極本身跳火的耗損也比較快。
更嚴重的情形是，燃燒不待火星塞跳火，便被絕緣體的高溫引燃…
使燃燒溫度大幅升高，將火星塞頂部或火星塞電極熔毀。


一般以「冷」、「熱」來描述火星塞熱度範圍。
「冷」：火星塞的絕緣體，導熱較快。
「熱」：火星塞的絕緣體，導熱較慢。

最理想的火星塞，是車輛在輕負荷、低速行使時為「熱」。
最理想的火星塞，是高負荷油門踩到底行駛時，變成「冷」火星塞。
但火星塞的熱度範圍，是不能固定。
因此，只好依經常用車情況，來選用適當熱度範圍。

如果你經常在市區行駛，可選用「熱」一點的火星塞。
如果你經常跑高速公路，最好選用「冷」一點的火星塞。



火星塞間隙
火星塞間隙調整是否適當，對火星塞的效能影響很大。
然而一般人卻很少留意它，甚至修車廠技工…
也不會在換裝新火星塞時，留意它的間隙。

那是因為火星塞在製造時，已將間隙調整到一般情況可以適用的大小。
所以不調整間隙使用，也不會發生問題。
但要使火星塞發揮最佳性能，就應該依照汽車製造廠的規定，來調整間隙。

火星塞間隙越大，跳火的火花越強。
火花越強，則氣缸內的混合汽，不但越容易點燃，並且能燃燒得更好。
於是引擎，越容易發動燃燒、用油秏也會越省。

但是間隙越大，需要的跳火電壓就越高。
因此汽車製造廠，必須依照點火系統…
能供給的電壓、以及汽缸壓力的狀況，來設定最適當火星塞間隙。

如果不依照車廠的規定，而將間隙調得太高…
可能會使火星塞跳火不易，而使引擎發動不易、或引擎加速無力。
這是因為高速行駛、或加速時，引擎節氣門大開、空氣大量進入汽缸。
壓縮壓力增大，跳火需要的電壓，大幅增高。
而點火系統，供給的電壓，有一定限度。

火星塞間隙過大 便發生間歇不發火的情形。
火星塞間隙太小，火花就不夠強、燃料不易點燃，或是點燃後不易完全燃燒…
於是引擎不易發動，而且耗油太多。

火星塞的間隙，會因電極的耗損而增大。
因此汽車製造廠，通常將間隙規定，在比理想間隙略小的尺寸。
使火星塞在壽命的中期，有最適當的間隙。

因此，如果用舊了的火星塞間隙，剛好增大到理想的情況，便將它換掉。
新的火星塞，反而不如舊的好。




火星塞積污
火星塞使用過後，一定會在絕緣體上、鐵殼上，蒙上一層東西，稱為積污。
而積污過多，會導致火星塞漏電，使火星塞發火不良或不發火。


正常的積污
汽油及機油燃燒後，多少會產生一些固體微粒。
這些固體微粒，會附著在火星塞的絕緣體及鐵殼上。

但是車輛行駛時，引擎溫度會升高，附著的微粒就會被燒掉。
因此，雖然經過長時間使用，絕緣體表面，也只會附上一層薄薄的淡褐色…
或淡灰褐色的積沉物，不致影響火星塞的正常功能。



不正常的積污

不正常的積污又分下面幾種：
1. 積碳：火星塞表面有一層乾的黑碳微粒。
這表示燃燒不完全，而且燃燒不完全的原因……
可能是混合氣中燃料過濃、點火火花不夠強、點火時間過遲、或是氣門漏氣。
如果火花不強，可能是火星塞間隙太小，高壓線漏電，或是分電盤蓋有裂紋。

2. 油積：火星塞表面積油及黑碳。
最主要的原因是，機油進入燃燒室過多。
這可能是氣缸及活塞環磨耗，或氣門導管磨耗所導致。

3. 灰積：火星塞電極及絕緣體上，附著一層相當厚…
但卻容易刮除的淡褐色物質，這是汽油中的添加物所引起。
這種積沉物並不導電，除非將電極蓋住，不致影響跳火。

4. 濺污：引擎很久沒有適當保養，燃燒室壁上會有相當厚的沉積物。
一但將引擎保養調整妥當，並換新火星塞後，燃燒恢復正常…
這些積沉物，會融化而濺附到火星塞上。



提前點火及爆震：
提前點火，是火星塞還沒有跳火，燃料便被燃燒室內的高溫所引燃。
爆震，是火星塞點火之後，火焰還沒有接觸到燃料，因高壓及高溫而自行燃著。
兩者都會導致燃燒太早、或太快，而使溫度及壓力劇然生高。
嚴重時，會震破火星塞絕緣體端部、燒融火星塞電極，燒融並炸穿活塞的頂部。


爆震發生的原因
包括點火時間過份提前、燃燒的辛烷值過低…
混合氣中燃燒過稀或混合不均勻…
或是車輛上坡時，沒有換檔，而引起引擎過份吃力。

提前點火、及爆震，可以互為因果。
輕輕的提前點火或爆震不致傷害引擎…
但嚴重時，在極短的時間內，就會損壞火星塞、活塞、甚至氣缸體。

提前點火，一定是因為火星塞過熱引起。
但是不能不在選用火星塞時，留意它的熱值，以免火星塞過熱。
為避免損害引擎，寧可使用稍冷的火星塞，切不可誤用了太熱的。





火星塞DIY


火星塞拆卸
一般來說，拆裝火星塞並不是件困難的事。
以目前較多的直列四缸的引擎，火星塞及埋在汽缸蓋下…
只要先拉出高壓線，利用適當的工具即可輕易地拆下。


火星塞安裝
切忌將火星塞，旋得太緊。
太緊，就會傷害氣缸蓋上的螺紋，由其是鋁質的氣缸蓋。

安裝時，先用手握火星塞套筒…
將火星塞旋緊後，再用套筒板手，旋緊1/4到3/8轉就可以了。
如果火星塞是沒有裝墊圈，而是有錐形的安裝座的那種型式…
手扭緊後，只能用板手再旋進1/16。


如果你有扭力板手，可依下列扭力旋緊火星塞：

有墊圈火星塞：
12mm螺紋 1.4～2.5公斤．公尺
14mm螺紋 3.6～4.2公斤．公尺

無墊圈火星塞：
14mm螺紋 1.0～2.0公斤．公尺
註:鋁氣缸頭者2.5～3公斤．公尺



清潔及調整
火星塞使用久了後，會因電極損耗，而增大了間隙。
間隙過大時，可以用間隙規上的板手，來調小間隙。
(正常為0.7mm~0.9mm，若無量測工具時，可以鋸片代替。)

要注意中心電極頂部周圍的直角，是否燒成圓弧形了…
如果已燒圓，要用間隙規上的小挫刀，將中央電極的頂部挫平…
使周圍恢復成直角，再調整間隙，這樣火星塞才容易跳火。
因為電弧比較容易從尖角部位產生。


各缸火星塞間隙要一樣，不然的話，引擎運轉不很順。


火星塞積污後，需要用特製噴砂機，才能將積污噴磨乾淨。
因此，很多人都將過髒的火星塞丟棄。
其實，一般只要鋼刷，將火星塞電極部份的積碳刷乾淨即可。
使用時，再以中高轉速行駛十多分鐘後，便可燒掉大半積污…
火星塞多半仍可使用。