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[百問] 為何要換點火考爾?(上篇) 點火系統強化問與答

2021.09.24  作者:OPTION  

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看似簡單的汽車點火系統,卻是影響引擎性能輸出能否全數發揮的關鍵,如何確保每一個轉速都能正常點火,便成了原廠車或改裝車的重要課題,這也是為何市面上會出現許多不同功能的點火強化產品的原因。到底這些產品是如何提昇點火效能的呢?又是否真能強化點火系統的體質並兼顧壽命呢?這些就是本單元首要探討的問題!

圖/OPTION編輯部

問題一:點火系統分成那些零件?其組成架構為何呢?

點火系統的作用在於點燃位於高壓縮汽油燃燒室內的混合氣,使其燃燒進而產生爆炸壓力以推動活塞產生動力,為了達成此目的,點火系統中必須有幾個重要的元件存在,當中包括:
 
A.點火器(即電晶體式點火開關):點火開關最大的功能,就是將電源的電力供應給點火系統使用,目前大部分的車輛都是使用電晶體來當作點火開關的主要元件,且整個點火控制模組已濃縮於供油電腦或點火線圈頭內,在作動時依照所需的時間不斷地供電、關閉,以提供整個點火系統的需求電力。
 

這是傳統分電盤式的點火系統組成圖,可以看到整個系統有著許多的零件存在。
 

傳統引擎採用的點火開關是獨立於整個點火系統之外的,現在則整合於供油電腦內。
 
B.高壓點火線圈(即點火考耳):高壓點火線圈也就是俗稱的考耳,最主要的工作就是透過考耳內部的線圈,將點火線圈提供的電力12V電力轉換成二萬多伏特的高壓電能,如此一來才能透過火星塞將高壓電能變成跳出的火花,藉以點燃引擎內的燃料。
 

這是傳統的高壓點火線圈,很多老車上都還看得到蹤影,構造簡單不易損壞,且可單換強化品。
 

現代新車都採用直接點火系統,這一支支的就是點火線圈,底下可以直接插入火星塞。
 
C.分電盤:通常分電盤裝置的位置大多在汽缸頭一側,主要是透過凸輪軸或曲軸來帶動運轉,在運轉的過程中,會將考耳所產生的高壓電力依序分送至各缸火星塞來進行點火,所以在較舊式的點火系統中,可以透過分電盤來進行點火角度的調整,可說是扮演著重要的角色,目前新車都已沒有分電盤這個裝置。
 

採用分電盤設計的引擎目前還有很多在路上跑,相較於直接點火系統,雖然點火效率與速度較差,不過耐用度較佳卻是不爭的事實,有些分電盤還會將點火線圈整合於其內。
 
D.高壓導線:導線主要的工作是將分電盤送出的高壓電力傳送至各缸火星塞上,所以導線只扮演電力傳輸的功能,通常導線為了減低阻抗、減少電磁的干擾,都會採用矽作為線材外包覆的材質,因此也被稱作為矽導線。
 

選購矽導線除注意導電性、抗干擾性及耐熱性外,不妨多注意接頭部分的固定方式是否牢固、絕緣是否足夠,或許可以減少不少安裝後漏電的問題。。
 
E.火星塞:火星塞是整個系統中最後的一個關鍵,主要的任務是將高壓電轉變成電弧,也就是所謂的跳火,藉以作為點燃氣缸內燃料的引火源,而這個引火源的強弱,也會影響燃料燃燒的效率,所以在部分車輛上,光是更換火星塞就能帶來明顯的差異。
 

火星塞是最後用來執行點火動作的零件,因此使用的規格是否正確,會大大影響點火系統的運作效能。
 
問題二:為何現在新車都看不到分電盤系統,而是採用直接點火系統呢?

在舊世代的車輛上由於電腦功能較為簡單,因此在點火的部分通常都採用機械式的點火系統,也就是分電盤系統來負責點火的工作,通常分電盤內只有一組點火開關與點火線圈,透過凸輪軸所帶動的轉速訊號將高壓電力依序分送給各缸來進行點火,這樣的機械動作是固定的,而機械裝置會產生磨損狀況,且在高轉速時的點火精準度會出現些微的誤差。
 
而新世代的車輛為了進行更精準的點火控制以及進、退點火,因此將機械式的分電盤取消,改為各缸獨立的點火開關加點火線圈,並直接由電腦控制點火的時機,如此一來不僅可以提供更精準的點火控制,還能夠避免分電盤損壞的狀況發生,再者當點火系統損壞時還可以針對各缸損壞的狀況進行更換,而這樣的系統就稱之為直接點火系統。
 
值得一提,當行車電腦有能力可獨自控制每汽缸的點火時機,並再搭配多顆爆震感知器於每汽缸上時,就能讓行車電腦分別控制每汽缸點火時間,讓產生爆震的汽缸延後點火時間,減少爆震所造成的傷害,而沒有爆震的汽缸則可提早點火時間,增加出力與燃燒效率,讓引擎不會因單汽缸爆震而減少過多馬力,並兼顧引擎耐用度,因此直接點火系統相較於分電盤點火系統而言,不論在省油、性能或維修上,都有著更好的優勢。
 

此圖為直接點火系統的結構圖,可以看到分電盤與導線等零件已不存在。
 


從這張圖中可清楚看出原本放置在引擎上的分電盤已取消,改已直接點火考耳的設計來取代,每缸各對應一組點火考耳的設計,可大幅擴充電腦提前或延後點火正時的範圍,且還可各缸獨立控制,使點火效能更好。
 

直接點火系統都會搭配爆震感知器,來偵測引擎內部是否出現爆震情況,若有則可進行更靈活的點火時間控制範圍,以減少爆震發生的機會。


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