專業討論～雙火星塞點火

約翰～～～尼

火星塞作用：用於汽油引勤點燃壓縮後的混和氣，方便控制點火時間，以提高引擎效率，而非柴油引擎以預熱塞點火 一般機車汽缸頭都是單火星塞，火星塞可分冷型，熱型以及4行程跟2行程 ，需求不外乎點火效率越好就越專業，而坊間便有多款改裝部品 探討如下： 1.單火星塞與雙火星塞各優缺點為何？？？ （舉例：保時捷皆以雙火星塞引擎為主如911） 2.效能是否顯著，馬力是否能提升？ 3.是否有機車為雙火星塞引擎？？ 因為小弟的疑惑 火星塞只是對點火效率有所差異 而用兩個對馬力能否提升？？百思不解？ 歡迎討論

Michael

火星的做用並不是單單負責點火重任而已.

嗯,我PO一下以前的舊文'章好了:

FZR車系的標準配備是NGK C7HSA,可以搭配的型號還有
C7HVX(一般白金)
CR8HSA(電阻功能,冷值高)
CR8HVX(電阻及白金)
CR8HIX(電阻及銥合金中心電極)
至於DENSO品牌則有IUF24(中心電極0.4mm,銥合金)

以NGK C7HSA 而言,C代表的是螺絲徑,7代表熱冷值,H代表螺紋長,S代表標準型,A特殊作法
講一下冷值好了
NGK而言,數字越大,冷值越高,例如2(熱型)-12(冷型),如果要長途跋涉,建議用高一號的冷值.
為什麼火星塞要有冷熱值之分,其意義就同機油的不同的黏度號數適用不同的環境溫度,機油有複級數機油可以適應寬廣的溫度範圍,但火星塞一直到近年的材料科學進步,才勉強有這種規格,一般同系列火星塞最多分七個冷熱值號數,依製造廠不同而有不同的冷熱值代號,並不是像機油有SAE統一規定,例如NGK以號數越高代表越冷值,香檳則剛好相反,所以七個冷熱值沒有統一的稱呼,只得勉強以"最冷","次冷","冷","溫","熱","次熱","最熱"來區分.火星塞在燃燒室內必需維持一個工作溫度,才能把積在火星塞蕊的積碳燒掉,否則容易因積碳,點火不良,影響引擎效能!溫度也不能過高,否則火星塞本身積存的高熱容易造成爆震.
冷熱值之分就在於火星塞的散熱導熱能力的設計...
冷值火星塞表示本身散熱導熱設計不錯,適合高轉速高壓縮比的引擎工作,但若是誤用型號?又加上都是低轉速走走停停的駕駛情況,則火星塞因熱度不足,不容易把積碳燒乾淨,火星塞使用壽命則減短,另外導熱過佳也造成燃燒室的燃燒不理想,造成馬力衰退.
一般熱值的火星塞適用於轉速低及壓縮比低的引擎(燃燒室工作溫度低)及都會區走走停停,若誤用於高轉速高壓縮比激烈駕駛的環境則火星塞容易過熱造成暴震或甚至燒毀.
一般火星塞點火電極為一直徑約2.6mm的圓柱體,正常使用下每一千公里會損耗掉0.01mm~0.002mm,所以一般火星塞在用個約四五萬公里後,電極也損耗個差不多了,所以必需定期更換.白金細電極也不容易積碳漏電等等種種好處,雖然價格貴,但有其價值在!
另外我們可以在市面上看到有些特別的火星塞:
[多極火星塞]如Bosch的Super-4有四爪搭鐵的設計,NGK有三爪的,還有更離譜的環狀360度,其實基本上是噱頭大於實質效用,因為跳火只會從最短的路徑跳,不會三爪一起跳,就算三爪一起跳,也不見得比一爪跳的火花來得強.
[增強型火星塞]其實它只是在火星塞本體內的導體,隔一小段空間出來,原本假設升到30000伏特就可以跳過原本火星塞的點火間隙,現多一個間隙出來,變成要升壓到40000伏才能跳火,這樣的確可以讓跳火的電壓增高,火花增強,但除非點火線圈跟著加強,否則高轉速時常會電壓不足而無法點火,另外也間接減少點火系統的壽命...以前流行過的點火增強器也是同樣的設計,此法不足取!
如果有機會拆下你愛車的火星塞時,該如何判定你愛車狀況好不好?請仔細研判電極及週遭的狀況...
1.少量薄薄一層像鐵銹般褐色,電極也有特別的耗損...恭喜!你的車燃燒蠻正常的,火星塞冷熱值也恰當.
2.乾狀黑色的積碳...可能是火星塞過冷,也可能是燃氣比過濃,也可能是空氣濾清器堵塞...應更換較熱值的火星塞看看,並排除所有讓燃氣比過濃的因素!
3.油濕性黑色積碳或油漬...一般是活塞環或汽缸磨損,讓機油跑進燃燒室內所造成等等.
4.慘白沒有積碳...表示火星塞過熱值,應更換較冷值,否則高轉速或高負載行駛時,可能造成電極融毀或引起爆震.
5.慘白但有積碳...表示燃氣比過低,過低雖會造成燃燒室過熱,但還不足以把積碳燒掉.
6.黃色顆粒狀積碳...一般是因為在汽油內添加汽油精,清潔劑...等等化學品所形成,不用管它!
7.電極搭鐵有融化的現象...表示常有爆震發生或其他燃燒室高溫情形,應往這方面去排除解決.
8.電極有吃單邊情形...應看搭鐵是否歪掉,如果沒有的話,應該是燃燒室採渦流式設計,只能更換白金式針狀火星塞或冷一點的火星塞來改善.
其實火星塞的選擇很簡單...依車廠建議的型號冷熱值,自己的駕駛環境習慣,再參考火星塞使用後狀況,上下加減一個冷熱值就可以了!
補充一點,隨車多帶2個備用火星塞,利己也利人!



以上大慨就是火星塞最主要基本認知了.
至於雙火星塞的設計,就我所知,大多偏向汽車界使用,像有名的ALFA ROMEO,M-BENZ等等,HONDA也有,好像是國外右駕版的CITY的樣子,另外採用雙火星塞的效率並不是1+1=2那麼簡單,考慮的因素很多,你如果有興趣可以去逛逛上述2家車廠的網站.

yzf-150R

嗯...謝謝指導
看來我的燃燒狀況應該還可以
不過冷熱值我還是不太懂 冷車難發(我目前為保護引擎
使用20w的機油) 95汽油 c7hvx火星塞
那是否為偏溫熱值的點火? 那有何改善方法?

另外我想知道點火正時跟火星塞有無關聯?

DIY研發部

回覆給:約翰～～～尼
雙火星塞主要是針對大排器量的單汽缸所產生的設計
當然多缸大排器量的也有.此設計多半為單缸超過500cc
例如SR500外銷的BSA車型.BMW新款的R1150就是這樣的設計
一般單火星塞的大型單缸引擎因為燃燒室的容積很大.(如果500CC
壓縮比10:1的話燃燒室就有50CC)造成完全燃燒的時間過長.就不容易控制在理想的時間完全爆發.引擎加速的時間也會變長
如果多了一顆火星塞從燃燒室的兩點開始燃燒.那麼燃燒時間可以縮短
引擎加速也更快.點火正時也更正確

老爹

當然也有例外的,srx單缸608cc 還是只用一顆.
可能(我的猜測)跟轉速有關係,例如6000rpm 單次點火時間=60/6000=0.01秒,如果到12000轉,點火時間只剩0.005秒,而srx6最大馬力在6500轉就出來了,所以還用不到雙火星塞吧!

約翰～～～尼

回覆給:DIY研發部

原來如此!

感謝

行走實驗室...阿堡

回覆給:約翰～～～尼
您的問題...總是問得很有深度！

約翰～～～尼

回覆給:行走實驗室...阿堡

因為不懂~所以發問

也讓各位車友有較多專業可以學習

行走實驗室...阿堡

回覆給:約翰～～～尼
小弟來做個補充...
　當壓縮後的混和汽，在火星塞跳火時產生一個著火點，形成初步的火焰核....此燃燒的擴散便由燃燒室的中心點 ( 火星塞的電極處，多為設置在燃燒室的中心 )向外傳遞。此種情況很類似像在一個圓形的水池中心，投下一塊石頭般....水波向外逐漸擴散。

　假設有一個轉速設定較高的引擎，對於火焰核燃燒擴散的速度的要求也會更為嚴格，以期在更為短促的時間內，將火焰波傳遞到最外圍的角落。此點對於引擎的動力輸出是很重要的，如果不能達到此要求，將會使動力的輸出大打折扣 ( 尤其是高轉速型的內燃機 )。因此，很多轉速設定較高的引擎，也會將點火正時的進角加大。

　然而針對缸徑大，而轉速又高的內燃機而言，因為缸徑大，所以火焰波由燃燒室的中心點向外擴散傳遞的距離也變長。單純的將點火正時提早，並不能完全解決燃燒傳遞速度過慢的問題。而且一昧的將點火正時提早 ( 火星塞跳火時，活塞之位置尚未達到上死點 )，反而會讓外圍角落尚未燃燒的尾汽 ( End Gas )，受到火焰傳播的壓縮，以及已燃燒的混和汽所產生的輻射熱的引響，而產生加熱的作用。當外圍角落尚未燃燒的尾汽 達到足夠的燃點溫度時，便不待主火焰波的傳遞而自行點燃，便在燃燒室中形成另一道火焰波。此異常火焰波的化學反應非常激烈迅速的蔓延開來，和主火焰波在燃燒室內撞擊，便形成爆震。

　對於爆震所會產生問題，在此不再贅述。

　為解決這些問題，於是出現了雙火星塞的設計。就像在大池塘中，同時投下兩顆石頭...讓水波能在更短的時間內擴散至整個池面。
　此種設計方式，小弟是在大約十四、五年前時第一次看到。但是此種設計的源起，聽說比我當時知道的時間還要早。
　本田的 NR 500 車上的橢圓形汽缸活塞，就是用兩顆火星塞來同步點火。( 當時開發這部車時，是為了想用相同的排氣量，以四行程的引擎挑戰二行程的 GP 500 。後來用盡了當時所能提供的材料、技術...最後仍然不敵二行程的強大馬力...終於宣告失敗。聽說為了回收開發時所投入的大量成本，而將排氣量提升至 750CC 後，當成市售車來賣 ...。) 當時這部車也曾經造成轟動。

　所以嘍！雙火星塞點火的設計，通常比較容易在缸徑較大...同時轉速也高的車子上看到。不過這一類的設計，也有一些爭議性。後來可能因為點火系統的製造技術..如火星塞等...有了明顯的進步，所以雙火星塞點火的設計，在最近這幾年的新車種上面，就好像很少再看到了。

北N杰

回覆給:行走實驗室...阿堡
阿堡回來啦?

約翰尼

回覆給:行走實驗室...阿堡

原來還有如此的作用
就像地心毀滅電影裡ㄉ情節依樣

如此設計對於缸徑大的車種較顯著
小排量車好像就沒多大作用了

但相對的另一個疑問:
雙火星塞設計帶來優異的引擎效率
但相對溫度必會較高
用於高轉速引擎似乎...............
之所謂魚與熊掌阿

行走實驗室...阿堡

回覆給:北N杰
咦？怎麼連您也知道我翹了幾天家.....消息可真靈通呢！

行走實驗室...阿堡

回覆給:約翰尼
個人覺得...
雙火星塞的設計，不見得會讓引擎的點火效率更優異。
　　　↑↑↑↑　↑↑↑↑　↑↑↑↑
　這就是小弟之前提到過的..「不過這一類的設計，也有一些爭議性...。」

有人認為此類設計是優點...但也有人認為此種做法是畫蛇添足。
　我則是支持後者。
我也認為，雙火星塞的設計，不見得能稱之為是要讓引擎的點火效率更優異。會使用上此種設計...充其量只是為了彌補燃燒點火方面之不足的一種 "手段"。
也就是說，雙火星塞的設計，是為了讓引擎因為其他設計的引響，造成點火燃燒方面出現死角，在無其他更好的解決方式的情況下，所做的 "彌補性" 的動作。

高轉速的引擎，溫度本來就比較高了。
如果..
雙火星塞只是為了能讓燃燒效率達到「正常」← 應該要有的水準。
而不是..更加的「提升」燃燒效率...
那麼應該也不至於會有「更高溫」的問題了。有沒有多一顆火星塞，畢竟也只是燃燒同量的空氣..同量的燃料，燃燒效率再怎麼好也是有限的。(又不是增壓引擎..) 想想看，為什麼雙火星塞的設計大都只會出現在缸徑較大，同時轉速也高的車子上...就可以略知ㄧ、二了。
於是在國外對於此設計的討論也就分為兩派了。小弟如此形容，您應該知道我是屬於哪一派的了吧？！^^

118~貼地平飛~小老鼠

回覆給:行走實驗室...阿堡
我也發表一下我的意見吧
不對要說優~~
對本田NR500雙火星塞~~
為了避免橢圓形活塞所造成燃燒室
的火焰核無法完全燃燒所設計的雙火星塞~
然它同時行成兩個半圓球的火焰核~當然有一部份重疊
也照成它能有更加爆發效果

行走實驗室...阿堡

回覆給:118~貼地平飛~小老鼠
哈哈！那您應該是屬於跟我不同派的。^^
其實您的論點也對，也有人抱持著和您相同的看法...主張雙火星塞的設計是優異的。

約翰～～～尼

回覆給:行走實驗室...阿堡

我同你

雙火星塞未必好
對於火星塞我的認點是：會點火就好
畢竟復數的火星塞數必叫有馬力的話
那我裝ㄍ4～5顆不就更強
那何來許多增壓系統ㄋ
那之前增壓氣得討論不就白玩了

所以我提出論點
只是希望探討出個事實

謝謝你的指點啦～！

貼地平飛~小老鼠

回覆給:約翰～～～尼
不是要看活塞大小~跟燃燒效率
來決定火星塞的個數嗎?
因為如果一個火星塞就能達到良好的
半圓型火焰核~那就沒必要增加火星塞數目ㄋ

但如果說要想怎麼增加火星塞數目
不如去在排氣部分想辦法改 機械增壓
堡哥~~我有一本書在說機械增壓~你有需要看嗎?

行走實驗室...阿堡

回覆給:約翰～～～尼
　談不上是指點啦~ ！只是覺得您的討論題很有趣，於是上來參一腳...其實我也是在書上的某個篇幅中看到過類似的討論。當時只是大略了解一下此類設計的優缺點，書名我也早就忘了。只大概還記得...文中最後也沒有針對此設計做最後的批判，撰文者是用一個客觀的角度去剖析雙火星塞的使用範圍與源起，以及存在的必要性與否。
　文中也有提到過此設計具有爭議性，並引述其他支持者與否定者的看法。內容雖然簡短，但對於許多重點的註解卻也詳細。
　看到最後，我發覺...雙火星塞的設計是侷限在一個固定的框框內，是有條件的使用，是非絕對必要性的設計，而且此設計還有製作成本的問題...對於日後的維修方面，也會提高使用者的負擔。
　我因此才會站在 "不看好" 此設計的一方。← 請注意！　是 "不看好"
不是此設計 "沒有用" .....
因為在一定的條件下，它的確是有存在的必要性，但卻也只是在 "一定的條件下"...
想想看...如果像 NR 這般的橢圓型汽缸，卻只在燃燒室中裝置一個火星塞....那麼，火焰傳遞會夠迅速嗎？燃燒效率會好嗎？然而除此之外，就很難完全普及所有的汽油內燃機了。
　其實任何設計都很難做到零缺點、零副作用。當一個設計被發明出來時，能不能夠通過時間與現實的考驗，就得看他的優點是否能蓋過缺點甚多。如果優點能更勝於缺點，那麼就會因 為具有存在價值，而被廣泛的應用。

　小弟憑印象回憶當時的內容，儘量在此分析一下雙火星塞設計的優缺點。如有遺漏或解釋錯誤的地方，望請版上的各位大大指正。　謝謝！

使用雙火星塞的優點 :
　能增加燃燒室內的燃氣之攪動，使燃氣分佈更均勻。
　不受燃燒室之形狀的限制，使燃燒無死角。
　兩個火焰波重疊，能產生近似爆燃卻又比爆燃溫和的高壓。
　縮短燃燒擴散的時間。

使用雙火星塞的缺點 :
　需更精密的計算火星塞的排列位置，否則會因燃燒室內溫度不平均而產生爆燃。
　需用兩組考爾線圈、火星塞...等，製造與維修的成本增加，不符合經濟性。
　需考慮火星塞的排列位置，又得兼顧容易拆卸...缸頭的設計難度增加。
　零組件增加，故障率也相形提高。
　　　　　↑↑大略是醬子了....。

　雙火星塞點火的設計對現在的造車技術來說，已經稱不上是高科技、高難度度的東西了。如果真的有其必要性，相信一些機車廠商一定也會毫不吝嗇的使用它。像四氣門和噴射供油，如經也漸漸普及.....

　可是為什麼雙火星塞的點火設計，為何未被廣泛的使用呢？這個問題就得仔細思索了。

行走實驗室...阿堡

回覆給:貼地平飛~小老鼠
有好書要介紹給我看哦？那當然好啊！小弟先向您說聲謝謝啦！
不知書名是...？出版社？要去哪裡買呢？

約翰尼

回覆給:行走實驗室...阿堡

真的非常感謝您的回覆
就是因為我實在才疏學淺
所以感謝各位的教導

其實在討論區中
大多屬於較生活化的問題(例:如何拆汽缸.....等等)
這些生活化的討論
比較適合疑難雜症排解
雖然相當實用
但是卻缺乏較深入的探討
(在此沒有批評任何討論的存在性..各位車友別誤會)

所以我想讓喜歡探討機械的車友一起享福

謝謝各位的支持