雙火花塞點(diǎn)火新技術(shù)解析

1、雙火花塞點(diǎn)火新技術(shù)解析自 2003 年初,德國(guó)寶馬公司在新型 r1100s、r1150gs、r1150r、r1150rs 和 r1150rt 等雙缸摩托車上都應(yīng)川了“雙火花塞點(diǎn)火”新技術(shù)。寶馬公司稱：這種“雙火花塞點(diǎn)火”技 術(shù)可以進(jìn)一步改善尾氣排放、增強(qiáng)乍的穩(wěn)定性，并11在發(fā)動(dòng)機(jī)的人范圍運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，使燃燒 趨于一致。這次改進(jìn)是為新的排放標(biāo)準(zhǔn)做準(zhǔn)備，包括歐ii、歐iii標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，這一技術(shù)還使 提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率成為町能，主要表現(xiàn)在燃料消耗量的減少上。一、雙火塞點(diǎn)火系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，雙火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)是在半球形燃燒室兩側(cè)對(duì)稱布置兩個(gè)同型號(hào)火花塞， 這兩個(gè)火花塞與燃燒室屮心的距離相等，發(fā)動(dòng)機(jī)怠

2、速或低速運(yùn)行時(shí)仍采用單火花塞點(diǎn)火；正 常工作后，兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火，不僅火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短了一半，而且兩個(gè)火花塞同時(shí)著火 爆炸燃燒，急速形成較強(qiáng)烈的渦流，人幅度加快了火焰的傳播速度。宋馬公訶采用這種縮短 燃燒室火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x的方法進(jìn)行燃燒，也稱為“雙火花塞點(diǎn)火急速燃燒法”?，F(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)90%以上采用半球型燃燒室、平頂活塞，中央單火花塞燃燒系統(tǒng)。 燃燒時(shí)，火焰從燃燒室屮央火花塞點(diǎn)火，火核一直向燃燒室邊緣傳播，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短, 叮以使缸內(nèi)迅速燃燒，這種燃燒室面容比最小，缸捲出現(xiàn)淬冷的機(jī)會(huì)較少，iic排放較低。 這種燃燒室無疑是均勻燃燒概念中最成熟可靠的方案，燃燒室的加工也是容易的。但就是因 為均

3、勻燃燒的局限，在使用同種燃油時(shí)無法達(dá)到更高的壓縮比，混合氣的均勻性也大大影響 了燃燒性能，因?yàn)槭聦?shí)上，燃燒室是得不到理想的均勻混合氣的。這種燃燒系統(tǒng)耍求混合氣 空燃比（a/f）在14.8:1左右，瞬問工況還要低得多，燃汕根本無法完全燃燒，熱效率較低, 排氣污染物也多。因此，這種燃燒系統(tǒng)已無法適應(yīng)新時(shí)代的要求。新型雙火花寒點(diǎn)火燃燒系 統(tǒng)拋棄了均勻燃燒概念，而追求速燃和稀燃，使混合氣形成得更合理。二、雙火花塞點(diǎn)火的突出優(yōu)點(diǎn)使用雙火花塞點(diǎn)火系統(tǒng)示，有以下突岀優(yōu)點(diǎn)。1. 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的原理，混合氣在壓縮到上止點(diǎn)吋點(diǎn)火，并瞬間燃燒干凈，熱量利用 率最高。采川雙火花塞點(diǎn)火后，兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火使混合氣爆炸

4、燃燒，急速形成較強(qiáng)烈的 渦流，人幅度加快了火焰的傳播速度，同時(shí)火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x縮短1/2,燃燒所用的時(shí)間也相應(yīng) 縮短，大幅度提高了熱量利用率。2. 山于燃燒時(shí)間縮短，最大扭矩的點(diǎn)火提高角可以顯苦推遲，因此，點(diǎn)火吋，燃燒室 混合氣的溫度和壓力都較高，有利于著火和速燃。3. 混合氣在燃燒室內(nèi)無論在空間和時(shí)間上都是不均勻的，因此存在電火花點(diǎn)火的著火 概率問題，而兩個(gè)火花塞同時(shí)點(diǎn)火，可使著火概率提高一倍。在稀燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，利用雙火花 塞的高能點(diǎn)火也是方利的。4. 可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。上述的四個(gè)優(yōu)點(diǎn)帶來的結(jié)果，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的汕耗和排放人幅度地降低。三、雙火花塞與排氣再循環(huán)戒煙點(diǎn)火近年來，隨著環(huán)保法規(guī)的ii益加嚴(yán)，以

5、及石汕資源緊缺的日益突出，節(jié)約能源、降低 排放已成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。始終領(lǐng)導(dǎo)世界科技新潮流的寶馬公司，率先將雙火花塞點(diǎn)火 新技術(shù)與排氣再循環(huán)聯(lián)姻應(yīng)用到寶馬系列摩托乍上。如圖2所示是雙火花塞與廢氣再循環(huán)聯(lián)姻點(diǎn)火示意圖。當(dāng)活塞1上升上止點(diǎn)，將新鮮 可燃混合氣壓縮至終點(diǎn)后，兩個(gè)火花塞2同時(shí)點(diǎn)火，使混合氣急速爆炸燃燒，推動(dòng)活塞1 下行做功，待排氣門打開后，一小部分高溫高壓排放廢氣從排氣管上的開口4高速流入排氣 再循環(huán)控制閥5,排氣再循環(huán)控制閥5根據(jù)摩托車行駛速度、負(fù)荷等不同的工況，控制廢氣 排放率，即控制廢氣引入量，然后通過進(jìn)氣管上的開口3進(jìn)入汽缸，人為地將一小部分排放 廢氣引入燃燒宗。采用排氣再循

6、環(huán)裝置原本就是當(dāng)今世界上降低廢氣排放的有效措施z,特別有利于 大幅度減少很難處理的nox的排放量，而雙火花塞點(diǎn)火新技術(shù)與排氣再循環(huán)（egr）聯(lián)姻后, 不但nox排放雖可大幅度降低（40%-70%）,而更冇利于節(jié)油。因?yàn)樗梢詼p少節(jié)流損 失，可以降低燃燒溫度而減少冷卻損失，可以使參與燃燒過程的氣體數(shù)量增加，使工況質(zhì)量 組成發(fā)生變化，改變工況質(zhì)量的絕熱指數(shù)，使熱效率提高。雙火花塞點(diǎn)火，不僅增進(jìn)排氣再 循環(huán)的節(jié)汕作用，同時(shí)，還加快燃燒速度，縮短燃燒時(shí)間，提高等容度。因此，使用雙火花 塞點(diǎn)火新技術(shù)后可使廢氣再循環(huán)率大幅度提高15% 20%,在燃燒稀混合氣的情況下，實(shí)現(xiàn) 大幅度節(jié)油。試驗(yàn)結(jié)果表明，把點(diǎn)火

7、時(shí)刻調(diào)節(jié)到最佳扭矩，最小點(diǎn)火提詢角，最低no2排放 量時(shí)，雙火花塞點(diǎn)火與常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)比較，比汕耗可人幅度降低10%以上。圖3是雙火花塞與排氣再循環(huán)聯(lián)姻點(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，其初級(jí)低壓電路由蓄電池、點(diǎn)火開 關(guān)和兩個(gè)點(diǎn)火線圈組成。兩個(gè)點(diǎn)火線圈的次級(jí)高壓線分別接分電器的兩個(gè)輸入端。該分電器 與一般分電器不同，具有一個(gè)凸輪軸和兩套觸點(diǎn)?？刂齐娖鞯淖髫痠j是當(dāng)車子掛擋而車速低于 40km/h,進(jìn)氣管真空度達(dá)到某規(guī)定值時(shí)，根據(jù)變速器開關(guān)和真空開關(guān)送來的信號(hào)，斷開廢氣 再循環(huán)控制閥電源，停止廢氣再循環(huán)，防止低速、低負(fù)荷行駛時(shí)繼續(xù)引入排放廢氣，便燃燒 惡化；與此同時(shí)斷開排氣門-側(cè)火花塞點(diǎn)火線圈的低壓電源，使該火花塞停止點(diǎn)火（低速低 負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，排氣再循環(huán)系統(tǒng)不工作，濃混合氣容易著火燃燒，為防止爆燃和節(jié)省電能，必 須關(guān)