节气门开度

汽车改装基础知识

点火系统、进气系统和供油系统的改造

点火系统的改进

1.点火系统的组成:

发动机运转时，点火系统的作用是在任何发动机转速和不同发动机负荷下，在合适的时间提供足够的电压，使火花塞产生足够的火花点燃气缸内的混合气，使发动机获得最佳的燃烧效率。

点火系统的基本装置包括电源(蓄电池)、点火触发装置、点火正时控制装置、高压发生器(高压线圈)、高压电分配装置(分电器)、高压导线和火花塞。现代点火提前装置由发动机管理计算机控制。计算机采集发动机转速、进气歧管压力或空气流量、节气门位置、电池电压、水温、爆震等信号。，计算出最佳点火正时提前角，然后发出点火信号，达到控制点火正时的目的。

2.点火系统的改进

在谈点火系统的改装之前，首先要了解汽车的点火系统是否仍然保持原设计的性能，确认之后再谈改装的要求。火花塞是否定期更换？冷热值是否正确？这可以通过拆下的火花塞电极的状况来判断。太冷(散热能力太好)的电极会出现黑色积碳，而太热的电极会出现白色、电极熔化、陶瓷开裂等。高压导体是否破损漏电？电池电压是否足够？(装了大功率音频放大器后，有必要换成更大安培数的电池吗？)点火正时调节是否正确？

点火系统的改装是为了弥补原点火系统的不足。改造的目的是缩短充磁所需时间，提高二次电压，降低闪络电压，延长火花周期，降低传输损耗。该方法可以从以下几个方面入手:

1)高压线

顾名思义，高压导体负责将高压电从高压线圈传输到火花塞。一套优秀的高压线必须具有最小的电流损耗，避免高压电传输带来的电磁干扰。一般由于涂层材料的限制，汽车上的高压导体设计成5k左右的电阻值，以防止电磁干扰，但这个电阻值会降低导体的传输效率，造成电流损耗。如果将导线包覆材料改为硅树脂，可以解决干扰问题，电阻值可以大大降低，也可以减少传输高压电流造成的损耗，这就是改为“硅线”的目的。改用硅导体永远无法彻底改造你的点火系统，但可以增强你的体质，为后续的点火系统改装做铺垫。

2)高压线圈

上面提到的两项充其量只是点火系统的强化工作，并没有进行改装。点火系统的改装要从高压线圈开始。点火用高压电流由高压线圈产生。使用线圈材质较好或主副线圈比值较高的高压线圈，可以产生较高的高压电流，承受较高的电流输出负载。点火电压的增加对火花周期的延长有直接和积极的影响。目前一起设计的高压线圈有很多种。如果要改装高压线圈，就要把原来的高压线圈连接起来，安装一套改装件。

3)电容器放电系统

电容放电点火系统利用每个点火间隔将点火能量储存在电容的电场中，并在点火时再次释放出来，因此比传统点火系统能产生更多的点火能量。在CDI产品中，ULTRA和MSD是众所周知的，MSD(多火花放电)是其中的一个特例，字面意思是:多火花放电。它能在一次点火放电过程中产生多次连续的高压放电，点火能量极高(可达一般点火系统的十倍)。如此高的点火能量可以大大延长火花周期，而由于点火能量(电流)的大量增加，需要适当增加火花塞的电极间隙，使点火能量(电流)可以在一个点火周期内消耗掉，否则不能消耗的能量可能会以其他方式消耗掉，其中最短的路径可能会走在点火系统的其他回路中，这样点火系统就有可能被烧坏，不可大意。

4)其他系统的协调

点火系统改装后，可能会面临供油不足的问题，尤其是在高转速下，可能会导致发动机过热。因此，燃料供应系统必须根据点火系统的修改程度适当地增加燃料供应。

以MSD的改装为例，它的附件是一个调压阀，可以在不改变供油系统其他部件的情况下增加供油量。任何修改的成败取决于修改后与其他系统的配合程度。单方面强化一部分，只会加速其他部分的流失。成功的改装是促进各部分平衡和谐运行，不仅效率高，而且平衡性高。

进气系统改造

1、进气系统的工作原理

进气系统包括空气过滤器、进气歧管和进气阀机构。空气经空气滤清器过滤后，流经空气流量计，经进气口进入进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，由进气门送入气缸点火燃烧发电。

1)容积效率

发动机在运转时，每个循环所能获得的空气量是决定发动机功率的基本因素，而发动机的进气能力是由发动机的“容积效率”和“充气效率”来衡量的。“容积效率”的定义是气缸在大气压力下吸入的空气体积与气缸活塞在每个进气冲程中的冲程体积之比。

之所以要作为标准，是因为空气进入钢瓶时，钢瓶内的压力低于外界大气压，压力值会发生变化，所以用一个大气压下的体积作为同一标准。此外，由于其他进气阻力和进气冲程时气缸内的高温，吸入气缸内的空气体积必然小于在大气压力下转换成状态时的气缸体积，也就是说自然吸气发动机的容积效率必然小于1。进气阻力的降低、气缸压力的升高、温度的降低、排气背压的降低、进气门面积的增大，都可以提高发动机的充气效率，但在发动机高速运转时，充气效率会降低。

2)填充效率

因为空气的密度因进气系统入口处的大气状态(温度、压力)而不同，所以容积效率不能代表实际进入气缸的空气质量，必须依靠“填充效率”来解释。“充气效率”的定义是在标准状态下(1大气压，20℃，密度:1.187Kg/cm2)，每个进气冲程吸入的空气质量与占气缸活塞冲程容积的干燥空气质量之比。当大气压力高、温度低、密度大时，发动机的加注效率也会提高。还可以看出，容积效率表示的是发动机结构和工作状态引起的发动机性能差异，而充气效率表示的是工作时大气状态引起的发动机性能变化时的进气歧管和容积效率。

3)脉动效应:

除了在极低的发动机转速下，进气门前的压力在进气过程中会不断变化。这是因为进气门的开启和关闭使得进气歧管中的压缩波以音速来回波动。如果进气歧管的长度设计正确，使压缩波能在适当的时间到达进气门，油气就能靠自身的波动进入气缸，这样会提高发动机的充气效率，否则会导致充气效率下降。这种现象被称为进气歧管的脉动效应，也称为“* * *地震效应”。

4)惯性效应:

当蒸汽进气阀打开，空气流入气缸时，即使活塞已经到达下止点，空气也会继续流入气缸。如果在缸内压力达到最大时关闭进汽阀，容积效率将达到最大，这就是所谓的惯性效应。

要想获得最佳的容积效率，必须同时考虑脉动效应和惯性效应，也就是说，当气缸压力达到最大值，进气门关闭时，前进气歧管内的压缩波也达到最高位置(峰值)。较长的进气歧管在发动机低转速时具有较高的充气效率和较高的最大扭矩，但随着发动机转速的升高，充气效率和扭矩会急剧下降，不利于高速运转。较短的进气歧管可以提高发动机在高转速下的充气效率，但会降低发动机的最大扭矩及其出现时间。所以要想兼顾发动机高低速的动力输出，保持任意转速下的容积效率，只能采用变长进气歧管。

2.进气系统的改造

进气系统的改进是基于提高发动机的“容积效率”。为了实现这一目标，通常可以使用以下方法:

1)空气过滤器

进气系统改造的入门工作是改用高效大流量空气滤清器。更换高流量的空气滤清器，可以降低发动机的进气阻力，同时提高发动机运转时单位时间的进气量和容积效率。进气量的增加是通过供油系统中的空气流量来测量的，信号被送到供油电脑(ECU)，ECU会控制喷油器喷出更多的汽油与之配合，让更多的油气(不浓)进入气缸，达到增加马力输出的目的。如果滤芯不能满足你的需求，可以将整个空气滤清器更换为外露式滤芯，俗称“蘑菇头”，进一步减少进气阻塞，增强发动机的“肺活量”。

2)进气口

进气道的修改可以从形状和材料两个方面来讨论。改变进气道形状的目的是为了储存进气压力(用于急加速时节气门突然打开)，增加进气流量。但这类产品通常都有特殊的限制，也就是说，如果安装在B型车上，可能达不到最大效果。改变进气道材料是为了不吸热，重量轻。目前最常用的材料是碳纤维，可以使进气温度不受机舱高温的影响。进气口的形状和材料经常同时改变，以获得最大效果。同时将空气滤清器一起拆下，将进气口延伸至车外并直接对准前方，以提高进气压力，随着车速的提高增加进气量。

3)直喷歧管

赛车发动机需要的是高速动力性能，低速时可以牺牲马力输出。所以尽可能缩短进气歧管，取消空气滤清器，充分消除进气阻力，达到最佳高速性能。传统的后进前出发动机面临的最大问题是更换直喷式进气歧管后，如何从车外引入足够的新鲜空气。直喷式进气歧管和空气动力学设计的碳纤维进气是目前赛车的最佳组合和最佳选择。尤其是在发动机降下后，利用发动机上方的空间安装大型进气道，开口与前水箱的发动机罩完全密封，可以有效地将空气输送到后进气歧管。

4)二次进气口

现在有很多利用二次进气原理做的产品，很多人都在用，而且不便宜。之所以称之为“二次进气”，是因为除了从空气滤清器吸入的原有空气外，还利用进气歧管的真空压差，从发动机的PCV(曲轴箱强制通风)管路中接入另一个进气装置，引入适量的新鲜空气，以达到提高容积效率的目的。

二次进气所能获得的最重要的动力提升效果是在前阶段(低速)，因为当节气门全开，大量空气进入真空度时，二次进气装置所能引入的空气量变得可以忽略不计。进气系统大幅度改装时，必须考虑与供油系统的配合。如果只是进气能力大大增强，而供油系统无法提供足够的供油与之匹配，势必无法达到提高马力的目的，因为发动机需要适当比例的油气，而不仅仅是大量的空气。此外，在实践中必须考虑噪声问题。在过去，当谈到噪音时，人们通常只想到排气管产生的声音，而忽略了进气也会产生噪音。

供油系统的改造

1，供油系统分类:

燃油供给系统可分为化油器和燃油喷射系统，但从马力输出、燃油效率、废气污染、可靠性等方面来看，化油器与燃油喷射系统相比可以说是一无是处，所以可以说化油器的时代已经过去，已经成为一个没有讨论价值的历史名词。因此，当我们谈到发动机燃油供给系统时，我们只是指燃油喷射系统。

燃油喷射系统由燃油输送系统、传感器系统和计算机控制系统组成。它的工作原理简单来说就是汽油经汽油泵加压后，从油箱送入高压油路，通过压力调节器的调节，使系统内的供油压力维持在2.0~2.5，即送入喷油器的汽油压力维持在2.0~2.5。同时，传感器将发动机的进气和工作状态以电压信号的形式传输给电子控制单元(ECU)。ECU对这些电压信号进行分析，计算出所需的喷油量，即喷油器的喷油时间，然后将喷油信号传输给喷油器的线圈。喷油器接收到喷油信号后，喷油阀开启，汽油喷入进气门前的进气歧管，然后随着进气门的开启进入气缸。

2、注射系统的分类

1)按喷射(喷嘴)位置分类:

节气门阀体喷射型，也称单点，只用一个或两个燃油喷嘴，安装在节气门上方，以低压喷射汽油。汽油与流经节气门的空气形成混合气后，必须先通过进气歧管再通过进气门进入气缸。但当油气流经进气歧管时，会有一部分油气附着在歧管壁上，由于进气歧管的形状和长度不同，会造成混合气在各缸的分布不均匀。因为节气门和气缸之间必然存在时间延迟，所以发动机加速时的响应会比较慢。

多点喷射:每个气缸的进汽口前都有一个油嘴，对准进汽口，以2~5的高压喷射汽油，与进气歧管中的空气一起进入气缸，形成混合气。这样就可以将进入每个气缸的油气混合比平均化。

2)按燃油喷射方式分类:

连续喷射，也称机械喷射，喷油器在发动机运转时连续喷射燃油，通过改变供油压力来实现对喷油量的控制。

程序喷射，采用电子喷油器，需要喷油时，喷油器线圈通电，使柱塞因磁力而被抬起，喷油器即可喷油。喷油量由喷油时间控制，单位为微秒(ms)。

因为机械喷射是一种过时的设计，所以现在的车辆几乎都采用效率和经济性更好的程序化喷射。单点喷射除了价格低，结构简单之外，没有什么可以和多点喷射相比的，而且有很多类似化油器的缺点(效率低，各缸油气分配不均匀)，所以多点喷射(MPI)可以说是现代喷射燃油供给系统的主流。

3)按气流检测方式分类:

进气量的检测方法可分为直接法和间接法两大类。一个是通过进气歧管压力和进气歧管绝对压力传感器测量的发动机转速间接计算的。另一种是用空气流量计直接测量。常见的空气流量计有三种:翼板式、热线式和卡尔曼涡街式。

3.供油计算

燃油供给量由喷油器的喷油时间计算得出。供油计算机(ECU)根据各种传感器提供的空气流量、发动机转速和补偿信号，利用原始供油程序计算出所需的供油时间。这个燃料供应程序可以用图形表示。ECU计算的喷油时间为“基本喷射时间”、“补偿喷射时间”和“无效喷射时间”之和，单位为微秒(ms)，1 ms = 0.001秒。其中，单位时间内喷嘴喷出的汽油量是由喷嘴本身的直径和喷射压力决定的。

1)基本喷射时间

基本喷射时间由进气量(这里指重量)和发动机转速决定。当你踩下油门踏板时，你就控制了节气门的开度。开口越大，进气量越大。供油计算机将空气流量计测得的进气量和当时的发动机转速与预设的供油程序进行比较，计算出所需的供油量和相对喷射时间。

2)喷射时间的补偿

补偿喷射，也就是普通人所说的“提速”，通过各种传感器检测发动机当时的工况和负荷，然后将信号传输到计算机(ECU)，计算出维持发动机稳定平稳运转所需的额外供油量。设定补偿喷射程序是一项复杂的任务，因车而异。

3)供油系统的改造

发动机的最佳空燃比为14.7:1，但如果想在高转速高负荷下获得更高的发动机输出，通常需要将空燃比提高到12:1 ~ 13:1。对供油系统的修改是“在适当的时候增加供油量”，使空燃比适度变大。这个“及时”和“恰当”也是判断供油系统好坏的依据。

喷气燃料供给系统的改造可分为硬件改造和软件改造两大类。硬件改造的目的是增加单位时间的燃料供给量。改软件主要是改它的供油程序。由于原车的供油方案兼顾了尾气控制、油耗经济性、行驶稳定性、发动机材料耐久性等方面的设置，马力的输出性能往往无法满足注重性能的用户的需求，比如大家最热切要求的高转速、高负荷的性能，往往会导致供油不足，需要修改软件才能实现。

4.供油系统的改造

1)压力调节阀

多点喷油油路系统中的压力调节器负责向喷嘴提供固定压力。压力越大，在同样的喷射时间内，喷出的汽油就越多。压力调节阀是安装在压力调节器后面的回油管。调整后可以提高喷油器的喷油压力(一般提高20%左右)，然后在不改变供油方式的情况下增加喷油量(提高5%~10%左右)。加装调压阀可以说是供油系统改造中最贵最便宜的，安装也相当容易，但是在调节压力时，需要借助汽油压力表来测量调节后的压力。其实对于这种换排气管、改进燃气装置的小改款车，通常会安装调压阀来弥补高速时喷油的不足，既有效又经济。在这里，我想告诉你一个小常识。如果你的车在静止状态下踩下油门的瞬间会有短暂的爆震现象，可能通过安装调压阀来改善。

2)燃油喷射器

喷油嘴的大小决定了单位时间的喷油量。改用更大的喷嘴是增加喷油量最直接的方法，多大取决于发动机的改装程度。更换油嘴最大的困难是获得一个兼容的油嘴，这种油嘴通常与同一辆车或系列发动机的油嘴兼容。最常见的是思域可以改用雅阁的油嘴，可以增加25%左右的喷油量。通过更换喷油嘴获得的喷油量的增加是综合性的，即喷油量会从低速到高速增加，这可能会造成中低速时供油过浓，导致油耗增加，运转不畅。通常情况下，经过大手术的发动机需要大大增加燃油供应量。一般车主通常需要的是高速大负荷时适度增加喷油量，这就需要软件修改了。但在一种情况下，发动机经过大幅度改装后，高速下所需的喷油时间可能会比发动机运行一个冲程的进气时间更长，导致喷油器持续喷油无法提供足够的燃油。这时候增加喷油器是必然的选择。

3)供油电脑芯片

汽车厂在设计发动机时，已经在ROM上记录了原始的供油程序。这个程序通常是油耗、污染和行驶平顺性妥协的产物，是不可更改的。因为无法更改，所以如果要更改供油程序，必须切换到ROM的另一种模式。通常，专业改装厂会提供改装汽车模型的电脑芯片。改装时要先把原来的电脑芯片拆下来(一般是把原来供油电脑的ROM直接焊在电路板上)，再焊一个IC插座(以便以后更换)，然后把改装的芯片插上。这样得到的供油方案还是固定的，只是对原车辆方案的修改。其中很重要的一项就是补偿喷射方案中的断油控制时间可以推迟甚至取消。需要注意的是，每个修改的芯片都有自己的适用条件(即修改的程度)。改装的时候一定要选择和你的车改装条件差不多的芯片，才能得到最好的效果，否则可能会适得其反。芯片的选择要咨询有经验的改装厂。

4)可变程序供油计算机

这是供油系统改造中最贵最有效的一台，就是HALTEC电脑。通过这台电脑，车主可以根据汽车发动机的改装程度和空燃比表的测量来设定最佳的供油程序，也就是上面提到的基本喷射程序和各种补偿喷射程序可以通过外接笔记本电脑随意更改。它和换芯片最大的区别是，以后换发动机或改装时，如果原来的供油程序不合适，可以通过程序修正立即解决。

改装可变程序计算机后，原车将被计算机抛弃，但上级计算机可以保留原车的所有传感器功能，也就是说各种供油补偿程序可以正常运行或被更改，运行的平稳性和实用性不会因为高性能而牺牲。改装可变程序供油电脑最大的困难不是安装，而是供油程序的设定和优化。这往往需要经验和仪器的帮助，经过不断的测试才能完成。