引擎要能運轉除了正常的供油不可少之外,再來就是點火系統的穩定。在過去是依賴分電盤,將放大之後的高壓電流,透過點火導線傳到火星塞,再進行點火的動作,但因為點火導線不論使用何種材料,都會產生阻抗,減損點火效能,且在高轉速時,往往會因為點火考耳的充磁不及,而出現點火Miss的問題,因此後來才會發展出所謂的「直接點火」的技術。
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。
拆開分電盤上蓋後,可以看到內部下方黑色像火車頭造型的方形物體就是點火線圈,一顆對應四缸,在高轉速時往往會出現來不及充磁而點火不良的問題。
直接點火系統與傳統分電盤點火系統,最大的差別在於取消機械式分電盤的設計,直接將可大幅提高電壓的點火線圈安裝在火星塞上方(原本安裝在分電盤內),省卻了高壓導線的安裝,再透過電腦直接控制各缸點火時間,如此一來不但可大幅減少電壓傳輸時的能量耗損,對於高轉速時的點火正時控制,也能更加精準與靈活,徹底解決傳統分電盤常遇到的問題,有助於點火效率的提高,對當前所嚴格要求的環保訴求,與高精準度的電腦監理控制也有相當大的助益,因此目前大量使用於市售車上。
從Mazda 3的引擎外觀圖中可清楚看出原本放置在搖臂蓋上的分電盤以取消,改已直接點火考耳的設計來取代。
值得一提的,由於點火線圈要產生高壓電須有充分的充磁時間,才能釋放出足夠的點火能量與電壓,讓火星塞跳火,因此提供足夠的充磁時間或電能給點火線圈,對其運作是否正常是非常重要的條件,然而過去分電盤設計的點火線圈,在720度的活塞行程中,需同時供應多缸跳火之用,高轉速時的充磁時間往往會出現不足的情形,導致火星塞無法順利點火,轉速就會拉不太上去,而改用每顆點火線圈對應一缸的直點設計就比較不會有這個困擾,每顆都有720度的充磁時間(有些系統每360度會點火一次),因此可改善高轉速點火Miss的問題。此外,高壓電能量因沒有矽導線約15%的傳輸耗損,也能稍微提高點火的效能。
而當行車電腦有能力可獨自控制每汽缸的點火時機下,只要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,並兼顧耐用度,這也是目前許多高性能引擎都會採用的技術。
最後,由於直接點火系統的點火線圈與點火器,是採各缸各自獨立一組的設計,因此後續維修較為方便,壞哪一缸的點火線圈就換哪一支,而不需整組分電盤都換掉,省卻不少維修時間。
這支是Mazda 3直接點火考耳元件,每缸各對應一組點火考耳與點火開關的設計,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,不像分電盤般,進退點火都是所有汽缸同時進行的。
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