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汽车火花塞改装浅谈
行业指南
2024-02-24 19:35
许多人在改装发动机点火系统的时候，经常会考虑将自己车上采用的单极火花塞改为多级火花塞。许多高性能车上，也确实原厂就采用多级火花塞。那到底多级火花塞好在哪里？为何多数发动机原厂仍然采用单极火花塞呢？ 
不同极数的火花塞
在发动机一套复杂的机构中，点火系统的作用可以说是至关重要，就像一枚准备充分，蓄势待发的火箭，没有了最后一刻的引燃，就算将阿拉伯数字倒数到下个世纪,也不可能升上太空。四冲程发动机在汽缸内有条不紊的进行着进气，压缩，做功，排气，汽缸上方的火花塞也在适时的，准确的通过升压线圈传递来的高压产生电火花，点燃被压缩到最佳状态的燃油混合气。这就是一套正常运转的点火系统的工作环节。一个好的火花塞不仅要解决点火正时，保障散热，同时还要兼顾点火的能量，确保失火率。
火花塞的功用是实现最终点火，高压包升压后数万伏的电压，击穿火花塞上两个极点之间的空气产生电弧，以此来点燃汽缸内的压缩混合气，完成做功行程。从结构来看，火花塞是由顶端的高压帽，中间的绝缘材料体，传导高伏电压的接线螺母，接线螺杆，下部与汽缸盖相连接的螺丝，贯穿整个火花塞的中心电极，以及与外壳相连，最终接地的侧电极构成。而所谓单极和多极火花塞，实际上是指火花塞上侧电极的数目，一个侧电极为单极火花塞，多个侧电极为多极火花塞。
对于单极火花塞而言，中心电极与侧电极之间的间隙，对于火花塞的性能是有影响的。在升压线圈不变的情况下，火花塞之间电极之间的间隙越大，电极之间的空气就越不容易被击穿。但一旦击穿产生的电弧能量也更大。在发动机低速运转的时候，气缸内的空气流速慢，电极之间的空气比较容易被击穿，因此产生的较大的电弧适合发动机低速扭矩输出。但较大的间隙在高速时会遇到麻烦。由于高速时气缸内的混合气流流速快，电极之间的空气被击穿产生电弧的概率会降低。这种没有成功产生电弧的概率被称作失火率，间隙较大的火花塞失火率较高，会影响发动机高速动力输出。那么反之，较小的电极间隙性能刚好相反，低速时点火能量相对较小，但高速时失火率低。
多级火花塞则是通过在侧电极增加的同时增加了电极之间的相对面积，因此可以减少中心电极与侧电极之间的间隙。这样一来，低速时由于有多个侧电极，产生点火能量可以满足低速时的点火需求，高速时由于间隙变小，失火率减低，满足高速时的点火需求。那么，既然多极火花塞有这么明显的优势，我们大可将自己车上的火花塞都改成多极的，于是，笔者的一位朋友就跑去把这个单极火花塞给革命掉了。改完之后，我们纷纷去问他感受，结果他自己也不知道到底和之前有什么区别。那么，既然多极火花塞有这么多好处，但是为什么装了之后性能上又没有什么明显的提高呢？
最主要的原因在于匹配。多极火花塞由于侧电极比较多，所以散热性能较单极火花塞较好、我们在改装火花塞时，如果其他部件不相应进行修改，仅仅更换多极火花塞，那么它较大的散热量会改变原厂设计的匹配。换句话说，发动机在高速运转的时候多极火花塞就会在一定程度上损失燃烧室的热量，这显然是会影响发动机性能的。前文所说的多级火花塞的优势，是在最佳匹配的，能够充分发挥火花塞性能的基础上得出的。工程师在设计发动机的时候，会有众多因素需要考虑，各方面性能都按照均衡设计的。此时的发动机如果是按照单极火花塞的工况设计，那么这个单极火花塞就能很好的满足这台发动机的正常工况，也就是说此时发动机的工作状况应该是合适的。如果我们要更换多级火花塞，就必须考虑这一因素，对发动机的其他部件进行相应调整（如调整点火电压，修改电脑等等），才能将多级火花塞的优势真正体现出来。而原厂设计之所以没有纷纷采用多级火花塞，是由于对于普通小排量的发动机来说，单极火花塞已经完全可以满足其性能需求了，采用多级火花塞需要重新匹配，许多部件都需要更改，会增加发动机的制造成本，而提升的这点性能在这种类型的发动机上并不突出。因此出于性能和成本的综合考虑，一般原厂只会在高性能的发动机上采用多级火花塞。
了解到这里，我们是不是在考虑更换自己爱车的火花塞时心里更有底了呢？多级火花塞不是不能换，但更换需要综合匹配才能发挥其性能。而这种性能的提升是相对有限的，而花费的综合成本并不低，是否要更换，还得从自己的实际需求考虑。对于热衷于大改发动机点火的车友而言，如果其他点火部件都已经更换成高性能的，那么更换一组较好的多级火花塞还是很有必要的。否则如果想只花花一两百元更换多级火花塞就能使自己的爱车有明显的性能提升，那最终的结果会以失望居多。
火花塞的功用是实现最终点火，高压包升压后数万伏的电压，击穿火花塞上两个极点之间的空气产生电弧，以此来点燃汽缸内的压缩混合气，完成做功行程。从结构来看，火花塞是由顶端的高压帽，中间的绝缘材料体，传导高伏电压的接线螺母，接线螺杆，下部与汽缸盖相连接的螺丝，贯穿整个火花塞的中心电极，以及与外壳相连，最终接地的侧电极构成。而所谓单极和多极火花塞，实际上是指火花塞上侧电极的数目，一个侧电极为单极火花塞，多个侧电极为多极火花塞。
对于单极火花塞而言，中心电极与侧电极之间的间隙，对于火花塞的性能是有影响的。在升压线圈不变的情况下，火花塞之间电极之间的间隙越大，电极之间的空气就越不容易被击穿。但一旦击穿产生的电弧能量也更大。在发动机低速运转的时候，气缸内的空气流速慢，电极之间的空气比较容易被击穿，因此产生的较大的电弧适合发动机低速扭矩输出。但较大的间隙在高速时会遇到麻烦。由于高速时气缸内的混合气流流速快，电极之间的空气被击穿产生电弧的概率会降低。这种没有成功产生电弧的概率被称作失火率，间隙较大的火花塞失火率较高，会影响发动机高速动力输出。那么反之，较小的电极间隙性能刚好相反，低速时点火能量相对较小，但高速时失火率低。
多级火花塞则是通过在侧电极增加的同时增加了电极之间的相对面积，因此可以减少中心电极与侧电极之间的间隙。这样一来，低速时由于有多个侧电极，产生点火能量可以满足低速时的点火需求，高速时由于间隙变小，失火率减低，满足高速时的点火需求。那么，既然多极火花塞有这么明显的优势，我们大可将自己车上的火花塞都改成多极的，于是，笔者的一位朋友就跑去把这个单极火花塞给革命掉了。改完之后，我们纷纷去问他感受，结果他自己也不知道到底和之前有什么区别。那么，既然多极火花塞有这么多好处，但是为什么装了之后性能上又没有什么明显的提高呢？
最主要的原因在于匹配。多极火花塞由于侧电极比较多，所以散热性能较单极火花塞较好、我们在改装火花塞时，如果其他部件不相应进行修改，仅仅更换多极火花塞，那么它较大的散热量会改变原厂设计的匹配。换句话说，发动机在高速运转的时候多极火花塞就会在一定程度上损失燃烧室的热量，这显然是会影响发动机性能的。前文所说的多级火花塞的优势，是在最佳匹配的，能够充分发挥火花塞性能的基础上得出的。工程师在设计发动机的时候，会有众多因素需要考虑，各方面性能都按照均衡设计的。此时的发动机如果是按照单极火花塞的工况设计，那么这个单极火花塞就能很好的满足这台发动机的正常工况，也就是说此时发动机的工作状况应该是合适的。如果我们要更换多级火花塞，就必须考虑这一因素，对发动机的其他部件进行相应调整（如调整点火电压，修改电脑等等），才能将多级火花塞的优势真正体现出来。而原厂设计之所以没有纷纷采用多级火花塞，是由于对于普通小排量的发动机来说，单极火花塞已经完全可以满足其性能需求了，采用多级火花塞需要重新匹配，许多部件都需要更改，会增加发动机的制造成本，而提升的这点性能在这种类型的发动机上并不突出。因此出于性能和成本的综合考虑，一般原厂只会在高性能的发动机上采用多级火花塞。
了解到这里，我们是不是在考虑更换自己爱车的火花塞时心里更有底了呢？多级火花塞不是不能换，但更换需要综合匹配才能发挥其性能。而这种性能的提升是相对有限的，而花费的综合成本并不低，是否要更换，还得从自己的实际需求考虑。对于热衷于大改发动机点火的车友而言，如果其他点火部件都已经更换成高性能的，那么更换一组较好的多级火花塞还是很有必要的。否则如果想只花花一两百元更换多级火花塞就能使自己的爱车有明显的性能提升，那最终的结果会以失望居多。
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