從Focus RS爆缸到釕金火花塞

關於評論中的一些討論,我又寫了個文章。

吳越大王:關於釕金火花塞的一些補充?

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【以下為原文】

先聲明一下:整個文章都是我「YY」的,因為題目中所說的爆缸RS並沒有到我店裡進行檢查,我只是根據一些朋友的轉述,進行了一次技術分析。


前幾日,聽著名福克斯高玩 @曉路考蘇曉 講,他的一個RS車友爆缸了。

我當時也沒多想,後來這個故事又從別的渠道傳到我這裡,於是我這才重視起來,做了一些研究。

出現故障的工況非常的「福克斯 RS」:先是「深踩油門」+「高轉速」,然後就變成放炮(正時錯誤、燃燒不正常)、動力中斷。而最終結果也很惡劣——連桿彎曲。

我們先不管是不是火花塞的事情,單看連桿彎曲:這說明活塞受到了極大的作用力

此時,如果可以排除掉一些極其偶然的因素,我們可以把可能性分為兩個方向:

  • 巨大的作用力與活塞運動方向相同:燃燒發出了洪荒之力——早燃、超級爆震;
  • 巨大的作用力與活塞運動方向相反:要麼活塞上不去——頂缸,要麼活塞下不來——活塞咬死;

如此分類之後,思路就清晰很多,我們可以挨個分析、排除。

會不會是【早燃】、【超級爆震】?

這個幾乎不可能,因為渦輪發動機在研發時,一定要避開的就是早燃工況、超級爆震工況。一般來說,無論車主怎麼暴力駕駛,都還是在工程師的手掌心轉悠,不可能觸發如此極端的工況。

而且早燃工況更容易在低速、高負載工況出現,而車主描述的是高速、高負載工況。

不過也不排除車主刷個ECU,或者用了什麼特別的添加劑、劣質潤滑油,導致缸內積碳超級多,進而導致在特別高速的情況下還是早燃了。

但如果這樣,活塞和火花塞都應該熔化破碎了。這樣一生難得一見的場景,我想車主無論如何都不會忽略吧!

所以,我覺得早燃、超級爆震可以被排除了。

會不會是【頂缸】

頂缸就是燃燒室內有固體、液體,導致活塞還沒有運行到上止點時,就「撞了南牆」。此時活塞、連桿、曲軸都受到了極大的衝擊力。而最脆弱的連桿和活塞銷,此時就很容易彎掉、斷掉。此外,我們也見過活塞炸裂的情況。

總之,缸體里一片狼藉,符合車主隻言片語所述。

會不會是有固體脫落其中?

我們遇到過很多次的燃燒室內有雜物導致的發動機撲街的案例,但大多是活塞環碎片、活塞碎片之類。還有一類就是頂氣門,也可算為這一類。

但固體碎片體積都很小,很難填滿燃燒室,很難強力阻止活塞上行。而正時故障導致的頂氣門,雖然會阻止活塞上行,但因為氣門比較脆弱,想讓它折斷連桿,顯然是痴人說夢了。

既然固體不太可能,那液體呢?

其實這原本是我覺得嫌疑最大的選項。

但拿筆算算賬,很快就打消了念頭。

首先,這個「液體」不可能是水,因為我相信一年車齡的福克斯RS,被艹的再狠,也不至於缸墊穿……

因為——

好吧……但根據我們的經驗(它總是能給我台階下),常見的漏水並不會影響發動機工作,反而能除積碳。

沒積碳的那個氣缸漏水了

如果要讓水漏到燃燒室里,然後瞬間填滿燃燒室,還不怕從排氣門滲漏出去,那我覺得必須得缸體炸裂水道崩塌所致。

那估計是丟顆手雷進去才能實現的效果啊!

會不會是油呢?

比如出現了缺缸,但福特忘記設計主動斷油功能,讓燃油一直往裡面噴射,最終導致燃燒室燃油太多,頂彎了連桿。

但是算算賬就知道不可能了:

  1. 假設車主暴力駕駛時,RS的油耗為50L/h(為方便計算),此時每個氣缸的油耗就是12.5L/h=3.47ml/s;
  2. RS的排量是2261ml,壓縮比為9.4,所以每個氣缸燃燒室最小體積為2261ml÷4÷9.4≈60ml;
  3. 在此工況下,充滿60ml的燃燒室最小體積需要60÷3.47=17.3s;

也就是說,如果缺缸了,且進、排氣門因神秘原因徹底關閉(斷缸技術),發動機需要噴射17.3s,才能導致連桿頂彎。

顯然,福克斯RS沒有配備斷缸技術,大量的燃油是要從排氣門中排出去的。也就是說,填滿燃燒室所需時間將大大延長——說不定要超過半個小時。

試問:車主的心要多大,才能在缺缸的情況下急加速半小時???

那就只剩下一個可能性了。

會不會是【活塞咬死】?

極有可能,不僅僅因為是我沒有其他選項,而只剩這一個了。

只要機油用的不好,在高溫、高負荷、高轉速工況下,就容易出現油膜失效,導致活塞無潤滑,進而出現熔融、咬死的現象。

這個無論是在普通車輛,還是在賽車上都很常見。

如果你的駕駛風格很激烈,車輛性能非常棒,那就一定要和原廠機油說永別。不然你的發動機,很有可能跟你說永別。即便是功率沒那麼大的發動機,如果長期工作在「三高」工況下,也要吃最好的全合成機油。

不過,我今天不會插入機油廣告,我會說說「漩渦之中的NGK釕金火花塞」。

蘇曉之所以非常關心此事,是因為他也在用車主所用的NGK94176火花塞,一款釕金火花塞。我們常見的火花塞,多用鎳合金、鉑金或銥金作為電極材料,而這款則另類地選擇了釕。

遼金火花塞是什麼鬼?

釕也是鉑族元素,是其中最便宜的一款,但也具有超高的熔點和沸點,是做火花塞電極的理想材料之一。

注意關鍵屬性:最便宜。

雖然遼金火花塞很少見,但價格的確不貴,考慮到日本全進口,也才150元/根。非常適合福克斯高玩們省錢且裝逼的生理需求。 @康賤貓

除了「便宜」,

不對!

除了「釕金」之外,這款火花塞還有個獨特之處,就是長達1.3mm的點火間隙

相對於鎳合金的0.6mm左右、鉑金的0.8mm左右、銥金的1.1mm左右,這款NGK釕金火花塞可以做到1.3mm,無疑可以打出比以往更巨大的火花。似乎能夠極大地滿足高性能發動機的點火需求。

一般來說,理化性能越牛逼的材料,往往能做出越大的點火間隙。釕金火花塞這麼牛逼的點火間隙,是不是拜釕金特殊性質所賜呢?

這個解釋有點兒繞,需要有點耐心,但非常好懂:

首先,關於火花塞的幾個重要參數之間的關係,我用美圖秀秀給做了個美觀極了的流程圖。

因為發動機功率越來越大,混合氣也越來越多,霧化也越做越好。直噴機將燃油噴射到氣缸內,在點火之前,就已經均勻分布在燃燒室內,而不是聚集在火花塞邊。

於是乎,所需要的電火花也越來越大,自然點火間隙也需要從0.6mm增長到1.1mm以上(看來便宜車也要用高級火花塞了)。

那間隙增大了,點火電壓是不是也要增大?當然不可以!因為發動機才沒空間安裝更大的點火線圈。

我們知道,尖銳的導體表面容易集聚電荷,電荷集聚多了才會產生放電。所以為了適應更大的點火間隙,火花塞電極必須從鎳合金的「圓墩子」電極,變成銥金那樣的「針尖」電極。

但這就帶來一個問題:電極材料的損耗。

鎳合金火花塞,注意電極!

因為放電時,電極也是在不斷消耗的。鎳合金做成那麼大的圓墩子,才能堅持到3萬公里左右。如果是做成鎳合金針尖狀電極,豈不是每次保養都要更換火花塞?

所以,我們就要用熔沸點更高、也更昂貴的銥金和鉑金來做電極材料。

其次,說完了火花塞參數,回頭來看看釕金有多神奇?

釕,來自百度百科

銥,來自百度百科

很顯然,釕金的熔沸點並不比銥金強。

那到底是為啥能做那麼大的點火間隙呢?

其實沒有為什麼,就是「可以」而已。

我認為以目前材料的性能,銥金火花塞的點火間隙並非只能做到1.1mm,只是廠商認為沒必要做的更大了。

但為了迎合更強勁發動機的面世,為了迎合車主們的訴求,他們推出了這款打著「釕金」和「1.3mm」賣點的NGK 94176火花塞。

總之,虛榮搗的鬼。

多說一句:經過我反覆測量,這款火花塞的點火間隙是1.25mm,並沒有達到1.3mm。

不過說實話,這款火花塞的做工用料真的很不錯。正極用了釕金,而接地端用了鉑金,螺紋和點火線圈正極處的做工均秒殺國產NGK。

可火花塞就是火花塞,便是用神金製作,它也只是個火花塞。

火花塞只要不拖後腿,能讓混合氣順利點燃,它的任務就完成了。如果點火能量更足一些,充其量也就是浪費電而已。

不過有RS車主跟我說,他將釕金火花塞的電極,從1.3mm掰彎到原廠的0.75mm。

我沉思許久,告訴他:這樣的確會比較節約電,也比較節約電極。


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