90年代末，《頭文字D》里EVO 3排氣噴著火焰，迸發(fā)出“啪啪啪”的放炮聲，讓無數(shù)孩童認(rèn)識到了何為“偏時點火”。但如果我告訴你，從2005年后，性能車的放炮聲早就跟偏時點火無關(guān)了，這會不會顛覆你的三觀呢？今天，我就來為大家講解一下2005年之后性能車放炮聲的由來，以及與偏時點火的本質(zhì)區(qū)別。請大家用10分鐘通讀本文，這個知識點一定會成為你在車迷聚會時“吹水”的重要談資！
要想搞明白現(xiàn)在為何不使用偏時點火，咱們首先得知道偏時點火是干嘛用的。在上世紀(jì)80到90年代，人們發(fā)現(xiàn)渦輪增壓器可以有效提高發(fā)動機(jī)的峰值馬力，帶來更加狂躁的動力爆發(fā)后，便將渦輪塞進(jìn)了性能車的體內(nèi)。可當(dāng)時的手動變速箱，由于擋位較少，且人手換擋速度較慢的緣故，所以便讓渦輪增壓引擎暴露出了致命的問題--渦輪遲滯。
渦輪遲滯之所以會產(chǎn)生，是因為車手在紅線升擋時，由于手動擋的擋位數(shù)較少，每個擋位之間的轉(zhuǎn)速落差過大所引發(fā)的。在升擋的過程中，為了能讓發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速盡量下降，從而匹配變速箱高一個擋位的較低轉(zhuǎn)速，所以在整個升擋過程中，駕駛員是不會踩油門的，以此來減輕離合器盤片的結(jié)合壓力。
此時，由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，以及松開油門導(dǎo)致節(jié)氣門關(guān)閉，會引起發(fā)動機(jī)廢氣排量大幅減少，所以能提供額外動力的渦輪轉(zhuǎn)速自然也會開始大幅下降。那么當(dāng)車手升到下一個擋位準(zhǔn)備繼續(xù)加速時，發(fā)動機(jī)就需要有一個重新吹動渦輪的過程，嚴(yán)重的渦輪遲滯便出現(xiàn)了。可如果選擇在升擋時，持續(xù)噴油讓發(fā)動機(jī)維持排氣量，從而保證渦輪轉(zhuǎn)速的方案，又會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，與下一個擋位較低轉(zhuǎn)速匹配時，會大幅損耗離合器片。這時，聰明的人類就發(fā)明出了偏時點火系統(tǒng)。
偏時點火的工作原理是，當(dāng)車輛檢測到駕駛員的升擋動作時，ECU就會大幅推遲點火正時，使當(dāng)前氣缸內(nèi)油氣混合物的點燃時間，從原來的做功沖程中，活塞位于上止點附近點燃，推遲至做功沖程中，活塞運行至下止點附近點燃。并在緊隨其后的排氣沖程中，將剛被點燃的油氣混合物順著排氣氣門排到排氣歧管（不在排氣沖程點燃，是為了防止活塞連桿、曲軸被油氣混合物點燃時的爆炸反作用力沖擊損壞）。
此時油氣混合物爆炸后所產(chǎn)生的巨大沖擊力，便會推動排氣歧管內(nèi)的剩余氣體，以極高的速度沖向渦輪葉片，給予渦輪葉片維持高速旋轉(zhuǎn)所需的動能。
由于整個油氣混合物的燃燒過程，大多都是發(fā)生在排氣系統(tǒng)中的緣故，所以排氣管便會發(fā)出如爆炸般的“砰砰”聲，甚至火焰還會夾雜著沒有燃盡的汽油從排氣管噴薄而出，出現(xiàn)排氣噴火的現(xiàn)象。
最終，偏時點火系統(tǒng)的誕生，便讓車輛擁有了升擋時，駕駛員松開油門，渦輪也不掉轉(zhuǎn)的效果。不過偏時點火也伴隨著一個負(fù)作用，由于偏時點火時，點燃油氣混合物的時間，位于發(fā)動機(jī)做功沖程的下止點之前，所以這個點火動作依然會對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的降低產(chǎn)生反作用，在一定程度上加大發(fā)動機(jī)與變速箱的轉(zhuǎn)速差，最終加劇離合器的磨損。
看到這可能有讀者會質(zhì)疑，如果是為了防止點火對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降起負(fù)作用，那直接不點火，將油氣混合物排放到排氣管，靠排氣溫度點燃不就萬事大吉了？這種做法之所以不行，主要有兩個問題。一是，當(dāng)時車輛采用的都是拉線油門，在升擋過程中，也就是偏時點火系統(tǒng)工作時，駕駛員腳步是松開油門的，那節(jié)氣門自然會保持關(guān)閉狀態(tài)，所以此時油氣混合物中的氧氣含量并不高，只有火花塞的超高溫能將其引燃，排氣管的溫度根本不夠；二是，假設(shè)排氣管在激烈駕駛過后的溫度可以將低氧含量的油氣混合物點燃，但這個溫度事實上并不可控，在激烈駕駛的開始階段都是無法靠排氣管引燃油氣混合物的，那車輛的性能自然會受到影響。
既然偏時點火如此厲害，那為何現(xiàn)在性能車的放炮聲已經(jīng)與偏時點火無關(guān)了呢？或者說偏時點火系統(tǒng)為什么被淘汰了呢？要想探尋原因，咱們還得從2005年之后，現(xiàn)代變速箱的換擋方式開始說起。
現(xiàn)如今，絕大部分性能車都采用了雙離合器或者自動變速箱。那么相比起偏時點火系統(tǒng)對應(yīng)的手動變速箱來看，如今的自動變速箱往往都擁有著更快的換擋速度。如此一來，換擋所造成的渦輪遲滯問題就遠(yuǎn)不如手動變速箱那么嚴(yán)重了。但另一個問題也接踵而來，原本變速箱在升擋間隙還有時間來降低轉(zhuǎn)速，從而能更好匹配升高一個擋位后，更低的變速箱轉(zhuǎn)速。可現(xiàn)如今，超快的換擋速度已經(jīng)沒有時間留給發(fā)動機(jī)自己掉轉(zhuǎn)速了。雪上加霜的是，自動擋在升擋時，駕駛員的腳也是不會松開油門的，那發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速反而還會繼續(xù)向上攀升。
也就是說，雖說現(xiàn)代自動變速箱遠(yuǎn)超當(dāng)年手動變速箱的擋位數(shù)量，能夠在一定程度上降低各個擋位之間的轉(zhuǎn)速差，但由于現(xiàn)代自動變速箱的換擋速度要比手動擋快3-5倍，且換擋時不松油門的關(guān)系，所以轉(zhuǎn)速差是要高于換擋時需要松開油門的手動變速箱的。按照這個邏輯，現(xiàn)代自動變速箱在升擋后，高一個擋位的低轉(zhuǎn)速會與發(fā)動機(jī)的高轉(zhuǎn)速形成巨大的轉(zhuǎn)速差，最終導(dǎo)致離合器以及液力變矩器在激烈駕駛時會非常容易出現(xiàn)過熱的問題。
這樣一來，現(xiàn)在要解決的問題，就從以前的渦輪遲滯，變?yōu)榱巳绾谓档蛽Q擋時的轉(zhuǎn)速差。那么在換擋時會增加發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的偏時點火系統(tǒng)，就絲毫解決不了現(xiàn)代變速箱所面臨的困境了。
既然偏時點火不能解決現(xiàn)代變速箱所面臨的與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速差過大問題，那如今在馬路上經(jīng)常能聽見的放炮聲又是從何而來的呢？這時就不得不介紹能夠降低換擋轉(zhuǎn)速差又不需要讓駕駛員松開油門的發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)邏輯了。
不同于偏時點火誕生的拉線油門背景，現(xiàn)如今絕大部分汽車都使用上了電子節(jié)氣門，從而達(dá)到優(yōu)化尾氣排放和增加駕駛模式的作用。因此，ECU（發(fā)動機(jī)控制單元）和TCU（變速箱控制單元）也擁有了控制節(jié)氣門的權(quán)利。這就意味著，在自動變速箱換擋時，ECU和TCU是可以通過關(guān)閉節(jié)氣門的方式，使發(fā)動機(jī)在換擋的間隙，通過不進(jìn)氣、不噴油，也就是不做功的方式來降低發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而減輕發(fā)動機(jī)與變速箱之間轉(zhuǎn)速差的。要知道，這個操作在拉線油門時代可是想都不敢想的。
上述這種在升擋間隙不進(jìn)氣、不噴油的方法已經(jīng)是如今很多自動擋車型的基本操作了。雖說這種方法可以在日常情況下，通過降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來減少與變速箱升擋時的轉(zhuǎn)速差，但在激烈駕駛時，如果還采用這套邏輯，也就是在升擋過程中關(guān)閉節(jié)氣門的話，那現(xiàn)代變速箱換擋快的優(yōu)勢便成為了無用功。
這是因為就算變速箱能快速完成升擋動作，可如果節(jié)氣門關(guān)閉的話，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)的空氣量是不足以讓發(fā)動機(jī)在完成換擋的瞬間，就能以當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的最大功率進(jìn)行輸出的。只有等待節(jié)氣門打開后，空氣才能沿著進(jìn)氣道、渦輪、中冷、進(jìn)氣歧管進(jìn)入到氣缸內(nèi)參與燃燒。可如此“漫長”的路徑，少說也得走0.3秒左右。這就導(dǎo)致變速箱在高效完成換擋后，還需要等待發(fā)動機(jī)峰值動力的重新回歸才行，這肯定是不利于性能釋放的。
于是，為了能夠最大程度發(fā)揮出當(dāng)代變速箱的換擋速度，降低換擋所帶來的動力損耗問題，工程師便利用ECU超高的運算能力，設(shè)計出了全新的變速箱、發(fā)動機(jī)協(xié)同工作流程。
在這種性能優(yōu)先的邏輯下，負(fù)責(zé)控制發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量的節(jié)氣門并不會關(guān)閉。但為了防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，此時ECU會暫時停止發(fā)動機(jī)的供油和點火。也就是讓空氣在缸內(nèi)過一遍，并直接從排氣管離開，順帶利用沒有參與做功的氣體壓力維持渦輪轉(zhuǎn)速，降低渦輪遲滯。如此一來，當(dāng)變速箱完成換擋的瞬間只需恢復(fù)噴油和點火，發(fā)動機(jī)就能直接輸出峰值功率，省去了等待足量空氣進(jìn)入缸內(nèi)的過程，將現(xiàn)代自動變速箱的換擋速度優(yōu)勢發(fā)揮到了極致。
圖片有誤，第三步不點火
這種發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)方案雖然可以發(fā)揮出變速箱的全部功力，但在換擋期間整臺車的聲浪顯然是沒有偏時點火那么酷的。于是，工程師便在換擋不關(guān)閉節(jié)氣門的基礎(chǔ)上又增加了噴油環(huán)節(jié)，最終在排氣沖程中直接將油氣混合物推至排氣管中，通過排氣溫度來將油氣混合物引燃，讓排氣在換擋時發(fā)出“砰砰”的聲音，這樣一來聲音也就更酷了。
由此可見，如今性能車升擋時傳來的放炮聲，其實更多起的是氛圍營造功能，與當(dāng)年以緩解渦輪遲滯的功能性放炮聲，已經(jīng)不是一回事了。當(dāng)年由火花塞主動點燃的偏時點火，聲音往往更脆、更加響亮，音調(diào)也會更高，有點像是開槍。而現(xiàn)在由排氣被動點燃的放炮聲整體音色會更加低沉，同時音量也不如原來偏時點火那么響亮。
改裝“放炮”的方法其實很簡單，找大神手工刷寫ECU即可實現(xiàn)。如果是想做成和目前性能車近似的，在升擋時放炮的聽感，則只需通過ECU將高轉(zhuǎn)速時的噴油量調(diào)高，那未被點燃的多余汽油就會進(jìn)入到排氣系統(tǒng)，并直接被排氣的高溫引爆發(fā)出“砰砰砰”的聲音。
如果是想獲得更炸裂的“噼里啪啦”放炮聲，則需要將ECU設(shè)定成松開油門會繼續(xù)噴油的邏輯。這樣一來，無論是原地轟油門，還是在路上行駛，你只要一收油，ECU就會給出繼續(xù)噴油的指令，而多噴出的汽油便會在活塞的慣性運動推動下，進(jìn)入到排氣系統(tǒng)中。此時，在車輛轉(zhuǎn)速下降的同時，排氣管還能發(fā)出炸裂的“砰砰”放炮聲。不過需要注意的是，普通排氣可受不起頻繁的汽油爆燃操作，所以要想隨心所欲地放炮，還得改裝排氣才行。
雖然排氣放炮已經(jīng)從曾經(jīng)的功能性用途，變?yōu)榱巳缃竦姆諊鸂I造用途。但有一點是不曾改變的，那就是男人的童心。十幾年過去了，孩童時代偏時點火所帶來的震撼，依舊響徹在我們耳畔，并指引著我們在新的時代，繼續(xù)追尋著只有內(nèi)燃機(jī)才能迸發(fā)出的“啪啪啪”！
