最近为研究多燃料发动机在家做点火器试验，试验各种燃料的点火条件与点火器电路性能。
为普及国内车迷对多燃料发动机的常识，在此公开俺的某些试验内容，仅供版内车友参考。
一、石油液化汽的点火性能：
论点火性能，最好的是液化汽，通常在常温常压下，不到一毫焦的点火能量，即可点燃液化汽。对于各种气态燃料，这里面也有些区别。最好点燃的的是打火机液化汽，其次才是烧饭的罐装石油液化气与汽油的油汽。
点燃油汽所需的能量，与压力、温度、浓度有关。在点火实验台上，当对准一公分长度的电火花提供浓度渐渐增加油汽，可见电弧状态由暗红细线渐渐转变为兰色粗线，当电弧粗到0.5mm后，油汽才能被传播性点燃。
这个办法大致可以实验出燃汽被点燃的背景温度、浓度、压力和电火花能量；对于其它雾状、粉状燃料，也可使用这个办法。不同的是：雾粉状燃料所需要的点火能量比燃汽大几十到上千倍，具体数据看燃料颗粒大小。
通过Ｎ多具体点火试验，确定燃汽是最容易被点燃的、同时也是最危险的燃料。个人观点：以燃汽的点火特性，可用它来帮助发动机完成严寒启动，但在城镇车辆与长途客车上，最好不用液化汽和其它气体来做燃料。
！！注意！！本轻摩天地版主警告：高压电与燃汽爆燃都会造成人身伤害！上述燃汽点火试验内容，若无足够水准与安全措施，请勿随便山寨模仿！切记！！切记！！
二、汽油的点火性能：
汽油的点火性能很好，关键在于汽油的挥发性很强。通常状态良好的汽油机，只需几毫焦的点火能量就能点火启动。如果活塞磨损压缩不良，只要多给点汽油，有五十毫焦的点火能量，就能点燃常温常压下的液态汽油。
以汽油的挥发性能，在热机状态时，即使每次不到一毫焦的点火能量，也可以让发动机运转。但实际点火角效应与点火能量有关，电火花太小会延缓点燃，相当于点火角延迟；所以在高转速时，点火能量不宜太小。
目前的汽油机，因广泛采用CDI点火器，所以启动点火能量很低，遇到低温天气，就不容易点燃油汽。如果采用＊＊直流点火器，即可在启动时得到比平时大十倍的点火能量，不但节油，还可极大提高严寒启动性能。
〔注：在此所说的＊＊直流点火器，电路原理很简单，只是其输出特性与目前的直流点火器有点区别，与前些日子搞出来的ＬＣ点火器也不一样。对此特别适于严寒启动的东东，一时还想不出给怎么样来称呼。〕
三、汽油发动机的点火启动：
发动机的点火性能，按通常说法是：压缩、点火、油汽～～～三要素，但在具体实践应用中，压缩比与点火能量通常已经固定，只有汽油浓度是变化的。当汽缸内的油汽够浓度后，其点火效果通常与使用液化汽差不多。
汽油是一种多成分燃油，其中有些成份挥发较慢；所谓的点火，其实是汽油中那些容易挥发的成份先汽化被电火花点燃，然后才轮到那些挥发较慢的成份参与燃烧。所以为了加快汽油的挥发与燃烧，要求汽油为细雾状态。
汽油在寒冷状态下挥发很慢，为了冷机启动，比较简单的办法是增加汽油的供给量。但在严寒季节，即使汽油加得把火花塞淹了，还是不能点火。所以最好的办法是改进化油器与喉管的结构，增加汽油雾化与挥发的效果。
在没对发动机的压缩比、点火器做出改变之前，可以实质性提高启动性能的措施，只有提高汽油的挥发程度。通常的做法是：提高进气温度，用新鲜汽油，多给些汽油，安装ＷＸ与ＷＨ，（改换干净的火花塞）～～～。
在点火能量与油汽浓度已固定的情况下，压缩比对于发动机的启动性能就比较关键了。但在实际应用中，常有些发动机因活塞磨损或启动转速过慢，最后的实际压缩比还不到理论值的一半，这时候要靠点火能量来弥补。
在前面已实验过，当点火能量超过50mJ时，电火花可点燃常温常压状态下的液体汽油。实际上液体燃油是很难被点着的，这里所谓的点燃，还是靠汽油的挥发性；只是当点火能量增强时，对油汽浓度的要求降低了些。
点火器的输出能量虽然也与气温、火花塞、磁电机启动转速、工作模式～～～有关，但对于启动发动机，因为点火器的输出能量通常已固定，能否启动，只能看实际压缩比与油汽浓度，特别是以燃油的汽化程度为主。
前面说过：电火花可以点着燃料的能量，与燃料颗粒大小有关。如果燃料挥发充分、在空气中浓度适当，即使原始燃料是柴油蜡烛之类，也是燃汽点火状态，很小的电火花就可点着；反之，则需要很大的点火能量。
例如喷射中的柴油与某些粉末状的燃料，几乎是要靠明火才能点燃；虽然我们也可以做出功率很强大的点火器，但电能与火花塞电极的消耗会比较大，不够发动机长期使用，只能做为严寒启动时的杀手锏偶尔用用。
四、关于火花塞的一些实验：
汽油在火花塞打火时，是绝缘材料与可燃油汽的综合表现。沾染燃油或增加了压缩比的火花塞，相当于增加了电极之间的打火间隙，点火能量会表现出强烈很多。因为汽油、柴油比空气绝缘，连油汽都是，会令电弧避开。
有段时间的实验很神秘：为实验柴油点火做了个放电管，但在输入柴油燃汽时，电火花却跑到外面去，当把柴油燃汽向外面吹的时候，电火花又躲到里面去。过了好长时间才知道，不但燃油绝缘，连油汽也比空气绝缘。
所以在试用点火器与火花塞时，在发动机的外壳上，要求可以打出六毫米长的电火花来。理论上的根据现在得到验证：一是油汽比空气绝缘，需要更高的打火电压。二是汽缸里的空气在压缩后，也需要更高的打火电压。
Ｎ多的实验还表明：火花塞电极在沾了油后，暗红细长的电火花会出现蓝白亮点。所以有时候不是哪个火花塞的点火效果好，而是电极上有了微量的燃油；哪怕是连放大镜都看不见的柴油薄膜，都会令电火花增强很多。
火花塞打火强度的增加，也与局部燃油参与燃烧有关。在电火花超强的高温高压下，（电火花中心有三千度的高温，能产生几十个大气压，是一种微型爆震。）电弧起点的燃油被强行汽化点燃，而且是微型爆震性燃烧。
实验表明：当火花塞电极上沾染燃油时，电火花的两端变成兰白色火核，并有明显的爆裂声，但电弧中段还是暗红细线状态。当给电火花送去稀薄燃汽时，整个电火花会变成兰白色粗线状态，并发出明显更强的爆裂声。
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在目前的Ｎ多实验中：虽然电极间隙小使火花塞容易跳火，但点火表现却很微弱；只有当打火间隙增加时，电火花才会表现出点火能量在增强。所以有人会将高压包到火花塞之间添加一毫米空气间隔，以此增强点火能量。
这种现象似乎与高压包的放电特性有关，因为这种情况是在只改变火花塞跳火间隙、没改变点火器与试验电源的条件下发生的。有资料说，电火花在最大跳火间隙时，电感是最强状态；这点与无线电发射理论基本吻合。
为了验证上述理论，我又做了项试验：当使用高温火焰通过火花塞点火电极间隙时，电火花的状态与电极间隙减小是相似的，电火花减弱，爆裂声变小，火花塞变得容易跳火。所以，火花塞又可以当做“点燃传感器”使用。
通过上述实验内容，可以得知CDI点火器的启动点火性能与实际使用状况非常矛盾：如果火花塞电极间隙加大，点火效果比较强些；但磁电机在低转速下提供的电力不足，火花塞电极间隙过大，可能就干脆不跳火了。
若将火花塞电极间隙改小，在启动的低转速状态下是容易跳火了，但火花塞对油汽的点火性能却极大下降，对冷机点火启动也还是不利。在摩托车中，若将火花塞电极间隙调整到1mm还能点火启动，说明点火能量够用。
通过最近一年上述Ｎ多种种实验，表明以前对火花塞点火性能的认识有误区，似乎越是容易打火的火花塞，其实际点火性能越差。所以俺现在非常重视点火能量，不再考虑减小火花塞电极间隙和交流CDI点火系统。
最近这一年的试验还表明，启动汽油机的压缩、点火、油汽～～～三大要素，其中压缩和油汽浓度的足，可以用点火能量来少许弥补；只是欠缺面不要偏差太大，若超出了点火器的能量范围，发动机就不能被启动。
电火花是非常神秘的东东，在过去的Ｎ多实验中，常出现电弧不从尖端放电和绕远路的现象；虽然俺已掌握了一些制造特殊电火花的技巧，但对于Ｎ多奇异电火花现象，出于仪表条件和水准，还是无法实验和解释。
例如，当点火能量加强到一定程度时，火花塞可以不怕沾水，电弧可以在水面上发生。又例如：当外加跳火间隙时，原先在电极上非常均匀平稳的电火花，会变得象旧火花塞那样胡乱跳火。这些现象，都很令人费解。
五、柴油的点火实验：
柴油的点火性能相当差，常规汽油机的点火器根本就对付不了；在常规点火试验中，别说是使用超强劲的直流点火器，即使是拿火柴来点沾湿柴油的纸张，也还需要火柴在油纸上烧半秒钟以上时间，才能缓慢点燃。
由此可以看出，虽然在理论上说柴油的燃点比汽油还要低，但由于其挥发性特差，所以不容易被点燃，是一种相对比较安全的燃料，比较适于大型客车和军矿机车。（但柴油受热后的油汽则另当别论，还是相当危险！）
液态中的柴油，比汽油粘稠很多，很难雾化，通常在被点燃之前有个大量吸热的过程；而且在被点燃的初期，其放出的热量还不够继续点燃表层下面的柴油；所以在内燃机车中，不能用简单方式点燃普通状态的柴油。
从Ｎ多实验来看，柴油的粘度比较大，有点润滑性；虽然超声波可令其快速掺水乳化，但其粘度还是很大，在普通雾化试验中不见丝毫油雾产生。（而汽油则因粘度小，可以当场被超声波雾化，立即被电火花点燃。）
对于柴油来说，即使是用涡旋喷咀对其实施雾化喷射，也没多少成份是可以当场汽化的，只是某些区域的细小油雾比较容易被点燃些。如果不是当场点燃，这些油雾很快就粘到喉管和汽缸壁面上，成为二次液化状态。
所以，若想通过雾化将柴油搞成火花塞可以点燃的可燃油汽，有些难度。用加热法，消耗电能会很大。用音叉震荡法？已有超声波雾化失败的例子。用泡沫管起雾法，对此挥发性这么差的燃油，初步实验已经非常失败。
相比之下，似乎只有压力喷射这一条路；但如果是老式柴油机，在启动时转速特低，燃油泵输出压力会很低，通常喷咀不能喷出良好雾状。在过去，冷机启动多是使用手动泵油；所以，最好是预先有高压的喷油系统。
从理论上来说，柴油雾滴必须很细，点火能量才能降低。这样一来，对喷油系统要求喷射压力很大，喷出的柴油才能很细；对点火系统要求电源很足，点火能量才能很大。对这两个系统都有要求，难度与成本有所增加。
六、关于柴油机的严寒启动：
对于柴油机的严寒启动，加快启动转速显然是不容易做到。有过使用经验的人都知道，在严寒冬季时，柴油机里的润滑油特别粘稠，柴油机的飞轮只能缓慢移动，想快速转动曲轴，需要拿出平时最大输出功率10%的能量。
实际上，为启动柴油机去准备10%功率的启动系统，是件比较高成本的事情；如果是在需要随时随地启动的机车上，配置这样大功率的启动系统将是件比较麻烦和荒唐的事。（但大功率启动系统，目前也很普遍常见。）
比较廉价的办法是：使用直流点火器与火花塞组合成点火系统，在启动时输入燃汽或汽油，等启动成功、发动机开热后，再关闭点火系统。只是这样做在实际使用中有点麻烦，对专业司机还行，不太适于农民简单使用。
为解决这个问题，俺专门做了些试验；目前已做到使用特制的点火器与火花塞，直接点燃常温常压中喷射成雾状的柴油；如果将此试验结果在汽缸里重复，柴油机就不再需要依靠吃力的快速转动压缩来实现启动点火。
以目前初步实验的结果来看，已经有几套方案可以使用火花塞对柴油机实施超低转速的严寒启动，甚至是零转速的人力启动。如果实现，柴油机基本上可以使用不到１%输出功率的启动系统，或者是人力应急启动模式。
在柴油点火方面，前段时间做了不少实验；有些配套部件关系到柴油机实体，其开销对于私人来说比较大些，又没啥技术难度，暂时没去做。对于农村最常见的195柴油机，还有种不用电的新型点火热栓，使用比较简单。
以上述对柴油机严寒点火的实验内容，似乎可以搞出一种新型的电喷供油模式，可以随时随地使用不同的燃油。但实际上柴油与汽油不同，对于柴油之类低燃点燃料来说，只适宜采用缸内临时直喷的供油模式；否则在发动机开热后，汽缸里的油汽会自动提前点火，这对于发动机的正常运转和连杆系统可是很大的麻烦。
其实柴油机靠压缩热量来点火的传统，基本上决定了它必须采用缸内直喷的供油模式；采用些其它的手段，只是针对柴油不容易被点燃的某些特性，在严寒季节，辅助它的启动而已。但通过这些点火实验，已经发现可以改进供油模式，或是改变燃料；例如“夹气喷油”和“提前喷油”，使用煤油或酒精～～等燃料。
既然实验已经证实柴油也可以用电火花来点火，而且是在常温常压的超低转速状态下可以实现点火；那就可以尝试使用其它燃油，反正给高压泵转换燃油比较简单。有火花塞强行点火，启动的压缩就不再那么重要，柴油机就可以不再使用那么高的压缩比。降低压缩比可以使柴油机减轻结构重量、提高转速，向汽油机方向靠拢。
实际上，本来是为了解决柴油机严寒启动问题的点火试验，但现在发现可以改变柴油机的压缩比，有希望引发出新型的燃油内燃机车。关于这类发动机的研究，俺已经进行了很长时间，有过Ｎ多创新设计与实验，但最佳配气模式与最佳供油方案还有待精细试验选择。对于这些超出常规发动机的内容，等以后有了进展再说。下载本文
