一台四缸八火花塞的发动机似乎是多余的……直到你明白其目的不是“增加一倍的动力”,而是为了以更少的损失、更少的爆震、通常还有更少排放来更好地燃烧每一滴燃油。

四缸发动机有八个火花塞意味着什么?
在大多数汽油车中,计算很简单:1个气缸 = 1个火花塞。但在某些设计中,每个气缸会装有两个点火火花塞(或称为“双火花塞”、“双点火”)。实际上,这会在燃烧室内产生两个火焰中心。
这种结构可以通过两种方式工作:
- 同步点火:两个火花塞几乎同时点火,以加速火焰锋面的传播。
- 顺序点火:一个火花塞先点火,另一个稍后点火,具体取决于ECU的转速、负荷和策略,以在不同情况下优化燃烧。
换句话说:四缸八火花塞的发动机不一定是“被迫变得更强劲”。它是一个对燃烧有更多控制的发动机。
为什么会存在这种技术(以及它并不新鲜)
汽车工程很少是出于美观而诞生的。双点火技术很早就出现了,主要用于燃烧室较大、火焰难以传播的发动机中。在旧的设计(以及一些现代设计)中,火焰需要传播的距离可能很长,从而导致:
- 在某些条件下,燃烧会变得缓慢;
- 未完全燃烧的混合气的几率增加;
- 排放和油耗增加;
- 为了弥补而采用更大提前角时,爆震(爆燃)的风险增加。
通过两个布置得当的火花塞,燃烧倾向于更快、更完全。这不是“魔法”:这是燃烧几何学。
为什么有些四缸发动机使用八个火花塞:真实原因
如果你搜索“Why Some 4-Cylinder Engines Use 8 Spark Plugs”,你会找到诸如“为了产生更多动力”这类简单的答案。在某些情况下,这可能是对的。但制造商真正决定在四缸机上使用八个火花塞的原因通常是这些:
1) 更快(更完全)的燃烧
在气缸内,火花塞不会“炸毁”燃料:它会启动一个增长并扩散的火焰核心。在某些燃烧室中,由于以下原因,这种增长可能会很慢:
- 燃烧室的形状和火花塞的位置;
- 湍流和进气道的布局;
- 稀薄燃烧(lean burn)或EGR;
- 负荷和转速的变化。
有了两个点火点,火焰传播的平均路径就缩短了。典型结果是:“剩余”的燃料更少,转化为浓烈的气味、烟灰、碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)。
如果你想深入了解“小部件”如何带来巨大差异,可以阅读品牌机油 vs 自有品牌机油:在巴西真的有区别吗?,因为思考方式是相似的:真正的效率源于细节。
2) 更高的效率和经济性,而无需“铤而走险”
双点火技术最巧妙的用途之一是使发动机能够在以下情况下良好运行:
- 巡航时采用更稀薄的混合气;
- 采用更激进的压缩比;
- 在特定范围内更安全的点火提前角;
- 低转速下的稳定燃烧。
这通常会转化为更低的油耗,并且常常是排放降低,而无需仅仅依赖“增加压力”(涡轮增压)或通过富油混合气来冷却气缸。
3) 降低爆震(敲击)风险
爆震是汽油发动机的“怪物”之一:它会损坏活塞环、使活塞开裂并破坏轴承。当燃烧缓慢时,你通常需要提前更多的点火正时来提高效率。但提前过多会增加爆震风险。
有了两个火花塞,燃烧可以在更短的时间内发生,在关键情况下需要更少的提前角。这有助于将气缸内的压力保持在正确的时间。
如果你喜欢了解点火系统如何发展到现代系统,这里有一个重要的深入探讨:汽车为何用点火线圈组(Coil Pack)取代分电器?这次变革让发动机更强劲、更省油。
4) 更低的排放(“不引人注目的”原因)
许多汽车技术源于一个不那么光彩的原因:环保法规。更完全的燃烧可以减少未燃烧的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)。在某些设计中,双点火有助于在通常会“弄脏”燃烧的条件下保持燃烧稳定。
这就是为什么某些双点火系统在低负荷、怠速和城市交通中进行不同调校的原因,因为这些工况下效率往往会急剧下降。
5) 冗余(是的,这也很重要)
在工程学中,冗余意味着运行的连续性。如果一个火花塞失效,同一个气缸中仍然有另一个火花塞可以使发动机继续运行(可能带有故障,但仍在运行)。这种逻辑非常重要,甚至出现在航空发动机中,可靠性是绝对优先事项。
在现实生活中,这并不意味着你可以忽视维护。它只是意味着,在某些情况下,该系统对局部故障的容忍度更高。
四缸八火花塞的优缺点(不带美化)
双点火是解决方案,不是奇迹。像所有解决方案一样,它会在某些方面付出代价。
| 方面 | 改进之处 | 劣势之处 |
|---|---|---|
| 燃烧 | 燃烧更快、更稳定,在困难条件下失火减少 | 燃烧室、凸轮轴和ECU策略设计更复杂 |
| 油耗 | 低负荷和城市使用中具有节油潜力 | 收益取决于标定;并非在任何使用情况下都“有保证” |
| 排放 | 在特定情况下减少HC/CO | 需要维护的部件更多 |
| 维护 | 一个火花塞损坏时,冗余性可避免发动机立即停机 | 双倍的火花塞数量,在某些情况下还需要更多的点火线圈和更多的人工 |
“隐藏的成本”:加倍的维护和更繁琐的诊断
当发动机有八个火花塞时,你将有(您猜对了):八个火花塞需要更换。根据汽车的不同,可能还有:
- 更多的点火线圈(或更复杂的线圈系统);
- 更多的连接器、线束和潜在故障点;
- 更多的人工时间,特别是当火花塞不易触及。
很多人忽略了一个细节:点火故障不一定总是“火花塞不好”。它可能是点火线圈、喷油嘴、进气泄漏、传感器或燃油质量问题。如果你想避免常见的维修陷阱,这篇文章提供了实用的现实警示:正在让您的机械师变富并危及您安全的维修错误。
更多的点火线圈 = 更多的花费(在某些设计中)
并非所有双点火系统都使用“一个线圈对应一个火花塞”,但许多现代系统倾向于使用独立的点火线圈组。而点火线圈是受热、振动和老化影响的部件。
顺便说一句,在匆忙购买零件之前,有一个警告:火花塞市场充斥着假冒产品。对于八火花塞发动机,损失可能会翻倍。如果你想学习如何识别真实信号,请阅读假冒火花塞:可能烧毁您的发动机并掏空您钱包的隐形骗局。
哪些品牌使用(或仍在使用)四缸八火花塞?
许多品牌都曾因性能、排放、驾驶性和经济性等不同原因尝试过双点火技术。一些著名的例子包括:
- 阿尔法·罗密欧(Alfa Romeo):“Twin Spark”传统已成为几代车型身份的标志,重点关注效率和响应速度。
- 本田(Honda):有些发动机使用双火花塞的顺序点火,以改善不同转速下的燃烧。
- 日产(Nissan):在监管过渡时期,侧重于排放和效率的系统。
- 福特(Ford)(部分设计):针对特定架构改进燃烧的工程解决方案。
- 其他品牌:马自达、梅赛德斯-奔驰,甚至一些美国V8发动机在特定应用中也使用过双点火的变体。
它们有一个共同点,不是“都是跑车”。而是:在当时的设计背景下(燃烧室、压缩比、混合气、排放、成本),存在一个需要解决的燃烧问题。
这能增加动力吗?
有时会。在某些发动机中,两个火花塞可以实现更激进的调校而不会爆震,这可能会转化为更饱满的动力和扭矩。但其主要承诺通常是:效率和控制。
为了避免陷入误区,这样想:如果一台发动机已经拥有了现代燃烧室、良好的喷油控制和强大的点火系统,增加第二个火花塞可能只会带来边际收益,而这些收益无法抵消成本和复杂性。这就是为什么这种解决方案在目前的普通汽车中相对罕见。
如何知道您的汽车是否有八个火花塞?
- 查阅手册或技术规格,查找“每个气缸两个火花塞”、“双点火”(twin spark)、“双点火”(dual ignition)。
- 搜索发动机代码并查看缸盖的图片:许多缸盖会有两个对齐或相对位置的火花塞。
- 留意维修报价单:如果本应是“更换4个火花塞”的费用,而维修店列出了8个,不要急于怀疑,先确认一下。
四缸八火花塞值得拥有吗?
如果您购买的汽车出厂就配备了这种系统,那么正确的问题不是“是否值得”,而是:
- 我是否愿意以正确的方式维护它?
- 我能否获得正确的火花塞并找到了解该系统的维修人员?
- 额外的成本是否符合我的使用需求?
因为从技术上讲,双点火可能是一个真正的优势:它改善了燃烧,在某些条件下使运行更平稳,并可能降低油耗和排放。但在现实世界中,诀窍很简单:火花塞数量翻倍,纪律性也要翻倍。
