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火花塞间隙是指火花塞中心电极与接地电极间的间隙距离。一般火花塞的间隙间距为0.6~1.3mm之间;火花塞间隙越大点火时产生的电弧就越长,更容易点燃气缸中的混合气体,动能自然也就更大。
火花塞间隙如过大或过小,应压下或撬起侧电极,调整到规定范围内。
具体火花塞间隙大小主要根据高压线圈输出电压的冗余量来确定,从理论上讲,间隙越大,电弧越长,点火能量越大。间隙在一定范围内,增大的有利于点火能量增大。
但是由于间隙越大点火时击穿空气需要的电压也较大,所以不同的发动机相匹配的火花塞间隙各有不同。选对正确的火花塞间隙才能让发动机发挥更好的功能。
火花塞间隙过大
如果超出了高压线圈输出高压电的冗余量,就事得其反,不仅不能提高火花塞点燃混合气的能量,反而会因高压电不足,造成火花塞丢火。
同时也会使高压线,特别是高压线圈长时间处于超负荷运行,轻者输出电压不能使火花塞有效地击穿混合气放电,严重时会造成点火线圈因超负荷而发热,使内部短路或断路而损坏。
由于适当增大火花塞间隙能够提高点火能力且可以节油,所以驾驶员把间隙调的偏大。但经长期使用会造成内燃机火花塞电极损耗,使间隙过大。
间隙大点火强,火花越强则气缸内的混合燃料充分燃烧,可让机体易于起动、燃烧完全,一定程度上也更省油。通常情况下压缩比越大、点火强度要求高(电压高)的发动机但要求的间隙较大,“大”的标准则依照制造厂相关标准说明。
选用标准(当中还包括热值等)不对,间隙超过最大间隙,可导致点火困难、加速无力、耗油增大的多种可能。此外还有可能造成偶发性断火(失火)现象,动力工况异常,燃烧不完全,尾气染污加大等。
汽车发动机的火花塞,通常25000-30000公里换一次,最长时尽量40000-50000公里更换。
火花塞工作时间长了,由于火花消耗,两极间的间隙越来越大,需要的跳火电压越来越高。实验得知,每增加1毫米间隙,跳火电压增加7千伏。个别车辆火花塞跑七八万了间隙已达五六毫米还不换火花塞,直接导致高压线跑电,点火线圈损坏,点火模块损坏。
平时打车一打就着。天气突然降温,冷车打不着火,往往是火花塞间隙过大引起的。火花塞工作环境比较艰苦,高温高压,两极间金属消耗很快。普通火花塞三万左右就应该检查调整火花塞间隙,清理污垢。由于使用了这个里程的火花塞存在的污垢难于清理,所以现在大部分车友直接更换了。
火花塞长时间在大间隙状态下工作,需要较高的点火电压,导致高压线,点火线圈,点火模块工作负荷大,缩短寿命或损坏。一般跑三万左右的车感觉耗油量增加,点火不如以前,车没有原来有劲,往往是间隙过大,火花塞污染引起的。铂金火花塞耐高温,消耗慢,不易污染,省油,寿命长。
将点火线圈所产生的脉冲高压电引进燃烧室,利用电极产生的电火花点燃混合气,完成燃烧。
有一些车辆在前一天使用中技术状况良好,但停了一天后却启动困难,甚至不能启动。检查启动装置无故障,分缸高压火正常,化有器喉管处有汽油,正时也未错 乱。不踩油门,常有发动的征状;踩下油门启动,反而连发动的征状也没了。拆下火花塞检查,发现电极间隙偏大。调整电极间隙后,就能顺利启动了。
这样,在冷车启动时,点火系稍 有故障火花塞就不能跳火引燃混合气。至于不踩油门会有发动征状,那是因为节气门开度小,汽缸进气量小,混合气较稀,跳火容易所致。
过小
火花塞间隙过于小,也不好,不能充分施放高压电,致使其点燃混合气的热量不够,造成燃料燃烧不充分,使发动机功率明显下降。
如间隙过小可能导致起动困难甚至起动不了、点火时间过早、爆燃(振)、噪音大、尾气重等多种不良。
为什么要调整火花塞间隙
我们做汽车维修的都知道,气缸的工作环境是非常恶劣的,高温、高压,火花塞的每一次跳火还会产生数万伏的高压电,长久以往,被直接电击的两个电极会因高压电的不断摩挲而产生缺口(像瓜子牙一样),从而造成两个电极间隙变大,使点火强度变弱,所以要调整火花塞间隙。
间隙正常,但无法点火
在实践中有时碰到间隙在规定范围内,发动机却不能正常起动工作,间隙超过了这个范围,反而能起动工作,其原因是:
1.跳火电压与气体有关
冬季冷车起动时,气体分子不容易电离,需要较高的跳火电压,此时适当调小间隙就容易跳火起动。
2.有的机子因磁钢退磁
线圈绝缘性能下降等原因;磁电机产生的电压比较低,此时火花塞间隙只能调得小些,才能击穿,产生火花。
3.有的机子因活塞、活塞环、缸套等磨损
气缸压缩力下降,从而起动困难,工作无力,而磁电机的性能却很好。此时可将火花塞的间隙适当调大一些,产生的火花就会比原来强些,由于间隙增大了,电弧也长些,因此比较容易点燃气缸中的混合气,以改善机子的起动性能和工作性能。
如何调整火花塞间隙?
更换火花塞遇上的难题:新旧火花塞间隙不一样
买回来新火花塞的螺纹长度和热值都与旧火花塞一致,但是火花塞的电极间隙差距则比较大。旧火花塞的电极间隙为1.0mm,而新火花塞的电极间隙只有0.75mm。这0.25mm的差距足以让发动机动力性和经济性特性产生巨大的不同。电极间隙过大,会使电弧长度变大,但能量减弱,从而会造成气缸失火;相反电极间隙过小,会使电弧能量增大,但由于火焰核离电极较近,消焰作用明显,使得混合气燃烧不完全,增加油耗。
安装火花塞前的首要任务就是调整火花塞的电极间隙,在此我们仅讨论单极火花塞的间隙调整。一般来说,调整火花塞间隙需要一把大的一字螺丝刀以及厚薄规。但 厚薄规这东西不是谁都有的,我们可以用各种银行卡片来代替。做法如下:把各种卡片往旧的火花塞电极间塞进去,刚好能塞进去(带点阻力)的卡片就是我们要的 标准卡片。
标准卡片的厚度就是合适的火花塞间隙,我们把标准卡片往新的火花塞电极间塞进去。塞不进去的就需要用一字螺丝刀把侧电极撬开一些再测量;如果轻易塞进去了则需要把侧电极敲回去一点。
以上方法仅仅适用于使用里程不长的火花塞。火花塞使用里程较长的话,火花塞间隙会增大,因而就不能成为我们的标准参照物。此时,必须根据车辆说明书的火花塞间隙参数,使用厚薄规以及螺丝刀来调整火花塞间隙。
新的火花塞间隙是多少?
新的和已经使用的火花塞间隙都应当调整到汽车厂家规定的间隙:
1、这个间隙对发动机的燃烧过程有直接的影响。一般火花塞的间隙间距为0.7~1.1mm之间;
2、当火花塞跳火时,电极会慢慢地被烧蚀,导致间隙增大。使用过的火花塞间隙比初始安装时大0.5mm也是正常现象;
3、对于新的火花塞,火花塞电极的两个表面是光滑平坦的,随着使用时间的增长,电极会变得圆滑、火花塞间隙也随着增加;
4、所以调整间隙时,要考虑间隙随着使用时间的增长而变长;
火花塞点火的过程
首先解释点火的过程。从火花塞放电到火焰燃烧并不是立刻就烧起来的。一次成功的点火必须经过这三个时期:
1.点燃期:电弧击穿混合气并引燃,形成一个微小的火点,这个火点可以形成在从正极到负极间经过电弧的任何位置上。这个时期叫点燃期。
2.扩散期:火点形成后会逐渐变成更大的火点。这时电弧已经消失,火点变成火核。这个时期叫扩散期。
3.燃烧:火核的扩张引燃更多混合气形成火焰。这个时期也叫蔓延期。
点燃期主要和混合气密度、放电强度、电极形状有关。
压缩比越高混合气越致密越不容易被点燃;放电电压越高越容易点燃。但电压过高会加速火花塞消耗;电极越细越尖越容易点燃,越粗越圆越不易点燃。
点火间隙有一定影响但不是主要的,在正常范围内理论讲每次都可以击穿混合气,因为电极的放电曲线并不是肉眼看见的打一下就完了,跳火过程有累计区、放电区、延续区,一般在延续区还会有1~2次小的放电过程。
放电间隙对发动机工况的影响主要是丢火率高低。
扩散期是点燃中最重要的时期,这个时期火核期大小确定了不同间隙和不同电极设计的火花塞在不同转速下的表现。火核的大小决定最后被同时引燃的混合气份子数量,决定了混合气燃烧速度(只是在相对很小的一个范围内,不要误解成火花塞可以改变混合气的绝对燃烧速度)。一般来说火核扩散的越大混合气燃烧速度越快有利于提高功率,但火核的扩散受火花塞散热速度和火花塞的点火间隙的影响。
点火间隙对发动机工况的影响
间隙越大火核越大,相对混合气燃烧速度会快这是好的一方面,为什么火花塞通常都不采用很大间隙呢?这有几个原因:
1.成本:最常见的火花塞是镍铜合金,这种材料在熔点、硬度、强度、导电性、耐腐蚀性等方面都不是很出色但相比贵金属比如银、金、铂金、铱金等性能差距不大且价格相当便宜。由于自身特性的不足,电极不能做得很细,除非不考虑使用寿命,所以间隙也不能很大,否则丢火率会很高。
2.气流的影响:大家都知道点火并不是活塞到上止点才开始点,因为火焰从开始蔓延到完全燃烧需要时间。理论讲在火焰完全燃烧时做工最大,如果这时正好活塞处于上止点则会获得最大效率。
因此火花塞点火时实际上处于活塞上升阶段。气缸内混合气被活塞挤压形成的湍流极其猛烈,这会把刚形成的火核吹灭,从而造成点火失败。
这种情况下大间隙火花塞不如小间隙的可靠。
3.转速的影响:发动机转速越低每次做工冲程的时间越长同时相对湍流会弱一点。反之转速越高时间越短湍流越强。
内燃机转速越高点火角越大,因此在高转速时失火率对发动机功率输出的影响非常大。通常2000 rpm时点火角十几二十多度,6000 rpm 时要四十多度甚至接近五十度。。
所以火花塞的选择应该看发动机特性和自己的驾驶习惯。
转速低的用大间隙火花塞有利于提升低扭,而转速高的应该用小间隙尽可能降低丢火率获得较好功率。
除此之外火花塞的点火位置也对动力输出有影响。一般小功率或者低压缩比发动机用的火花塞电极伸出较多,这样有利于从燃烧室中心点火便于混合气均匀燃烧,大功率高压缩比发动机火花塞伸出长度短,火焰更接近缸盖便于散热,燃烧室温度高会有更大的爆震倾向,电脑会自动推迟点火角,点火角的降低终究会降低功率输出。这一点我们通过火花塞就可以看出来这台车的基本性能了,而且现在大部分新车的车型是直喷发动机,我们也可以看到火花塞的电极伸出也比较短一些。
各品牌火花塞间隙值的表示方式
间隙十分影响火花塞的性能,所以不同的车型须使用厂家推荐的间隙值,不可过大过小。各品牌火花塞都有型号,通常在型号末尾用数字或字母代表间隙值。
博世——在型号末尾使用S、T、U、V、W、X、Y、Z依次表示0.7mm、0.8mm、1.0mm、1.3mm、0.9mm、1.1mm、1.5mm、2.0mm,一般T(0.8mm)直接省略不标,实际看到很多型号不标明间隙值。
NGK——在型号末尾或第2次数字出现的地方,使用6、7、8、9、10、11、13、15依次表示0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm,一般8(0.8mm)直接省略不标。
电装——在型号末尾或第2次数字出现的地方,使用6、7、8、9、10、11、13、15依次表示0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm,一般8(0.8mm)直接省略不标。铱金款型号不标明间隙值。
火炬——在型号末尾或第2次数字出现的地方,使用6、7、8、9、10、11、13、15依次表示0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.3mm、1.5mm,一般8(0.8mm)直接省略不标。
极燃——极燃是双间隙火花塞,和传统间隙值转化对应,在型号末尾使用330、440、550、770依次表示第二间隙为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm。
影响火花塞间隙大小的因素有什么
进气形式:自然吸气发动机间隙通常大于等于0.8mm,涡轮增压发动机间隙通常小于等于0.8mm。
压缩比:理论上压缩比越大,间隙需要越小,具体由发动机整体参数及标定确定。
点火线圈: 理论上点火线圈能提供的能量越高,击穿电压越高,间隙可以适当放大,涡轮增压发动机除外,具体由发动机整体参数及标定确定。
电极材质:铱金铂金材质由于电极细,容易放电,理论上可以适当变大,具体由发动机整体参数及标定确定。