火花塞的作用

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所属分类:汽油机
摘要

汽油机在压缩冲程末端,火花塞发挥作用:产生电火花,引燃空气和汽油的混合气。燃烧的混合气推动活塞向下止点运动,这是火花塞的作用。为了让汽车火花塞发挥最佳性能,火花塞的两个电极之间的电压要合适,火花塞间隙也要合适。

汽油机在压缩冲程末端,火花塞的放电作用产生电火花,引燃空气和汽油的混合气。燃烧的混合气推动活塞向下止点运动,这是火花塞的作用。为了让汽车火花塞发挥最佳性能,火花塞的两个电极之间的电压要合适,火花塞间隙也要合适。

火花塞的俗称是火咀。在内燃机运行过程中,火花塞的两个电极上不断作用高压导线传入的高压脉冲。高压脉冲会击穿火花塞两电极间的混合气,同时产生电火花,这样汽油机缸内的混合气就会被引燃。

火花塞

火花塞

火花塞由绝缘体和金属壳体两大部分组成:金属壳体带有螺纹,用于拧入气缸;在壳体内装有绝缘体,它里面贯通着一根中心电极,中心电极上端有接线螺母,连接从分电盘过来的高压电线;在壳体的下端面焊有接地电极,中心电极与接地电极之间有0.6-1.0毫米的间隙,高压电经过这个间隙入地就会迸发出火花点燃混合气。

火花塞是以内燃机为动力的汽车中点火系统的关键部件。并且,火花塞在发动机的缸盖上安装着,从发动机的外面看,智能看到火花塞的导线,容易被汽车车主忽略。

然而,火花塞对汽车发动机的多方面产生决定性作用。例如,油耗、排放、动力性和启动性能。

火花塞的功能

汽油机上都会装有火花塞,每个气缸上至少安装有一个,有的发动机上会安装两个。

火花塞的主要作用:一是在燃烧室内产生火花,点燃混合汽产生动力。火花塞点火过程中,从点火线圈透过分电盘经导线而供给火花塞的高压电约2万至3万伏特,因此,火花塞的电极会在火花放电过程中逐渐被销蚀;此外,火花塞的电极经常处于高温的燃烧室中,同时燃烧爆发的压力会超过45个大气压力,环境比较恶劣。这就对火花塞的品质和耐用性提出了非常高的要求。

火花塞的选择

通常情况下,以汽油机为动力的车辆在使用一段时间后,会出现动力减退、排放废气增多或耗油量大增的症状。这时,原因可能不是发动机质量不佳,或是老化,而又很大可能是火花塞老化引起的。

火花塞的材料与工艺会直接影响到其使用寿命。低质量的火花塞,在汽车行驶2000公里时就可能有绝缘体被击穿、电极积炭失效的情况,需要更换。而高质量的火花塞能让汽车行驶15万公里。

所以,应该了解车子所使用的火花塞的工作效能和期限,对整车的使用是十分重要的。

火花塞的品质与价格有关系,但不是越贵越好,能与车子匹配才是最好的。目前国内汽车火花塞市场良莠不齐,从几元到上百元的都有。在更换火花塞时,不能只以是否能正常点火为准则,更要重视火花塞的质量和与发动机的匹配,避免让发动机遭受不必要的损耗。

现在进口的火花塞品牌主要有日本的电装、NGK,美国的辉门、冠军,德国的博世、贝鲁,国产的比较有名的是湘火炬。

博世是许多维修店经常推荐的牌子,但目前在国内流通的博世火花塞全部是国内OEM产品,质量跟原厂的有一定差距,而且由于博世名气大,经常有假冒品充斥其中,因此车主要格外小心。

据了解,德国火花塞专业制造商贝鲁(BERU)近期进入中国市场,而BERU这个品牌对于大多数国人来说都很陌生,但其实现在中国大陆行驶的奔驰、宝马、奥迪、大众车系中,大部分应用的是BERU的火花塞,其中绝大部分高级别奔驰(600系列)、宝马、帕萨特等车型应用的都是BERU出品的火花塞。BERU火花塞具有独特的4极点火,可形成多达六种不同的点火间隙,因此只须两种型号,便能满足目前国内所有车型引擎的要求,大大方便了车主对火花塞的选择。

火花塞的关键参数

消费者如果要自行更换火花塞,原厂都会建议使用指定的火花塞厂牌及型号(有些车厂的车主手册只有标示该部品的编号),或可以代用的厂牌及型号。

要注意的是,原厂在高压、点火系统上都已设计好一定的阻抗匹配值,所以在更换火花塞时,必须特别注意阻抗的匹配,以免影响了原来点火系统的运作。

实际上,只要热值、规格(直径、长度、电极长短等)相同者,即使是别的厂牌也可通用,以下是火花塞的两个关键参数。

火花塞热值

火花塞的工作环境在高达2000℃以上的高温气体燃烧室内,所以它吸收的热量若无法经过适当排放,势必会造成高温氧化及熔蚀(烧毁),因此在火花塞的设计上,便不得不考虑散热的特性。

火花塞分为冷型与热型,它们是相对而言的,反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好,没有积炭才能工作正常。

实践证明火花塞绝缘体保持在500℃-600℃温度时,落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭,高于这个温度会早燃,低于这个温度则有积炭。

在不同发动机上的温度会不一样,设计者就利用绝缘体裙部的长度来解决这个矛盾。

有些裙部短受热面积小,散热快,因此裙部温度低些,称为冷型火花塞,适用于高速高压缩比的大功率发动机;有些裙部细长受热面积大,散热慢,因此裙部温度高些,称为热型火花塞,适用于中低速低压缩比的小功率发动机。

针对火花塞所承受的热负荷(热量)的散失程度或能力,来表示其承受热负荷的特性,称之为热值,用5-9来表示,数字越大热值越高,目前国产轿车火花塞的热值以7为多。

热值的选择上,当排除其他系统是否存在问题,或参考常行驶的道路状况、季节温度等因素后,如果火花塞经常有积碳一类的情形,即表示火花塞可能过冷,这时可考虑更换较原型号再低一二号的火花塞;如经常有电极快速耗损、爆震等现象,则可以更换高一二号的火花塞。(但是必须先查证其他系统是否存在问题,或参考常行驶的道路状况、季节温度等)。

火花塞点火间隙

火花塞上中心电极和接地电极之间的最短距离叫做电极间隙,也叫点火间隙。汽车厂商及发动机制造商指定了相关的最佳电极间隙,及每款车每个引擎都有自己相对应的火花塞的电极间隙。

火花塞间隙

火花塞间隙

一般来说,这个间隙为0.6-1.0mm,不正确的间隙可能对火花塞的机能和发动机的性能产生很多有害的影响:

如果火花塞点火间隙太小,可能造成不点火、运行有噪声和排气较差。

如果间隙太大,就要求有更高的点火电压,以使火花塞能跳过这一间隙,这可能会导致不点火。

火花塞的常见故障

火花塞关键部分是绝缘体,如果绝缘体不起作用,高压电就会“抄小路”而不经两极入地,造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高压、耐高温冲击,耐化学腐蚀的能力,普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。

火花塞严重烧蚀:火花塞顶端起疤、破坏或电极熔化、烧蚀,都表明火花塞已经毁坏,应更换。更换时应检查烧蚀的症状以及颜色的变化,以便分析产生故障的原因。

电极熔化且绝缘体呈白色:表明燃烧室内温度过高。这可能是燃烧室内积炭过多,使气门间隙过小等引起的排气门过热或是冷却装置工作不良,也可能是火花塞未按规定力矩拧紧等。

电极变圆且绝缘体结有疤痕:表明发动机早燃,可能是点火时间过早或者汽油辛烷值低、火花塞热值过高等原因。

绝缘体顶端有灰黑色条纹:这种条纹标志火花塞已经漏气,应更换新件。

火花塞的分类

由于火花塞材质的不同,火花塞的类型可分为:普通铜芯、钇金、铂金,铱金、铂铱合金火花塞等,这些类型的火花塞使用寿命有所不同,对应的更换里程也存在差异,在选择时要区分清楚。

一般来说,正常使用的情况下,普通铜芯火花塞的使用寿命为3万公里,而贵金属材质火花塞的使用寿命为6到9万公里,不同车型汽车厂商所规定的保养周期不完全相同,所以具体的更换周期也要以汽车厂商的规定标准。不要随意延长使需要择机进行更换。

如果发现车辆耗油量增大时,可以考虑是否换个火花塞,一般修理厂会建议两三万公里就更换,因为这时火花塞虽然没有完全损坏,但效能有所下降。其实这是按火花塞的质量而定的,普通火花塞4万公里换一次,白金、铱金的6~8万公里换一次即可。如果在汽配城或电商网站自行购买火花塞,一般在几十元到一百元钱。再找一个可靠的维修店进行安装,一般来说会收取20元左右的安装费。安装过程时间很短,一般可以自己亲自查看,这样既可以省钱还可以避免黑心修理厂把从别人车上拆下来的半新的火花塞再次使用。

上面是对火花塞作用的介绍。

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