火花塞間隙:定義和使用手冊

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所屬分類:汽油機

火花塞間隙是指火花塞中心電極與接地電極間的間隙距離。一般火花塞的間隙間距為0.6~1.3mm之間;火花塞間隙越大點火時產生的電弧就越長,更容易點燃氣缸中的混合氣體,動能自然也就更大。

火花塞間隙如過大或過小,應壓下或撬起側電極,調整到規定范圍內。

具體火花塞間隙大小主要根據高壓線圈輸出電壓的冗余量來確定,從理論上講,間隙越大,電弧越長,點火能量越大。間隙在一定范圍內,增大的有利于點火能量增大。

火花塞間隙

火花塞間隙

但是由于間隙越大點火時擊穿空氣需要的電壓也較大,所以不同的發動機相匹配的火花塞間隙各有不同。選對正確的火花塞間隙才能讓發動機發揮更好的功能。

火花塞間隙過大

如果超出了高壓線圈輸出高壓電的冗余量,就事得其反,不僅不能提高火花塞點燃混合氣的能量,反而會因高壓電不足,造成火花塞丟火。

同時也會使高壓線,特別是高壓線圈長時間處于超負荷運行,輕者輸出電壓不能使火花塞有效地擊穿混合氣放電,嚴重時會造成點火線圈因超負荷而發熱,使內部短路或斷路而損壞。

由于適當增大火花塞間隙能夠提高點火能力且可以節油,所以駕駛員把間隙調的偏大。但經長期使用會造成內燃機火花塞電極損耗,使間隙過大。

間隙大點火強,火花越強則氣缸內的混合燃料充分燃燒,可讓機體易于起動、燃燒完全,一定程度上也更省油。通常情況下壓縮比越大、點火強度要求高(電壓高)的發動機但要求的間隙較大,“大”的標準則依照制造廠相關標準說明。

選用標準(當中還包括熱值等)不對,間隙超過最大間隙,可導致點火困難、加速無力、耗油增大的多種可能。此外還有可能造成偶發性斷火(失火)現象,動力工況異常,燃燒不完全,尾氣染污加大等。

汽車發動機的火花塞,通常25000-30000公里換一次,最長時盡量40000-50000公里更換。

火花塞工作時間長了,由于火花消耗,兩極間的間隙越來越大,需要的跳火電壓越來越高。實驗得知,每增加1毫米間隙,跳火電壓增加7千伏。個別車輛火花塞跑七八萬了間隙已達五六毫米還不換火花塞,直接導致高壓線跑電,點火線圈損壞,點火模塊損壞。

平時打車一打就著。天氣突然降溫,冷車打不著火,往往是火花塞間隙過大引起的。火花塞工作環境比較艱苦,高溫高壓,兩極間金屬消耗很快。普通火花塞三萬左右就應該檢查調整火花塞間隙,清理污垢。由于使用了這個里程的火花塞存在的污垢難于清理,所以現在大部分車友直接更換了。

火花塞長時間在大間隙狀態下工作,需要較高的點火電壓,導致高壓線,點火線圈,點火模塊工作負荷大,縮短壽命或損壞。一般跑三萬左右的車感覺耗油量增加,點火不如以前,車沒有原來有勁,往往是間隙過大,火花塞污染引起的。鉑金火花塞耐高溫,消耗慢,不易污染,省油,壽命長。

將點火線圈所產生的脈沖高壓電引進燃燒室,利用電極產生的電火花點燃混合氣,完成燃燒。

有一些車輛在前一天使用中技術狀況良好,但停了一天后卻啟動困難,甚至不能啟動。檢查啟動裝置無故障,分缸高壓火正常,化有器喉管處有汽油,正時也未錯 亂。不踩油門,常有發動的征狀;踩下油門啟動,反而連發動的征狀也沒了。拆下火花塞檢查,發現電極間隙偏大。調整電極間隙后,就能順利啟動了。

這樣,在冷車啟動時,點火系稍 有故障火花塞就不能跳火引燃混合氣。至于不踩油門會有發動征狀,那是因為節氣門開度小,汽缸進氣量小,混合氣較稀,跳火容易所致。

過小

火花塞間隙過于小,也不好,不能充分施放高壓電,致使其點燃混合氣的熱量不夠,造成燃料燃燒不充分,使發動機功率明顯下降。

如間隙過小可能導致起動困難甚至起動不了、點火時間過早、爆燃(振)、噪音大、尾氣重等多種不良。

為什么要調整火花塞間隙

我們做汽車維修的都知道,氣缸的工作環境是非常惡劣的,高溫、高壓,火花塞的每一次跳火還會產生數萬伏的高壓電,長久以往,被直接電擊的兩個電極會因高壓電的不斷摩挲而產生缺口(像瓜子牙一樣),從而造成兩個電極間隙變大,使點火強度變弱,所以要調整火花塞間隙。

間隙正常,但無法點火

在實踐中有時碰到間隙在規定范圍內,發動機卻不能正常起動工作,間隙超過了這個范圍,反而能起動工作,其原因是:

1.跳火電壓與氣體有關

冬季冷車起動時,氣體分子不容易電離,需要較高的跳火電壓,此時適當調小間隙就容易跳火起動。

2.有的機子因磁鋼退磁

線圈絕緣性能下降等原因;磁電機產生的電壓比較低,此時火花塞間隙只能調得小些,才能擊穿,產生火花。

3.有的機子因活塞、活塞環、缸套等磨損

氣缸壓縮力下降,從而起動困難,工作無力,而磁電機的性能卻很好。此時可將火花塞的間隙適當調大一些,產生的火花就會比原來強些,由于間隙增大了,電弧也長些,因此比較容易點燃氣缸中的混合氣,以改善機子的起動性能和工作性能。

如何調整火花塞間隙?

更換火花塞遇上的難題:新舊火花塞間隙不一樣

買回來新火花塞的螺紋長度和熱值都與舊火花塞一致,但是火花塞的電極間隙差距則比較大。舊火花塞的電極間隙為1.0mm,而新火花塞的電極間隙只有0.75mm。這0.25mm的差距足以讓發動機動力性和經濟性特性產生巨大的不同。電極間隙過大,會使電弧長度變大,但能量減弱,從而會造成氣缸失火;相反電極間隙過小,會使電弧能量增大,但由于火焰核離電極較近,消焰作用明顯,使得混合氣燃燒不完全,增加油耗。

安裝火花塞前的首要任務就是調整火花塞的電極間隙,在此我們僅討論單極火花塞的間隙調整。一般來說,調整火花塞間隙需要一把大的一字螺絲刀以及厚薄規。但 厚薄規這東西不是誰都有的,我們可以用各種銀行卡片來代替。做法如下:把各種卡片往舊的火花塞電極間塞進去,剛好能塞進去(帶點阻力)的卡片就是我們要的 標準卡片。

標準卡片的厚度就是合適的火花塞間隙,我們把標準卡片往新的火花塞電極間塞進去。塞不進去的就需要用一字螺絲刀把側電極撬開一些再測量;如果輕易塞進去了則需要把側電極敲回去一點。

以上方法僅僅適用于使用里程不長的火花塞。火花塞使用里程較長的話,火花塞間隙會增大,因而就不能成為我們的標準參照物。此時,必須根據車輛說明書的火花塞間隙參數,使用厚薄規以及螺絲刀來調整火花塞間隙。

新的火花塞間隙是多少?

新的和已經使用的火花塞間隙都應當調整到汽車廠家規定的間隙:

1、這個間隙對發動機的燃燒過程有直接的影響。一般火花塞的間隙間距為0.7~1.1mm之間;

2、當火花塞跳火時,電極會慢慢地被燒蝕,導致間隙增大。使用過的火花塞間隙比初始安裝時大0.5mm也是正常現象;

3、對于新的火花塞,火花塞電極的兩個表面是光滑平坦的,隨著使用時間的增長,電極會變得圓滑、火花塞間隙也隨著增加;

4、所以調整間隙時,要考慮間隙隨著使用時間的增長而變長;

火花塞點火的過程

首先解釋點火的過程。從火花塞放電到火焰燃燒并不是立刻就燒起來的。一次成功的點火必須經過這三個時期:

1.點燃期:電弧擊穿混合氣并引燃,形成一個微小的火點,這個火點可以形成在從正極到負極間經過電弧的任何位置上。這個時期叫點燃期。

2.擴散期:火點形成后會逐漸變成更大的火點。這時電弧已經消失,火點變成火核。這個時期叫擴散期。

3.燃燒:火核的擴張引燃更多混合氣形成火焰。這個時期也叫蔓延期。

點燃期主要和混合氣密度、放電強度、電極形狀有關。

壓縮比越高混合氣越致密越不容易被點燃;放電電壓越高越容易點燃。但電壓過高會加速火花塞消耗;電極越細越尖越容易點燃,越粗越圓越不易點燃。

點火間隙有一定影響但不是主要的,在正常范圍內理論講每次都可以擊穿混合氣,因為電極的放電曲線并不是肉眼看見的打一下就完了,跳火過程有累計區、放電區、延續區,一般在延續區還會有1~2次小的放電過程。

放電間隙對發動機工況的影響主要是丟火率高低。

擴散期是點燃中最重要的時期,這個時期火核期大小確定了不同間隙和不同電極設計的火花塞在不同轉速下的表現。火核的大小決定最后被同時引燃的混合氣份子數量,決定了混合氣燃燒速度(只是在相對很小的一個范圍內,不要誤解成火花塞可以改變混合氣的絕對燃燒速度)。一般來說火核擴散的越大混合氣燃燒速度越快有利于提高功率,但火核的擴散受火花塞散熱速度和火花塞的點火間隙的影響。

點火間隙對發動機工況的影響

間隙越大火核越大,相對混合氣燃燒速度會快這是好的一方面,為什么火花塞通常都不采用很大間隙呢?這有幾個原因:

1.成本:最常見的火花塞是鎳銅合金,這種材料在熔點、硬度、強度、導電性、耐腐蝕性等方面都不是很出色但相比貴金屬比如銀、金、鉑金、銥金等性能差距不大且價格相當便宜。由于自身特性的不足,電極不能做得很細,除非不考慮使用壽命,所以間隙也不能很大,否則丟火率會很高。

2.氣流的影響:大家都知道點火并不是活塞到上止點才開始點,因為火焰從開始蔓延到完全燃燒需要時間。理論講在火焰完全燃燒時做工最大,如果這時正好活塞處于上止點則會獲得最大效率。

因此火花塞點火時實際上處于活塞上升階段。氣缸內混合氣被活塞擠壓形成的湍流極其猛烈,這會把剛形成的火核吹滅,從而造成點火失敗。

這種情況下大間隙火花塞不如小間隙的可靠。

3.轉速的影響:發動機轉速越低每次做工沖程的時間越長同時相對湍流會弱一點。反之轉速越高時間越短湍流越強。

內燃機轉速越高點火角越大,因此在高轉速時失火率對發動機功率輸出的影響非常大。通常2000 rpm時點火角十幾二十多度,6000 rpm 時要四十多度甚至接近五十度。。

所以火花塞的選擇應該看發動機特性和自己的駕駛習慣。

轉速低的用大間隙火花塞有利于提升低扭,而轉速高的應該用小間隙盡可能降低丟火率獲得較好功率。

除此之外火花塞的點火位置也對動力輸出有影響。一般小功率或者低壓縮比發動機用的火花塞電極伸出較多,這樣有利于從燃燒室中心點火便于混合氣均勻燃燒,大功率高壓縮比發動機火花塞伸出長度短,火焰更接近缸蓋便于散熱,燃燒室溫度高會有更大的爆震傾向,電腦會自動推遲點火角,點火角的降低終究會降低功率輸出。這一點我們通過火花塞就可以看出來這臺車的基本性能了,而且現在大部分新車的車型是直噴發動機,我們也可以看到火花塞的電極伸出也比較短一些。

各品牌火花塞間隙值的表示方式

間隙十分影響火花塞的性能,所以不同的車型須使用廠家推薦的間隙值,不可過大過小。各品牌火花塞都有型號,通常在型號末尾用數字或字母代表間隙值。

博世——在型號末尾使用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)直接省略不標,實際看到很多型號不標明間隙值。

NGK——在型號末尾或第2次數字出現的地方,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)直接省略不標。

電裝——在型號末尾或第2次數字出現的地方,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)直接省略不標。銥金款型號不標明間隙值。

火炬——在型號末尾或第2次數字出現的地方,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)直接省略不標。

極燃——極燃是雙間隙火花塞,和傳統間隙值轉化對應,在型號末尾使用330、440、550、770依次表示第二間隙為0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.7mm。

影響火花塞間隙大小的因素有什么

進氣形式:自然吸氣發動機間隙通常大于等于0.8mm,渦輪增壓發動機間隙通常小于等于0.8mm。
壓縮比:理論上壓縮比越大,間隙需要越小,具體由發動機整體參數及標定確定。
點火線圈: 理論上點火線圈能提供的能量越高,擊穿電壓越高,間隙可以適當放大,渦輪增壓發動機除外,具體由發動機整體參數及標定確定。

電極材質:銥金鉑金材質由于電極細,容易放電,理論上可以適當變大,具體由發動機整體參數及標定確定。

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