火花塞的作用

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所屬分類:汽油機
摘要

汽油機在壓縮沖程末端,火花塞發揮作用:產生電火花,引燃空氣和汽油的混合氣。燃燒的混合氣推動活塞向下止點運動,這是火花塞的作用。為了讓汽車火花塞發揮最佳性能,火花塞的兩個電極之間的電壓要合適,火花塞間隙也要合適。

汽油機在壓縮沖程末端,火花塞的放電作用產生電火花,引燃空氣和汽油的混合氣。燃燒的混合氣推動活塞向下止點運動,這是火花塞的作用。為了讓汽車火花塞發揮最佳性能,火花塞的兩個電極之間的電壓要合適,火花塞間隙也要合適。

火花塞的俗稱是火咀。在內燃機運行過程中,火花塞的兩個電極上不斷作用高壓導線傳入的高壓脈沖。高壓脈沖會擊穿火花塞兩電極間的混合氣,同時產生電火花,這樣汽油機缸內的混合氣就會被引燃。

火花塞

火花塞

火花塞由絕緣體和金屬殼體兩大部分組成:金屬殼體帶有螺紋,用于擰入氣缸;在殼體內裝有絕緣體,它里面貫通著一根中心電極,中心電極上端有接線螺母,連接從分電盤過來的高壓電線;在殼體的下端面焊有接地電極,中心電極與接地電極之間有0.6-1.0毫米的間隙,高壓電經過這個間隙入地就會迸發出火花點燃混合氣。

火花塞是以內燃機為動力的汽車中點火系統的關鍵部件。并且,火花塞在發動機的缸蓋上安裝著,從發動機的外面看,智能看到火花塞的導線,容易被汽車車主忽略。

然而,火花塞對汽車發動機的多方面產生決定性作用。例如,油耗、排放、動力性和啟動性能。

火花塞的功能

汽油機上都會裝有火花塞,每個氣缸上至少安裝有一個,有的發動機上會安裝兩個。

火花塞的主要作用:一是在燃燒室內產生火花,點燃混合汽產生動力。火花塞點火過程中,從點火線圈透過分電盤經導線而供給火花塞的高壓電約2萬至3萬伏特,因此,火花塞的電極會在火花放電過程中逐漸被銷蝕;此外,火花塞的電極經常處于高溫的燃燒室中,同時燃燒爆發的壓力會超過45個大氣壓力,環境比較惡劣。這就對火花塞的品質和耐用性提出了非常高的要求。

火花塞的選擇

通常情況下,以汽油機為動力的車輛在使用一段時間后,會出現動力減退、排放廢氣增多或耗油量大增的癥狀。這時,原因可能不是發動機質量不佳,或是老化,而又很大可能是火花塞老化引起的。

火花塞的材料與工藝會直接影響到其使用壽命。低質量的火花塞,在汽車行駛2000公里時就可能有絕緣體被擊穿、電極積炭失效的情況,需要更換。而高質量的火花塞能讓汽車行駛15萬公里。

所以,應該了解車子所使用的火花塞的工作效能和期限,對整車的使用是十分重要的。

火花塞的品質與價格有關系,但不是越貴越好,能與車子匹配才是最好的。目前國內汽車火花塞市場良莠不齊,從幾元到上百元的都有。在更換火花塞時,不能只以是否能正常點火為準則,更要重視火花塞的質量和與發動機的匹配,避免讓發動機遭受不必要的損耗。

現在進口的火花塞品牌主要有日本的電裝、NGK,美國的輝門、冠軍,德國的博世、貝魯,國產的比較有名的是湘火炬。

博世是許多維修店經常推薦的牌子,但目前在國內流通的博世火花塞全部是國內OEM產品,質量跟原廠的有一定差距,而且由于博世名氣大,經常有假冒品充斥其中,因此車主要格外小心。

據了解,德國火花塞專業制造商貝魯(BERU)近期進入中國市場,而BERU這個品牌對于大多數國人來說都很陌生,但其實現在中國大陸行駛的奔馳、寶馬、奧迪、大眾車系中,大部分應用的是BERU的火花塞,其中絕大部分高級別奔馳(600系列)、寶馬、帕薩特等車型應用的都是BERU出品的火花塞。BERU火花塞具有獨特的4極點火,可形成多達六種不同的點火間隙,因此只須兩種型號,便能滿足目前國內所有車型引擎的要求,大大方便了車主對火花塞的選擇。

火花塞的關鍵參數

消費者如果要自行更換火花塞,原廠都會建議使用指定的火花塞廠牌及型號(有些車廠的車主手冊只有標示該部品的編號),或可以代用的廠牌及型號。

要注意的是,原廠在高壓、點火系統上都已設計好一定的阻抗匹配值,所以在更換火花塞時,必須特別注意阻抗的匹配,以免影響了原來點火系統的運作。

實際上,只要熱值、規格(直徑、長度、電極長短等)相同者,即使是別的廠牌也可通用,以下是火花塞的兩個關鍵參數。

火花塞熱值

火花塞的工作環境在高達2000℃以上的高溫氣體燃燒室內,所以它吸收的熱量若無法經過適當排放,勢必會造成高溫氧化及熔蝕(燒毀),因此在火花塞的設計上,便不得不考慮散熱的特性。

火花塞分為冷型與熱型,它們是相對而言的,反映了火花塞的熱特性性能。火花塞要有適當的溫度才能工作良好,沒有積炭才能工作正常。

實踐證明火花塞絕緣體保持在500℃-600℃溫度時,落在絕緣體上的油滴能立即燒去不會形成積炭,高于這個溫度會早燃,低于這個溫度則有積炭。

在不同發動機上的溫度會不一樣,設計者就利用絕緣體裙部的長度來解決這個矛盾。

有些裙部短受熱面積小,散熱快,因此裙部溫度低些,稱為冷型火花塞,適用于高速高壓縮比的大功率發動機;有些裙部細長受熱面積大,散熱慢,因此裙部溫度高些,稱為熱型火花塞,適用于中低速低壓縮比的小功率發動機。

針對火花塞所承受的熱負荷(熱量)的散失程度或能力,來表示其承受熱負荷的特性,稱之為熱值,用5-9來表示,數字越大熱值越高,目前國產轎車火花塞的熱值以7為多。

熱值的選擇上,當排除其他系統是否存在問題,或參考常行駛的道路狀況、季節溫度等因素后,如果火花塞經常有積碳一類的情形,即表示火花塞可能過冷,這時可考慮更換較原型號再低一二號的火花塞;如經常有電極快速耗損、爆震等現象,則可以更換高一二號的火花塞。(但是必須先查證其他系統是否存在問題,或參考常行駛的道路狀況、季節溫度等)。

火花塞點火間隙

火花塞上中心電極和接地電極之間的最短距離叫做電極間隙,也叫點火間隙。汽車廠商及發動機制造商指定了相關的最佳電極間隙,及每款車每個引擎都有自己相對應的火花塞的電極間隙。

火花塞間隙

火花塞間隙

一般來說,這個間隙為0.6-1.0mm,不正確的間隙可能對火花塞的機能和發動機的性能產生很多有害的影響:

如果火花塞點火間隙太小,可能造成不點火、運行有噪聲和排氣較差。

如果間隙太大,就要求有更高的點火電壓,以使火花塞能跳過這一間隙,這可能會導致不點火。

火花塞的常見故障

火花塞關鍵部分是絕緣體,如果絕緣體不起作用,高壓電就會“抄小路”而不經兩極入地,造成無火花現象。火花塞的絕緣體必須要有良好的機械性能和耐高壓、耐高溫沖擊,耐化學腐蝕的能力,普通火花塞多采用以氧化鋁為基礎的陶瓷做成。

火花塞嚴重燒蝕:火花塞頂端起疤、破壞或電極熔化、燒蝕,都表明火花塞已經毀壞,應更換。更換時應檢查燒蝕的癥狀以及顏色的變化,以便分析產生故障的原因。

電極熔化且絕緣體呈白色:表明燃燒室內溫度過高。這可能是燃燒室內積炭過多,使氣門間隙過小等引起的排氣門過熱或是冷卻裝置工作不良,也可能是火花塞未按規定力矩擰緊等。

電極變圓且絕緣體結有疤痕:表明發動機早燃,可能是點火時間過早或者汽油辛烷值低、火花塞熱值過高等原因。

絕緣體頂端有灰黑色條紋:這種條紋標志火花塞已經漏氣,應更換新件。

火花塞的分類

由于火花塞材質的不同,火花塞的類型可分為:普通銅芯、釔金、鉑金,銥金、鉑銥合金火花塞等,這些類型的火花塞使用壽命有所不同,對應的更換里程也存在差異,在選擇時要區分清楚。

一般來說,正常使用的情況下,普通銅芯火花塞的使用壽命為3萬公里,而貴金屬材質火花塞的使用壽命為6到9萬公里,不同車型汽車廠商所規定的保養周期不完全相同,所以具體的更換周期也要以汽車廠商的規定標準。不要隨意延長使需要擇機進行更換。

如果發現車輛耗油量增大時,可以考慮是否換個火花塞,一般修理廠會建議兩三萬公里就更換,因為這時火花塞雖然沒有完全損壞,但效能有所下降。其實這是按火花塞的質量而定的,普通火花塞4萬公里換一次,白金、銥金的6~8萬公里換一次即可。如果在汽配城或電商網站自行購買火花塞,一般在幾十元到一百元錢。再找一個可靠的維修店進行安裝,一般來說會收取20元左右的安裝費。安裝過程時間很短,一般可以自己親自查看,這樣既可以省錢還可以避免黑心修理廠把從別人車上拆下來的半新的火花塞再次使用。

上面是對火花塞作用的介紹。

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