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火花塞结构、材质对性能、寿命的影响

来源:火花塞品牌实验室 发布时间:2017-06-03 16:06:57 浏览:
[摘要] 火花塞的结构由绝缘体和金属壳体两大组成部分,对于火花塞的工作环境温度要求是非常高的,火花塞要有适当的温度才能工作良好,火花塞的设计是属于“冷型”还是“热型”直接决定了它自身的热值的高低和散热能力,火花塞散热既不能太大,也不能太小,要确保火花塞的工作温度。
一、火花塞结构:它有绝缘体和金属壳体两大组成部分

由中心电极、线柱芯、陶瓷绝缘体、导电玻璃等组成。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。

火花塞的构造分为三部份:

即中央电极、钢体与恻电极、绝缘瓷芯。中央电极由镍或镍合金制成,能承受爆发时的高温。钢体上部制成六角,以便扳手拆装,下部有螺牙,可旋入汽缸头中。绝缘瓷芯包围着中央电极。现在一般都是绝缘体突出端面,更利于散热。中央电极与边电极 (接地电极) 间之间隙称为火花塞间隙,由压缩比,燃烧室形状、火花塞位置等因素决定。

火花塞性能图解
二、火花塞功能:
 
火花塞安装在发动机一侧,火花塞作为发动机点火系统的终端部件,起着至关重要的作用。1把点火线圈产生的高压电(1万伏特以上)引入发动机气缸。2在发动机运转过程中,行车用的12V,24V的低伏电压通过升压线圈的2万到5万伏的升压,再经由分电器分配到需要点火的汽缸。

它根据气体(空气)在一定因素的影响下可发生离解作用而成为导电体的气体放电原理,利用汽油机点火系统所产生的脉冲高电压以击穿火花塞中心电极与侧电极之间所形成的间隙,当间隙被击穿时,由于离子和电子的高速运动而形成高温炽热的电离通道,并产生电弧火花,从而点燃汽油机燃烧室内的压缩可燃混和气体,混合气燃烧膨胀,完成做功行程。

没有火花塞,混合气就无法点燃,发动机也跟本无法运转。发动机性能与火花能量和发火时间有着密切的关系。在保证发动机性能方面起着重要的作用。

火花塞功能

三、火花塞的种类

一)按照热值高低来分

1、火花塞热值:其指其自身所承受热量的散发量。是反映热承受能力和散热能力的一个指标,热值包括1~9九个数字,其中1--3为低热值,,7--9为高热值。原厂的备件火花塞热值一般有5、6、7三种。

2、高热值火花塞:能够大量散热的称为高热值火花塞,也就是冷型火花塞,7--9为高热值热值。它的绝缘体裙部相对较短,受热面积小,由于散热途径比较短,散热相对较多,中心电极温度较低。

3、中热型 4--6为中热值

4、低热值火花塞:相对散热量较小的叫做低热值火花塞,也就是热型火花塞,1--3为低热值热型火花塞(低热值)的绝缘体裙部(火花塞绝缘体以下金属部分)较长,当汽缸内温度布置均匀时,裙部越长,受热面积就越大,传导热量的距离就越长,所以散热少,中心电极温度较高。数值越大,也就越“冷”,这个数值越小,火花塞的散热就越小,也就越“热”。
  
对于火花塞的工作环境温度要求是非常高的,火花塞要有适当的温度才能工作良好,火花塞的设计是属于“冷型”还是“热型”直接决定了它自身的热值的高低和散热能力,火花塞的散热既不能太大,也不能太小,要确保火花塞的工作温度,就必须使缸内混合气温度和火花塞热值设计相匹配。

热值过低会导致火花塞温度升得过高,从而导致异常燃烧爆燃,(过早打火),火花塞电极溶解,,进而导致活塞烧坏,溶解等.使火花塞头部陶瓷烧损,破碎的陶瓷掉入发动机很危险;热值过高火花塞温度变得过低,,易使火花塞头部产生积炭,跑电,打不出火。
 
一般情况下上下落差控制在1个之内,如果落差过大,轻则影响发动机功率输出,重则导致火花塞损坏,进而损坏发动机。

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,低于这个温度有积炭。在不同发动机上的缸内混合气温度不一样,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,自己的汽车用什么火花塞,要按照厂家的规定型号选用,不是什么火花塞都适用的。

在这里打一个比方,比如车子的原厂热值为6,属于冷型火花塞,如果我们在改换火花塞时候由于不注意原厂热值而换上一个热值为4的热型火花塞,那么,在行驶过程中会出现什么样的问题呢?冷型火花塞的散热能力比较强,也就是说,它可以承受相对较高的温度,也就是说车子的发动机产生的热量比较大。

那么,在正常行驶时,这个数值为4的热型火花塞就会因为环境温度过高,自身散热少而烧毁。那假如换成一个更高热值的火花塞,数值为9,这样看来似乎应该不会出现问题,但是数值越高的火花塞,它自身的散热能力也就越大,其实缸内本身没有产生这么高的热量,再加上它的散热性更强,所以就会降低油气混合物的燃烧效率,影响发动机功率,并产生积碳。
  
一般来说低热值(热型)火花塞中心电极的温度很容易上升,适用于低速,低压缩比的小功率发动机和低速行驶情况下那些在城市里走走停停的车辆。原因是可以达到自我清洁的温度,燃烧产生的碳很难附着在火花塞的绝缘体上,防止积炭。

高热(冷型)中心电极的温度不易上升,火花适用于高速高压缩比的大功率发动机和在长时间保持高转速运转经常跑高速、跑长途的车辆。原因防止火花塞过热产生炽热点火。当气温低于5℃时,就应选用热值再低一级的火花塞以保证火花塞裙部的工作温度。