发布于 10-08 21:13:28
火花塞安装在燃烧室内，其功用是将高压电引入燃烧室内，在电极间形成火花，以点燃可燃混合气。由于燃烧室中要承受周期性高温、高压以及燃烧产物的强烈腐蚀，其工作条件恶劣，因而对火花塞提出了较高的要求。
（1）火花塞的工作条件及要求
混合气燃烧时，火花塞下部将承受高压燃气的冲击，要求火花塞必须有足够的机械强度;
火花塞承受着交变的高电压，要求它应有足够的绝缘强度，能承受30kv高压；
混合气燃烧时，燃烧室内温度很高，可达1500～2200℃，进气时又突然冷却至50～60℃，因此要求火花塞不但耐高温，而且能承受温度剧变，不出现局部过冷或过热；
混合气的燃烧产物很复杂，含有多种活性物质，如臭氧、一氧化碳和氧化硫等，易使电极腐蚀。因此要求火花塞要耐腐蚀；
火花塞的电极间隙影响击穿电压，所以要有合适的电极间隙。火花塞安装位置要合适，以保证有合理的着火点。火花塞气密性应当好，以保证燃烧室不漏气；
（2）火花塞结构
在钢质外壳的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，在绝缘体中心孔的上部有金属杆，杆的上端有接线螺母，用来接高压导线，下部装有中心电极。金属杆与中心电极之间用导体玻璃密封，铜质垫圈起密封和导热作用。钢质外壳的上部有便于拆装的六角平面，下部有螺纹以便旋装在发动机气缸盖内，外壳下端固定有弯曲的侧电极。
电极一般采用耐高温、耐腐蚀的镍锰合金钢或铬锰氮、钨、镍锰硅等合金制成，也有采用镍包铜材料制成，以提高散热性能。火花塞电极间隙多为0.6～0.7mm，电子点火其间隙可增大至1.0～1.2mm。
火花塞与气缸盖座孔之间应保证密封，密封方式有平面密封和锥面密封两种。平面密封时，在火花塞与座孔之间应加装铜包石棉垫圈；锥面密封是靠火花塞壳体的锥形面与气缸盖之间相应的锥形面进行密封。
（3）火花塞的热特性
若使火花塞工作性能良好，必须使火花塞保持在适当的温度范围内。火花塞工作过程中，温度过低时，则燃油不完全燃烧所产生的积炭就会沉积在火花塞的陶瓷绝缘体的表面，导致火花塞漏电；温度过高时，火花塞中心电极的温度过高，超过燃油的自燃温度，火花塞不跳火就能将混合气点燃，即混合气的早燃。混合气早燃会造成发动机的输出功率下降，甚至造成活塞顶烧熔。
实践证明，火花塞裙部温度保持在500～750℃时，落在电极上的油滴会被立即烧掉，不会形成积炭，也不会产生是炽热点火。
火花塞温度低于450℃时，则滴在电极的油滴会出现燃烧不完全的现象，则称此温度为火花塞的“自洁温度”；火花塞的温度超过950℃时，将会引起混合气的“早燃”。因此，火花塞的工作温度应在950℃以下。
火花塞的工作温度与发动机的功率、转速、压缩比有关，还与火花塞本身的结构有关。就火花塞本身的结构而言，影响火花塞工作温度的主要是陶瓷绝缘体暴露在燃烧室内的部分，通常将这部分称为火花塞的裙部。在相同的工作条件下，火花塞的裙部越长，内径大，受热面积也越大，其吸收的热量多，因此工作温度高。反之，火花塞的裙部短，内径小，受热面积小，因而工作温度低。
火花塞的热特性通常用热值表示。所谓热值是指火花塞散掉所吸热量的程度。我国以火花塞绝缘体
3的长度来标定火花塞的热特性，用阿拉伯数字表示热值的高低，如表所示。
火花塞裙部长度与热值
|
裙部长度（mm） |
15.5 |
13.5 |
11.5 |
9.5 |
7.5 |
5.5 |
3.5 |
|
热值 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
特性 |
热冷 |
||||||
发动机的技术性能不同，火花塞的工作温度也不同。为保证火花塞工作在正常温度下，对于功率小、转速低、压缩比小的发动机，气缸的工作温度低，应采用热值高的火花塞；而对于功率大、转速高、压缩比大的发动机，气缸内的工作温度高，则应采用热值低的火花塞。
在汽车正常工作期间，如果经常因火花塞积炭而断火，就可能是所用火花塞太“冷”；如果经常发生炽热点火，则可能是所用火花塞太“热”。
（4）火花塞类型
为保证火花塞的可靠点火，现代汽车上采用了各种类型的火花塞。
多极火花塞：
多极火花塞的侧电极一般两个以上，其优点是点火可靠，电极间隙不需要经常调整。此类火花塞在一些对点火要求较高的发动机上采用。
突出型火花塞：突出型火花塞的绝缘体裙部较长，突出于壳体端面之上，具有吸收热量大，抗污能力强的优点。工作过程中，直接受到进气的冷却，不易产生炽热点火，热适应范围宽，应用范围较广。
细电极型火花塞：
此类火花塞电极极细，其特点是火花强烈，点火能力强，在寒冷条件下也能保证发动机迅速可靠起动，热范围较宽，能满足多种用途。
铜芯电极型：
火花塞内部的电极导热性好，热值较普通火花塞提高10%～40%，高速时能限制炽热点火。火花塞裙部加长，使热值的下限拓宽，同时也提高了电极的耐油污、抗烧蚀能力。
电阻型：
为了抑制点火系对无线电的干扰，在火花塞内装有5～10KΩ的电阻。
多极火花塞、突出型火花塞、细电极型火花塞、铜芯电极型、电阻型火花塞的结构如图所示。
根据ZBT37003—89《火花塞产品型号编制方法》的规定，火花塞型号由三部分组成。
第一部分用汉语拼音字母表示火花塞的结构类型和主要尺寸，其字母的含义见表。
火花塞结构类型及主要尺寸
|
字母 |
螺纹规格 |
安装座形式 |
螺纹高度（mm） |
六角边距（mm） |
|
A |
M10×1 |
平座 |
12.7 |
16 |
|
C |
M14×1.25 |
平座 |
12.7 |
17.5 |
|
D |
M14×1.25 |
平座 |
19 |
17.5 |
|
E |
M14×1.25 |
平座 |
12.7 |
20.8 |
|
F |
M14×1.25 |
平座 |
19 |
20.8 |
|
(G) |
M14×1.25 |
平座 |
9.5 |
20.8 |
|
(H) |
M14×1.25 |
平座 |
11 |
20.8 |
|
(Z) |
M14×1.25 |
平座 |
11 |
19 |
|
J |
M14×1.25 |
平座 |
12.7 |
16 |
|
K |
M14×1.25 |
平座 |
19 |
16 |
|
L |
M14×1.25 |
矮型平座 |
9.5 |
19 |
|
(M) |
M14×1.25 |
矮型平座 |
11 |
19 |
|
N |
M14×1.25 |
矮型平座 |
7.8 |
19 |
|
P |
M14×1.25 |
锥座 |
11.2 |
16 |
|
Q |
M14×1.25 |
锥座 |
17.5 |
16 |
|
R |
M18×1.25 |
平座 |
12 |
20.8 |
|
S |
M18×1.25 |
平座 |
19 |
(22) |
|
T |
M18×1.25 |
锥座 |
10.9 |
20.8 |
注：（）表示是非标准保留产品，不推荐使用。
第二部分用阿拉伯数字表示火花塞的热值。数字越大，表示火花塞越“冷”。一般地说，1、2、3为热型火花塞，4、5、6为中型火花塞，7以上为冷型火花塞。
第三部分用汉语拼音字母表示火花塞派生产品结构特征、发火端特征、材料特性及特殊技术要求。其顺序、代号的含义见表。在同一产品的型号中，如果需要多个字母，须按表中的顺序使用。
火花塞派生产品特征和材料特性
|
顺序 |
字母 |
特征和特性 |
顺序 |
字母 |
特征和特性 |
|
1 |
P |
屏蔽型 |
7 |
H |
环形电极型 |
|
2 |
R |
电阻型 |
8 |
U |
电极缩入型 |
|
3 |
B |
半导体型 |
9 |
V |
V形电极型 |
|
4 |
T |
绝缘体突出型 |
10 |
C |
镍铜复合电极 |
|
5 |
Y |
沿面跳火型 |
11 |
G |
贵金属电极 |
|
6 |
J |
多电极型 |
12 |
F |
非标准型 |
