姚鴻博

摘要：本文通過車輛汽油發(fā)動機(jī)對點火系統(tǒng)中火花塞的性能要求，闡述了火花塞的結(jié)構(gòu)特性、選配及故障分析等方面，從而正確使用和維護(hù)火花塞，使其滿足使用要求，有效提高汽油發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。

關(guān)鍵詞：火花塞;選配;檢修

中圖分類號：U471 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

火花塞是汽油發(fā)動機(jī)點火系統(tǒng)的最終執(zhí)行器，點燃汽油混合氣，使其產(chǎn)生強(qiáng)勁推力?；鸹ㄈぷ鳡顩r影響發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性3大性能指標(biāo)?；鸹ㄈ前寻l(fā)動機(jī)點火線圈產(chǎn)生的高壓電引入氣缸內(nèi)部，通過本身的間隙產(chǎn)生火花放電后，點燃可燃混合氣，同時起到氣缸密封的作用?；鸹ㄈ麜r性能和與發(fā)動機(jī)匹配程度是最值得關(guān)注的內(nèi)容，也是直接影響到發(fā)動機(jī)性能的地方。

火花塞的點火能量和熱特性是影響其工作狀況的重要因素，火花塞要有足夠的點火能量和適應(yīng)高溫高壓的工作環(huán)境。要想使可燃?xì)怏w充分良好的燃燒，使發(fā)動機(jī)發(fā)出應(yīng)有的功率，對火花塞的點火性能要求就十分嚴(yán)格，必須穩(wěn)定可靠?；鸹ㄈg隙之間的跳火應(yīng)具備一定的能量，包括火花能量、火花電壓、火花電流以及火花持續(xù)時間。實驗證明，在一定范圍內(nèi)，隨著火花能量的增大，其點火性能越好。點燃混合氣所須的最低能量，與混合氣的濃度、成分、火花塞電極間隙、電極形狀和積炭情況等有關(guān)。發(fā)動機(jī)正常工作時，由于混合氣壓縮結(jié)束后的溫度已接近其自然溫度，所須的火花能量很小，一般是1-5J。在發(fā)動機(jī)啟動、怠速及節(jié)氣門突然打開時，則須較高火花能量，一般為50 - 80 J。目前采用高能點火裝置的，一般為80 - 100 J的能量。

火花塞具有不同的熱特性，分別用于不同的工作條件下。發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，火花塞中心電極熱量遠(yuǎn)大于側(cè)電極，因為側(cè)電極通過螺紋安裝在氣缸體上，比中心電極散熱快。火花塞的熱特性主要取決于絕緣體裙部的長度。裙部長的火花塞，受熱面積大，散熱難，工作溫度高，這樣的火花塞是熱型火花塞;反之，裙部短的火花塞就是冷型火花塞?；鸹ㄈ麩崽匦缘谋硎痉椒ㄒ话阌脽嶂?，熱值是指火花塞散掉所吸熱的程度，值越大，表示火花塞越冷。

火花塞熱特性由火花塞群部長度標(biāo)定的熱值表示為1 -11，1 -3為熱型火花塞，4-6為中型火花塞，7-11為熱型火花塞[1]?！銇碚f，低轉(zhuǎn)速和低壓縮比的小功率發(fā)動機(jī)適合采用低熱的火花塞;而對于高轉(zhuǎn)速和高壓縮比的發(fā)動機(jī)適合用高熱值的火花塞。散熱好的火花塞被大家叫做冷型的火花塞，而低熱值的火花塞，因為散熱能力沒有那么強(qiáng)被叫做熱型火花塞。

1 火花塞的性能

火花塞要承受氣缸高溫高壓氣體的作用，能長時間承受2 000℃左右的高溫，并且自己不能局部過熱或過冷。火花塞裙部溫度應(yīng)保持在500 - 600℃以上，這樣才能使落在絕緣體上的油滴及時燃燒，同時還能承受6 -7 MPa左右的沖擊力。火花塞還能承受燃燒產(chǎn)物的腐蝕作用，產(chǎn)生足夠的點火能量，絕緣良好，最低保證3萬V以上高壓絕緣良好，而且密封眭良好。

火花塞是需要定期進(jìn)行保養(yǎng)、檢查和更換的部件，根據(jù)自己的車型來選擇進(jìn)行的項目。一般來講，不同材質(zhì)有它各自的使用壽命，銅芯是2萬-3萬km，鎳合金芯4萬-6萬km，白金芯8萬km，銥金芯10萬km以上，下面結(jié)合筆者的一些實踐經(jīng)驗，談?wù)劵鸹ㄈ呐溆梅椒ā?/p>

2 火花塞問題常見故障現(xiàn)象

2.1 加速不良

因為火花塞使用時間較長，造成電極磨損嚴(yán)重，使間隙不合適，不能夠提供穩(wěn)定的點火能量，從而導(dǎo)致汽車在加速的時候不流暢，這就需要更換火花塞了。正常的火花塞間隙一般在0.7 - 1.2 mm左右。

2.2 汽車起動困難或無法起動

汽車起動困難說明很可能不只1個氣缸的火花塞出現(xiàn)問題，四缸汽車有2個缸以上工作不正常時，很可能會導(dǎo)致車輛出現(xiàn)無法起動。

2.3 發(fā)動機(jī)怠速時規(guī)律性抖動

發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)時，方向盤能感覺到發(fā)動機(jī)規(guī)律性地抖動。但發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速工作時，抖動現(xiàn)象卻消失，并且踩加速踏板也不再出現(xiàn)。這樣的怠速抖動現(xiàn)象說明火花塞性能已經(jīng)開始減弱，應(yīng)該考慮更換花火塞了。正?；鸹ㄈ慕^緣體裙部及電極呈灰白色、灰黃色或淺棕色（圖1）。如果火花塞有油污或沉積物，火花塞本身并沒有損壞，清除油污和沉積物后可以繼續(xù)使用（圖2）。如果火花塞損壞嚴(yán)重，則應(yīng)找出損壞的原因，排除故障后，更換新的火花塞（圖3）。

配用火花塞時要考慮如下幾點：首先要優(yōu)先選擇原廠同型號的火花塞，如果缺少同型號火花塞時可用其他火花塞代替使用，但基本要求是代用型號的旋入螺紋長度、螺紋直徑及熱值必須與原型號一致。其中，火花塞規(guī)格尤為重要，如果規(guī)格不合適，很可能產(chǎn)生機(jī)械干涉，比如螺紋長度過長就會造成活塞頂火花塞事故。另外，火花塞的熱值是指火花塞的散熱能力，一般壓縮比越高的發(fā)動機(jī)發(fā)熱量越大，需要偏冷的火花塞，就是散熱能力好的;而壓縮比低的用偏熱火花塞。散熱能力直接影響發(fā)動機(jī)的燃燒，如果散熱太強(qiáng)會使火焰很小很弱，延緩蔓延速度，混合氣燃燒并不理想。反之如果散熱不夠，火焰燃燒太快又可能引起爆震，同時由于電極間溫度過高，會比較容易燒蝕火花塞電極[2]。

不要盲目的選擇失火率低的多極火花塞，必須要選擇匹配的火花塞，才能最好的使發(fā)動機(jī)工作，多極火花塞適用于排量大且性能高的發(fā)動機(jī)上。必須特別注意阻抗的匹配，原廠在高壓點火系統(tǒng)上都設(shè)計好一定的阻抗匹配值，所以在更換火花塞時，要避免影響原來點火系統(tǒng)的運作。多缸發(fā)動機(jī)要保證各缸火花塞型號、新舊程度統(tǒng)一。建議成組同時進(jìn)行更換，避免點火性能不一致，因小失大。

火花塞出現(xiàn)故障以后，不要盲目的去更換新的。如果是發(fā)動機(jī)相關(guān)故障原因造成的火花塞損壞或性能下降，我們要用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ扰懦l(fā)動機(jī)的故障后，再來考慮火花塞是否需要更換或可以繼續(xù)使用的問題，否則更換后還會繼續(xù)出現(xiàn)原來故障。

3 火花塞的種類

3.白金尖型火花塞

中心電極和側(cè)電極都覆蓋一層很薄的白金薄膜，白金耐腐蝕，可大大延長使用壽命，可以延長到10萬km以上。還可以改善點火的放電性，這種中心電極直徑減小，電極間隙增大，在使用過程中不必調(diào)整火花塞間隙。

3.2 多極火花塞

側(cè)電極一般為兩個或兩個以上，優(yōu)點是點火可靠，間隙不需經(jīng)常調(diào)整，故在電極容易燒蝕和火花塞間隙不能經(jīng)常調(diào)節(jié)的一些汽油機(jī)上常常采用。

多極火花塞是在傳統(tǒng)火花塞的基礎(chǔ)上研制而成，根據(jù)不均勻電場尖端放電降低放電電壓的原理，將火花塞側(cè)電極制成多個尖端，可以改善汽車發(fā)動機(jī)的工作性能。另外，由于多極火花塞使放電電壓降低了20%以上，因此提高了發(fā)動機(jī)工作的可靠性，延長了發(fā)動機(jī)的使用壽命。

3.3 突出型火花塞

突出型火花塞指的是絕緣體裙部較長，突出于殼體端面以外。它具有吸熱量大及抗污能力好等優(yōu)點，且能直接受到進(jìn)氣的冷卻而降低溫度。

3.4 細(xì)電極型火花塞

此種火花塞電極很細(xì)，特點是火花強(qiáng)烈、點火能力好，在嚴(yán)寒季節(jié)也能保證發(fā)動機(jī)迅速可靠地起動。熱范圍較寬，能滿足多種用途，是應(yīng)用范圍最廣的火花塞之一。

3.5 銅芯寬熱值型火花塞

適用于高速發(fā)動機(jī)，電極導(dǎo)熱性好，熱值較高，一般比普通的火花塞提高10% - 40%，高速時可抑制熱點，使其自潔性能好[3]。

4 火花塞的正確安裝

要保證火花塞正確的安裝，否則不但性能達(dá)不到使用要求，還會造成發(fā)動機(jī)損壞，尤其要注意以下幾點操作：發(fā)動機(jī)充分冷卻后方可進(jìn)行拆裝火花塞，防止高溫燙傷或過熱導(dǎo)致火花塞螺紋受損;更換火花塞之前，應(yīng)先清潔火花塞孔周圍異物灰塵，防止污物落入燃燒室內(nèi)，并用專用火花塞套筒進(jìn)行拆裝;拔下高壓線接頭時應(yīng)輕柔，操作時不可用力搖晃火花塞絕緣體，否則會破壞火花塞密封性能;安裝火花塞之前，要檢查火花塞狀況是否正常，火花塞螺紋、密封墊和周圍要保持清潔、無油污，防止漏電、漏氣及火花減弱等故障;裝配火花塞時，用火花塞套筒將點火嘴對準(zhǔn)螺孔，用手輕輕擰入約螺紋全長的1/3后，再用加力杠桿緊固，若擰動時手感不暢，應(yīng)退出檢查是否對正螺口或螺紋中有無夾帶雜質(zhì)，切不可盲目加力緊固，以免損傷螺孔。

5 結(jié)束語

汽車火花塞的配用直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性的好壞，正確配用火花塞要依據(jù)其類型特點和適用場合進(jìn)行，還要正確分析判斷導(dǎo)致火花塞故障現(xiàn)象的原因，以排除火花塞自身原因造成的故障，確保配用后能夠正常使用。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王愛國，姚知道.《汽車電控技術(shù)原理與檢修》[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2014，1.

[2] 安宗權(quán)，王愛國.《汽車電氣系統(tǒng)檢修》[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.2017，1.

[3] 關(guān)文達(dá).《汽車構(gòu)造》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014，1.