Feb 10, 2023 留言

汽车火花塞的作用有哪些?

所有汽油发动机都有火花塞,每个气缸一个。个别高速汽油发动机每缸也有两个火花塞。火花塞虽然很小,但极其重要。没有它,发动机就无法运转。经常开车的人对这个装置一定很熟悉。
火花塞的作用是把点火线圈产生的高压(10000多伏)引入发动机气缸,在火花塞电极间产生火花,点燃混合气。火花塞的工作环境极其恶劣,就拿普通四冲程汽油机的火花塞来说,在进气冲程时温度只有60度,压力为90KPa;在点火燃烧时,温度会瞬间升到3000度,压力达到4000KPa;淬火、加热的交变频率很高,不是普通材料可以应付的,同时还要保证绝缘性能,所以对火花塞的材料要求也很严格。
火花塞虽小,但其构造却不简单,它有绝缘体和金属外壳两大部分:金属外壳上有螺纹,可以旋入气缸内;外壳内装有绝缘体,绝缘体上连接有中心电极,中心电极上端装有接线螺母,可以连接配电盘上的高压线;外壳下端焊接有接地电极,中心电极与接地电极之间有0.6-1.0毫米的间隙,当高压电通过此间隙进入地面时,就会发出火花,点燃混合气。
火花塞的关键部件是绝缘体,如果绝缘体不工作,高压电就会“走一条路”,不经过两极就进入地面,造成不起火花。火花塞的绝缘体必须具有良好的机械性能,还要有耐高压、耐高温冲击和耐化学腐蚀的能力。普通火花塞多采用氧化铝基陶瓷制成,火花塞尺寸在全世界统一,任何车辆都可以使用。但由于汽油机型号不同,火花塞基本有冷型和热型两种。冷型是相对于热型而言的,反映的是火花塞的热特性。火花塞要有适当的温度才能很好地工作,没有积碳才能正常工作。实践证明,当火花塞绝缘体保持在500-600度的温度下时,落在绝缘体上的油滴可以立即燃烧,而不会形成积碳。 高于这个温度就会提前点火,低于这个温度就会产生积碳。不同的发动机上这个温度会有所不同,所以设计者利用绝缘体裙部的长短来解决这个问题。有的裙部较短,受热面积小,散热快,因此裙部温度较低,称为冷型火花塞,适用于转速较高,压缩比较高的大功率发动机;有的裙部较长而细,受热面积大,散热较慢,因此裙部温度较高,称为热型火花塞,适用于中低转速,压缩比较低的小功率发动机。您的车上所用的火花塞要根据厂家的规格来选择,并不是所有的火花塞都适用。
火花塞看上去简单,但制作起来却并不容易,对材料和制造技术的要求非常高。由于工作环境非常恶劣,火花塞绝缘体经常破裂,电极积碳故障也时有发生,所以属于“易损件”。很多司机的工具箱里都有火花塞,随时可以更换。当然,随着技术的发展,火花塞的耐用性也提高了,用铂合金作为电极材料替代了传统的铜镍合金,延长了火花塞的使用寿命。现代轿车火花塞的使用里程在5万公里左右。
选择火花塞要考虑的因素很多,例如发动机型号、冷却方式、冲程数、燃油等级、环境温度及常用工况条件等。一般摩托车、汽车出厂时火花塞型号已经确定,在安装尺寸一致的情况下,用户可根据环境温度、路况、新旧机器的热值大小来选择火花塞。例如国产火花塞在标准条件下,热值型号一般为6级,当​​气温低于5度时,应选用热值较低的火花塞,以保证火花塞裙部的工作温度。对于老款发动机,可选用热值较低的火花塞,以抵抗因零件磨损、窜油对火花塞的污染。
很多时候发动机冷启动或热启动都困难,有时需要启动多次才能启动,落地后怠速不稳,抖动,加速不良,动力不足,怠速自动熄火频繁,油耗增加,这是火花塞损坏导致的。
首先检查故障,清洗节气门、更换火花塞、高压线后故障现象无好转,开空调时故障现象更加明显。接上油压表进行试验,怠速抖动停止时,油压保持在260kPa,说明供油正常;用切缸法检查各缸点火及工作状态,拆下第1缸高压线,换上良好的火花塞进行点火试验,发动机虽然抖动但不熄火;但拆下2、3、4缸高压线进行点火试验时,发动机启动困难,即使偶尔启动也会自动熄火,判定为1缸火花塞工作不正常。
其次进行故障排除,更换新的1缸火花塞后,故障彻底排除。
最后通过对该车型点火系统数据的故障分析和验证,得知该车采用的是模块化、无分电器、双火花静态高压分配点火系统。静态高压分配体内有两个点火线圈,每个点火线圈次级有两个输出端,通过高压线与各缸火花塞相连,组成双点火回路。点火线圈正常点火时,若两个火花塞间隙正常,工作缸处于压缩上止点,可燃混合气压力压缩,火花塞电极间形成的阻抗较小,容易击穿点火,点火功率会集中在工作缸的火花塞上进行点火;由于另一缸处于排气上止点,缸内气体形成的阻抗较大,不易击穿点火,从而保证了动力缸的正常点火。 当一个火花塞发生短路时,火花塞击穿电压降低,大部分电能通过故障火花塞损失掉,造成另一缸不能点火,造成两个缸工作不良,发动机不容易启动;当一个火花塞发生断路时,由于火花塞击穿电压过高,点火能量会通过正常的火花塞跳转,所以对面的另一个缸仍能正常点火,发动机的3个缸都能正​​常工作,所以稳定性和动力性很差。

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