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谈谈火花塞
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汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ...
凡是汽油发动机上都有火花塞,一缸一个,个别的高速汽油发动机每缸还装有2个火花塞。火花塞虽然只有是一只小零件,但它却极其重要,没有它发动机会动弹不得。凡是经常开车的人都会很熟悉这个玩意儿。

火花塞的作用是把点火线圈产生的高压电(1万伏特以上)引入发动机气缸,在火花塞电极的间隙之间产生火花点燃混合气。火花塞的工作环境极为恶劣,以一台普通四冲程汽油机的火花塞为例,在进气冲程时温度只有60℃,压力90KPa;而在点火燃烧时,温度会瞬间上升至3000℃,压力达到4000KPa;这种急冷急热的交替频率很高,不是一般材料所能应付得了,还要保证绝缘性能,因此对火花塞的材料要求也就很苛刻了。

火花塞很小,一只口袋可以放好几只,但它构造不简单。它有绝缘体和金属壳体两大组成部分: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。火花塞关键部分是绝缘体,如果绝缘体不起作用,高压电就会“抄小路”而不经两极入地,造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击,耐化学腐蚀的能力,普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。

火花塞的尺寸是全世界统一的,任何汽车上都可以通用,但由于汽油发动机类型有区别,因此火花塞也会分有二种基本类型,冷型和热型。冷型与热型是相对而言,它反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好,没有积炭才能工作正常。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。在不同发动机上的温度会不一样,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,适用于中低速低压缩比的小功率发动机。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。

普通火花塞都是单极的,但现在还有一种多极火花塞,例如博世(Bosch)公司生产的4极火花塞。这种4极火花塞采用铂中央电极,周围4个接地电极是用稀土金属钇制成。通电时电火花在电极之间来回穿梭跳跃,选择一个阻抗最小的打出火花,好象雷电闪光一样。由于多极火花塞电极之间的面积比单极大,使火花活动范围大,火花能够尽可能多地接触混合气以保证可靠点火燃烧,同时又能保证电极间隙尽可能小,在一般情况下均能够使点火电压形成可靠的电火花。经试车表明这种火花塞寿命长,燃油经济性比普通火花塞高5%。

火花塞这个玩意儿看上去简单,做起来不容易,它对材料及制造工艺的要求十分高,由于工作环境十分恶劣,火花塞绝缘体被击穿、电极积炭失效常会发生,因此它属于“易损件”,有不少司机的工具箱里常备火花塞,以便随时更换。当然,随着技术的发展,火花塞的耐用性也提高了,电极材料使用铂合金来代替传统的铜-镍合金,延长了火花塞的使用寿命,现代轿车的火花塞一般使用里程达十五万公里左右。 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (12/15/2007)
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