解说火花塞一.doc

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1、细说火花塞（一）(图)作者：杨捷　日期：2005-11-1　来源：本网字符大小：【大】【中】【小】——火花塞的结构 火花塞是强制点火式发动机的一个重要元件，与点火系统和供油系统配合使用，在很大程度上共同决定着发动机的性能。了解火花塞的知识和信息，火花塞的演化和发展，火花塞的历史和未来……本栏目从本期开始，连续3期刊登一组系列文章，帮助读者了解火花塞的合理选配，火花塞和发动机故障的关系，火花塞的安装使用…… 自1860年法国人路纳依尔发明世界第一只火花塞以来，火花塞在结构、外观、材料、工艺等各方面都经历了巨大变化，但其工作原理始终如一，即将点火线圈的高压电输入

2、发动机燃烧室，击穿电极之间的间隙，产生火花，引发混合气燃烧。如今火花塞市场品牌、型号繁多，发火端形状各异，但其基本结构没有大的差异。只是由于材料、工艺、性能要求不同，各厂家采用了不同的结构设计，因此，在传统结构基础上又派生出各种变型，于是市场出现了形形色色的火花塞。火花塞的基本结构如图1.1所示，火花塞的主要零件是绝缘体、壳体、接线螺杆和电极。绝缘体必须具有良好的绝缘性和导热性、较高的机械强度，能耐受高温热冲击和化学腐蚀，材料通常是95%的氧化铝瓷。壳体是钢制件，功能是将火花塞固定在汽缸盖上。壳体六角螺纹的尺寸已纳入ISO国际标准。火花塞电极包括中心电极和侧

3、电极，两者之间为火花间隙。间隙的大小直接影响着发动机的启动、功率、工作稳定性和经济性。合理的间隙与点火电压有关。电极材料必须具有良好的抗电蚀（火花烧蚀）和腐蚀（化学—热腐蚀）能力，并应具有良好的导热性。中心电极与接线螺杆之间是导体玻璃密封剂，既要能够导电，也要能承受混合气燃烧的高压，同时保证其密封性。火花塞的结构变形由于火花塞与发动机之间的相互关系，使日新月异的发动机技术必然要促进火花塞的不断创新。让我们通过历史的发展与进步，看看火花塞结构的演化与变迁。1.标准型与突出型火花塞标准型火花塞是绝缘体裙部端略低于壳体螺纹端面的单侧电极火花塞，它采用了侧置气门式发

4、动机应用最广泛的传统发火端结构。为区别于后来出现的“突出型”，此结构被称为“标准型”。突出型火花塞最初是为顶置气门式发动机配套设计的，它的绝缘体裙部突出壳体螺纹端面伸入燃烧室内（图1.2）。在燃烧的混合气中吸收较多热量，怠速时有较高的工作温度，避免污损；高速时由于气门顶置，吸入的气流对准绝缘体裙部，将其冷却，使最高温度提高不多，因而热范围较大。突出型火花塞不适用于侧置气门式发动机，因其进气道拐弯多，气流对绝缘体裙部冷却作用不大。从点火效果考虑，电火花应该在混合气流动最好的地方跳过。发动机燃烧室不同的结构设计要求不同的最佳点火位置。点火位置可以理解为火花间隙在

5、燃烧室内的位置，即火花塞中心电极端面至壳体端面的距离（图1.3）。普通突出型火花塞的点火位置为3mm，越野赛车和大排量摩托车使用的“超突出型”火花塞，点火位置可达7～10mm。点火靠近燃烧室中心部位，火焰传播距离缩短，从而将缩短燃烧周期并减小压力变化的幅度，有利于提高发动机的动力性。在BOSCH火花塞型号中，不同字母代表着不同的点火位置。例如，FR7DC、FR7KC、FR7LTC、FR7HC中的D、K、L、H分别代表的点火位置为3mm、4mm、5mm、7mm。其他品牌（如DENSO、NGK）火花塞也有类似的规定。国产火花塞过去用T代表突出型，如E6TC、F7

6、RTC等。根据最新行业标准QC/T430-2005《火花塞产品型号编制方法》，用E、L、K、Z分别代表点火位置3mm、4mm、5mm、7mm，而T代表绝缘体突出型点火位置3mm以下的突出型火花塞。若没有采用行业标准，可查阅各生产厂家的具体型号说明。2.单侧极与多侧极火花塞传统单侧极火花塞有一个明显的缺陷，即侧电极盖住了中心电极。当两极间高压放电时，火花间隙处的混合气将吸收火花热量并因电离被激活而形成“火核”。火核形成的场所一般在接近侧电极处，热量将较多地被侧电极吸收，即电极的“消焰作用”，它减少了火花能量，降低了跳火性能。于是，在上世纪20年代，出现了三侧极

7、火花塞。与单侧极相比，多侧极的火花间隙由多个侧电极的断面（冲成圆孔）和中心电极的圆柱面构成（图1.4），这种旁置式的火花间隙消除了侧电极盖住中心电极的缺点，增加了火花的“可达性”，火花能量较大，较容易深入汽缸内部，有助于改善混合气燃烧状况并减少废气排放。由于多侧极提供了多个跳火通道，因而延长了使用寿命，提高了点火的可靠性。这里必须指出，放电的瞬间只能是一条通道跳火，不可能多侧极同时跳火。高速摄影的放电过程证明了这一点。国产火花塞型号中的后缀字母（热值数后面的字母）D、J、Q分别表示双侧极、三侧极、四侧极。例如K7RLDC、K7RLJC和K7RLQC代表不同数

8、量的侧电极火花塞。3.镍基合金与铜芯电极火花塞对伸入