火花塞热特性及性能影响

火花塞的功能是将点火线圈次级产生的高压电，在火花塞电极间形成电火花，点燃气缸内被压缩的混合气。

1.火花塞的结构

火花塞的结构如图4-9所示。在钢制壳体的内部固定有高氧化铝陶瓷绝缘体，使中心电极与侧电极之间保持足够的绝缘强度。绝缘体内的上部装有导电金属杆，通过接线螺母与高压导线相连，下部装有中心电极。导电金属杆与中心电极之间用导电玻璃密封。中心电极用镍锰合金制成，具有良好的耐高温、耐腐蚀和导电性能。壳体下部的螺纹与气缸盖螺纹端面结合处配有密封垫圈，保证壳体与缸盖之间密封良好。

2.火花塞的热特性

火花塞纯铜垫圈以下绝缘体锥形部分称为绝缘体的裙部。火花塞的热特性主要取决于绝缘体裙部的长度。

发动机在运转时，必须使火花塞散出的热量与火花塞从燃烧室中吸收的热量相平衡，这样才能保证发动机在正常转速和输出功率范围内运转稳定。

1）火花塞的热值。同一种火花塞，在一种发动机上使用时，火花塞工作温度可能很高，而在另一种发动机上使用时，火花塞的工作温度可能会很低。

火花塞温度过高，在混合气进入燃烧室时会被灼热的火花塞点燃，形成炽热点火。火花塞的温度过低，火花塞绝缘体会很快地被燃烧产生的沉积物所污染，使绝缘体裙体表面的绝缘电阻降低，减弱了点火火花的能量，严重时会出现缺火现象。实践证明，当火花塞绝缘体裙部的温度保持在500～600℃时，落在绝缘体上的油滴能立即烧去，不形成积炭，这个温度称为火花塞的自洁温度。因而，同一种火花塞不可能适用于各种类型的发动机。为了保证火花塞在工作时的温度不会太“热”或太“冷”，要使用热特性不同的火花塞。火花塞的热特性通常用“热值”来表示。火花塞的热值是衡量火花塞热负荷能力的指标，它必须和发动机的性能相匹配。

火花塞的热值一般可分为高热值、中热值和低热值三种。低热值的火花塞，绝缘体裙部长，吸收热量的面积大，散热能力差；中热值的火花塞，绝缘体暴露的面积比高热值的暴露面积小，吸收的热量少，散热性能较好；高热值的火花塞，绝缘体裙部暴露的面积最小，吸收的热量少，热的传导路径短，散热性能好。(www.xing528.com)

2）火花塞热值的选择。发动机的压缩比、冷却方法、转速和负荷等参数不同，发动机气缸中的热状况也不同。低压缩比、低转速的发动机采用裙部长、吸收热量多、传热路径长、散热慢的火花塞。这种裙部长的火花塞称为“热型”低热值火花塞。高压缩比、高转速的发动机，为了避免火花塞温度过热，采用裙部短、受热面积小、传热路径短、散热容易的火花塞。这种火花塞称为“冷型”高热值火花塞。热值选择正确的火花塞经过一段时间使用后，裙部表面应是清洁的，呈浅橘黄色。

图4-9 火花塞的结构

3）热值的标注方法。国产火花塞热值的标注是在火花塞型号的第四部分表示。例如：T4197J：T表示火花塞的绝缘体是突出形，4表示火花塞的螺纹直径是14，19表示螺纹旋合长度是19，7表示热值为7的冷型火花塞，J表示是钢壳六角形。“热型”火花塞的热值低，“冷型”火花塞的热值高，介于两者之间的为中热值。表4-1为火花塞的热特性参数。

表4-1 火花塞的热特性参数

4）火花塞的间隙。火花塞间隙的大小，也会影响发动机的性能。蓄电池点火系统使用的火花塞间隙一般为0.6～0.8mm。在高能无触点点火系统中，火花塞的间隙一般为1.0～1.2mm。