汽油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行離不開點(diǎn)火的步驟 這個(gè)步驟就是由火花塞產(chǎn)生的火花點(diǎn)燃油氣混合體后完成的。
工作原理
圖一:為SVEN&REN的火花塞
有一些定義,文章部分會(huì)用的比較多, 有必要在開始之前把相關(guān)的定義說一說。
圖二:橙色箭頭位置為正極;藍(lán)色箭頭位置為負(fù)極
我們說火花塞點(diǎn)火意思是指火花塞尖尖的L型位置的兩個(gè)電極相互作用完成的(如圖二),橙色箭頭的是中心電極(又名為正極)和藍(lán)色箭頭指的是側(cè)電極(又名為負(fù)極)。
圖三:為火花塞的切面圖
另外,特別要注意貫穿整個(gè)火花塞中間部分的導(dǎo)電體,和被外面陶瓷包圍起來的絕緣體(如圖三)。
圖四:火花塞通過螺紋與發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接起來
再來就是火花塞的螺紋部分,它起到和發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接的功能(如圖四),是直接接觸發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋的,所以這個(gè)螺紋部分包括延伸出來的L型部分就定義為負(fù)極,就是我們通常說到的側(cè)電極。
火花塞的結(jié)構(gòu)說明主要關(guān)注點(diǎn)就說到這里了,網(wǎng)絡(luò)有相關(guān)內(nèi)容很多了,下面主要聊聊火花塞工作原理和選擇的題目。
我們需要點(diǎn)火的時(shí)候,行車電腦就會(huì)通過高壓包給到火花塞一個(gè)非常非常高的電壓,一般在20000多伏特左右,這個(gè)電壓一直沿著火花塞內(nèi)部傳遞到了火花塞的正極處,負(fù)極處于0伏特。在巨大的電壓差作用下,兩個(gè)電極中間空氣被擊打,從而形成火花,也就完成了點(diǎn)火。(其中的物理原理,這里不多做解析,簡單可以理解成閃電落地的意思)
材質(zhì)
對于火花塞的材質(zhì)問題, 主要指的是中心電極部分材質(zhì)變化,最常見有三種材質(zhì),分別是銅(鎳),鉑和銥金。
首先是銅的火花塞,是最常見也是最便宜的,火花塞的中心內(nèi)部位置主要是銅做成的, 而在整根銅的尾端做了鍍鎳的表面處理,所以銅火花塞也叫鎳合金火花塞。它的特點(diǎn)是導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都很好,但是因?yàn)殂~非常軟,而且覆蓋到中心電極的鎳合金也不是很硬,所以在長時(shí)間使用后, 中心電極就會(huì)很容易被磨損掉,換句話說, 銅的火花塞的壽面也是比較短的, 可能2-3萬公里就不多磨損完了。
為了盡量延長壽命,中心電極的直徑會(huì)稍稍做的大點(diǎn),通常在2.5mm左右。越大的擊打面積要求火花塞需要更大的電壓才能打出火花來,幸好銅的導(dǎo)電性優(yōu)秀, 這個(gè)問題就相互中和了。 所以銅的火花塞,在80-90年代的老車?yán)镉玫谋容^多, 他們用的點(diǎn)火系統(tǒng)都是分電器,點(diǎn)火電壓比較低,所以對銅電極的磨損也就沒那么大。而現(xiàn)在的車型,基本都不用銅的火花塞,但是也有例外, 一些渦輪增壓的高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī),它是不在意火花塞的壽命而是更看重其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,他們有一部分還是在用銅的火花塞。
P.S.:如果你的車要求用銅(鎳)火花塞,千萬不要認(rèn)為人家是便宜沒好貨,然后去升級(jí)鉑金或者銥金的火花塞,這樣你的火花塞壽命是增長了,但你的發(fā)動(dòng)機(jī)壽命就變短了。
下面就開始說說鉑金火花塞,由于鉑金比鎳合金硬, 熔點(diǎn)也更高,通過把中心電極的鎳合金換成鉑金片,原來的銅火花塞就變成了鉑金火花塞。有了這片硬度更高的鉑合金覆蓋著銅后,中心電極的磨損就會(huì)變的慢很多,還能承受更高的點(diǎn)火電壓。一般鉑金火花塞的壽面可以兩倍于鎳合金火花塞。 如果你的車用的是鉑金火花塞,升級(jí)到銥金火花塞是沒什么問題的, 但不建議圖便宜改用鎳合金火花塞,因?yàn)楦邏合碌碾姄艉芸炀蜁?huì)把軟軟的鎳合金火花塞的鎳和銅給磨削完了。
P.S.: 除了普通的這種鉑金火花塞, 還有一種叫雙鉑金火花塞,其實(shí)就是在正負(fù)極上都貼了鉑金片,從而使得火花塞更加耐用,提高了性能和壽命。
最后就是市場上最貴的一類銥金火花塞,銥合金比鉑金硬6倍,強(qiáng)度比它強(qiáng)8倍,熔點(diǎn)要比鉑金高大概700攝氏度。把帶物理性能更優(yōu)越的銥金代替中心電極上鉑金, 就能進(jìn)一步提升火花塞的壽命,由于銥金非常硬,它運(yùn)行的時(shí)候, 火花對電極表面的磨損就會(huì)變得非常的慢,所以很多銥金火花塞中心電極上面的尖面就會(huì)做的非常的小,最小的可能就只有0.4mm左右。如果你的車用的是銥金火花塞,那就千萬不要降級(jí)用鉑金或者鎳金火花塞,這樣肯定會(huì)大大減低了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn)的。
P.S.: 除了銥金火花塞之外, 還有一種叫銥鉑金火花塞,意思是在正極上的是銥金材料,負(fù)極用的是鉑金材料。而現(xiàn)在還有雙銥金火花塞,顧名思義,就是正負(fù)極上都鍍上了銥金材料。
對于選用火花塞,給大家簡單的總結(jié)一下,如果你的車本身是用鎳金(銅)火花塞,那就不要去升級(jí);如果你的車用的是鉑金火花塞, 那是可以升級(jí)為銥金火花塞的,但不要降級(jí)。
電極間隙
我們常常在火花塞的規(guī)格上都會(huì)看到間隙這個(gè)信息, 其實(shí)它所指的就是正負(fù)電極之間的距離,一般來說,從0.6 – 1.8mm之間,具體因車型而定。間隙越小, 打出來的火花就越小,反之就越大。實(shí)際上, 在點(diǎn)火的時(shí)候,我們肯定希望火花大一點(diǎn), 這樣與汽油接觸的面積才會(huì)更大,點(diǎn)火效率才會(huì)更高。
問題來了, 那是不是這個(gè)電極間隙越大越好呢? 答案并不是這樣。原因在于電極間隙越大, 需要更高的電壓才能擊穿間隙間的空氣,從而打出火花,更主要的是, 火花形成的速度會(huì)變慢。 籠統(tǒng)來說,比較注重油耗的家用車型,火花塞的間隙一般設(shè)計(jì)的比較大;如果是比較注重動(dòng)力性能的車型, 火花塞的間隙就會(huì)小一些。
所以,我們選購火花塞的時(shí)候,不但要確定火花塞的材質(zhì),而且要檢查電極間隙。市面上,可以用Spark Plug Gap Tool進(jìn)行間隙的測量和調(diào)整。
冷型熱型
大家都知道,火花塞的工作環(huán)境是在燃燒室內(nèi)部,而且它是汽油燃燒的起點(diǎn),可想而知, 工作中的火花塞實(shí)際溫度是非常高的,尤其是暴露在燃燒室內(nèi)的兩個(gè)電極。 火花塞散熱比較快的,工作溫度比較低的就是冷型火花塞,反之就是熱型火花塞。那這里給大家提出一個(gè)問題, 到底是冷型還是熱型的火花塞好呢? 在回答這個(gè)問題前,我們需要先了解一下冷熱型火花塞各有什么特點(diǎn)。
火花塞越是冷型, 其工作溫度就越低,那么燃燒室里面的積碳,機(jī)油,還有廢棄的一些顆粒物的沉淀都會(huì)附著到兩個(gè)電極上面,但是由于火花塞本身的溫度比較冷,它不足以燃燒清除電極表面上的附著物,從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn),縮短火花塞的壽命。而火花塞越是熱型,它工作溫度就越高,那么它就能自己清除覆蓋在電極上的積碳。但是,如果火花塞本身的溫度太高,高到還沒有到點(diǎn)火的時(shí)候,火花塞自身的溫度就足以點(diǎn)燃油氣混合體的話,那就有問題了,會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的現(xiàn)象。
圖五:積碳區(qū),自清區(qū)和自燃區(qū)
如上圖所示,火花塞在低于450攝氏度的時(shí)候,它就處于積碳區(qū),而高于850攝氏度的時(shí)候,它就處于自燃區(qū),比較危險(xiǎn)。而最佳的工作溫度,實(shí)際上是在450-850攝氏度之間,它既能足夠熱,自己清除掉電極上的積碳,又不會(huì)有自爆的風(fēng)險(xiǎn),我們把這個(gè)區(qū)間稱之為自清區(qū)。原廠車推薦的火花塞就是差不多在自清區(qū)內(nèi)的, 選用和原廠熱度一致的火花塞就可以了。
籠統(tǒng)的說,一般的家用車或者城市用車, 用熱型火花塞居多;一般偏運(yùn)動(dòng)的車型,就會(huì)用偏向冷型的火花塞。市場上, 各大品牌的火花塞對熱值的標(biāo)識(shí)方式各有不同,SVEN&REN和NGK的標(biāo)識(shí)方式一樣,數(shù)字越小, 代表越熱, 數(shù)字越大,代表越冷。
免責(zé)聲明:市場有風(fēng)險(xiǎn),選擇需謹(jǐn)慎!此文僅供參考,不作買賣依據(jù)。