產(chǎn)品知識|系統(tǒng)剖析火花塞結(jié)構(gòu)

發(fā)表時間:2024-09-09 15:58

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火花塞的作用是將點火能量引入燃燒室,通過高壓放電點燃混合氣,為汽車提供源源不斷的動力,因此火花塞對汽車發(fā)動機的運行具有決定性的影響。今天我們就來講解一下火花塞的構(gòu)造。
火花塞一般由中心電極、側(cè)電極、金屬接線柱、絕緣體、金屬殼體、絕緣體裙部、外墊圈、內(nèi)密封圈等部件組成。

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將火花塞各部件拆解后的結(jié)構(gòu)如下:

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中心電極
中心電極顧名思義是位于火花塞中心的電極,來自高壓導(dǎo)線的電力輸送到此部位后利用同側(cè)電極之間的間隙產(chǎn)生火花。高性能火花塞的中心電極是經(jīng)過精細加工和白金焊接而成的。

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鎳金火花塞的中心電極由內(nèi)部銅芯電極、外部包裹鎳組成,銥金火花塞中心電極由內(nèi)部銅芯電極、外部包裹鎳、頂部焊接銥金組成。內(nèi)部銅芯電極、外部包裹鎳,俗稱鎳包銅,因為銅的散熱好,抗氧化性差,而鎳的抗氧化性較好,散熱比銅差,這樣的構(gòu)造可以既提高散熱能力,快速排放大量熱能、提高抗氧化能力。而如果在鎳電極的尖端焊接銥金或鉑金,更可以大大增強火花塞的性能,延長使用壽命。


側(cè)電極
側(cè)電極是與金屬殼體螺紋部分相連接的電極,為負極。當(dāng)火花塞工作時,高壓電通過中心電極擊穿混合氣體發(fā)出火花,電流從中心電極到達側(cè)電極,再通過火花塞殼體、發(fā)動機缸體接地。值得注意的是,中心電極與側(cè)電極末端的形狀及兩電極之間所形成的間隙,是影響火花塞點火性能的重要因素。所以在判斷火花塞是否能使用時,首先目測其形狀是否完好,檢查其間隙是否合適,一般使用用厚薄規(guī)可以測量火花塞的間隙。



絕緣體
絕緣體使用的是高純度的氧化鋁,使中心電極和側(cè)電極間絕緣。要求絕緣體具有良好的熱傳導(dǎo)性、高絕緣阻抗、高化學(xué)強度、高機械強度,但這對于絕緣材料來說是相矛盾的,目前來說這種加入少量其它材料的氧化鋁陶瓷是火花塞絕緣體唯一的材質(zhì)選擇。氧化鋁是白色固體,分子式為Al2O3 ,熔點 2054 °C ,通常汽車火花塞使用95%的Al2O3氧化鋁,即95瓷,Al2O3含量越高則性能越好,但工藝更復(fù)雜、成本更高。
氧化鋁陶瓷的主要性能特點是硬度高、耐磨、耐腐蝕、耐高溫,可以在1600℃高溫下長期使用,還具有良好的電絕緣性能,在高頻下的電絕緣性能尤為突出,每毫米厚度可耐高壓8000V以上。絕緣體既提供支撐性能,又防止電能的泄漏。在接頭和火花塞殼之間,為延長絕緣距離并減少灰塵、水分對漏電的影響,把絕緣體設(shè)計成折裙?fàn)睢;鸹ㄈ奶沾山^緣體連接端(印字端)表面會做上釉處理,起到抗污染的效果。

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絕緣體裙部
絕緣體裙部又稱陶瓷小頭。由于氧化鋁陶瓷的導(dǎo)熱性沒有金屬好,利用這種特性,火花塞的熱值可以通過絕緣體裙部的長度來調(diào)節(jié),絕緣體裙部長,散熱慢,絕緣體裙部短,則散熱快。

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金屬殼體
又叫殼體、外殼。通常是低碳鋼材質(zhì),導(dǎo)熱性能良好,硬度高,為防止生銹腐蝕以及其與缸蓋在高溫下互吃融合、咬死的狀況,殼體外層會電鍍防腐蝕的鋅鉻、鎳、鈦等材質(zhì)。金屬殼體主要用來固定火花塞,并支撐側(cè)電極,同樣也具有散熱功能。不同型號的火花塞或相同種類的火花塞用在不同的發(fā)動機上,其螺紋直徑及螺紋長度各有不同。所以相同種類的火花塞也會依據(jù)車型而進行細分。

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金屬接線柱
金屬接線柱又叫接線螺帽、接線螺母、高壓接頭,現(xiàn)在最常見的做法是金屬接線柱和金屬螺桿一體化,直接一根單獨的金屬螺桿,而早期火花塞,特別是摩托車火花塞,考慮接線柱的不統(tǒng)一,將接線柱設(shè)計為可拆卸式。金屬接線柱接駁點火線圈,將高壓引入火花塞內(nèi)部。
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外墊圈
外墊圈又叫密封墊圈,常用材質(zhì)是鋼或銅。
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安裝緊固的火花塞,外墊圈呈現(xiàn)壓平狀,起到密封,填補火花塞與缸體之間的空隙的作用,同時導(dǎo)熱將火花塞的熱量傳遞給缸體。通過外墊圈的外觀形狀,可以判斷火花塞安裝是否正確。

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倘若火花塞安裝過松,可能會出現(xiàn)火花塞漏氣、行駛無力、怠速不穩(wěn),且有燒毀火花塞的風(fēng)險;火花塞安裝過緊,可能會出現(xiàn)螺紋變形、瓷件被擰斷、拆卸困難等故障。當(dāng)反復(fù)擰上卸下同一火花塞后,密封墊的密封效果會有所減弱。

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沒有外墊圈的錐面火花塞,是通過火花塞的錐面和火花塞孔的錐面緊密貼合來密封和導(dǎo)熱的。如果原車火花塞有使用外墊圈,則替換時不可使用無墊圈的錐座火花塞,反之也不可。


內(nèi)密封圈
內(nèi)密封圈常用材質(zhì)是鋼。內(nèi)密封圈主要作用是緊密填補陶瓷絕緣體與金屬殼體之間的空隙,防止漏氣,同樣也有導(dǎo)熱作用,將陶瓷絕緣體的熱量通過內(nèi)密封圈傳遞給金屬殼體。可以把內(nèi)密封圈想象為保溫茶杯杯蓋里的橡皮圈,起著密封和阻止熱量散發(fā)的作用。
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電阻體
由于火花塞的每一次點火,內(nèi)芯都會通過強大的電流產(chǎn)生磁場干擾周邊的電子設(shè)備,電阻型火花塞應(yīng)運而生,用電阻起到抗干擾的作用,防止汽車的電腦主板及各電子設(shè)備被干擾失靈的狀況。電阻的另外一個作用是減小火花塞點火放電時的電流,從而減小放電電流對火花塞電極的蝕損。
現(xiàn)市面上出售的汽車火花塞有帶電阻和不帶電阻之分,帶電阻的火花塞在火花塞測試儀器上會發(fā)出較輕的滋滋滋聲,不帶電阻的火花塞上則會發(fā)出非常響亮的啪啪啪的聲音,就像聲音較小的雷聲,那是空氣被擊穿后加熱膨脹產(chǎn)生的聲音。




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更換周期建議:
鎳銅:1.5-2萬公里
銥金:2-3萬公里
銥鉑金:4-6萬公里
雙銥金:6-7萬公里
* 具體信息需對照車輛保養(yǎng)手冊。


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