火花塞,俗称火嘴,它的作用是把高压导线(火嘴线)送来的脉冲高压电放出,击穿火花塞两电极间空气,产生电火花以引燃汽缸内的混合气体。主要类型有:准型火花塞、缘体突出型火花塞、电极型火花塞、座型火花塞、极型火花塞、面跳火型火花塞等[2] 。
火花塞安装在发动机的侧面或顶部,早期的火花塞靠缸线与分电器连接,最近十多年来,小汽车上的发动机基本上都改成了点火线圈与火花塞直接相连。火花塞的工作电压至少为10000V,高压电靠点火线圈由12V电生成,然后传递给火花塞[2] 。 火花塞
1、钢壳:钢壳下部是细螺纹,用于与缸盖火花塞孔配装,上部有外六方螺母,用于装火花塞套筒,以拧紧或拧出火花塞[3] 。
2、金属杆是中心电极。金属杆下端与中心电极上端通过导体玻璃体接触,金属杆上端装有接线螺母[3] 。
3、在钢制壳体与中心电极之间有高氧化铝陶瓷绝缘体,使中心电极在通电时绝缘[3] 。
4、钢壳体最下部装有弯曲的侧电极[3] 。
5、钢壳外部的中部有铜制垫圈[3] 。 火花塞机构图
在高电压的作用下,火花塞中心电极与侧电极间的空气将迅速发生电离作用,形成带正电的离子和带负电的自由电子。当电极间的电压达到一定值时,气体中的离子、电子数目像雪崩一样增加,从而使空气失去绝缘性,间隙便形成放电通道,发生“击穿”现象。此时,气体形成发光体,即“火花”。伴随其受热膨胀,还发生“啪啪”声响。这种电火花的温度可高达2000~3000℃,足以点燃气缸燃烧室内的混合气[4] 。 火花塞
按照热值高低来分,有冷型和热型;按照电极材料来分,有镍合金、银合金和铂合金等;如果更专业一些,火花塞的类型大体上有如下几种:
1、准型火花塞:其绝缘体裙部略缩入壳体端面,侧电极在壳体端面以外,是使用最广泛的一种[5] 。
2、缘体突出型火花塞:绝缘体裙部较长,突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点,且能直接受到进气的冷却而降低温度,因而也不易引起炽热点火,故热适应范围宽[5] 。
3、电极型火花塞:其电极很细,特点是火花强烈,点火能力好,在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动,热范围较宽,能满足多种用途[5] 。
4、座型火花塞:其壳体和旋入螺纹制成锥形,因此不用垫圈即可保持良好密封,从而缩小了火花塞体积,对发动机的设计更为有利[5] 。
5、极型火花塞:侧电极一般为两个或两个以上,优点是点火可靠,间隙不需经常调整,故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常采用[5] 。
6、面跳火型火花塞:即沿面间隙型,它是一种最冷型的火花塞,其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的[5] 。
7、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,它采用侧置气门式发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”[6] 。