火花塞失效分析

1、發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞火花塞結(jié)構(gòu)： 火花塞是汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)中將高壓電流引入氣缸產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣體的部件。主要由接線(xiàn)螺母、絕緣體、接線(xiàn)螺桿、中心電極、側(cè)電極以及外殼組成，側(cè)電極焊接在外殼上。 火花塞結(jié)構(gòu)：火花塞內(nèi)部結(jié)構(gòu) 高氧化鋁陶瓷 為了便于理解先簡(jiǎn)要說(shuō)一下點(diǎn)火系統(tǒng)。 點(diǎn)火系統(tǒng)是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)重要的組成部分，點(diǎn)火系統(tǒng)的性能良好與否對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、油耗和排氣污染等影響很大。能夠在火花塞兩電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)“點(diǎn)火系統(tǒng)”。通常由蓄電池、發(fā)電機(jī)、點(diǎn)火線(xiàn)圈和火花塞等組成。 汽油機(jī)在壓縮接近上止點(diǎn)時(shí)，可燃混合氣是由火花塞點(diǎn)燃的，從而燃燒對(duì)外作功。點(diǎn)火系的功用就是按照氣缸的工作順序

2、定時(shí)地在火花塞兩電極間產(chǎn)生足夠能量的電火花。 目前最常用的點(diǎn)火系統(tǒng)是電子點(diǎn)火系統(tǒng)，傳感器把點(diǎn)火時(shí)刻信號(hào)、氣缸識(shí)別信號(hào)等傳遞給ECU，ECU控制點(diǎn)火系統(tǒng)向指定的氣缸在指定的時(shí)刻送去點(diǎn)火信號(hào)。能產(chǎn)生足以擊穿火花塞間隙的電壓火花塞電極擊穿而產(chǎn)生火花時(shí)所需要的電壓稱(chēng)為擊穿電壓。點(diǎn)火系產(chǎn)生的次級(jí)電壓必須高于擊穿電壓，才能使火花塞跳火。擊穿電壓的大小受很多因素影響，其中主要有：1）火花塞電極間隙和形狀：火花塞電極的間隙越大，擊穿電壓就越高；電極的尖端棱角分明，所需的擊穿電壓低。2）氣缸內(nèi)混合氣體的壓力和溫度：混合氣的壓力越大，溫度越低，擊穿電壓就越高。3）電極的溫度：火花塞電極的溫度越高，電極周?chē)臍怏w密

3、度越小，擊穿電壓就越低?；鸹☉?yīng)具有足夠的能量發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由于混合氣壓縮終了的溫度接近其自燃溫度，僅需要15mJ的火花能量。但在混合氣過(guò)濃或是過(guò)稀時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、怠速或節(jié)氣門(mén)急劇打開(kāi)時(shí)，則需要較高的火花能量。隨著現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)經(jīng)濟(jì)性和排氣凈化要求的提高，都迫切需要提高火花能量。因此，為了保證可靠點(diǎn)火，高能電子點(diǎn)火系一般應(yīng)具有80100mJ的火花能量，起動(dòng)時(shí)應(yīng)產(chǎn)生高于100mJ的火花能量。 點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況 首先，點(diǎn)火系統(tǒng)應(yīng)按發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序進(jìn)行點(diǎn)火。其次，必須在最有利的時(shí)刻進(jìn)行點(diǎn)火。點(diǎn)火時(shí)刻一般用點(diǎn)火提前角來(lái)表示，即從發(fā)出電火花開(kāi)始到活塞到達(dá)上止點(diǎn)為止的一段時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度

4、。 如果點(diǎn)火過(guò)遲，活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)才點(diǎn)火，則混合氣的燃燒主要在活塞下行過(guò)程中完成，即燃燒過(guò)程在容積增大的情況下進(jìn)行，使熾熱的氣體與氣缸壁接觸面積增大，因而轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ臒崃肯鄬?duì)減少，氣缸內(nèi)最高燃燒壓力降低，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，功率下降。如果點(diǎn)火過(guò)早，混合氣的燃燒完全在壓縮過(guò)程進(jìn)行，氣缸內(nèi)的燃燒壓力急劇升高，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前即達(dá)最大，使活塞受到反沖，發(fā)動(dòng)機(jī)作負(fù)功，不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率降低，并有可能引起爆燃和運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)現(xiàn)象，加速運(yùn)動(dòng)部件和軸承的損壞?；鸹ㄈ麑?dǎo)熱途徑：火花塞環(huán)境溫度很高（吸氣終了，溫度為6090，壓力約98kPa；壓縮終了，溫度為250400 ，壓力約9801470kPa；燃燒期，溫度

5、為20003000，壓力約39206860kPa；燃燒末期，溫度為13001600 ，壓力約490785kPa），需要盡快散熱，大部分通過(guò)墊圈與缸蓋接觸散熱。散熱途徑火花塞熱值：火花塞熱值是受熱和散熱能力的一個(gè)指標(biāo)，其自身所受熱量的散發(fā)量稱(chēng)為熱值。熱值一般有5、6、7三種，數(shù)值越高散熱能力越大，數(shù)值越大，越冷，反之越熱。熱型火花塞，熱值相對(duì)低，絕緣體裙部較長(zhǎng)，受熱面積大，散熱相對(duì)少，中心電極溫度上升較高。冷型火花塞，熱值相對(duì)高，絕緣體裙部相對(duì)較短，由于散熱途徑比較短，散熱相對(duì)較多，所以不易造成中心電極溫度的上升。一般來(lái)說(shuō)低熱值的火花塞更適用于低速低壓縮比的小功率發(fā)動(dòng)機(jī)，而高熱值火花塞則適用于高

6、速高壓縮比的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)。熱值的高低，取決于缸內(nèi)混合氣溫度和火花塞的設(shè)計(jì)?；鸹ㄈg隙： 1、電極間隙：火花塞中心電極（正極）與接地電極間的距離（最短）叫做電極間隙。2、火花塞間隙是否適當(dāng)，對(duì)其“效能”的發(fā)揮影響很大，火花塞在制造時(shí)已將間隙調(diào)整到最佳位置，一般來(lái)說(shuō)間隙為0.6-1.0mm，不正確的間隙可能對(duì)火花塞的機(jī)能和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能產(chǎn)生很大的影響：A、間隙大點(diǎn)火強(qiáng)，火花越強(qiáng)則氣缸內(nèi)的混合燃料充分燃燒，可讓機(jī)體易于起動(dòng)、燃燒完全，一定程度上也更省油。通常情況下壓縮比越大、點(diǎn)火強(qiáng)度要求高（電壓高）的發(fā)動(dòng)機(jī)要求的間隙較大。B、間隙超過(guò)最大間隙，可導(dǎo)致點(diǎn)火困難、加速無(wú)力、耗油增大的多種可能。此外還有可能造成偶發(fā)性失火現(xiàn)象，動(dòng)力工況異常，燃燒不完全，尾氣染污加大等。C、如間隙過(guò)小可能導(dǎo)致起動(dòng)困難甚至起動(dòng)不了、點(diǎn)火時(shí)間過(guò)早、爆燃、噪音大、尾氣重等多種不良。3、所以在選用火花塞時(shí)，一是除了參考熱值相關(guān)外，還得仔細(xì)觀察其他方面的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如“火花塞間隙”。選用合適間隙的火花塞，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)工況是否正常、油耗是否正常等諸多方面的影響是關(guān)鍵部件之一。火花塞點(diǎn)火性能：極細(xì)電極可以精確點(diǎn)火，提高性能，點(diǎn)火更集中，火力更強(qiáng)勁，同樣更省電，價(jià)格高，需使用銥金電極?；鸹ㄈ?/p>