火花塞

火花塞是汽油机点火系统的重要部件它能将高压电引入燃烧室，使其跳过电极间隙产生火花，从而点燃缸内可燃混合气。主要由接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极和外壳，侧电极焊接在外壳上。

火花塞(Spark   plug)，俗称燃烧器，其作用是将高压线发出的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间的空气，产生电火花点燃气缸内的混合气。主要类型有：准型火花塞、边缘突出的火花塞、电极型火花塞、座型火花塞、极型火花塞、表面闪络火花塞等。火花塞的作用是将数万伏的高压电引入燃烧室，产生电火花点燃混合气，配合点火系统和供油系统使发动机做功，在很大程度上共同决定了发动机的性能

火花塞，俗称燃烧器，用于连接高压线(火嘴线)发出的脉冲高压电被释放出来，冲破火花塞两电极间的空气，产生电火花点燃气缸内的混合气。

火花塞安装在发动机的侧面或顶部早期，火花塞是通过气缸管路与分电器相连的近十年来，汽车上的发动机基本上都换成了点火线圈，直接与火花塞相连。火花塞的工作电压至少为10000V，高压电由点火线圈产生12V的电，然后传输到火花塞。

火花塞

1、钢壳：钢壳下部为与气缸盖火花塞孔配合的细牙螺纹，上部设有安装火花塞套筒的外六角螺母，用于拧紧或拧下火花塞。

2、金属棒是中心电极。金属杆的下端通过导体玻璃体与中心电极的上端接触，金属杆的上端设有接线螺母。

3、在钢壳和中心电极之间有一个高铝陶瓷绝缘体，它在通电时使中心电极绝缘。

4、钢壳下部设有弯曲的侧电极。

5、钢壳外部中间有一个铜垫圈。

火花塞

在高压的作用下，火花塞中心电极和侧电极之间的空气会迅速电离，形成带正电荷的离子和带负电荷的自由电子。当电极间的电压达到一定值时，气体中的离子、电子数量像雪一样增加，使空气失去绝缘，间隙形成放电通道，出现“击穿”现象此时，气体形成一个发光体，即，“火花”随着它的热膨胀，也会发生“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。

火花塞

按热值分，有冷型和热型；按电极材料分，有镍合金、银合金和铂合金等；如果你比较专业的话，基本上有以下几种火花塞：

1、准型火花塞：它的绝缘子裙稍微缩进壳体端面，侧电极在壳体端面之外，这是应用最广泛的一种。

2、边缘突出的火花塞：绝缘体的裙部较长，并且突出超过外壳的端面。它具有吸热量大、抗污染能力好等，并且可以通过进气直接冷却降低温度，所以不容易引起热点火，所以热适应范围广。

3、电极型火花塞：它的电极很细，特点是火花强，点火能力好，能保证发动机在严寒季节快速可靠地启动，热范围广，能满足各种用途。

4、座型火花塞：它的外壳和螺纹都是锥形的，所以不用垫片也能保持良好的密封，从而减小了火花塞的体积，更有利于发动机的设计。

5、极型火花塞：一般有两个或两个以上的侧电极，具有点火可靠，不需要经常调整间隙的优点，所以常用在一些电极容易烧蚀，火花塞间隙不能经常调整的汽油机上。

6、面跳火型火花塞：即沿表面的间隙型，这是火花塞最冷的一种，中心电极与外壳端面的间隙是同心的。

7、标准和突出火花塞

标准火花塞是单侧电极火花塞，绝缘体的裙端略低于外壳的螺纹端面它采用了最广泛使用的传统侧气门发动机点火端结构。为了和后来的区别开来”突出型”，此结构被称为”标准型”

突出的火花塞最初是为顶置气门发动机设计的。其绝缘体裙部从壳体的螺纹端面伸出，并延伸到燃烧室中。吸收燃烧混合物中更多的热量，吸收速度时有较高的工作温度，避免结垢；高速时，由于气门是顶置的，吸入的气流对准绝缘子的裙部进行冷却，使得最高温度增加不多，所以热范围大。凸出式火花塞不适合侧气门发动机，因为进气道转弯多，气流对绝缘体裙的冷却作用不大。

8、单极和多极火花塞

传统的单极火花塞有一个明显的缺陷，就是侧电极盖住了中心电极。当高电压在两个电极之间放电时，火花隙处的混合物将吸收火花热，并由于电离的激活而形成“火核”火芯形成的地方一般在侧电极附近，热量会被侧电极，也就是电极吸收“消焰作用”它降低了火花能量和闪络性能。

于是，在20世纪20年代，出现了三面火花塞。与单边电极相比，多边电极的火花间隙是由多个边电极的截面形成的（冲成圆孔）并且侧电极覆盖中心电极，因此增加了火花隙“可达性”火花能量更大，更容易穿透到缸内，有助于改善混合气的燃烧状况，降低尾气排放。由于多边极提供了多个闪络通道，延长了使用寿命，提高了点火可靠性。这里必须指出的是，放电瞬间只能是一个通道跳闸，不可能是多个极同时跳闸。高速摄影的放电过程证明了这一点。

国产火花塞型号中的后缀字母（热值数字后的字母）D、J、q分别代表两极、三侧极、四侧极。

9、镍基合金和铜芯电极火花塞

对伸入燃烧室的电极的最基本要求是耐烧蚀性（电蚀和化学腐蚀）和良好的导热性。随着材料科学技术的发展，电极材料经历了钢铁、镍、镍基合金、镍-铜复合材料、贵金属的演化过程。目前应用最广泛的是镍基合金。一般来说，纯金属的导热性比合金好，但纯金属（例如镍）对燃烧气体及其形成的固体沉积物的化学腐蚀反应比合金更敏感。因此，电极材料是镍基的，并添加了铬、锰、硅和其他元素，铬提高了抗电腐蚀的能力，锰和硅提高了抗化学腐蚀的能力，特别是抗有害的硫氧化物的能力。

10、普通火花塞和电阻火花塞

火花塞作为火花放电发生器，是一种宽带连续电磁辐射干扰源。为了抑制闪络引起的电磁辐射对无线电场的强干扰，保护无线电通信，防止车载电子设备的误操作，世界各国从20世纪60年代开始加速发展电阻式火花塞。我国也颁布了一系列强制性电磁兼容国家标准，对火花塞点火发动机驱动的车载设备的无线电干扰特性进行了严格限制，因此对电阻式火花塞的需求也大大增加。电阻式火花塞和普通火花塞在结构上没有太大区别，只是把绝缘体中的导体密封胶换成了电阻式密封胶。

火花塞的标准通常用热值来表示火花塞的热特性火花塞热值表示火花塞绝缘体裙部吸热和散热的平衡能力，热值越高，热值越高。吸热和散热的平衡越强，热火花塞的热值越低，冷火花塞的热值越高。一般功率高、高压缩比的发动机选用高热值的冷火花塞；相反，功率低、对于低压缩比的发动机，选择低热值的热火花塞。一般火花塞的选择是工厂通过产品定型实验确定的，不应该随意更换。

火花塞的选择可以基于发动机的压缩比、转速和空燃比来确定其热值。

商用火花塞的热值范围从5到13。数值越大，火花塞越多“冷”所谓冷式，高压缩比发动机需要使用冷式火花塞。数值越小，火花塞越多“热”，即热式，低压缩比发动机应使用热火花塞。

冷却器火花塞做得比普通产品更好，可以保证发动机高速运转时点火的准确性和质量，从而保证发动机在极限时的最大功率。另外，它的阻力也被控制得很小，跳火次数完全不会因为转速的增加而损失。所以使用数值较高的火花塞，对提高发动机转速的习惯大有裨益。

间隙要求

火花塞电极之间的间隙对火花塞的工作有很大的影响间隙过小，火花微弱，容易因积碳漏电；如果间隙过大，所需击穿电压会增大，发动机不容易启动，高速时容易发生“缺火”现象，所以火花塞间隙要合适，一般电池点火系统用的火花塞间隙为0.7～0.8mm，个别火花塞间隙可达1.0mm以上。

温度要求

火花塞绝缘体裙部（指火花塞中心电极外绝缘体的锥形部分）与燃烧室中的高温气体直接接触吸收大量热量，吸收的热量分别通过壳体传递给气缸盖和大气。实验表明，火花塞绝缘裙应保持在500 ~ 600℃，以保证汽车发动机的正常工作（这个温度称为火花塞的自清洁温度）如果温度低于此值，绝缘体裙部会形成积碳，造成电极间漏电，影响火花塞闪络。如果绝缘体温度太高（超过900℃）当混合物与这样的热绝缘体接触时，将发生热点火，这将导致发动机的早期燃烧。火花塞的正常工作温度在450℃到870℃之间。此时，火花塞呈黄褐色。如果火花塞的工作温度长期低于450℃，火花塞周围就会有大量的碳，火花塞就会发黑。

性能要求

火花塞的主要要求是热特性、抗拉强度、耐热性能、导电性能、绝缘强度、密封性、耐腐蚀性。

火花塞必须耐热将螺纹部分放入已加热至700℃的坩埚电炉或马弗炉中10分钟，然后在空气中冷却绝缘子表面不应有裂纹和籽裂纹。

火花塞密封性能的要求：耐热试验后，气压差为1MPa时，每分钟不允许漏风超过40cm(如果中心电极用导体密封材料粘合，则每分钟的空气泄漏不应超过5厘米)

火花塞绝缘体组件应能承受工频(50Hz)电压2200vV(有效值)实验持续30s。

材料：火花塞的中心电极和侧电极的导电性取决于电极与混合气体的接触，因此对电极的耐腐蚀性要求极高。同时燃烧时的温度极高，对电极材料的耐热性要求很高。所以很多火花塞都用镍锰合金。为了提高耐热性，有些火花塞是由包镍铜制成的。铜垫片不仅起到导热的作用，还起到密封的作用。绝缘体由高铝陶瓷制成。

随着汽车工业的发展，火花塞的性能也在不断提高，从而提高了汽油机的工作质量比如为了提高排气净化效果，采用宽间隙火花塞（间隙为1.0~1.2mm）为了限制汽车无线电波的噪声，开发了抗干扰火花塞。以前火花塞的使用寿命很短，汽车厂家规定行驶3000km后，（或6个月）必须检查或更换火花塞。随着火花塞及相关点火装置的改进，再加上一些排气净化的措施，火花塞的使用寿命有了很大的提高。一般规定行驶10000km后（或每1年），必须检查或更换火花塞。铂电极的火花塞使用寿命更长，一般在车辆行驶100000公里以内不需要检查和更换。