4.火花塞的热值
火花塞热值是火花塞吸收热量和传出热量的一种特性(图10)。热值数据是在热值机上所测得的,是衡量火花塞受热和散热能力的一个指标。热值共有9个数值,其中1~3为低热值,4~6为中热值,7~9为高热值。
火花塞的热值代表其散热快慢,数值越大则散热越快(或称为火花塞越冷)。不同的发动机要求使用不同热值的火花塞,正确匹配才可以保证火花塞持久稳定的工作。一般而言,乘用车行驶速度快,气缸压缩比高,需用热值高(散热快)的火花塞;商用车行驶速度较慢,一般用热值低(散热慢)的火花塞。
散热量大的冷型火花塞,也就是高热值火花塞,绝缘体裙部相对比较短 (注意不是指螺纹长度)。裙部越短,受热面积就小,相对散热量就大,散热相对比较多,所以造成中心电极温度的上升慢。热值过高,易使火花塞温度低,中心电极部分容易产生积炭,从而导致漏电,火花塞点火能力下降。
散热量较小的热型火花塞,也就是低热值火花塞,绝缘体裙部较长,当气缸内温度布置均匀时,裙部越长,受热面积就越大,传导热量的距离就越长,所以散热少,中心电极温度上升较高。而热值过低,散热不够,中心电极部分温度过高,会导致爆燃,从而易造成火花塞头部陶瓷烧损、电极烧熔等故障。
5.火花塞的放电形式
火花塞的放电形式主要有以下2种形式。
一种空气间隙形式放电,是指在脉冲高电压作用下,击穿存在于中心电极与侧电极之间的空气间隙产生电火花(图11a)。这种形式放电距离短,跳火性能差,传统单侧极火花塞就是如此。
另一种是沿面间隙放电形式,即放电路线是沿中心电极与侧电极之间的绝缘体表面进行的(图11c)。这种形式的放电发生于绝缘体陶瓷表面和空气的交界面,陶瓷表面电场发生畸变会增大局部场强,导致局部先发生放电,由此促使放电的进一步发展,直至电极间隙击穿。在相同击穿电压下,沿面间隙比空气间隙的放电距离长,大大提高火花的能量。而且由于电火花沿绝缘体表面,可以烧尽油污积炭,避免电极之间的跨连,也避免绝缘体和壳体之间因附着燃烧沉积物导致电流泄漏的现象,保证怠速工况下的点火可靠性。
目前用途较广的是将“沿面间隙”和“空气间隙”结合在一起的半沿面间隙放电形式(滑动一空气间隙放电形式),即绝缘体裙部与侧电极之间是空气间隙(图11b)。放电时火花从绝缘体表面“滑”过再跳向侧电极。由于绝缘体表面电场畸变使击穿电压降低。这种火花塞的绝缘体有正常的裙部,因而能适应不同的热负荷。