问火花塞的原理

火花塞工作原理及其分类 火花塞的电板经由反复持续的发电点火，点燃汽缸内的混合气，此时，点火系统的其它部分则产生正时的高压电脉冲，形成火花并产生爆炸提供引擎动力输出所需的能源。 而火花塞的构造是以一根细长的金属电板穿过一个具有绝缘功能的陶瓷材质而制成，绝缘体的下部周围有一个金属材质的壳，以螺牙方式旋紧在汽缸盖上，在这个金属壳的底部在加焊一电极与汽车车体形成接地作用。另外，在此电极中央的末端，必须再以一个微小的放电间隙分隔开来。 接着，从分电器来的高压电流会经过这个中央电极导电，然后在底端的放电间隙放电，这时火花塞发挥功用产生火花燃烧混合气，引擎就得到能源并输出功率。 火花塞的分类是以导热性能的优劣，即中央电极把热能分散到冷却系统的性能来区分。冷型火花塞外部的绝缘体较短，优点是热能传送至冷却系统的路程较短也较快，使得点火延后，而这一类的产品皆适用于高转速或高性能的引擎。例如TURBO（涡轮增压）、高压缩比车种，缺点则是价格较高。热型火花塞的绝缘体较长，但优点是价格较实惠，缺点在于热能传导至冷却系统的路程较长，导热效率也会因而变差，致使火花塞所产生的热能较难散失，所以这类产品只适用于一般低性能或压缩比较低的N／A（自然进气）车种。几位有车的朋友在一起谈论,市场上的火花塞品种繁多,经销商又都自卖自夸,不知道选择那一种好.而在实际使用中,价格较贵的火花塞不见得点火正常,相反,一些感觉非常普通的火花塞反倒长久耐用。事实也是如此维修人员在排除点火系统方面的故障时，往往由于错误地选择火花塞的型号造成故障更加严重，甚至拖延维修工期。其实类似的现象没有什么奇怪的。因为现代轿车大多数采用压缩比较高的发动机。当然产生的热量也会很大，采用热值不当的火花塞，必然导致发动机工作不正常。 高压缩比的发动机大都将它的动力输出调校在高转速。如波罗1.4L发动机在5000rpm时，就有55kW的输出功率，3800rpm时有126Nm的扭矩输出，至于别克、本田、马自达等中挡轿车，在选择火花塞的规格上更应该特别地注意和小心。因为这些发动机力爆发时产生的热量非常大，又累积了发动机高速运转产生的热量，所以如果采用的火花塞型号或热值与发动机不相符，必然产生爆震和过热，导致发动机转速不稳或行驶无力。发动机在高速运转中，单位时间内动力爆发产生的次数相对比中低速时要多得多。例如一台V6发动机，曲轴每转一圈产生3次动力，在2500RPM时每分钟会产生7500次动力。若将发动机的转速提升到5000RPM，就会在一分钟之内产生的热量这样密集，相对的也就增加了热量，若采用热值不当的火花塞与本机配合后果就不堪设想了。不少维修工遇到这样的麻烦事，换新的火花塞后发动机却不好好工作，往往由此推断出火花塞是假的，这冤枉了不少火花塞生产厂。所以在选择火花塞时若是高压缩比的发动机必须配合使用热值较低，即散热效果好的火花塞。假如是高转速行驶的车辆，也应选择火花塞散热较好，热值较低的火花塞，这样才能保证发动机正常运转。 顺便一提，目前市场上出现相当多的所谓“多极式”火花塞，在使用一段时间以后都会出现一边点火现象，多点跳水的效果就不存在了。由于多极跳火需要较高的电压，发动机又经常在高转速下工作，实践证明，普通发动机还是选用一般的火花塞效果更好。因为点火系统的供电电压是固定的，若跳火电压超过空上系统所能提供的电压，也就没有办法生出额外的火花。 NGK火花塞生产、销售总部位于日本爱知县名古屋市的日本特殊陶业株式会社。日本特殊陶业创立于1936年，至今已有67年的历史，始终致力于NGK火花塞、内燃机相关的氧传感器、爆震传感器等的生产和销售，此外也致力于半导体组件、机械工具等应用陶瓷制品的生产和销售。NGK火花塞和氧传感器的生产量位居世界第一。日本特殊陶业拥有全球的生产销售网络，及时收集信息、随时对应客户的需求。现今生产厂家在日本有4家，北美（美国）、南美（巴西）、欧洲（法国）、包括东南亚各国在内的10个国家里都设有生产厂家，而且在日本、北美（美国）、南美（巴西）、欧洲（德国）设立了技术中心、致力于火花塞、氧传感器等的开发。目前，在中国上海市和广东省广州市已设立了代表处，并且设立于上海市松江工业区的工厂预定2003年秋季开始投入生产，考虑为汽车、摩托车、通用发动机厂家和维修市场供应NGK火花塞。 NGK火花塞的质量、性能在全球范围内的汽车、摩托车、通用发动机厂家中享有盛誉。在日本国内，丰田、本田、日产等的所有汽车、摩托车厂家都在使用。在欧洲，大众、奥迪、奔驰、宝马、雷诺、菲亚特和其他主要汽车、摩托车厂家几乎都在使用NGK火花塞，而且北美3大汽车巨头（通用、福特、戴母勒-克莱斯勒）也正在使用NGK火花塞。纵使在世界赛车中，夺冠者也不泛使用NGK火花塞。而且代表赛车最高水平的1级方程式比赛、WRC世界拉力锦标赛、美国顶级的国际汽车大赛、WGP摩托车大赛的所有参赛车队几乎都使用着NGK火花塞。 电阻型火花塞是在绝缘体中心部位内藏电阻值5K欧母的陶瓷电阻体的火花塞。可以说近期生产的汽车几乎都使用电阻型火花塞。原因是汽车上装载着控制发动机的电子仪器、汽车收音机、汽车电话等通信装置及多种电子产品。没有电阻提的无电阻火花塞在使用过程中，由于电磁波干扰会使设备出现误操作或混入杂音等故障。这种电磁波干扰可产生于点火装置、交流发电机、弧刷电机等部件，但点火装置产生的电磁波最强，特别是开始点火后瞬间产生大的电流变化。因此使用电阻型火花塞可以放缓电流变化和抑制产生电磁波，把干扰限制在最小限度内。中国国内也像欧洲各国、加拿大、南非一样从法规上限制电磁波干扰。即使使用陶瓷电阻体也不会对启动性能、加速性能等发动机性能带来负面的影响，所以请务必试用一下电阻型火花塞。铱合金IX型火花塞是怎样的火花塞？铱合金和白金同样属于贵金属。铱合金和NGK正在使用的镍合金和白金电极材料相比具有1.耐热2.耐腐蚀3.硬度高的特性。用镍合金做中心电极的火花塞直径不到2.0?-2.5?时就不具备耐用性能，但是因为铱合金在具备耐用性能的前提下，能够把中心电极直径减小，就能够制作出点火性高，更易于跳火，耐用的火花塞，这样做不但提高了加速性能而且还可以1.省油2.抑制由于失火而产生的有害废气3.减少火花塞更换次数等，所以使用铱合金火花塞更利于环境保护。 DENSO火花塞 ND 火花塞 日本电装火花塞 作为一家汽车零部件的制造商，DENSO已经开发了许多新产品。例如，DENSO为客户提供全球最先进的火花塞技术，1975年开发了U形槽，1983年开发了耐久的铂金火花塞。1997年4月，我们开发并开始向汽车制造商供应世界上第一款用于汽车的耐久铱金火花塞。这种火花塞是为了适应近年来汽车高输出，低油耗和低污染的要求而研制。IRIDIUM POWER 火花塞正是依照这种技术开发的。作为稀有金属科技，激光焊接技术以及多年火花塞制造经验的结晶，并且配有世界上最小的0.4mm直径的的铱电极，IRIDIUM POWER火花塞是新一代高性能火花塞的代表。 ◆ 1、锥形切口（TAPERED CUT） 接地电极的尖端已被切成锥形。这样通过减少淬火极大的提高了点火性能。 ◆ 2、U形槽（U-GROOVE） 接地电极上已经切出了一条U形槽，以保证有足够的空间产生核心火苗。 在将所需电压保持得较低的同时，这种技术可在不增加火花隙的情况下达到优秀的点火性能。 ◆ 3、 超精细0.4mm直径铱电极 使用了一种熔点很高的"新型铱合金"，可使中心电极尽量小型化。 所需要的电压因此降低，提高了点火性能。 耐腐蚀性极强的光泽镀镍 为什么IRIDIUM POWER的中心电极缩小到只有0.4mm？ 是为了降低所需的电压并提高打火性能。IRIDIUM POWER运用世界上最先进的技术，采用了世界上最小的0.4mm直径电极。 电极越小电极尖端的电气电压就越集中，影响所需电压的电场就越强，所需的电压就越低。因此适用于各种驾驭类型，发动机启动方便，加速性能得到提高。 电极也具有熄火（冷却）功能（点火成功后电极可以马上带走火花的热量）。因此较大的电极冷却效果很强而有时无法达到图4所示的打火效果。打火的这些特性被称为打火性能。为提高打火性能，电极与火焰核心的接触区域应减小。 因此，IRIDIUM POWER的电极部分尽可能为精细化以提高打火性能。 DENSO IRIDIUM 分类 1、DENSO IRIDIUM 铱金火花塞按照结构不同以及使用环境分成以下三类: DENSO IRIDIUM POWER DENSO IRIDIUM TOUGH DENSO IRIDIUM RACING HKS, TRD 与DENSO IRIDIUM 铱金火花塞有什么区别 1, HKS在赛车界久负盛名, 同时也是日本唯一上世的改装厂商, 能力不容置疑; TRD作为TOYOTA的御用改装厂商, 超级的品质也同样全球认可。 对于超级改装用火花塞, 需要在恶劣的环境下爆发出惊人的爆炸力, DENSO IRIDIUM SPARKPLUGS以其独步全球的优异品质同时受HKS和TRD的青睐。 为其OEM贴牌生产超级改装用火花塞。 ( 注:HKS TRD 没有生产火花塞的能力和条件 ) 结论: HKS, TRD 与DENSO IRIDIUM 铱金火花塞没有任何区别! 亦即: HKS, TRD OEM DENSO IRIDIUM 铱金火花塞 2, 更详细: HKS S 系列铱金火嘴 相当于: DENSO IRIDIUM POWER铱金火嘴 HKS R 系列铱金火嘴 相当于: DENSO IRIDIUM RACING铱金火嘴 BTW: DENSO IRIDIUM 没有授权任何厂家生产: DENSO IRIDIUM TOUGH铱金火嘴, 包括: HKS, TRD 为什么DENSO IRIDIUM 铱金火花塞在赛车界倍受尊崇, 性能优异超群, 让我们来走进看看

正负极本来绝缘，但是由于电压在一万伏特之上，直接击穿空气接通电流同时发出极强的火光，点燃混合气。

不管何种发动机，都必须借助强度适当、时机恰当的火花将混合气引燃，在发动机上，产生这种火花的装置，就是点火系。由于点火系工作时离不开电流，所以，通常把点火系和电气系结合起来讲解。 点火系一般由点火线圈、高压线、火花塞帽和火花塞组成。点火线圈的作用是产生足够电压的高压电流，通过高压线，高压电流到达火花塞，进而在火花塞的中心电极和侧电极之间跳火，产生强烈的电火花。 点火线圈由铁芯和两个线圈组成。附图表示了点火线圈的工作原理。电流在初级线圈A上流过时，在铁芯上将产生磁力线。当初级线圈的电流被切断之后，将使铁芯的磁力线发生变化，变化的磁力线在次级线圈B上产生感应电压。这个感应电压和A、B两线圈的匝数有关。一般来讲，初级线圈的漆包线较粗，只有几百匝，而次级线圈匝数则高达数万。 在四冲直列4缸发动机上，大都使用两个点火线圈，其中一个点火线圈给1缸和4缸供电，另一个点火线圈给2缸和3缸供电。原因是1缸和4缸的曲轴相位相同，2缸和3缸的曲轴相位相同。当然，在相位相同的二个气缸上，即使同时跳火也只能一个气缸燃烧，因为另一个气缸正处于排气上死点之前，火花塞跳火也不能燃烧。为了使点火线圈同时给二个火花塞供电，点火线圈的供电容量应较大，但总比装用4个点火线圈轻，成本也较低。2缸发动机也可以利用这种方法，但二个气缸的曲轴相位角必须相同。 点火时，点火线圈将产生20000V左右的高压电。高压线把高压电输送给火花塞。为了避免过大的电压损失，要求高压线要有良好的绝缘性和较高的传输效率。摩托车高压线普遍采用铜线做芯，外部包覆合成橡胶。 高压线的另一端就是火花塞。一般使用火花塞帽把高压线和火花塞连接在一起。火花塞布置在气缸盖上，其前端伸向燃烧室。火花塞的结构如图所示。中心电极是一个金属芯，从高压线端子一直延伸到中心电极前端。由高压线圈来的高压电接在中心电极上。侧电极焊接在螺纹部下沿上，和气缸盖的地线连接在一起。火花塞的中心电极和侧电极之间有一定的间隙，该间隙叫火花塞间隙，它是跳火点燃混合气的位置。火花塞跳火的时刻，称为点火正时。 火花塞间隙越大,跳出的火花越大，混合气越容易点燃。但过大的火花塞间隙要求的放电电压也很高，电极消耗过快，电能消耗也大。所以火花塞必须有一个适当的间隙。一般火花塞间隙约为0.8mm左右。 由于火花塞工作时中心电极的电压会高达20000V左右，为了防止高压电流短路，中心电极采用陶瓷做绝缘材料。在陶瓷外侧是波纹状绝缘体，该绝缘体的作用是进一步加强火花塞的绝缘性能。利用上述绝缘办法，能使高压电顺利地从高压线端子流到中心电极前端，不会在中途产生弧光放电现象。 电流通过时，火花塞中心电极温度高达800℃。在燃烧时，火花接触瞬时温度高达2000-3000℃高温燃气。在进气行程时，火花塞又接触低温混合气，混合气温度大都低于60℃。火花塞除了承受反复的热冲击之外，又承受着强烈的振动。火花塞工作的环境是非常严荷的，所以绝缘材料的性能十分重要，要求在高温时尽可能少地接受热量，以避免温度上升过高，同时又能把热量顺利地传导出去。一般火花塞的绝缘材料大都是氧化铝。 中心电极和侧电极的材料性能同样也很高：必须具有良好的热传导性和较高的强度，在反复放电过程中烧损少。现在普遍采用的是镍合金。为了进一步提高耐烧蚀性能，也有使用白金及其它贵重金属制造的。有些火花塞为了提高散热性，在中心电极根部封入了一个铜芯。火花塞的螺纹材料是普通碳素钢。 在某些单缸机和2缸发动机上，由于缸径大、排量大、燃烧速度过慢。为了迅速点燃混合气，大都装用了双火花塞。此外，为了防止异常燃烧，有些风冷发动机也装用了双火花塞。这种每个气缸装有两个火花塞的叫双火花塞方式。双火花塞能在气缸内形成两个火源，使混合气快速燃烧。但是采用4气门或更多气门的高性能发动机不宜采用两个火花塞，因为没有足够的空间布置双火花塞。 点火线圈工作时必须规律性地切断电源，这个过程由断电器来控制。根据其结构和工作特性，可以分为触点式点火和无触点点火。 触点式断电器是一个机械触点形状，结构十分简单，利用弹簧压力使触点接通，在需要点火时利用凸轮使触点断开，从而切断初级电流。在二冲程发动机上，用曲轴驱动断电器凸轮，在四冲程发动机上，用凸轮轴驱动断电器凸轮。触点式断电器存在着很多缺点。例如，触点容易被油污损，导致接触不良。而触点反复开闭，很容易产生损伤和磨损，触点接触面产生麻点将使通电困难，触点磨损严重将使通电时间变短，并使点火正时出现变化。所以必须进行经常的检查和保养，到了使用周期后应该更换新品，十分麻烦。 无触点断电器是一种电流感应装置。这种装置相当于一台超小型发电机，发电机定子线圈的作用相当于断电器的凸轮。在需要火花塞点火时，转子的磁铁部位正好转到定子的线圈部位，使线圈产生脉冲电流，在该脉冲电流的触发下，晶体管发火器动作，从而切断点火线圈的初级电流。这种脉冲电流叫作是点火正时信号。无触点点火方式无需保养，大量生产的发火器价格不贵，现在的摩托车几乎全部使用无触点点火方式。 在无触点点火方式的基础上，又发展出了晶体管点火方式。它利用晶体管的接通和截止，瞬间地切断点火线圈的初级电流，从而产生高压电。一般称之为电流切断式点火方式。 点方线圈工作时，必须有电源向其供给初级电流。根据电源的不同，又可分为蓄电池点火方式和磁电机点火方式两种。 蓄电池点火方式就是由蓄电池直接给初级线圈供电，蓄电池点火方式供电稳定，在低转速时也能使火花塞产生稳定的火花。其缺点是必须装用较重的蓄电池。 磁电机也就是发电机，磁电机点火方式直接使用发电机的电流作用为初级电流。磁电机点火方式也分为二种，一种是直接使用磁电机电流，另一种是把磁电机电压升高再供给点火系。磁电机点火方式低速时电流习，高速时电流强。磁电机点火方式不需要蓄电池，能减轻摩托车重量。由于上述优点，赛车大都采用这种点火方式。部分摩托车也装用了这种点火方式。其中在一部分摩托车上，不装用蓄电池，并把照明用电和点火用电分开，点火系直接由发电机供电。也有的摩托车装用小型蓄电池，以便在怠速或低速时确保照明用电。磁电机点火方式又叫飞轮永磁发电机点火方式。 现在很多摩托车都喜欢在车上标注“CDI”三个英文字母，不少购车者也十分注重CDI，认为标注CDI的车辆才有档次。CDI是什么？它是英文“CondenserDrodeIgnite”的缩写，也就是“电容二极管点火”的意思。它的工作过程是这样的：当发动机运转起来，磁电机也随之转动产生电流，电流通过硅二极管整流向电容器充电，此时可控硅处于截止状态，电流无法通过可控硅。当脉冲转子转到点火位置时，脉冲发生器发出电信号，这个电信号加在可控硅的控制极上，触发可控硅导通，于是电容器的电能通过可控硅进入点火线圈。当脉冲转子转过点火位置时，脉冲发生器停止发出电信号，可控硅立即截止，点火线圈的电流被断开，这时点火线圈就会立即产生自耦高压电，使火花塞迸发火花点火。如此反复循环，就能保证发动机正常工作。 CDI是一种并不复杂的电子电路，它实际上是将磁电机的结构简单化，降低了成本，而且提高了点火工作的可靠性，所以绝大多数摩托车都用CDI。电容放电点火方式可以使用蓄电池做电流，也可以使用发电机做电源。 电容放电点火方式能产生强大的电火花，而且次级电流上升快，对高速发动机十分有利，而且也有利于防止火花塞污损。上述特点和二冲程发动机的特殊要求极其吻合，所以高性能二冲程发动机大都使用这种点火方式。 在大多数摩托车方向把的右侧，装有一个红色的断电开关。它是供紧急情况使用，用来切断点火装置供电电流使发动机熄火的应急开关。它只控制点火装置，对照明电路没有影响。所以正常停车不要使用。