火花塞的一般構造如下圖 所示。火花塞有兩個相互絕緣的電極:中心電極和側電極。點火系統的高壓電施加在兩電極之間,擊穿兩電極間隙處的氣體介質而產生電火花。
一、對火花塞的要求
火花塞是在高電壓、高氣壓、高氣溫和強烈震動的條件下工作的。
1. 在點火系統 7 ~ 15kV 周期性高壓電的作用下,火花塞兩電極間應保持良好的絕緣性能,以確保高壓電能夠擊穿兩電極間的氣體介質而產生電火花。
2. 在汽缸內 4 ~ 7MPa 的燃氣壓力下,火花塞應具有充裕的承受壓力沖擊的能力并保持良好的密封性能。
3. 在汽缸內 2000 ~ 3000℃ 的燃燒溫度下,火花塞應具有良好的承受熱負荷的能力。
4. 在汽油機的強烈震動作用下,不得出現破損或斷裂。
5. 火花塞的兩電極應具有良好的耐電氣燒蝕和耐化學腐蝕的能力。
二、火花塞的使用保養
通常在摩托車初駛 1000km 和每行駛 2000 ~ 3000km 時應檢查和保養火花塞。
1. 火花塞的拆卸
拆卸火花塞應使用符合火花塞六角對邊尺寸的專用套筒扳手。禁止在汽油機處于熱狀態時拆卸火花塞,以免損傷汽缸蓋上的火花塞螺紋孔。
2. 火花塞的清洗
在工作過程中,火花塞與汽缸內可燃混合氣接觸的部位會有燃燒物的沉積,還會出現油污和積碳,定期保養時應清除這些污損物。清洗的重點是火花塞絕緣體的裙部(如圖 2-68 所示)。清洗時可先在汽油中浸泡,然后用非金屬刮片和非金屬刷清除污損物。禁止采用高溫燒烤的方法,以免損傷火花塞。
3. 調整電極間隙
火花塞中心電極與側電極之間的間隙稱作電極間隙。電極間隙過小會使電火花變得微弱,還容易被污損物跨連而不能可靠地產生電火花;電極間隙過大則會使兩極間產生電火花所需的點火電壓過分增高,當所需點火電壓接近或超過點火系統的工作能力時,火花塞也不能可靠地產生電火花。一般點火系統要求火花塞電極間隙在 0.6 ~ 0.8mm 左右。 通常用塞規或用鋼絲制作的專用間隙規檢查火花塞的電極間隙 δ (如圖 2-69 所示)。電極表面不平整時,用間隙規測量比較準確。當電極間隙不符合要求時,可輕輕扳動側電極進行調整。
4. 火花塞的安裝
安裝火花塞應先用手將火花塞旋入螺紋孔,然后再用套筒扳手緊固。禁止將火花塞強行旋入。 為使火花塞的固定牢固可靠,又不損傷汽缸蓋上的火花塞螺紋孔,火花塞的緊固力矩要適當,如表 2-12 所示。安裝火花塞時必須裝上密封墊圈,以保證火花塞與汽缸蓋的密封性。為使火花塞與汽缸蓋螺紋孔的旋合長度足夠,多裝密封墊圈也是不允許的。
5. 使用注意事項
( 1 )火花塞絕緣體表面應保持清潔和干燥。
( 2 )避免碰撞火花塞。
( 3 )插拔火花塞帽時,不要搖晃火花塞。
6. 外觀檢查火花塞,有如下情況時應及時更換。
( 1 )絕緣體有開裂或破損現象。
( 2 )絕緣體與殼體之間松動。
( 3 )側電極有開裂現象。
三、火花塞故障檢修
1. 火花塞過熱
在工作過程中,火花塞的受熱與散熱相對平衡時,其溫度分布規律如圖 2-70 所示。從圖中可以看出,絕緣體裙部的溫度最高,因此通常根據絕緣體裙部的溫度判斷火花塞是否過熱。
火花塞絕緣體裙部正常的溫度在 450 ~ 850℃ 范圍內。當絕緣體裙部的溫度超過 900℃ 時,火花塞過熱,容易出現熾熱點火現象,使汽油機的工況嚴重惡化。
溫度正常的火花塞,絕緣體裙部呈棕褐色。絕緣體裙部呈灰白色時,表明火花塞過熱;絕緣體裙部出現金屬狀熔珠時,表明火花塞嚴重過熱。
引起火花塞過熱的原因較多,既有本身的原因,又有火花塞以外的原因。
( 1 )火花塞的熱特性 按熱特性區分,火花塞可分為熱型、溫型和冷型三類。熱型火花塞的絕緣體裙部較長,因而受熱面積較大,散熱距離較長,易于提高絕緣體裙部的溫度;冷型火花塞絕緣體裙部較短,易于降低絕緣體裙部的溫度(如圖 2-71 所示);溫型火花塞絕緣體裙部的溫度介于冷型和熱型之間。在火花塞的產品型號中通常用數字表示火花塞的熱特性。表示火花塞熱特性的數字稱作火花塞的熱值。熱值是火花塞熱特性的相對比較值。每一型號的汽油機均需選定與之相適宜的熱值一定(或在一范圍內)的火花塞,以保證絕緣體裙部的正常工作溫度。當使用了熱特性偏熱(熱值較小)的火花塞時,會引起火花塞過熱。
( 2 )火花塞固定不牢 火花塞在汽缸蓋上固定不牢時,會影響火花塞經汽缸蓋的散熱,使火花塞因散熱不良而過熱。對此,應按規定的緊固力矩擰緊并注意使火花塞螺紋表面保持清潔。
( 3 )火花塞密封不良 火花塞與汽缸蓋之間密封不良或火花塞本身漏氣時,在泄漏的高溫氣體的加熱下也會使火花塞過