汽车发动机火花塞详解

关键字:火花塞

　　基本上火花塞有两大功用：一是在燃烧室内产生火花，点燃混合汽产生动力。二是于密封火花塞孔，以维持汽缸内的压力。通常从点火线圈透过分电盘经导线而供给火花塞的高压电约2至3万伏特，再加上火花塞的电极必须经常处于高温的燃烧室中与约45倍大气压力以上的环境，而且还要保持极高的气密性，因此，在如此这般恶劣的环境中，火花塞的品质好坏与耐用性将会直接影响引擎的性能表现，所以不可不重视。

火花塞的分类

　　要知道火花塞的工作环境就在高达摄氏2000℃以上的高温气体燃烧室内，自然其吸收的热量若无法透过适当的排放，势必会造成高温氧化及熔蚀(烧毁)，因此在火花塞的设计上便不得不考虑散热的特性。因此针对火花塞所承受的热负荷(热量)的散失程度或能力，来表示其承受热负荷的特性，称之为热值。
　　
　　而影响热值的重要因素在于绝缘瓷体的长度，也就是说当绝缘瓷体暴露在火焰中的表面积较小，所直接承受的热量也较少，而经过绝缘瓷体至外壳的散热途径也比较短，反而透过引擎本体所散的热比较多，因此火花塞尖端的温度也不会上扬，所以称为冷式。

　　既然冷式火花塞如此，那么热式火花塞也就同理可证了，当火花塞的绝缘瓷体较长的时候，自然暴露在火焰之中的表面积与受的热量也就比较多，而且散热的过程也比较长，实际藉由引擎本体所散的热也比较少，同时大部份的热又都聚集在火花塞的尖端，所以这也就是为什么称为此类火花塞为热式的原因了。

　　了解了火花塞的分类，那么就让我们了解下他们各自适用的场合好了：着重高速运转，大马力输出的引擎，其火花塞热量极易累积升高，为防止电极烧掉，须采用散热较快的冷式火花塞。相对的，常跑市区低转速运转的引擎，为防止因低温所造成的积碳，影响跳火，就须采用散热较慢的热式火花塞。

火花塞的自我清洁

　　在了解热值与选择的问题之后，再来要探讨所谓积碳的问题。一般汽车引擎的设计通常是依据正常的运转状况来选择火花塞的型式，所以理论上应该是可以适应各种的路况，但是如果遇到经常性的冷车发动（跑短程），怠速空转及长期低速行驶时，在火花塞温度较低，混合汽又较浓的情形下，将非常容易导致火花塞的电极与电极附近积碳，结果会造成失火（不跳火，可不是发生火灾啊），燃烧不完全等现象，但是当火花塞的温度上升至摄氏500℃以上时，积碳将会迅速燃烧成灰烬，并且恢复正常的跳火状态，这个现象我们称为火花塞的自行清净作用，而火花塞的温度是随车速的增加与转速的提升而上升，一般来说自行清净的车速大约在50至60公里以上，所以常常跑跑高速公路，拉拉转速，不只是对喷油系统有帮助，对火花塞也具有清洁的作用。

火花塞的选择与使用

　　通常原厂新车对于火花塞的选择与使用，都已经考虑过引擎的设计与使用环境，所以消费者如果要自行更换火花塞，通常原厂都会建议使用指定的火花塞厂牌及型号（有些车厂的车主手册只有标示该部品的编号）或可以代用的厂牌及型号。但是实际上只要热值、规格（直径，长度，电极长短等）相同者，即使是别的厂牌也可通用。但是要特别注意的是，原厂在高压，点火系统上都有设计好一定的阻抗匹配值，所以在更换火花塞时，必须特别注意阻抗的匹配，以免影响了原来点火系统的运作。而在热值的选择上，如果火花塞经常有积碳一类的情形，即表示火花塞可能过冷，这时可考虑更换较原形号再低一，二号之火花塞。如经常有电极快速耗损，爆震等现象，则可以更换高一，二号的火花塞。（但是必须先查证是否为其他系统的问题，或参考常行驶的道路状况，季节温度等）。

火花塞的维护及检查

　　现今火花塞的种类有非常多种，最常听到的是白金火花塞，众所皆知其最大的优点是耐用（有些车厂号称十万公里免更换），除此之外，也可提供极佳的着火性能与燃烧效率的提升等优点，虽然可以减少保养的次数，但是站在保护引擎的立场上来看，定期检查火花塞的状况，还是有必要的。如此一来，以后如果有人问你如何一眼看出车子引擎的情况好坏的时候，你就不用担心啦，只要撂下一句“看火花塞的燃烧状况就知道了。”保证令他佩服的五体投地，再也爬不起来，不过前提是，你要看得懂才行。

火花塞与引擎爆震的关系

　　至于火花塞与爆震的关系就要从点火正时说起了，事实上点火正时对于火花塞的选择与影响非常的大，此话怎讲？由于点火正时的角度提得越前，汽缸内燃烧的压力与燃烧的温度都会比较高，同时火花塞也会暴露于每次燃烧（爆炸）的时间比较长，因此火花塞所必须负荷的温度也就变高了，一般而言，大多数的四行程引擎在最大功率输出时，点火正时每提前1°时火花塞的工作温度就得上升约10℃，如果点火正时提前10°那么火花塞的工作温度便会增加近100℃，这多可怕呀，当然火花塞的尖端温度若是超过负荷，便会发生中心电极受高温熔毁，以及绝缘瓷体破裂的现象，同时会因为温度过高而形成红热的部份，造成点火的现象，也就是说当压缩行程末期的时候，火花塞还没开始点火，被压缩的混合汽便被火花塞红热的部份给点燃，而这个情形正是火花塞预燃现象。

　　当引擎发生预燃的时候，因为不是依照点火正时而工作，通常又发生在活塞到达上止点之前，因此会造成引擎爆震，此时，引擎受着不正常运作，热负荷增加，严重时将会发生火花塞或活塞等组件高温熔蚀的现象。而火花塞产生预燃的温度通常在950℃，又常发生在引擎高速运转重负荷工作、或点火正时调整不当时，故驾驶人不可不慎，也正因为如此汽车制造商对于火花塞热值的选择非常严格，通常被选定的火花塞就算是在最重负荷时并且有略为点火提前的状况下，都不可以有预燃的现象发生，所以火花塞的热值对于车商而言比火花塞厂牌来着重要多了。

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