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火花塞技术:通过电极之间的放电现象产生火花,汽油发动机是通过燃料和混合气体的适时燃烧使之产生动力,但是作为燃料的汽油即使处于高温环境下也很难自燃,要想使其适时燃烧有必要用“火”来点燃。这里说的火花点火便是“火花塞”的作用。autolite火花塞发动机整体性能的好坏*是取决于火花塞闪出火花的良否来决定的。我们往往把发动机比作为“汽车的心脏”,但是更能把autolite火花塞比作为“发动机的心脏”。但是如果电极的消炎作用比火焰核的作用大,火焰核会因此而消失导致熄火(指由于电极吸热使火焰消除的作用)。
autolite火花塞必要的性能:耐热性:可适应极热﹒极冷的情况;火花塞内部的受到的温度在混合气体燃烧时就达到了2000℃、在吸入行程中使低温气体受冷,让4冲程式发动机的急热急冷现象把发动机运转中的2 回转变成一回转。autolite火花塞与此耐热性相同,也要求具有达不到表面着火的起点的放热性。autolite火花塞机械的强度:可以适应激烈的压力变化;在吸入行程中达到1气体压力以下,爆発行程中可达到45气压以上。可以适应这种激烈压力变化的机械强度。autolite火花塞在急剧的温度变化压力变化反复的情况下,对于约10~30kV的高电压要求可以维持充分的绝缘性。
autolite火花塞绝缘体必须具有良好的绝缘性和导热性、较高的机械强度,能耐受高温热冲击和化学腐蚀,。壳体是钢制件。壳体六角螺纹的尺寸已纳入ISO标准。火花塞电极包括中心电极和侧电极,两者之间为火花间隙。间隙的大小直接影响着发动机的启动、功率、工作稳定性和经济性。合理的间隙与点火电压有关。电极材料必须具有良好的抗电蚀(火花烧蚀)和腐蚀(化学—热腐蚀)能力,并应具有良好的导热性。中心电极与接线螺杆之间是导体玻璃密封剂,既要能够导电,也要能承受混合气燃烧的高压,同时保证其密封性。
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由于火花塞与发动机之间的相互关系,使日新月异的发动机技术必然要促进火花塞的不断创新。
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通过历史的发展与进步,可以看到火花塞结构的演化与变迁。HENGSTLER亨士乐,编码器0525358,RI58-O/10000AK.42TB, 现货1只,*出
1、标准型与突出型火花塞
标准型火花塞是绝缘体裙部端略低于壳体螺纹端面的单侧电极火花塞,它采用了侧置气门式发动机应用广泛的传统发火端结构。为区别于后来出现的“突出型”,此结构被称为“标准型”。
突出型autolite火花塞初是为顶置气门式发动机配套设计的,它的绝缘体裙部突出壳体螺纹端面伸入燃烧室内。在燃烧的混合气中吸收较多热量,怠速时有较高的工作温度,避免污损;高速时由于气门顶置,吸入的气流对准绝缘体裙部,将其冷却,使温度提高不多,因而热范围较大。突出型火花塞不适用于侧置气门式发动机,因其进气道拐弯多,气流对绝缘体裙部冷却作用不大。
autolite火花塞与单侧极相比,多侧极的火花间隙由多个侧电极的断面(冲成圆孔)和中心电极的圆柱面构成,这种旁置式的火花间隙消除了侧电极盖住中心电极的缺点,增加了火花的“可达性”,autolite火花塞火花能量较大,较容易深入汽缸内部,有助于改善混合气燃烧状况并减少废气排放。由于多侧极提供了多个跳火通道,因而延长了使用寿命,autolite火花塞提高了点火的可靠性。这里必须指出,放电的瞬间只能是一条通道跳火,不可能多侧极同时跳火。高速摄影的放电过程证明了这一点。
autolite火花塞
从点火效果考虑,电火花应该在混合气流动的地方跳过。发动机燃烧室不同的结构设计要求不同的点火位置。点火位置可以理解为火花间隙在燃烧室内的位置,即火花塞中心电面至壳体端面的距离。
普通突出型火花塞的点火位置为3mm,越野和大排量摩托车使用的“超突出型”火花塞,点火位置可达7~10mm。点火靠近燃烧室中心部位,火焰传播距离缩短,从而将缩短燃烧周期并减小压力变化的幅度,有利于提高发动机的动力性。
2、单侧极与多侧极火花塞
传统单侧极火花塞有一个明显的缺陷,即侧电极盖住了中心电极。当两极间高压放电时,火花间隙处的混合气将吸收火花热量并因电离被激活而形成“火核”。火核形成的场所一般在接近侧电极处,热量将较多地被侧电极吸收,即电极的“消焰作用”,它减少了火花能量,
火花塞机构图
降低了跳火性能。
于是,在上世纪20年代,出现了三侧极火花塞。与单侧极相比,多侧极的火花间隙由多个侧电极的断面(冲成圆孔)和中心电极的圆柱面构成,这种旁置式的火花间隙消除了侧电极盖住中心电极的缺点,增加了火花的“可达性”,火花能量较大,较容易深入汽缸内部,有助于改善混合气燃烧状况并减少废气排放。由于多侧极提供了多个跳火通道,因而延长了使用寿命,提高了点火的可靠性。这里必须指出,放电的瞬间只能是一条通道跳火,不可能多侧极同时跳火。高速摄影的放电过程证明了这一点。
火花塞型号中的后缀字母(热值数后面的字母)D、J、Q分别表示双侧极、三侧极、四侧极。
3、镍基合金与铜芯电极火花塞
对伸入燃烧室电极的基本要求是耐烧蚀(电蚀和化学腐蚀)和良好的导热性。
火花塞
随着材料科学和工艺技术的发展,电极材料经历了铁、镍、镍基合金、镍-铜复合材料、贵金属的演化过程。现在用得普遍的是镍基合金。通常,纯金属的导热性优于合金,但纯金属(例如镍)对燃烧气体及其形成的固状沉积物的化学腐蚀反应比合金灵敏。因此电极材料采用镍基加入铬、锰、硅等元素,铬提高抗电蚀能力,锰和硅提高耐化学腐蚀能力,特别是对危害性很大的氧化硫的抗腐蚀能力。镍基合金的导热性不如铜,采用铜芯并将其外表裹以镍基合金(或其他贵金属合金)将大大改善电极的导热能力。
火花塞型号后缀中的C代表铜芯中心电极,CC代表双铜芯电极。
4、普通型与电阻型火花塞
autolite火花塞作为火花放电发生器,是一种宽带连续型的电磁辐射源。为了抑制因跳火产生的电磁辐射对无线电场的强,保护无线电通讯并防止车载电子装置的误动作,世界各国自上世纪60年代以来,加快了电阻型火花塞的开发。我国也发布了一系列强制性电磁兼容的国家标准,对于火花塞点火发动机驱动的车辆装置无线电特性作了严格的限制,因此对电阻型火花塞的需求也大为增加。电阻型火花塞在结构上与普通型没有大的区别,仅仅是将绝缘体内的导体密封剂改为电阻密封剂。
5、空气间隙与沿面间隙火花塞
迄今为止,火花塞跳火主要有两种方式:一种是脉冲高电压作用下,
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;另一种是沿面跳火,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。前者放电距离短,跳火性能差,传统单侧极火花塞尤甚。因为空气间隙的大小受电源电压的制约,一般为0.6~0.9mm左右。较短的放电距离使火核没有充分的“发育”,热量也较多地被侧电极吸收,降低了火花的能量。若加大空气间隙,则需要提高点火电压,易导致“失火”。沿面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。这种放电机理使沿面间隙比同宽度空气间隙的击穿电压降低。若在相同击穿电压下,沿面间隙比空气间隙的放电距离长。较长的放电距离能大大提高火花的能量。因为火花放电是由能量密度非常不一样的2部分组成,即电容放电部分和电感放电部分。前者具有高能密度,电压高,能在极短时间内放出;后者能量密度小,但在较长时间起作用。从电火花能量分布可看出电感部分的能量是电容部分的20~30倍,是名副其实的“热焰”,对加热周围混合气而形成火核起主要作用。电感部分持续时间越长,着火性越好。加长放电距离将降低侧电极的“消焰作用”。电火花沿绝缘体表面烧尽油污积炭,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。沿面间隙型火花塞的绝缘体没有裙部,不能迅速吸收燃烧室的热量,是一种极冷型火花塞。用途较广的是将“沿面间隙”和“空气间隙”结合在一起的“滑动—空气间隙”,绝缘体裙部与侧电极之间是空气间隙。跳火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。
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