火花塞的一般构造如下图 所示。火花塞有两个相互绝缘的电极:中心电极和侧电极。点火系统的高压电施加在两电极之间,击穿两电极间隙处的气体介质而产生电火花。
一、对火花塞的要求
火花塞是在高电压、高气压、高气温和强烈震动的条件下工作的。
1. 在点火系统 7 ~ 15kV 周期性高压电的作用下,火花塞两电极间应保持良好的绝缘性能,以确保高压电能够击穿两电极间的气体介质而产生电火花。
2. 在汽缸内 4 ~ 7MPa 的燃气压力下,火花塞应具有充裕的承受压力冲击的能力并保持良好的密封性能。
3. 在汽缸内 2000 ~ 3000℃ 的燃烧温度下,火花塞应具有良好的承受热负荷的能力。
4. 在汽油机的强烈震动作用下,不得出现破损或断裂。
5. 火花塞的两电极应具有良好的耐电气烧蚀和耐化学腐蚀的能力。
二、火花塞的使用保养
通常在摩托车初驶 1000km 和每行驶 2000 ~ 3000km 时应检查和保养火花塞。
1. 火花塞的拆卸
拆卸火花塞应使用符合火花塞六角对边尺寸的专用套筒扳手。禁止在汽油机处于热状态时拆卸火花塞,以免损伤汽缸盖上的火花塞螺纹孔。
2. 火花塞的清洗
在工作过程中,火花塞与汽缸内可燃混合气接触的部位会有燃烧物的沉积,还会出现油污和积碳,定期保养时应清除这些污损物。清洗的重点是火花塞绝缘体的裙部(如图 2-68 所示)。清洗时可先在汽油中浸泡,然后用非金属刮片和非金属刷清除污损物。禁止采用高温烧烤的方法,以免损伤火花塞。
3. 调整电极间隙
火花塞中心电极与侧电极之间的间隙称作电极间隙。电极间隙过小会使电火花变得微弱,还容易被污损物跨连而不能可靠地产生电火花;电极间隙过大则会使两极间产生电火花所需的点火电压过分增高,当所需点火电压接近或超过点火系统的工作能力时,火花塞也不能可靠地产生电火花。一般点火系统要求火花塞电极间隙在 0.6 ~ 0.8mm 左右。 通常用塞规或用钢丝制作的专用间隙规检查火花塞的电极间隙 δ (如图 2-69 所示)。电极表面不平整时,用间隙规测量比较准确。当电极间隙不符合要求时,可轻轻扳动侧电极进行调整。
4. 火花塞的安装
安装火花塞应先用手将火花塞旋入螺纹孔,然后再用套筒扳手紧固。禁止将火花塞强行旋入。 为使火花塞的固定牢固可靠,又不损伤汽缸盖上的火花塞螺纹孔,火花塞的紧固力矩要适当,如表 2-12 所示。安装火花塞时必须装上密封垫圈,以保证火花塞与汽缸盖的密封性。为使火花塞与汽缸盖螺纹孔的旋合长度足够,多装密封垫圈也是不允许的。
5. 使用注意事项
( 1 )火花塞绝缘体表面应保持清洁和干燥。
( 2 )避免碰撞火花塞。
( 3 )插拔火花塞帽时,不要摇晃火花塞。
6. 外观检查火花塞,有如下情况时应及时更换。
( 1 )绝缘体有开裂或破损现象。
( 2 )绝缘体与壳体之间松动。
( 3 )侧电极有开裂现象。
三、火花塞故障检修
1. 火花塞过热
在工作过程中,火花塞的受热与散热相对平衡时,其温度分布规律如图 2-70 所示。从图中可以看出,绝缘体裙部的温度最高,因此通常根据绝缘体裙部的温度判断火花塞是否过热。
火花塞绝缘体裙部正常的温度在 450 ~ 850℃ 范围内。当绝缘体裙部的温度超过 900℃ 时,火花塞过热,容易出现炽热点火现象,使汽油机的工况严重恶化。
温度正常的火花塞,绝缘体裙部呈棕褐色。绝缘体裙部呈灰白色时,表明火花塞过热;绝缘体裙部出现金属状熔珠时,表明火花塞严重过热。
引起火花塞过热的原因较多,既有本身的原因,又有火花塞以外的原因。
( 1 )火花塞的热特性 按热特性区分,火花塞可分为热型、温型和冷型三类。热型火花塞的绝缘体裙部较长,因而受热面积较大,散热距离较长,易于提高绝缘体裙部的温度;冷型火花塞绝缘体裙部较短,易于降低绝缘体裙部的温度(如图 2-71 所示);温型火花塞绝缘体裙部的温度介于冷型和热型之间。在火花塞的产品型号中通常用数字表示火花塞的热特性。表示火花塞热特性的数字称作火花塞的热值。热值是火花塞热特性的相对比较值。每一型号的汽油机均需选定与之相适宜的热值一定(或在一范围内)的火花塞,以保证绝缘体裙部的正常工作温度。当使用了热特性偏热(热值较小)的火花塞时,会引起火花塞过热。
( 2 )火花塞固定不牢 火花塞在汽缸盖上固定不牢时,会影响火花塞经汽缸盖的散热,使火花塞因散热不良而过热。对此,应按规定的紧固力矩拧紧并注意使火花塞螺纹表面保持清洁。
( 3 )火花塞密封不良 火花塞与汽缸盖之间密封不良或火花塞本身漏气时,在泄漏的高温气体的加热下也会使火花塞过