城市駕駛時,火花塞每秒鐘通常要點火25次,它的工作如果不正常,就會直接導致動力不足,油耗增加,此外,氣缸內的工作是否健康,靠檢查火花塞便能得知。【回顧上一堂課:發動機主要部件】
火花塞的作用與壽命
火花塞相當於一個打火機。它將點火線圈產生的高壓電引入燃燒室,並在兩個電極之間產生電火花,點燃氣缸內的混合氣。經常看到有人詢問火花塞的壽命,實際上,每輛汽車都有本說明書,關於該車火花塞何時更換,裡面寫的清清楚楚。比如,同樣是大眾在我國的國產車,一汽-大眾邁騰所搭載的1.8T發動機,廠家要求每1.5萬千米換一次火花塞(4S店通常建議客人2萬千米一換);上海大眾途安所搭載的2.0發動機,廠家要求每6萬千米換一次火花塞。兩者的壽命相差甚遠。
常見車型火花塞更換裡程(出自該車說明書) | ||||||
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思威 | 漢蘭達 | 邁騰 | 馬6 | 花冠 | 高爾夫 | 夏利 |
6萬千米 | 10萬千米 | 1.5萬千米 | 4萬千米 | 4萬千米 | 6萬千米 | 4萬千米 |
制表:車訊網 www.chexun.com |
火花塞是個很耐用的零件,3-5萬千米更換一次,實際上有些浪費。只要電極正常,就可以繼續使用。即使遇到電極上覆蓋了沉積物,放在火上燒一燒,就可以了。事實上,老一輩職業司機都是這麼做的。
火花塞安裝在什麼地方
火花塞安裝在發動機的側面或頂部,早期的火花塞靠缸線與分電器連接,最近十多年來,小汽車上的發動機基本上都改成了點火線圈與火花塞直接相連。
火花塞的工作電壓至少為1萬伏,高壓電靠點火線圈由12伏電升成,然後傳遞給火花塞。傳遞的方式如下兩種。
火花塞的結構
火花塞由端子、殼體、絕緣體和電極構成。其中,殼體為金屬結構,分為兩部分,下部外表為螺紋,以便旋進發動機缸蓋上的安裝孔,上部為六角形,很像一個螺母,以便用套管安裝或拆卸火花塞。
火花塞的熱值
由於混合氣爆燃時的瞬間溫度可達3000攝氏度, 火花塞下部的電極、絕緣體身處氣缸,環境溫度很高,火花塞吸收的熱量有一小部分被進氣時的新鮮可燃混合氣帶走,大部分由殼體傳給氣缸蓋,還有一小部分由中心電極傳出。
火花塞絕緣體裙部的工作溫度,取決於其受熱情況和散熱條件。如果裙部較長,受熱的面積大,吸收的熱量多,裙部溫度容易上升,這種火花塞被稱為「熱型」火花塞。相反,裙部較短的火花塞稱為「冷型」火花塞,介於兩者之間的稱為「中型」火花塞。
大功率、高壓縮比、高轉速發動機,由於燃燒時溫度高,為使火花塞能與發動機工作特徵相匹配,不至於產生熾熱點火,應採用「冷型」火花塞。相反,功率小、轉速和壓縮比比較低的發動機,為了不至於形成積碳,應使用「熱型」火花塞。
火花塞的自淨溫度
讓火花塞保持在一個恰當的溫度,可以使缸內油霧充分燃燒,不至於形成積碳。這個溫度通常被稱為「自淨溫度」。溫度過高與過低,都是有害的。因為,溫度過高,比如超過1396攝氏度(1123K),混合氣和絕緣體接觸時,會形成熾熱點火,因此造成油耗增加,發動機過熱。如果溫度過低,則會使進入氣缸的油霧聚積成油層,導致積碳的形成。
電極的間隙
火花塞的跳火,產生於電極之間,所以,電極間隙的大小,顯得較為重要。間隙過大,會造成火弱,甚至有可能無法點燃混合氣。部分汽車說明書上,有具體的間隙數據。很多發動機要求火花塞電極間隙為0.8毫米,但近年來為了適應發動機排放淨化的要求,有利於稀混合氣的燃燒,出現增大火花塞電極間隙的趨勢。特別是具備高能點火裝置的發動機,間隙一般增加到1-1.2毫米。
在銷售汽車修理工具的地方,有一種叫「量規」的工具,猶如瑞士軍刀,可以一層層展開,每一層都是不同厚度的金屬片,不僅可以測量火花塞的電極間隙,還能用來測量氣門間隙。
火花塞的型號
火花塞存在著不同的型號,每一款發動機採用何種規格的火花塞,具體型號印在火花塞的外殼上,只要不是具備相關經驗與知識的汽車改裝愛好者,最好不要隨意更換火花塞型號,以免帶來負作用甚至是反作用。
我國目前執行的是《中國人民共和國汽車行業標準》火花塞產品型號編制方法(QC/T430-2005)。
如上圖所示,首位單字母或雙字母,表示的是火花塞結構類型和安裝尺寸(具體內容請見表一)。接著是一個阿拉伯數字,表示的是火花塞熱值,由熱及冷,分別以1~9表示,數字越小越「熱」,數字越大越「冷」。末尾由若干字母和數字組成,表示火花塞的產品結構、發火端特性以及技術要求(具體內容請見表二)。
表一:結構類型與安裝尺寸 | ||||
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代表字母 | 螺紋規格 | 安裝座形式 | 螺紋旋合長度 | 六角對邊 |
A | M10x1 | 平座 | 12.7 | 16 |
B | M10x1 | 平座 | 19 | 16 |
C | M10x1.25 | 平座 | 12.7 | 17.5 |
D | M10x1.25 | 平座 | 19 | 17.5 |
CZ | M12x1.25 | 錐座 | 11.2 | 16 |
DZ | M12x1.25 | 錐座 | 17.5 | 16 |
CH | M12x1.25 | 平座 | 26.5 | 17.5 |
DE | M12x1.25 | 平座 | 12.7 | 16 |
DF/DK | M12x1.25 | 平座 | 19 | 16 |
DH | M12x1.25 | 平座 | 26.5 | 16 |
VH | M12x1.25 | 平座 | 26.5 | 14 |
E | M14x1.25 | 平座 | 12.7 | 20.8 |
F | M14x1.25 | 平座 | 19 | 20.8 |
G | M14x1.25 | 平座 | 9.5 | 20.8 |
H | M14x1.25 | 平座 | 11 | 20.8 |
K | M14x1.25 | 平座 | 19 | 16 |
L | M14x1.25 | 矮型平座 | 9.5 | 19 |
M | M14x1.25 | 矮型平座 | 11 | 19 |
N | M14x1.25 | 矮型平座 | 7.8 | 19 |
P | M14x1.25 | 錐座 | 11.2 | 16 |
Q | M14x1.25 | 錐座 | 17.5 | 16 |
Z | M14x1.25 | 平座 | 11 | 19 |
FH | M14x1.25 | 平座 | 26.5 | 20.8 |
KE | M14x1.25 | 平座 | 12.7 | 16 |
KH | M14x1.25 | 平座 | 26.5 | 16 |
GL | M14x1.25 | 矮型平座 | 9.5 | 20.8 |
QH | M14x1.25 | 錐座 | 25 | 16 |
R | M18x1.5 | 平座 | 12 | 26 |
S | M18x1.5 | 平座 | 19 | 20.8 |
T | M18x1.5 | 錐座 | 10.9 | 20.8 |
RF | M18x1.5 | 平座 | 19 | 26 |
RH | M18x1.5 | 平座 | 26.5 | 26 |
SE | M18x1.5 | 平座 | 12.7 | 20.8 |
SH | M18x1.5 | 平座 | 26.5 | 20.8 |
TF | M18x1.5 | 錐座 | 17.5 | 20.8 |
TH | M18x1.5 | 錐座 | 25 | 20.8 |
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表格一中所說的螺紋旋合長度、六角對邊、螺紋規格,購買火花塞時一定不要弄錯。
表二:產品結構、發火端特性及技術要求 | |||
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代號 | 內容 | 代號 | 內容 |
B | 半導體型火花塞 | 3 | 瓷絕緣體塗矽膠 |
H | 環狀電極火花塞 | 4 | 整體接線螺杆 |
Y | 沿面放電型火花塞 | 0 | 加強的中心電極 |
F | 半螺紋(非標準火花塞) | C | 鎳-銅複合電極 |
E | 絕緣體突出性點火位置3毫米 | D | 三側極 |
L | 絕緣體突出性點火位置4毫米 | J | 三側極 |
K | 絕緣體突出性點火位置5毫米 | Q | 四側極 |
Z | 絕緣體突出性點火位置7毫米 | S | 銀電極 |
T | 絕緣體突出性點火位置3毫米以下 | P | 鉑金電極 |
X | 點火間隙1.1毫米及以上 | G | 釔金電極 |
R | 電阻性火花塞 | N | 銥金電極 |
1 | 細電極 | V | V型槽中心電極 |
2 | 快熱結構 | U | U型槽側電極(電極縮入) |
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比如,某個火花塞的型號為DF7REC2,意思是,該火花塞螺紋旋合長度是19毫米,殼體六角對邊是16毫米,熱值為7,螺紋規格是M12x1.25,帶電阻,鎳-銅材質的中心電極,快熱結構,絕緣體突出型,點火位置是3毫米,平座型火花塞。
通過火花塞探知發動機工作狀況
拆下火花塞,查看火花塞電極,就能得知發動機的工作是否正常。
觀察火花塞探知發動機工作狀況 | |
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鐵鏽色 | 一切正常。 |
如煙燻一般的黑色 | 混合氣過濃,或者是火花塞熱值不符合發動機的要求。 |
電極上有熔化沉積物 | 點火正時不對,氣門密閉不嚴,火花塞熱值低。 |
電極間有灰色沉積物 | 汽油添加劑覆蓋電極。 |
電極間有黑色沉積物 | 混合氣過濃,經常短距離行駛,火花塞熱值低。 |
電極間有油性沉積物 | 機油添加過多,活塞環失效,氣門過度磨損。 |
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火花塞的價格
火花塞電極採用不同的材質製造,目前主要是鎳-銅合金、銥金和鉑金。時常看到關於火花塞的宣傳,說鉑金火花塞、銥金火花塞比鎳-銅合金火花塞好很多,換上以後能夠提升發動機馬力,加速快,還能節省燃油。事實上,火花塞的作用僅僅是點火,不管換成什麼材質的火花塞,既不可能提高發動機的輸出功率,更不可能提高發動機的扭矩。既然功率和扭矩都不會因為火花塞而改變,動力強、加速猛也就是不可能的了。
有幾位車主,認為更換高級火花塞後動力好很多,我觀察了他們更換下來的舊火花塞,發現電極燒蝕嚴重,也就是說,他們的發動機肯定存在缺缸的現象。在這種情況下,只要換上新的火花塞,甭管是10塊錢的鎳-銅合金火花塞,還是數百元的雙鉑金火花塞,動力都會有顯著的變化。道理很簡單,不是動力提升了,而是此前的故障消失了,發動機恢復正常工作狀態了。
當你點燃一盆汽油時,不管用數百元的芝寶(Zippo)打火機,還是用幾分錢的火柴,汽油都能被點燃,而且燃燒的過程、燃燒時能發出多少能量,與用什麼工具點火併無關聯。汽車也是這個道理。只要火花塞本身處於完好狀態,銅質火花塞與鉑金火花塞的工作結果,其實是一樣的。混合氣不會因為你是用鉑金或銥金火花塞點燃的,就燃燒的更猛烈。
賽車時,由於發動機經常保持在5000轉/分鐘以上,需要點火效率更好的火花塞,民用車輛的日常駕駛,發動機轉速很少能超過45000轉/分鐘,使用高級材質的火花塞實在有些徒勞無益。
不同材質、不同品牌的火花塞參考價(均為四隻裝) | |||
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傲特利 | 博世 | 電裝 | |
鉑金火花塞 | 385元(雙鉑金) | 360元 | 220元 |
銥金火花塞 | 540元 | 349元 | |
鎳銅火花塞 | 80元 | 180元(四級) | 65元 |
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博世、電裝、NGK、冠軍等火花塞由於是外來品牌,價格較貴,如果用我國自有品牌,比如湘火炬、雷電等,每支僅為10元上下,這樣一算,即使銥金、鉑金火花塞壽命長,但由於價格高,也不見得一定划算。
預習下一堂課:變速箱與汽油泵
核心提示:不管是手動擋還是自動擋(無級變速除外),更換擋位時,需要暫時切斷變速箱與發動機的連接,完成這個工作的是離合器。此外,發動機工作時所需要的燃油,是依靠燃油泵供給的……【回顧上一堂課:發動機主要部件】
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