二、火花塞
火花塞的功用是将点火线圈的脉冲高压电引入燃烧室,并在两个电极之间产生电火花,以点燃可燃混合气。
1.火花塞的工作条件及对其要求
(1)受高压燃气冲击及发动机振动,故应有足够的机械强度。
(2)受冲击性高电压作用,故应有足够的绝缘强度。
(3)应能承受温度的剧烈变化。
(4)火花塞的电极应采用耐腐蚀材料。
(5)应有适当的电极间隙和安装位置,气密性要良好。
2.火花塞的结构
火花塞的结构如图3-2-68所示。
高压电经接线螺柱、螺杆引到中心电极,中心电极与接线螺杆之间有导电密封玻璃,防止气体泄漏;侧电极接在火花塞外壳上搭铁,陶瓷绝缘体固定于其中,有紫铜垫圈以及密封垫圈防止气体泄漏;火花塞外壳与气缸盖之间有密封垫圈防止气体泄漏;火花塞绝缘体紫铜垫圈以下的锥形部分称为火花塞的绝缘体裙部,是吸热部分,所吸收的高温热量经与外壳接触的紫铜垫圈传递给气缸盖。
火花塞的电极间隙一般为0.7~0.9mm。为适应发动机排气净化的要求,采用稀混合气燃烧,火花塞电极间隙有增大至1.0~1.2mm的趋势。

图3-2-68 火花塞的结构(https://www.daowen.com)
3.火花塞的材料
一般汽车的火花塞,即普通火嘴,其电极材料由镍锰合金制成,一般在行驶1万千米或1年后都要进行检查或更换。现在奔驰、宝马一类高档轿车和部分丰田轿车原厂配用铂金火花塞,铂金火花塞则可实现10万千米内免检查更换,而近年来才出现的铱金属火花塞同样能达到这样的水平,使用寿命延长,但价格较高。
4.火花塞的热特性
火花塞的工作温度较高,在500℃~600℃以上,800℃~900℃以下,火花塞的散热能力显得非常重要。火花塞的热特性是指火花塞能够冷却其中心电极的能力。
火花塞绝缘体裙部工作温度达500℃~600℃时,落在裙部的油粒能完全烧尽,此温度称为火花塞的自净温度;若低于此温度,则容易产生积炭,使火花塞裙部绝缘性能下降,使点火不可靠(裙部发黑);当温度高达800℃~900℃时,可能产生灼热表面点火(炽热点火,裙部发灰白色)。
5.火花塞的类型
(1)按照电极材料来分,有镍合金、银合金和铂合金等。
(2)按照裙部长短来分,有冷型、中型和热型,如图3-2-69所示。
冷型火花塞裙部短,长8mm,一般应用于压缩比高的发动机;中型火花塞裙部长11mm或14mm,一般应用于转速较低的发动机;热型火花塞裙部长16mm或20mm,散热慢,一般应用于功率比较小的发动机。
6.火花塞的选用
火花塞选择的依据则是视发动机压缩比的高低。对高压缩比的高速发动机,燃烧气体温度高,为防止绝缘体裙部过热,应采用裙部较短的冷型火花塞;对低压缩比、长期在低速运转的发动机,为避免裙部积炭,影响点火性能,应采用裙部较长的热型火花塞。

图3-2-69 冷型、中型和热型火花塞