汽车电控技术实验(参考答案) - 图文 联系客服

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火花塞有绝缘体和金属壳体两大组成部分:金属壳体带有螺纹,用于拧入气缸;在壳体内装有绝缘体,它里面贯通着一根中心电极、中心电极上端有接线螺母,连接从分电盘过来的高压电线;在壳体的下端面焊有接地电极,中心电极与接地电极之间有0.6-1.0毫米的间隙,高压电经过这个间隙入地就会迸发出火花点燃混合气。

火花塞关键部分是绝缘体,如果绝缘体不起作用,高压电就会“抄小路”而不经两极入地,造成无火花现象。火花塞的绝缘体必须要有良好的机械性能和耐高电压、耐高温冲击,耐化学腐蚀的能力,普通火花塞多采用以氧化铝为基础的陶瓷做成。

火花塞的尺寸是全世界统一的,任何汽车上都可以通用,

但由于汽油发动机类型有区别,因此火花塞也会分有二种基本类型,冷型和热型。冷型与热型是相对而言,它反映了火花塞的热特性性能。火花塞要有适当的温度才能工作良好,没有积炭才能工作正常。实践证明火花塞绝缘体保持在500-600℃温度时,落在绝缘体上的油滴能立即烧去不会形成积炭,高于这个温度会早燃,低于这个温度有积炭。

在不同发动机上的温度会不一样,设计者就利用绝缘体裙部的长度来解决这个矛盾。有些裙部短受热面积小,散热快,因此裙部温度低些,称为冷型火花塞,适用于高速高压缩比的大功率发动机;有些裙部细长受热面积大,散热慢,因此裙部温度高些,称为热型火花塞,适用于中低速低压缩比的小功率发动机。汽车用什么火花塞,要按照厂家的规定型号选用。

火花塞对材料及制造工艺的要求十分高,由于工作环境十分恶劣,火花塞绝缘体被击穿、电极积炭失效常会发生,因此它属于“易损件”,有不少司机的工具箱里常备火花塞,以便随时更换。当然,随着技术的发展,火花塞的耐用性也提高了,电极材料使用铂合金

来代替传统的铜-镍合金,延长了火花塞的使用寿命,现代轿车的火花塞一般使用里程达十五万公里左右。

选择火花塞考虑的因素较多,如发动机型号、冷却方式、冲程数、燃油标号和使用环境温度及常用工况等。一般摩托车、汽车出厂时已将火花塞型号确定,在安装尺寸相符的情况下,用户可根据环境温度、道路条件、机器新旧对火花塞的热值作选择。如国

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产火花塞标准条件下一般采用的热值型号为7(日本NGK),当气温低于5℃时,就应选用热值再低一级的火花塞以保证火花塞裙部的工作温度。对于旧发动机而言,选用热值低一级的火花塞,可抵制因机件磨损窜油对火花塞的污染。

2、火花塞的材料

按照火花塞电极材料的不同,区分为普通火花塞、铂金火花塞、铱金火花塞。一般汽车的原厂火花塞,其电极材料由镍锰合金制成(即普通火花塞),它们一般在行驶2万公里或1年后都要进行检查或更换。而铂金火花塞则可实现3-5万公里内免检查更换,而近年来才出现的铱金属材质的火花塞(简称依金火花塞)使用寿命已超越了普通火花塞与铂金火花塞,可达10万公里或以上。这给用车带来极大的方便。

但是一只普通火花塞仅几十元,而铂金与依金类产品都接近百元的售价(一般只有奔驰、宝马一类高档轿车和部分品牌的中级轿车才原厂配用依金或铂金火花塞,紧凑型车与微型车一般都配用普通火嘴),所以驾驶员必须紧记普通火花塞的使用时限,并时常检查颜色、火花塞间隙等,一般普通火花塞使用1-2万公里就需要更换,以防止行驶到高速出现火花塞故障。

铂金、铱金火花塞的售价比较贵,

因为使用了稀有金属。其实它们的使用份量很少,仅在两电极的尖端焊上小小一丁点。

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气缸在工作时,混合气压缩、燃烧产生极高的温度和压力,使火花塞电极温度高达900℃左右,此时还要火花塞点火,电极上的高温程度可想而知。由于银、金的熔点太低所以不能用作电极材科,而镍则有接近1500℃的熔点且价格便宜,所以被广泛应用。铂金则接近2000℃才被熔掉,其稳定性和抗烧蚀自然比镍要好。而新近出现的铱金材料则比铂金有更高的熔点,所以更加适合高性能发动机长时间、高转速情况下使用。

另外化学特性比较稳定是稀有金属的本质,所以铂金、铱金在极高转速的高温、高压下,依然能提供准时、强劲的火花。要知道在这种极限情况下,普通火花塞极有可能发出不稳定、不准时的火花,甚至有可能“失火”,引擎的工作因此大打折扣。使用依金属类的火花塞相对普通火花塞而言,行车稳定性好,寿命长,节油,故障率低。

3火花塞的热值

火花塞的热值代表其散热快慢。数值越大则散热越快(或称为火花塞越冷)。

不同的发动机要求使用的火花塞不同,必须匹配。 一般而言,小汽车行驶速度快,气缸内压缩比高,需用热值高(散热快)的火花塞,大车一般行驶速度慢,一般用热值低(散热慢)的火花塞(针对NGK、DENSO热值数字而言,与BOSCH热值数字相反)。

热值过高,即散热过快(针对NGK、DENSO热值数字而言,与BOSCH热值数字相反),易使火花塞温度过低,点火头部产生积炭,引起跑电,使火花塞打不出火来;而热值过低,散热不够, 使火花塞温度过高,会导致爆燃等,易使火花塞头部陶瓷烧损, 电极溶解。

各品牌火花塞热值数字代表的并不相同,可参照以下表格: DENSO(电装)--日本 9 14 16 20 22 24 NGK--日本 2 4 5 6 7 8 CHAMPION(冠军)--美国 18 16.14 12.11 10.9 8.7 6.63.61 BOSCH(博世)——德国 10 9 8 7.6 5 4 14

27 29 31 32 34 35 9 9.5 10 10.5 11 11.5 4.59 57 55 53 3 2 4、火花塞的种类

按照热值高低来分,有冷型和热型;按照电极材料来分,有镍合金、银合金和铂合金等;如果更专业一下,火花塞的类型大体上有如下几种:

(1) 准型火花塞:

其绝缘体裙部略缩入壳体端面,侧电极在壳体端面以外,是使用最广泛的一种。 (2)缘体突出型火花塞:

绝缘体裙部较长,突出于壳体端面以外。它具有吸热量大、抗污能力好等优点,且能直接受到进气的冷却而降低温度,因而也不易引起炽热点火,故热适应范围宽。

(3) 电极型火花塞:

其电极很细,特点是火花强烈,点火能力好,在严寒季节也能保证发动机迅速可靠地起动,热范围较宽,能满足多种用途。

(4)座型火花塞:

其壳体和旋入螺纹制成锥形,因此不用垫圈即可保持良好密封,从而缩小了火花塞体积,对发动机的设计更为有利。

(5)极型火花塞:

侧电极一般为两个或两个以上,优点是点火可靠,间隙不需经常调整,故在电极容易烧蚀和火花塞间隙不能经常调节的一些汽油机上常常采用。

(6)面跳火型火花塞:

即沿面间隙型,它是一种最冷型的火花塞,其中心电极与壳体端面之间的间隙是同心的。

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