火花塞是如何工作的?

admin 铂铑铱钌 2021-08-31 09:12 5
 
火花塞是一个看似简单的设备,尽管它负责执行一些不同但至关重要的工作。首先,它会在发动机的燃烧室(气缸盖)内产生(字面意思)人造闪电。它传输的电能(电压)非常高,以便在燃烧室的受控混乱中产生火花并“点火”。在这里,火花塞处的电压可以是 20,000 到 100,000 以上的电压。
 
热性能火花塞
虽然它启动火花以产生燃烧,但火花塞不能维持它。它确实有助于将热量从燃烧室传递到气缸盖的水套中。
 
火花塞从燃烧室散发热量的能力由火花塞“热范围”定义。火花塞点火端的温度必须保持在足够高的水平以防止结垢,但又足够低以防止提前点火。火花塞制造商将其称为“热性能”。火花塞的热性能或热范围与从点火系统通过火花塞传递的能量大小无关。火花塞热程是火花塞发挥热作用的区域。
 
冷火花塞与热火花塞
 “冷”火花塞通常具有较短的热流路径。这导致传热速度非常快。此外,冷火花塞上的短绝缘体鼻子的表面积很小,无法吸收大量热量。另一方面,“热”火花塞具有更长的绝缘体鼻以及更长的传热路径。这导致向周围气缸盖(以及水套)的热传递速度要慢得多。
 
必须仔细选择火花塞的加热范围,以实现最佳的热性能。如果加热范围不正确,您可能会遇到严重的麻烦。通常,合适的烧制结束温度是(大约)900-1,450 度。低于 900 度,可能会积碳。在它之上,过热成为一个问题。
 
火花塞电压上升
 在操作方面,火花塞连接到点火线圈产生的高压(通过传统的分配器或通过电子装置)。当电流从线圈流出时,火花塞上的中心电极和接地电极之间会产生电压差。由于火花塞的“间隙”,加上间隙内的空气/燃料混合物(充当绝缘体),火花塞不能立即点火。
 
当电压上升到大约 20,000 伏时,火花塞内的间隙可能会“破裂”并着火。从气缸盖上取下火花塞并正确接地以点火后,您可以听到明确的咔嗒声。如果条件足够暗,您可以看到火花。您听到的咔嗒声本质上是微型雷声,您观察到的火花类似于微型闪电。
 
在燃烧室内,火花塞产生的强烈热量在间隙内产生一个小火球。火球或燃烧“内核”膨胀,气缸(至少在理论上)经历完全燃烧。
 
 
火花塞结构
 
 在结构方面,火花塞可能没有你想象的那么简单。事实上,它们是精密设备。感谢 Champion Spark Plug 的工作人员,我们可以为您提供各种插头功能的完整分类。请记住,绝大多数火花塞提供相似(尽管不一定相同)的结构。在随附的照片中,您可以看到上述许多火花塞功能的实际外观。去看一下。肋条: 绝缘肋条提供额外的保护,防止二次电压或火花闪络,还有助于提高橡胶火花塞套对塞体的抓握力。
 
绝缘体由氧化铝陶瓷模制而成。为了制造火花塞的这一部分,使用了高压干式成型系统。绝缘子成型后,窑烧至超过钢熔点的温度。这一过程产生的组件具有出色的介电强度、高导热性和出色的抗震性。
 
绝缘体: 绝缘体由氧化铝陶瓷模制而成。为了制造火花塞的这一部分,使用了高压干式成型系统。绝缘子成型后,窑烧至超过钢熔点的温度。这一过程产生的组件具有出色的介电强度、高导热性和出色的抗震性。
 
指针显示火花塞绝缘体。如上所述,它由氧化铝陶瓷形成。外表面带有棱纹,可为火花塞罩提供抓地力,同时增加对火花闪络(交叉火)的保护。
 
六角: 六角提供套筒扳手的接触点。六角尺寸行业内基本统一,一般与火花塞螺纹尺寸有关。
 
外壳: 钢外壳采用特殊的冷挤压工艺制造,具有精确的公差。某些类型的火花塞使用钢坯(棒料)进行外壳构造。
 
 
电镀: 外壳几乎总是电镀的。这增强了耐用性并提供了防锈和耐腐蚀性。钢壳使用特殊的冷挤压工艺制造,达到精确的公差,或者在其他特殊情况下,由钢坯加工而成。机壳上的六角形使您可以使用套筒扳手安装或拆卸插头。
 
垫圈: 某些火花塞使用垫圈,而其他示例则是“无垫圈”。火花塞上使用的垫圈是一种折叠钢设计,为密封目的提供光滑的表面。无垫片火花塞使用锥形座壳,通过火花塞中的紧密公差进行密封。
 
螺纹: 火花塞螺纹通常是轧制的,而不是切割的。这符合 SAE 和国际标准协会制定的规范。
 
接地电极: 有多种不同的接地电极形状和配置,但大多数情况下,它们由镍合金钢制成。接地电极必须能够抵抗极端温度下的电火花腐蚀和化学腐蚀。
 
中心电极: 中心电极必须由耐电火花腐蚀和化学腐蚀的特殊合金制成。请记住,燃烧室温度会发生变化(有时甚至会发生根本变化)。中心电极必须符合这些参数。
 
火花公园电极间隙: 接地电极和中心电极之间的区域称为间隙。中心电极必须由耐电火花腐蚀和化学腐蚀的特殊合金制成。
 
绝缘鼻: 有大量绝缘鼻形状和尺寸可供选择,但本质上,绝缘鼻必须能够在低速下排出碳、油和燃料沉积物。在较高的发动机转速下,绝缘体鼻部通常会被冷却,从而降低温度和电极腐蚀。


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