火花塞是發動機上的一個重要零部件,被稱作“發動機的心臟”,它性能的好壞直接影響發動機的工作狀況。同時火花塞也是一個消耗品,需要定期更換。它的價格也不便宜,從幾十元一個到上百元一個的都有,一個普通的四缸發動機,換一次火花塞工時費加上備件錢至少要好幾百塊錢,放誰身上都挺心疼的。這就讓我們這些車主非常糾結了:換早了浪費,換晚了又怕傷害發動機。那么如何在最適合的時機更換火花塞呢?家用車如何判斷是否需要更換火花塞呢?下面老侯來給大家分析一下這個問題。
火花塞的工作原理是比較簡單的:在點火線圈中,利用變壓器原理產生一個超過兩萬伏的高壓電,這個高壓電作用在火花塞的中心電極與側電極之間,使其中的空氣發生電離,空氣電離之后變成導體,高壓電在瞬間流過,就會產生一個電火花,這個電火花點燃燃燒室中的可燃混合氣,使其燃燒膨脹做功,這就是火花塞的基本工作原理。就其本質來說,火花塞其實是一個放電介質,從理論上來說,火花塞在放電過程中,既不會損耗,也不會增加,更不會變質,它只是給高壓電提供一個放電的場所,類似于化學反應中催化劑的作用。
火花塞的工作原理看似很簡單,但具體的過程還是非常復雜的,比如火花放電的過程大致可以分為四個階段:
1、高壓電擊穿電極間的介質產生電火花;
2、電弧高溫加熱混合氣后產生火焰核;
3、火焰核成長變大;
4、火焰核點燃混合氣。
整個放電過程是極其短暫的,大約只有千分之一秒。影響火花放電的因素很多,比如點火線圈提供的高壓電的大小、火花塞電極間隙、電極的形狀及材料、火花塞的絕緣狀況、可燃混合氣的濃度、發動機壓縮比的高低,等等。
但主要的決定因素還是火花塞的技術狀態。如果火花塞的技術狀態良好,產生的電火花能量高,可燃混合氣就容易被點燃,并且燃燒更加迅速、充分,發動機的動力就能釋放;相反,如果火花塞技術狀態不好,產生的電火花能量低,甚至經常出現斷火的情況,就會導致可燃混合氣點燃困難,即使點燃后由于初始能量小,后期的燃燒也比較緩慢,發動機的動力就會受到很大的限制。
打一個比方來說,我們想要點燃一堆木柴,我們可以用火柴來點,也可以用火把來點。顯然,用火把比用火柴點更容易點燃,木柴燃燒的也更快。所以,火花塞點火時釋放出的能量的大小,直接決定可燃混合氣的燃燒狀態,進而影響發動機動力性能。因此說,火花塞的性能高低,直接影響發動機性能的好壞,火花塞對發動機是極為重要的,被稱作“心臟中的心臟”。
有人說既然火花塞這么重要,那么我就多花點錢,給愛車裝一套最好的火花塞,反正火花塞只是一個放電介質,在使用中也沒有損耗,這樣是不是可以用一輩子呢?
這當然是不可以的。雖然從理論上來說,火花塞是不應該有損耗的,但是在實際的工作中,火花塞還是有一定損耗的,也有一定的使用壽命。導致火花塞損耗主要有以下幾個因素:
1、火花塞的工作條件極為惡劣,它要周期性的受到1500~3000°C高溫燃氣加熱以及50~60°C的進氣冷卻,還要受到高達3~5MPa周期性氣體壓力的沖擊,這樣會導致火花塞產生機械疲勞,進而導致機械強度以及絕緣性能的下降,嚴重時甚至會導致火花塞破裂、斷裂,因此必須在火花塞機械強度下降到允許使用的程度之前,將其更換掉;
2、高壓電加載在火花塞的電極上,使其發生火花放電。在這個過程中,火花放電會使金屬的表面發生電離剝蝕,火花塞電極因此會逐漸縮小,電極間隙會逐漸變大,進而導致火花塞擊穿電壓提高,點火變得不可靠。這個電離剝蝕的速度與火花塞電極材料有關,普通的銅鎳火花塞最不耐剝蝕,使用壽命也最短,而鉑金、銥金等火花塞強度高,耐剝蝕能力強,使用壽命相對較長;
3、火花塞電極還會受到汽油和機油的污染。由于汽油中還有一定的膠質和重金屬,在燃燒過程中,這些不易燃燒的雜質就會沉積在火花塞電極的表面,形成積碳和重金屬沉著,進而導致火花塞電極導電性變差,火花塞擊穿電壓增高,點火能量降低,并且失火率增高。而機油如果竄入燃燒室參與燃燒,就是我們俗稱的“燒機油”,機油更不易燃燒,會更多的沉積在火花塞電極表面,嚴重時甚至會導致電極表面布滿了積碳,火花塞無法跳火,發動機無法啟動。
因此,火花塞在實際使用中還是會不停的損耗的,為了保證發動機安全可靠運行以及保持其穩定的性能,必須定期更換火花塞。那么我們普通的家用車該如何確定火花塞的更換周期呢?如何判定火花塞應該更換了呢?
1、根據車主手冊上規定的保養周期進行更換:在汽車的使用保養手冊上都明確規定了火花塞的更換周期,一般都在3~5萬公里左右,部分使用鉑金、銥金火花塞的車型可以延長到十萬公里左右。個人建議要嚴格執行這個更換周期,在達到這個周期之前就將火花塞更換掉,盡量不要延期,以免火花塞破損,造成不可彌補的損失。
在實踐中有很多人都會發現一個問題,那就是到了更換周期的火花塞,拆下來后非常完好,不論是電極的形狀還是燃燒狀態,都沒有問題。很多人就質疑,這樣的火花塞是不是換早了?其實車企規定火花塞的更換周期時,是做了大量的實驗的,火花塞到了規定的使用期限,并不是完全損壞不能用了,而是性能下降、點火不可靠、機械強度下降,繼續使用下去會降低發動機的性能,影響發動機的安全穩定運行,所以才規定這樣的更換周期。
還有一個深受大家詬病的話題,那就是奧迪汽車的火花塞更換周期只有短短的兩萬公里。這個更換周期是所有車型中最短的,它使用鉑金、銥金類的火花塞,但是使用壽命卻比銅鎳火花塞都要短,這究竟是為什么呢?
這主要是因為,奧迪發動機的工作條件是非常苛刻的,它使用的是渦輪增壓缸內直噴發動機,做功時氣缸內壓力大、溫度高,火花塞要承受巨大的壓力沖擊和溫度變化,這就對它的機械強度提出了很高的要求;此外,奧迪的火花塞每一個工作循環點火兩次,而不合適一次,這樣兩萬公里就相當于其他車型的四萬公里;還有就是奧迪發動機采用分層燃燒技術,在火花塞附近可燃混合氣濃度高、、燃燒快,對火花塞的損耗也就更大。車企實驗發現,火花塞在兩萬公里之后性能就出現了下降,因此,為了保證奧迪發動機性能的穩定可靠、動力充分發揮,就規定兩萬公里更換火花塞。現在有很多奧迪4s店規定,如果兩萬公里不更換火花塞,視為自動脫保。
2、根據日常駕駛狀態判斷:發動機火花塞出現故障或者性能下降之后,汽車會出現啟動困難、加速無力、頓挫、油耗增高、怠速抖動等故障現象。特別是加速頓挫,是火花塞性能下降的一個明顯癥狀,具體的表現就是:我們在急加速時,或者手動檔切換檔位時,油門踩下去之后,發動機轉速并不是立即上升,而是稍等一下之后才會升高,此時的汽車會出現一個明顯的頓挫,好像這一腳油白加了。遇到這種情況,基本上就是火花塞需要更換了。
3、拆解火花塞檢查,如果火花塞出現電極間隙過大、電極損耗過大、電極偏磨、積碳過多、金屬沉著過多、絕緣體破損、裂紋等故障時,就必須更換了。一般正常火花塞的電極間隙是1.1mm,電極呈鐵銹色。如果電極發白,說明可燃混合氣濃度過低;如果電極發黑,積碳多,說明燃燒不充分,或者火花塞熱值不對,等等。
4、用示波器觀察點火系統工作情況,查看各氣缸火花塞點火電壓。如果各氣缸點火電壓高度一致,點火震蕩曲線一致,并且都在標準范圍內,說明火花塞技術狀況良好,不需要更換;如果各氣缸點火電壓不均,或者點火曲線形狀不同,說明點火系統有故障,此時首先需要檢查的就是火花塞,如果接近更換周期直接更換。
至于說如何選擇與更換火花塞,這方面的知識也很多,在今后的文章中,老侯會繼續給大家介紹。今天就寫到這里。