发动机火花塞的结构、失效模式及后及后果分析

一、火花塞的设计要求及结构 (1)

1、火花塞的设计要求 (1)

2、火花塞的结构 (1)

二、火花塞的热特性 (2)

1、火花塞工作温度 (2)

2、火花塞的热特性 (2)

三、火花塞的工作特性 (3)

四、观火花塞知发动机 (3)

1、正常工况 (3)

2、沉积物（积炭）损坏 (3)

3、机油沉积物 (4)

4、铅沉积物 (4)

5、灰渣沉积 (4)

6、中心电极上覆盖着熔化的沉积物 (5)

7、部分熔化的电极 (5)

8、中心电极严重磨损 (5)

9、接地电极严重磨损 (5)

10、绝缘体破裂 (6)

五、结论...................................................................................................6、

一、火花塞的设计要求及结构火花塞的设计要求及结构

1、火花塞的设计要求

（1）火花塞的电火花电压高达30kV，即使在成积碳等情况下，它的绝缘体也能够防止电弧的产生；

（2）火花塞应该能够承受燃烧室内周期性变化的压力及安装时的机械应力，保持良好的气密性；

（3）火花塞伸入燃烧室的部分会受热而成炽热体，在燃烧室中高热的化学反应过程中，燃油中所含的物质能够在火花塞上形成侵蚀性的化学沉积，从而影响它的工作性能，因此需要火花塞具有抗化学应力性。

（4）工作期间，火花塞在快速连续的工作过程中，从燃烧室的高温气体中吸收热量，然后又暴露在下一个循环导入的冷混合气中。因此绝缘体必须具有相当的抗热冲击能力。

图1-1 2、火花塞的结构

火花塞有金属、陶瓷和玻璃等材料组成，这些材料具有不同的性能。合理的火花塞设计必须充分的利用这些材料的性能。火花塞的结构如图1-1 所示，其中接线螺杆、壳体、绝缘体、中心奠基是其最重要的部分。

（1）接线螺杆：钢制的接线螺杆是用一种特殊的导电玻璃密封剂与绝缘体熔成一体，它具有良好的气密性，且这种密封剂还将连接螺杆同中心电极连接在一起。绝缘体从接线螺杆上端伸出，其上由一

段螺纹用来连接火花塞高压点火电缆的连接件。

（2）绝缘体：绝缘体有特殊的陶瓷材料制成，它的作用是将中心电极和接线螺杆与壳体绝缘。这种陶瓷的致密结构确保良好的抗电击穿能力，绝缘体连接端表面上釉。由于湿气和灰尘很难附和在光滑的上釉表面上，因此在很大程度上防止了电流的泄漏。

（3）壳体：壳体由钢制成，它的作用是将火花塞固定在发动机缸盖上。壳体上部为六角头形状以便使用扳手拧紧，下部为螺纹。根据壳体的设计，其上装有一个密封垫圈。

（4）电极：电极的磨损是由烧蚀（由于点火火花所烧掉的）和侵蚀（化学和热侵蚀）造成的。在考虑对电极磨损的影响时，要把两方面的因素结合起来。

二、火花塞的热特性

1、火花塞工作温度当使用不含铅汽油时，伸入燃烧室绝缘体的尖端部分的工作温度不应低于500℃，以确保火花塞的自净能力，也不应该高于850℃，以防止自燃的发生（如图2-1）。工作温度是吸热和散热之间达到平衡时的温度。火花塞被发动机燃烧室中工作循环产生的热量所加热，火花塞壳体的温度比发动机缸该得温度略高或略低，而火花塞绝缘体所达到的温度却相对要高一些。图2-1 在冷起动时的不完全燃烧会形成小粒的沉积物（积炭），大部分的沉积物随着废气排出发动机外，但还是有一些残留物在燃烧室和绝缘体上形成一层敷层。当在绝缘体护体外堆积沉积物时，它们就会在中心电极和壳体之间形成导电通路。这种漏电通路会带走一部分