内燃机的基本部件！在启动燃烧过程起关键作用，火花塞有何作用？

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文|江卿曻

编辑|江卿曻

前言

火花塞是内燃机的基本部件，在启动燃烧过程中起着关键作用，自诞生以来，它一直是汽车技术不可或缺的一部分，并随着发动机设计和效率的提高而不断发展。本文旨在全面介绍火花塞，包括其历史、工作原理、材料、类型、维护和未来趋势。火花塞的起源可以追溯到19世纪早期，那时内燃机开始发展。

人们通常认为是汉弗莱·戴维爵士在1807年发明了火花塞的概念，直到19世纪60年代，第一个实用的火花塞才被法国工程师申请了专利。早期的火花塞很简陋，由于设计简单和材料不足，需要经常清洗和更换。火花塞的主要功能是产生电火花，点燃发动机燃烧室中的空气燃料混合物。这种受控点火启动燃烧过程，进而驱动发动机的活塞。

内燃机的基本部件，在启动燃烧过程起关键作用，火花塞究竟有何作用？

基本介绍

火花塞拧入气缸盖，其电极伸入燃烧室，当电流通过点火系统供应到火花塞时，在中心电极和接地电极之间产生高电压电势。该电压电势导致火花跳过电极间隙，点燃压缩的空气-燃料混合物。现代火花塞使用多种材料制成，以确保耐用性和高效运行。中心电极通常由铜、铂或铱制成，这些材料以其高导热性和抗腐蚀性而闻名。

接地电极通常由镍合金或铂制成，分隔两个电极的绝缘体通常由陶瓷制成，可以承受高温和电应力。有几种类型的火花塞可用，它们的设计和结构可以根据发动机的要求和预期用途而变化。最常见的类型包括:铜芯火花塞:这是传统的带有铜芯中心电极的火花塞。它们具有成本效益，但与其他类型相比寿命较短。

铂金火花塞:铂金火花塞有一个铂金中心电极，增强了耐用性，延长了火花塞的使用寿命，铱火花塞:铱火花塞因其由铱制成的精细中心电极而闻名，该电极具有优异的点火性能和使用寿命。双铂火花塞:这些火花塞的中心电极和接地电极都由铂制成，性能更好，寿命更长。多电极火花塞:这些火花塞有多个接地电极，允许更加一致和有效的燃烧。

火花塞的正确维护对于优化发动机性能和燃油效率至关重要，随着时间的推移，火花塞会被污染或磨损，导致熄火和发动机性能下降。定期检查和更换对于确保发动机运转良好至关重要。根据火花塞的类型和制造商的建议，更换周期会有所不同。随着汽车技术的不断进步，火花塞技术也在不断进步。

主要功能

火花塞是内燃机的关键部件，作为点火源启动燃烧过程，它的主要功能是产生电火花，点燃发动机燃烧室中的空气燃料混合物，使发动机产生动力，驱动车辆。本文旨在探讨火花塞的主要功能，它们在发动机运行中的重要性，以及它们对车辆整体性能的影响。火花塞最基本的功能是点燃发动机燃烧室内的空气燃料混合物。

燃烧过程是一系列精心安排的事件，精确数量的燃料与空气混合，压缩，然后点燃，火花塞在这一过程中起着至关重要的作用，它提供必要的电火花，在适当的时候点燃压缩的混合物，从而实现可控的高效燃烧。为了产生点火所需的火花，火花塞依靠车辆点火系统提供的高电压。在火花塞内的中心电极和接地电极之间产生电势。

当电压达到足够的水平时，它会导致电极之间的空气电离，从而为电流创建导电路径，这导致火花的形成，火花跳过电极之间的间隙，点燃空气燃料混合物。在燃烧过程中，火花塞暴露在极高的温度下。有效的散热对防止火花塞过热和损坏至关重要。火花塞是用导热性好的材料设计的，如铜、铂或铱。这些材料有助于电极散热，防止电极在极端温度下熔化或变形。

燃烧过程的效率直接影响发动机的性能、燃油效率和排放，一个功能良好的火花塞确保空气燃料混合物在正确的时间以正确的方式点燃。如果点火不完全或延迟，会导致缺火和发动机性能下降。另一方面，功能正常的火花塞促进完全燃烧，最大限度地提高发动机的功率输出，同时最大限度地减少燃料消耗和排放。

产品种类

铜芯火花塞以其可负担性和易获得性而闻名，与其他类型的火花塞相比，它们的寿命相对较短，因为电极磨损更快，尤其是在高性能和现代发动机中。铂火花塞是对铜芯火花塞的改进。铂火花塞的中心电极由铂制成，铂是一种贵金属，以其卓越的耐用性和抗腐蚀性而闻名。铂电极减少了电极磨损，延长了火花塞的使用寿命。

这些火花塞还提供更好的点火性，从而提高燃烧效率，改善发动机性能，铂火花塞通常用于配有电子点火系统的车辆。铱火花塞是一个优质的选择，以其高性能和长使用寿命而闻名。铱是一种比铂更耐用、更珍贵的金属，是制作火花塞电极的理想材料。铱火花塞有一个精细的中心电极，产生火花所需的电压更低，点火性能更好。

多电极火花塞的特点是中心电极周围有多个接地电极，额外的接地电极为火花形成提供了更多的机会，促进了更好的火焰传播和燃烧稳定性。这些火花塞通常用于每缸多个气门的发动机、涡轮增压发动机和高性能赛车发动机。它们有助于提高发动机效率，降低熄火风险。银火花塞不太常见，但偶尔用于特殊用途。中心电极由银制成，具有优异的导热性和耐腐蚀性。

银火花塞可以承受高温，并提供稳定的火花性能，它们通常用于在极端条件下运行的发动机，例如赛车发动机或工业机械中的发动机。镍合金火花塞是一种经济的选择，其结构包括一个由镍合金制成的中心电极。虽然它们不如铂或铱火花塞耐用，但它们适用于老式或低性能发动机。镍合金火花塞通常更便宜，对于某些车型和精打细算的消费者来说是一个可行的选择。

主要用途

火花塞是内燃机的关键部件，具有多种基本功能，它们的主要目的是通过产生电火花点燃发动机燃烧室中的空气燃料混合物来启动燃烧过程。本文探讨了火花塞的主要用途，讨论了它们在发动机运行中的作用，对燃油效率、排放控制和整体车辆性能的影响。火花塞最基本的用途是点燃发动机燃烧室内的空气燃料混合物。

火花塞在这方面起着至关重要的作用，因为它提供了第一次燃烧循环所需的火花，以启动发动机。如果没有火花，发动机就不能启动，车辆就会保持静止。火花塞的正常运行直接影响发动机的燃烧效率。高效燃烧确保空气-燃料混合物完全燃烧，从燃料中提取最大的能量。这反过来又提高了燃料效率，因为更多的燃料能量转化为有用功。

保养良好且符合发动机要求的火花塞有助于实现最佳燃烧效率，火花塞的一个重要用途是提高内燃机的燃油经济性。当火花塞高效工作时，发动机会更有效地燃烧空气燃料混合物，从而最大限度地减少燃料浪费并降低油耗。具有先进设计和材料的现代火花塞，如铱或铂电极，可以通过提供一致和有效的火花性能来提高燃油经济性。

火花塞在控制废气排放方面也起着至关重要的作用，功能良好的火花塞促进了完全有效的燃烧，减少了废气中有害污染物的产生。这些污染物包括未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物。先进的火花塞设计有助于提高燃烧稳定性，从而降低排放并符合严格的环境法规。在高性能发动机中，火花塞对于提供一致和精确的点火至关重要，以确保最佳的功率输出。