火花塞
汽油机点火系统中将高压电流引入气缸产生电火花，以点燃可燃混合气体的部件。主要由接线螺母、绝缘体、接线螺杆、中心电极、侧电极以及外壳组成，侧电极焊接在外壳上。
中文名：火花塞
外文名：sparkplug
分类：工业
类型：配件
1、基本介绍
火花塞
火花塞绝缘体裙部(指火花塞中心电极外面的绝缘体锥形部分)直接与燃烧室内的高温气体接触而吸收大量的热，吸入的热量通过外壳分别传到汽缸盖和大气中。实验表明，要保证汽车发动机正常工作，火花塞绝缘体裙部应保持500～600℃的温度(这一温度称火花塞的自洁温度)，若温度低于此值，则将会在绝缘体裙部形成积碳而引起电极间漏电，影响火花塞跳火。
若绝缘体温度过高(超过900℃)，则混合气与这样炽热的绝缘体接触时，将发生炽热点火，从而导致发动机早燃。火花塞正常工作的温度在450～870℃之间。这时火花塞呈黄褐色。如果火花塞工作温度长期低于450℃，火花塞周围会有很多积碳，火花塞呈黑色。
火花塞的标准中通常用热值来表征火花塞的热特性，火花塞热值表示火花塞绝缘体裙部吸热与散热的平衡能力，热值越高。则吸热与散热平衡能力越强，因而热型火花塞热值低，冷型火花塞热值高。一般功率高、压缩比大的发动机选用热值高的冷型火花塞;相反，功率低、压缩比小的发动机选用热值低的热型火花塞。一般火花塞的选用是工厂通过产品定型实验确定的，不应随意更换。
改进随着汽车工业的发展，火花塞的性能也在不断改进，借以提高汽油机的工作质量，例如为改善排气净化效果，采用了宽间隙火花塞(间隙为1.0～1.2mm);为限制汽车电波的噪声，研制了防干扰火花塞等。以往，火花塞的使用寿命很短，汽车厂家规定，汽车在行驶3000km后(或6个月)必须检查或更换火花塞。
随着火花塞和有关点火装置的改进，再加上排气净化的一些措施，使火花塞的使用寿命大幅度提高。一般规定汽车在行驶10000km之后(或每1年)，必须检查或更换火花塞。白金电极的火花塞使用寿命更长，一般在汽车行驶100000km之内无须检查更换。
2、工作原理
火花塞的电板经由反复持续的发电点火，点燃汽缸内的混合气，此时，点火系统的其它部分则产生正时的高压电脉冲，形成火花并产生爆炸提供引擎动力输出所需的能源。
而火花塞的构造是以一根细长的金属电板穿过一个具有绝缘功能的陶瓷材质而制成，绝缘体的下部周围有一个金属材质的壳，以螺牙方式旋紧在汽缸盖上，在这个金属壳的底部在加焊一电极与汽车车体形成接地作用。
另外，在此电极*的末端，必须再以一个微小的放电间隙分隔开来。接着，从分电器来的高压电流会经过这个*电极导电，然后在底端的放电间隙放电，这时火花塞发挥功用产生火花燃烧混合气，引擎就得到能源并输出功率。
由此可见，火花塞是将进入发动机燃烧的汽油和空气混合气体加以点燃的装置,工作于高温、高压的恶劣条件下，是汽油发动机的易损件之一，它在发动机的运转中扮演着相当重要的角色，与汽车省油与否，运转是否平稳，都有很大关系。
3、结构介绍
火花塞
结构变形
由于火花塞与发动机之间的相互关系，使日新月异的发动机技术必然要促进火花塞的不断创新。通过历史的发展与进步，可以看到火花塞结构的演化与变迁。1、标准型与突出型火花塞标准型火花塞是绝缘体裙部端略低于壳体螺纹端面的单侧电极火花塞，它采用了侧置气门式发动机应用最广泛的传统发火端结构。为区别于后来出现的“突出型”，此结构被称为“标准型”。突出型火花塞最初是为顶置气门式发动机配套设计的，它的绝缘体裙部突出壳体螺纹端面伸入燃烧室内。在燃烧的混合气中吸收较多热量，怠速时有较高的工作温度，避免污损;高速时由于气门顶置，吸入的气流对准绝缘体裙部，将其冷却，使最高温度提高不多，因而热范围较大。突出型火花塞不适用于侧置气门式发动机，因其进气道拐弯多，气流对绝缘体裙部冷却作用不大。
从点火效果考虑，电火花应该在混合气流动最好的地方跳过。发动机燃烧室不同的结构设计要求不同的最佳点火位置。点火位置可以理解为火花间隙在燃烧室内的位置，即火花塞中心电极端面至壳体端面的距离。普通突出型火花塞的点火位置为3mm，越野赛车和大排量摩托车使用的“超突出型”火花塞，点火位置可达7～10mm。点火靠近燃烧室中心部位，火焰传播距离缩短，从而将缩短燃烧周期并减小压力变化的幅度，有利于提高发动机的动力性。2、单侧极与多侧极火花塞传统单侧极火花塞有一个明显的缺陷，即侧电极盖住了中心电极。当两极间高压放电时，火花间隙处的混合气将吸收火花热量并因电离被激活而形成“火核”。火核形成的场所一般在接近侧电极处，热量将较多地被侧电极吸收，即电极的“消焰作用”，它减少了火花能量，降低了跳火性能。
于是，在上世纪20年代，出现了三侧极火花塞。与单侧极相比，多侧极的火花间隙由多个侧电极的断面(冲成圆孔)和中心电极的圆柱面构成，这种旁置式的火花间隙消除了侧电极盖住中心电极的缺点，增加了火花的“可达性”，火花能量较大，较容易深入汽缸内部，有助于改善混合气燃烧状况并减少废气排放。由于多侧极提供了多个跳火通道，因而延长了使用寿命，提高了点火的可靠性。
这里必须指出，放电的瞬间只能是一条通道跳火，不可能多侧极同时跳火。高速摄影的放电过程证明了这一点。国产火花塞型号中的后缀字母(热值数后面的字母)D、J、Q分别表示双侧极、三侧极、四侧极。3、镍基合金与铜芯电极火花塞对伸入燃烧室电极的最基本要求是耐烧蚀(电蚀和化学腐蚀)和良好的导热性。
4、常见种类
火花塞
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。
此外，为了抑制汽车点火系统对无线电的干扰，又生产了电阻型和屏蔽型火花塞。电阻型火花塞是在火花塞内装有5-10Ω的陶瓷电阻器，屏蔽型火花塞是利用金属壳体把整个火花塞屏蔽密封起来。屏蔽型火花塞不仅可以防止无线电干扰，还可用于防水、防爆的场合。