火花塞的检查与更换

【任务描述】

一辆宝骏630轿车，行驶里程50000km，车主反映发动机转速不稳、加速不良，有抖动现象，尾气排放略带黑烟。经维修人员检查，发现三缸火花塞工作异常。现需要对火花塞进行拆卸检查，必要时进行更换，任务完成后交付验收。

【学习目标】

一、知识目标

1.能叙述火花塞的结构、作用及工作原理；

2.能叙述火花塞类型及常见故障现象；

3.能叙述如何选用火花塞。

二、技能目标

1.能熟练使用工具拆装、更换火花塞；

2.能熟练检测、判断火花塞的好坏；

3.能正确选用火花赛。

建议学时：4学时

【知识准备】

一、火花塞概述

1.火花塞的作用

火花塞俗称“火嘴”，它的作用是把高压导线送来的脉冲高压电放电，击穿火花塞两电极间隙，产生电火花以点燃汽缸内的混合气体，使发动机做功。火花塞性能在很大程度上决定着发动机的动力性、经济性和排放性。

2.火花塞的结构组成

火花塞由中心电极、绝缘体、导电玻璃、金属壳体等构成。金属壳体带有螺纹，拧在发动机气缸盖上。金属壳体内部有高氧化铝陶瓷绝缘体，绝缘体中心有金属杆，金属杆上端接线螺母用来连接导线，中心孔的下部装有中心电极。中心电极一般用镍锰合金、铂合金和铱金合金等制成，它耐热、耐腐蚀、具有良好的导电性能。电子点火系统的火花塞间隙一般为1.0～1.2mm，脉冲高压电击穿这个间隙，产生的电火花可点燃可燃混合气做功。

3.火花塞的类型

（1）火花塞按照热值高低来分，可分为冷型和热型。火花塞的热值表示其散热速度的快慢，数值越大散热速度越快（即火花塞越冷）。火花塞热值，从热型到冷型，用1、2、3、4……表示，其中1～3为低热值火花塞，4～6为中热值火花塞，7～9为高热值火花塞。

低热值火花塞绝缘体项部较长，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积大。另外由于从绝缘体根部到外壳散热较长，所以散热少，容易造成中心电极温度的上升。低热值的火花塞适用于行驶速度较慢的车辆。

高热值火花塞的绝缘体项部相对较短，被火焰覆盖的表面积和气窝的容积小。另外由于散热途径较短，散热多，不易造成中心电极温度的上升。高热值的火花塞适用于行驶速度较快的车辆。

（2）火花塞按照电极材料来分，可分为镍锰合金、铂金和铱金火花塞等。镍锰合金制成的火花塞，只能适用于小功率、低转速的发动机，一般车辆行驶1～2万km或一年后就要进行检查或更换。铂金、铱金等贵金属火花塞具有很高的熔点，并且具有极高的抗腐蚀能力，能适应大功率、高转速的现代发动机。铂金火花塞可使用3～5万km，铱金火花塞的使用寿命更长。

（3）火花塞按照极数来分，可分为单侧极和多侧极火花塞。

（4）火花塞按照结构、点火特点来分，又可分为：

①标准型火花塞：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绝缘体突出型火花塞：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，因此不用垫圈也可保持良好密封，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。

4.国产火花塞型号

国产火花塞型号各部分代表的意义如下：

第一部分是英文字母，表示火花塞的结构和类型及主要尺寸；第二部分用阿拉伯数字，表示火花塞的热值；第三部分也是英文字母，表示火花塞的特性。

例如：K6RTC

“K”表示螺纹规格M14X1.25，平座，螺纹长度19mm；

“6”表示火花塞的热值；

“R”表示火花塞为电阻型；

“T”表示火花塞绝缘体为突出型；

“C”表示火花塞中心电极为镍铜复合型。

5.火花塞应该具备的性能

（1）高耐热性。可适应极热、极冷的情况。

（2）高强度性。可适应激烈的压力变化。

（3）高绝缘性。可承受高电压的绝缘性。

（4）良好气密性。在高、低压力频繁变化下能保持气密性。

（5）耐消耗性。在恶劣环境下，要求火花塞电极的消耗能降到最小。

（6）耐污损性。即在恶劣环境下能把燃烧的污垢减到最少。

二、火花塞选用

火花塞的选用是由汽车制造厂在汽车发动机定型时，结合发动机综合实验而相应确定的。选型的基本原则是：大功率、大压缩比、高转速的发动机，应选用高热的冷型火花塞；小功率、小压缩比、低转速的发动机，则选用低热值的热型火花塞。

以上原则在实际应用时，还需结合地域路况、燃油成分等具体情况加以修正。如果车辆经常在地势平坦、路况较佳的地段行驶，车辆常处于高速状态，发动机高负荷运转，根据选型原则应当选热值较高的冷型火花塞。如果同一车辆经常行驶在地形复杂、路况较差的地段，不得不低速行驶，发动机负荷降低，火花塞达不到自净温度，就可能因油污积碳造成发动机熄火，此种情况应选用低热值火花塞。

此外，气候、温度、启动点火方式等因素也对火花塞的选型有影响。因此火花塞选型应该“具体情况，具体分析”。

三、火花塞常见故障

火花塞的常见故障主要有两种：一是火花塞烧蚀，二是火花塞有油性沉积物。

1.火花塞烧蚀

（1）火花塞顶端有疤痕或破损、烧蚀。

（2）电极溶化且绝缘体呈白色。表明燃烧室内温度过高，可能是燃烧室内积碳过多，造成气门间隙过小，引发排气门过热，或者冷却装置工作不良等原因造成的。另外，火花塞未按规定力矩拧紧时也会造成电极熔化，绝缘体呈现白色的现象。

（3）电极变圆且绝缘体结有疤痕。表明发动机早燃，可能是点火时间过早、汽油辛烷值过低或火花塞热值过高等原因造成的。

（4）绝缘体顶端碎裂。一般是由于爆震燃烧引起，绝缘体顶端有黑灰色条纹，这表明火花塞已经漏气。

2.火花塞上有油性沉积物

火花塞绝缘体的顶端和电极间有时会粘上沉积物。火花塞出现沉积物只是一个表面现象，还有可能是发动机的机械部件出现问题的信号。

如果只是个别火花塞上有油性沉积物，极有可能是气门杆的油封损坏而造成的。如果是各个汽缸的火花塞都粘有沉积物，则可能是汽缸已经出现蹿油。一般来说，在空气滤清器和通风装置堵塞的情况下，汽缸极易出现蹿油的现象。

如果火花塞电极和内部有黑色沉积物，通常表明气缸内混合气体过浓。此时可以通过增高发动机运转速度，并持续几分钟，借以烧掉留在电极上面的一层黑色煤烟层。

四、火花塞的清洁保养

如火花塞上有积碳、积油等时，可用汽油或煤油、丙酮溶剂浸泡，待积碳软化后，用非金属刷刷净电极上和瓷芯与壳体空腔内的积碳，用压缩空气吹干，切不可用刀刮、砂纸打磨或蘸汽油烧，以防损坏电极和瓷质绝缘体。

【任务准备】

一、工、量具及材料的准备

1.设备及相关物品：宝骏630轿车及其维修手册、火花塞、车内外护套、零件车、压缩气体。

2.工量具：塞尺、16套筒、火花塞套筒、短接杆、快速扳手、一字螺丝刀。

3.材料：抹布等。

二、拆装流程的准备

1.拆卸顺序

脱下点火线圈线路接插件——拆下点火线圈——使用火花塞套筒依次拆卸火花塞

2.安装顺序

清洁火花塞——使用火花塞套筒依次安装火花塞——安装点火线圈——接好点火线圈线路接插件

【实施步骤】

一、拆卸火花塞

1.拆装火花塞的注意事项：

（1）拔下高压线接头时应轻柔，操作时不可用力摇晃火花塞绝缘体，否则会破坏火花塞密封性能。

（2）发动机冷却后方可拆卸火花塞，拆卸火花塞前，先吹净火花塞周围的污物，以防火花塞旋出后污物落入燃烧室内。

（3）固定螺丝周围、火花塞电极和密封垫必须保持清洁，干燥无油污，否则会引发漏电、漏气、火花减弱等故障。

（4）安装时，先用套筒将火花塞对准螺孔，用手轻轻拧入，拧到约螺纹全长的1/2后，再用加力杠杆紧固。若拧动时手感不畅，应退出检查是否对正螺口或螺纹中有无夹带杂质，切不可盲目加力紧固，以免损伤螺孔，殃及缸盖，特别是铝合金缸盖。

（5）应按要求力矩拧紧，过松会造成漏气，过紧会使密封垫失去弹性，同样会造成漏气。锥座型火花塞由于不用密封垫，遵守拧紧力矩尤显重要。火花塞安装拧紧力矩如表3.4.1所示。

表3.4.1　火花塞安装拧紧力矩

2.火花塞拆缷步骤如表3.4.2所示。

表3.4.2　火花塞拆缷步骤

续　表

二、火花塞的一般检测方法

检测火花塞的方法有：

1.目视法

正常的火花塞应该表面干净，颜色为棕色或黄白色。混合气过浓，供电系统不良，空气滤清器脏堵，火花塞热值用错等都可能引起火花塞表面积碳发黑或油污，需要清理或更换。

火花塞顶端有疤痕或破损，电极出现溶化、烧蚀现象时，则火花塞已经毁坏，应该更换火花塞。

2.电阻测量法

用万用表Ω档测量火花塞绝缘电阻，阻值应≥10MΩ。

3.就车试验法

就车连续5次将发动机转速迅速提高到4000r/min，然后熄火，拆下火花塞，检查其电极状况。若电极干燥，火花塞可用；若电极潮湿，则需要更换火花塞。

4.跳火法

旋下火花塞，放在气缸体上，用高压线试火，若无火花或火花较弱，表明火花塞漏电或不工作，如图3.4.1所示。

图3.4.1　火花塞跳火试验

5.火花塞间隙测量

用塞尺规检查火花塞的中心电极与接地电极间的间隙，如果没有塞尺规，可简单用目测法，如图3.4.2所示。如若间隙偏离规定值时，应进行调整。

图3.4.2　目测火花塞间隙

三、安装火花塞

火花塞安装步骤与拆卸步骤相反（具体参考拆卸步骤）。

【评价与反馈】

对本学习任务进行评价，如表3.4.3火花塞的检查与更换评分表所示。

表3.4.3　火花塞的检查与更换评分表