傳遞火種的使者 破解火花塞的DNA密碼

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那是個午后，窗外的微風惹著窗簾發(fā)出了有規(guī)律的節(jié)拍，雖不吵人，但聽久了也會令人心煩，睡意盎然的我經(jīng)過反復的心理斗爭決定長痛不如短痛，起身就要教訓教訓這個不長眼力見的家伙，還沒等出手，風已發(fā)起了反抗，這次它把放在床頭上的筆記本也拉攏了過來，這顆“墻頭草”發(fā)出的叫囂聲似乎是在給風助威，但這一切都在關(guān)窗后平息了，這是北京入夏前陣風的特點。散開的筆記本像是個做了錯事孩子，張著個大嘴呆坐在那里，那凌亂的筆記中顯現(xiàn)的則是一段關(guān)于火花塞的記錄，既然是天意，那就順從吧。下面要進入正題了，希望看到此處的你還沒有產(chǎn)生關(guān)閉網(wǎng)頁的念頭。

從筆記本中的描述來看，事情發(fā)生在2009年8月19日下午，一位車主前來求救，他的車EPC（功率控制器，既電子節(jié)氣門）燈報警，通過與他的溝通我得知，在不長的時間里已經(jīng)多次處理過這個問題（洗節(jié)氣門做進氣道免拆清洗），曾經(jīng)還因點火能量不足換過缸線，車主說，“當時火花塞是剛換的，不會有問題，所以根據(jù)使用情況維修技師就建議換缸線，發(fā)動機電腦也確實存儲了多次單缸失火的記錄，這次我覺得還是檢查檢查發(fā)動機控制環(huán)節(jié)吧，不知道你這能不能搞好”。這時，我的思路顯然已被車主左右，通過檢測設備監(jiān)測到的數(shù)據(jù)來看，除了一些因積碳導致的數(shù)據(jù)變化外，其它并無任何不妥之處。按照慣例，接下來應該是拆下火花塞來看看氣缸的燃燒情況，被拆下的火花塞似乎和平常接觸的那種不一樣，車主介紹說這比原廠的好，很貴的。當時，我也沒太在意，不過從火花塞的顏色來看，缸內(nèi)的積碳情況確實較嚴重。事情還是沒有任何向前推進的跡象，于是，便向經(jīng)驗豐富的老師傅求教，得到的答案是：“去看看火花塞的熱值！”...熱值？

為什么要對火花塞的散熱能力按高低之分？

炙熱的氣缸溫度會蔓延到所及的各個部位，火花塞的絕緣體和電極是暴露在氣缸之中的，混合氣燃燒所釋放的熱量附著在其表面，如果不能將這部分熱量進行有效地控制，在活塞壓縮進程中，燃油混合氣進入到氣缸，此時，發(fā)動機電腦并沒有打算將它們點燃，就在這千鈞一發(fā)之際，暴露在氣缸內(nèi)的火花塞表面的溫度過高，高到可以將燃油混合氣點燃，這會發(fā)生什么情況？活塞還在上行，但燃油混合氣已經(jīng)被點燃并釋放了能量，而被釋放的能量并沒有用到推動活塞下行的進程上，這不但沒有起到積極的作用，還還幫了倒忙，進而導致加速無力，加速積碳的滋生。
    所以，根據(jù)不同的發(fā)動機調(diào)校，相對應的火花塞也有嚴格的型號規(guī)定，所以，在出廠時，火花塞的熱值就已經(jīng)被設定好，如果對其進行更換，有可能會引發(fā)一系列故障，而熱值往往是被人所忽略的，要真是這樣，免不了要對發(fā)動機折騰折騰了。


● 火花塞的結(jié)構(gòu)
    了解了什么是熱值及相關(guān)問題后，現(xiàn)在才開始說結(jié)構(gòu)為時并不晚，說實話，有多少人真心想了解火花塞的結(jié)構(gòu)呢？圍坐在四周的技術(shù)設計頻道的幾位技術(shù)控是幫異類，應他們的要求，我來白話兩句，就兩句啊。

    從外觀來看，可將火花塞大致分為5個部分，最上面的部分叫做“終端螺絲帽”，它與缸線相連，作用是完成缸線的對接，在插拔缸線時感覺到有吸入或彈出感正是源自此處，同時，它還是接收電能的地方。下面的陶瓷部分絕緣、耐熱、導熱，這些都是陶瓷材質(zhì)的特性，你注意到在陶瓷表面有幾道溝狀的波紋，這可不是無心之舉，它可防止飛弧的產(chǎn)生，飛��？當然不是金庸的武俠劇，這里所說的是在終端螺絲帽和主體金屬之間產(chǎn)生的打火現(xiàn)象，因為在點火時終端螺絲帽和主體金屬之間產(chǎn)生連續(xù)不斷的高壓電，高壓電會試圖沿絕緣體表面溜走，為了攔住高壓電，所以設置了層層溝壑。與陶瓷部分緊挨的便是主體金屬，上面的六角形（有尺寸之分）方便了火花塞的拆裝，從制造工藝來看，它的表面還采取了電鍍處理，這樣可防高溫、耐腐蝕。螺紋不過是用于與氣缸蓋相緊固的部分，螺絲直徑和螺絲長度也因發(fā)動機而分門別類。最末端是火花塞的電極，有中心電極和外側(cè)電極之分，二者可能會采取兩種不同的材質(zhì)，而我們常說的銥金或者白金等貴金屬材質(zhì)則多指中心電極的材質(zhì)（有些火花塞的外側(cè)電極也會采用相同的材質(zhì)），相比于電極為鎳錳合金材質(zhì)的普通火花塞，它們的點火能力更強，但價格也相差數(shù)倍。

    在火花塞的內(nèi)部還會被刻意加裝3至5千歐的電阻，我們之前還在說提高導電效率的事，那在火花塞中加電阻是為什么呢？火花塞內(nèi)藏的是個陶瓷的電阻體，它可有效地降低點火時出現(xiàn)電波雜音，這些雜音若不進行處理則很容易對車內(nèi)的收音機或者手機設備形成干擾。所以下次再有人抱怨在車內(nèi)手機通話質(zhì)量不高時，可以考慮換個內(nèi)置陶瓷電阻的火花塞試試。從廠家公布的電阻值和功率輸出的關(guān)系圖來看，有內(nèi)阻的火花塞和無內(nèi)阻的火花塞基本沒有差別。
    為了讓火花塞在發(fā)動機高速和低速運行時都能有很強的適應能力，在火花塞內(nèi)部的中心還嵌有銅芯，它對于散熱方面有著很大的貢獻。
●  各式各樣的火花塞電極
注重實用

   在我們常見的火花塞中，中心電極大多為平底的，也有像圖片中展示的尖狀的，另外一種比較少見，它在中心電極處切出了一個90度的口，這樣，在點火時，切口的兩個邊緣都能打出火花，提高了點火的性能。

注重性能

    對于高性能車來說，特別是賽車，它們所搭載的發(fā)動機擁有高轉(zhuǎn)速、高壓縮比等，所有的一切都是為了壓榨出更多的動力，因此火花塞也會變得更強壯。在全力加速和發(fā)動機長期處于高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，首先，要保證火花塞在這種極端情況的穩(wěn)定性，其次，火花塞要能打出火花來，最后，還要具備良好的點火性能。這才能讓賽車擁有出眾的速度優(yōu)勢。為了讓火花塞達到非凡的能力，在電極的材質(zhì)上多以白金、銥合金等貴金屬為主。電極的形狀也更為考究，電極直徑越小，越容易點火，點火性能便可提高，所以，為高性能發(fā)動機而生的火花塞天生擁有一個纖細的電極。點火部分的絕緣體形狀左右著加速的反應速度，再設計之初，設計師會根據(jù)需要來設計火花塞點火部分絕緣體的形狀。

● 什么是點火性能？
    總覽整個文章，我一直把點火性能掛在嘴邊，這四個字說起來容易，但要細細琢磨究竟什么是點火性能就會覺得它很抽象。



    “火花塞給混合氣點火、燃燒的性能”。展開來說，在中心電極和外側(cè)電極之間跳出的高壓電率先將這個部位的混合氣點燃形成火種（學名“火炎核”），之后火種會向四周蔓延，但在這期間，兩個電極會對熱能不斷地侵蝕（消炎作用），從而熱能被削弱，嚴重的情況下還有可能造成火種熄滅，形成失火現(xiàn)象（此時氣缸會處于缺缸的狀態(tài)），所以，兩個電極的消炎作用應盡可能的得到抑制，火種的蔓延直接影響著點火性能。
    所以，無論是在電極處設置90度V型切口，還是采用電極直徑極小的銥金火花塞，又或者是刻意擴大電極間隙的大間隙火花塞，還有那些將點火位置設計在燃燒室中心附近的突出型火花塞，它們都是為了提高點火性能而特別設計的。

● 火花塞型號

『以NGK火花塞的命名規(guī)則為例，解讀型號字母含義』

    不同的火花塞類型自然要以不同的型號代碼進行區(qū)分，從我們翻出的資料來看，想把它說明白還真不太容易，因為不同的火花塞廠家都針對自己的產(chǎn)品制定了一系列的“神秘代碼”，當然這里也少不了“國標”。拿我們手上的這個NGK品牌RIDIUM系列的CPR7EAIX-9來說，要是對照國標，這則代表，“鎳-銅復合電極/鉑金電極電阻性火花塞熱值為7絕緣體突出型點火位置3毫米...”，我都不知道我在說什么。 按照廠家的產(chǎn)品目錄來對照就清楚得多，這是一個熱值為7，螺紋長度為19毫米，電極間隙為0.9毫米的絕緣體突出型的電阻型銥金火花塞。如果你有興趣的話，在購買火花塞時可以向商家要一張相關(guān)產(chǎn)品規(guī)格目錄。你看吧，一個小小的火花塞蘊藏著如此復雜的含義。
● 火花塞的最佳工作溫度
    與發(fā)動機一樣，火花塞也有它自己的最佳工作溫度，一般情況下，500℃至800℃是火花塞最佳的工作溫度范圍也叫做自身清潔溫度范圍，在這個范圍內(nèi)，既能保證附著在表面的炭被燃燒，又能準確的控制點火時間。如果溫度過高會導致過度燃燒，也就是會提前將混合氣點燃，嚴重時還會引起電極的溶解，而低于這個溫度范圍則會造成火花塞頭部被熏黑導致其無法跳出火花。
● 過期的火花塞還能用嗎？
    不同的汽車廠家按旗下車型的需要制定了不同的火花塞更換周期，的確，火花塞是個損耗部件，但你又知道它的損耗出現(xiàn)在哪嗎？

電極處積碳
    積碳是個問題，如果發(fā)動機的狀態(tài)不夠好（易生積碳體質(zhì)），積碳會附著在電極處，致使兩個電極間的間隙變小，這肯定也會有問題。嗅覺靈敏的商人聞到了利益的氣味，它們竟然推出了專門用于清洗火花塞的藥劑，好像這類產(chǎn)品的銷路并不好，人們還是喜歡用更實惠的化清劑來清洗電極處的積碳。所以你看，火花塞電極積碳并不是更換的主要原因，如果因火花塞積碳導致了點火強度不夠，同時，又沒到廠家規(guī)定的更換期限則可視情況進行清洗后再使用。
間隙變大
    我們知道，氣缸的工作環(huán)境是非常惡劣的，高溫、高壓，火花塞的每一次跳火還會產(chǎn)生數(shù)萬伏的高壓電，長久以往，被直接電擊的兩個電極會因高壓電的不斷摩挲而產(chǎn)生缺口（像瓜子牙一樣），從而造成兩個電極間隙變大，使點火強度變?nèi)�。要是這種情況還能將就使嗎？

    這是老師傅傳授的一項技藝，火花塞的兩個電極間隙大約是1.1毫米（不同的火花塞，電極間隙可能不同），就像菜譜中告訴你放鹽少許或者放10克鹽一樣，做出的成品可能跟你之前想象的不太一樣，的確，作為新手來說，我無法去準確的估量這個度，所以，這事只能靠著經(jīng)驗來做。對于火花塞來說，鋸條是把實用的尺子，它的厚度基本在0.5毫米左右，把它插入到兩極間隙之中并上下輕微晃動，通過晃動的幅度來大致判斷出火花塞的間隙，待心里有數(shù)后，讓火花塞靠自身的重力輕微磕向桌面（當然是電極朝下），每做出一次調(diào)整都要用鋸條檢查效果，可千萬別磕大發(fā)了。

    換個角度想，這真是餿主意，大家要三思而后行，畢竟外側(cè)電極在調(diào)整時會出現(xiàn)變形，誰也不能保證在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時它會不會因此被高壓電擊落，有可能會給氣缸造成損傷，所以，要是手里沒譜我勸你是少抖這機靈兒吧，特別是那些還沒出質(zhì)保期的車，別因為延誤了保養(yǎng)周期而引發(fā)些不必要的損失。有人會對廠商制定的保養(yǎng)和質(zhì)保條款心生抱怨，沒辦法，現(xiàn)實就是這樣。

   之前我見過一個火花塞頭部被燒掉的事故，那是一輛老車，司機對車也不怎么上心，加的油品大多也是低標號的，而且質(zhì)量也沒有保證，直到發(fā)動機出現(xiàn)了嚴重的抖動才來上門求救，簡單的檢查后發(fā)現(xiàn)第三缸是不工作的，被拆下的火花塞像是剛從斷頭臺拖下來的死尸一樣，用內(nèi)窺鏡觀察氣缸內(nèi)部，奇怪的是經(jīng)多人“偷窺”后，誰也沒有找到那顆“頭顱”，難不成擊穿三元催化器中的多孔陶瓷后排出去了？但我們都看到了氣缸壁上有幾道劃痕。

● 從電極狀態(tài)來看判斷氣缸工作情況

    我們還可以通過火花塞電極處的顏色來判斷出氣缸的工作狀態(tài)，如果你發(fā)現(xiàn)從車上拆下來的火花塞是這樣的（電極以及絕緣體處呈淡黃色），則代表其所對應的氣缸處于上佳狀態(tài)；而如果上面覆蓋了一層黑乎乎的東西，則代表你的發(fā)動機或多或少都存在著一定的問題，例如，混合氣過濃，或者存在燒機油的情況；若是火花塞表面濕潤，可斷定該氣缸存在嚴重的失火情況，噴油嘴噴出的汽油未經(jīng)燃燒便直接順著氣門排了出去，在極端情況下，混合氣會在三元催化器中燃燒并將其灼傷；提早點火也會反應在火花塞上，只不過這樣的情況比較少見，我們沒能找到相對應的廢舊火花塞。

● 發(fā)動機熄火？抖動？有可能是火花塞罷工了！

    當然，作為在“高溫”“高壓”環(huán)境中工作的元件，再碰上個別先天質(zhì)量就存在問題的情況，火花塞也免不了直接出現(xiàn)“罷工”的情況，上面的圖片已經(jīng)列出了各種導致火花塞不能正常工作的原因，如果你的車子遇到了熄火、缺缸抖動等等情況，有可能就是火花塞出問題了。

    關(guān)于火花塞的更多知識，我們的汽車百科里有很全面的介紹。下次再換火花塞時別忘了給自己把把脈。

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