[轉]漫談火星塞

http://www.epochtimes.com/b5/5/8/23/n1028451.htm

一般人認為,火星塞在引擎總成方面只是個配角,其實大錯特錯,火星塞內部可蘊藏了不簡單的高深學問。

它不但可點燃你愛車的動力心臟,而且內部的結構設計更是精密細緻。隨著汽車科技進步,火星塞的使用材質更是日新月異,如果能為愛車選用一套優良的火星塞,不但可使引擎健健康康,同時還能將動力輸出發揮到極限。

內燃機引擎運作原理中,「進、壓、爆、排」這四個動作程序缺一不可,缺了其中一項,引擎就無法啟動發揮動能,而體積小巧的火星塞,則擔任點火爆炸的重要工作。火星塞(Spark Plug)也可稱為「火花塞」,英文字面上的意思即是「塞子」,換言之,就是將引擎的燃燒室塞住完全密合,並使高壓電通過火星塞本體,電流從電極間跳過,產生強熱火花,點燃汽缸內壓縮混合的氣體進行電性點火爆炸,產生動能推動引擎。

因此火星塞的工作,必須能夠承受幾十個大氣壓的壓縮與50kg/cm爆炸壓力、2萬-3萬伏特以上的高電壓及超過攝氏2000度的燃燒溫度,最後還必須面對內燃機引擎每分鐘接近幾千轉的運作,並接受汽油或燃燒氣體產生的化學腐蝕摧殘。所以火星塞的整體設計與材質,必需經長時間的實驗測試及精挑細選,可說是集一切科技精華於一身。

火星塞在進行爆炸點火時,產生副產物「碳」,如果附著在兩個電極上,火花會轉變得比較薄弱,或者會在電極前端外部發生短路現象,而不會使火花跳躍。

因此火星塞本身必須維持在一定範圍的溫度,才不至因不完全燃燒而發生積碳,或附著大量油漬的情形發生。所以,如果能讓火星塞正常運作及擁有較長的壽命,「溫度」指數的控制,扮演了極重要的角色。

而熱值則代表引擎燃燒室的溫度表現,熱值正式一點的名稱為「熱度範圍」,是指火星塞將陶瓷絕緣體到電極間的高熱傳導至火星塞外端,再由外部鋼體傳到引擎汽缸蓋和水套冷卻系統的能力。當引擎在慢車空轉時,火星塞電極間的溫度可能只有攝氏400度。而車輛高速行駛時,電極間的溫度便升至將近攝氏650度。車輛重踩油門時,電極間的溫度更可能升到攝氏815度以上。

如果電極間的溫度太低,油料燃燒後容易積存一些物質在火星塞的電極及絕緣體上,使火星塞放電不良甚至不點火。可是電極間的溫度升高可將這些積存物燒掉,不會越積越多。但溫度過高又會使電極容易受到燃燒物質的腐蝕,且電極本身跳火的耗損也比較快。更嚴重的情形是,燃燒不在火星塞電極點火,而被絕緣體本身的高溫引燃,使燃燒溫度大幅升高,將活塞頂部或火星塞電極熔解。

火星塞的種類可分為兩大類,一為「冷卻型」火星塞、一為「易熱型」火星塞。
簡單來說,「冷卻型」火星塞的絕緣體導熱較快,「易熱型」火星塞的絕緣體導熱較慢;最理想的火星塞,是在車輛輕負荷低速行駛時為「易熱型」火星塞,高負荷全油門行駛時變成「冷卻型」火星塞。但火星塞的熱度範圍不能隨意變動,所以只好依駕駛人的用車習慣,選用適當的熱值範圍。如果你經常行駛於市區,可選用「易熱型」火星塞,若經常在高速狀態下行駛,最好選用「冷卻型」火星塞。

火星塞仍會依車輛的性能與用途,有著不同設計與材質變化,而且每個火星塞本體上也都標有英文字母與數字,表示它的性能與型式,每家廠商都不相同。高壓縮比、高輸出力、易產生高熱量的引擎,都是採用耐熱度較高的「冷卻型」製品;相對的,如小排氣量、低轉速及低輸出的引擎,均為「易熱型」火星塞設定。

另外,現今市售車種火星塞直徑大小,可分為兩大種類,一種為直徑15.8mm,另一種則為19mm,且電極的間隙會因每一家車廠的設計而有所不同,因此在購買及換裝火星塞時必須非常小心注意。

所以每一家火星塞製造商,都會根據各種不同的狀況進行設計。不過多數火星塞發生故障的原因,大部分是其他引擎機件的不順、維修不良或使用錯誤與操控方法不正確所致。假使在良好行車狀態下,正確的使用一般車輛,只要使用的火星塞規格相同,應該就不會有重大的問題發生。

火星塞的構造大致可分為三部分,即絕緣瓷體、屬於導電材質的中央電極及鋼體,僅數公分的本體,卻非常地精密結實。

中央電極大多由銅製成,因銅的散熱及導電性佳,不論是高速還是低速,都有良好的適應性,而連接於正電終端螺絲帽,以及傳送點火線圈的中央電極,則利用陶瓷製的絕緣體包覆而成,可防止飛弧及漏電的發生,鋼體部分的金屬部件,採電鍍上防鏽性強的鉛金屬,或鎳鉻合金製成。扎實精密的構造,絲毫不輸給其他引擎的零件組成。

維修火星塞的工具,首先就是「火星塞套筒」,當然也有一部分的老式車種,不須要套筒扳手便可以拆卸火星塞。現今多數的車種都以DOHC 16氣門為主流,而火星塞則是安裝於二支凸輪軸與氣門包圍的狹窄深處,如果沒有內藏磁鐵的磁性專用套統扣住火星塞終端螺絲帽,根本無法安裝或拆取。

此外,引擎導線是否為直接點火型式,現今多數車種都改為直接點火,如果是直接點火型式,就必須另外準備一支可拆起直接點火導線的工具,方能拆起火星塞。在拆起火星塞前,使用刷子清理一下氣缸蓋週圍,避免異物進入燃燒室。拆起後,以間隙調整工具,進行間隙測定,並觀察火星塞的情況,在視情況好壞進行更換或清潔。上述這些工具配件,都可在汽車精品百貨及賣場選購,準備一整套,以備不時之需。

還有一點非常重要,切忌將火星塞旋的太緊,太緊容易傷害氣缸蓋上的螺紋,尤其是鋁質的氣缸蓋。安裝時先用手握著火星塞套筒,將火星塞旋緊,之後再用套筒扳手旋緊1/4圈就足夠了。如果火星塞沒有裝墊圈,而是有錐形的安裝座型式,因火星塞鋼體直接觸碰汽缸本體,所以手扭緊後只能用扳手再旋進1/16圈,才不至造成缸體的傷害。

只要注意上述幾個重點,車主便可隨時查看火星塞的工作狀況,為愛車的健康做最準確判斷。

當火星塞出現問題及損耗時,大概也是表示你的愛車出現一些麻煩,因此別輕忽火星塞的表現,它可是和車輛的狀況息息相關;然而,車主該如何判別火星塞的狀況來診斷愛車呢?

火星塞的選擇除了可維持原廠的設定外,也可依照自己的行車狀況去選擇。當火星塞經過長時間的使用後,若火星塞點火電極部位呈深咖啡色,這是正常燃燒狀態,但是並不代表永遠不更換火星塞,因為火星塞是消耗品,在規定的里程數內必須更換,避免影響火星塞的工作效能。

如果火星塞呈白色,表示燃燒室溫度過高,點火部絕緣體表面會跑出斑點的情況,這可能是散熱系統散熱不良,使溫度上升至870℃以上,讓火星塞過早點火,造成異常燃燒,有時也會損傷活塞。

有些火星塞在拆起時,在電極部分有燻黑的碳垢且呈濕潤感,這表示引擎有較嚴重的積碳,表示混合氣過濃,或是行車時習慣長時間空轉或低轉速,此時需要更換火星塞型號,選擇較熱型。

如果火星塞有嚴重的黑色積碳與黏稠感,此時你要注意了!這是引擎汽缸真圓度失圓的警訊,代表你的愛車得進廠大修了。所以平時多觀察及注意這些小細節,愛車才會健康,否則代價可能是讓你的荷包大失血!

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *