安装异常导致散热异常、烧融、拧断、陶瓷旋转

安装火花塞需要使用正确的扭矩或旋转角度上紧,过大过小都有可能会造成异常或故障。

不同火花塞品牌因材质、设计等原因,对扭力值要求略有差异,具体以各品牌公示的数值为准。

通常,汽车火花塞的安装扭力值要求为:螺纹直径14mm的平座垫片火花塞20-30N·m,螺纹直径12mm的平座垫片火花塞15-20N·m,螺纹直径12、14mm的锥座无垫片火花塞10-20N·m。

下图简单展示了安装扭矩过松、正常、过紧的区别。

下面以市面最常见的螺纹直径14mm的平座垫片火花塞为举例样本,举例分析它在不同大小的扭力值下,安装后可能产生的状况。

1、情况一:小于15N·m(牛·米),完全没有安装紧固。

此时,火花塞外垫圈是鼓起的状态,没有压平,没有密封,如下图蓝色图示。

高温高压的燃烧气体通过螺纹缝隙泄漏,火花塞失去散热的调节能力,高温气体将火花塞下半部分的温度提高了几十℃至几百℃,假设原先是6热值的火花塞,此时相当于变成了4、3、2的热值,甚至更小。火花塞温度异常,工作也就异常,增大了炽热点火的可能性,并可能导致爆震。

此时火花塞有可能会被冲出的高温高压的燃烧气体烧黑和金属壳体变色,一是高温原因,二是未燃烧完全的碳氢化合物。如下2个实际案例图。

极端情况,在大负荷条件下(例如高速),火花塞侧电极和陶瓷绝缘体裙部的温度甚至能达到1000-2000℃,熔点只有1450℃的镍电极直接烧融化,陶瓷绝缘体裙部直接烧炸碎裂。

如下图实际案例,4只火花塞垫圈圆圆鼓起,完全没安装紧,导致电极烧融、陶瓷绝缘体裙部烧炸碎裂。

2、情况二:约15-20N·m(牛·米),介于安装紧固和没有安装紧固之间。

根据实际经验及多种途径反馈,没有使用扭矩扳手安装火花塞的汽修工和车主,通常较大概率是在本区间(安装紧固和没有安装紧固之间)。

此时,火花塞外垫圈轻微变形,有压扁一点,勉强密封,如下图蓝色图示。

温高压的燃烧气体可能会有轻微的泄漏,轻微影响火花塞散热,火花塞下半部分的温度可能会比安装紧固时、同等工况下提高了几十℃,假设原先是6热值的火花塞,因散热不佳,此时相当于变成了4、5的热值。

在极端情况、且在大负荷条件下(例如高速),有炽热点火的可能性,并可能导致爆震。

3、情况三:约25N·m(牛·米)左右,安装紧固。

此时,火花塞外垫圈是压平的状态,外垫圈在不同温度下(热胀冷缩),就像弹簧一样保持一定的回弹量,外垫圈密封,如下图蓝色图示。

火花塞安装紧固,正常散热,正常工作。

4、情况四:大于35-50N·m(牛·米),力矩过大,易损坏。

有的安装人员(车主)听说火花塞需要安装紧,但是他不知道如何叫紧,也不知道应该用多大力气。

于是他拿出吃奶的劲去拧紧,或者乱用大扳手,使用了拧轮胎螺丝的加长大扳手(约40cm-60cm长度)来安装。就好像是下图这种状态。

超过35N·m后,火花塞外垫圈被过度压平或完全压扁,外垫圈失去原本应该有的回弹量,金属壳体和陶瓷体之间因为力矩过大,产生作用力和反作用力,开始发生意外形变,受力部分如下图红色箭头图示。

①、金属壳体和陶瓷体之间的作用力和反作用力不断加大,此时有可能造成陶瓷体开裂。

有可能造成陶瓷体开裂,如下图所示。

也有可能造成陶瓷绝缘体裙部(陶瓷小头)根部开裂,如下图所示。

原因是作用力“勒”的力量过大,导致陶瓷小头内部隐性开裂、散热不良、抗疲劳强度减弱等因素同时存在,在使用过一段时间(例如1公里至3000公里)后,经历工作时超高压力的不断冲击后,完全开裂。打个比方好理解,即“重病患者坚持高强度工作后死亡”。

②、金属壳体和陶瓷体之间的作用力和反作用力不断加大,此时有可能造成陶瓷体“挣脱”金属壳体的“束缚”而分离,并可以旋转。

如下图所示。

金属壳体和陶瓷分离后,可以360°旋旋转。也有可能实际分离,但因为卡的极紧,不能旋转。

就好像老式的水龙头拧的太紧,内部滑丝类似的道理。

就好像圆珠笔拧的太紧,内部滑丝类似的道理。

金属壳体和陶瓷体分离后,陶瓷体因为不能紧密接触金属壳体,陶瓷体及中心电极无法散热,

此时火花塞可能会被冲出的高温高压的燃烧气体烧黑和金属壳体变色,一是高温原因,二是未燃烧完全的碳氢化合物。如下实际案例图,箭头指向都变成深褐色或黑色。

假设原先是6热值的火花塞,此时相当于变成了4、3、2的热值,甚至更小。火花塞温度异常,工作也就异常,行驶无力,伴有发动机行驶抖动情况,发动机增大了炽热点火的可能性,并可能导致爆震。

极端情况,在大负荷条件下(例如高速),火花塞电极和陶瓷绝缘体裙部的温度甚至能达到1000-2000℃,熔点只有1450℃的镍侧电极、中心镍基直接烧融化,陶瓷绝缘体裙部直接烧炸碎裂。如下图示例。

这种情况如果在涡轮增压车型上,则更容易出现,例如第二代EA888发动机,因为其发动机热量较高,原车火花塞通常已经使用7-8热值,如遇到这样的安装异常,会更容易触发烧融及爆震事故。

③、金属壳体和陶瓷体之间的作用力和反作用力不断加大,此时有可能造成金属壳体断裂。

如下图所示。

断裂实例图如下

如果遇到此情况,可以看本账号前文内容——「都说是良心贴」别再被坑几千大洋了!火花塞断了怎么办怎么取出

安装火花塞,一定要遵守火花塞包装上的安装规定,如发生以上安装异常导致的意外,必须立刻拆除异常火花塞并检查相关情况。

声明:本站部分文章内容及图片转载于互联网、内容不代表本站观点,如有内容涉及侵权,请您立即联系本站删除。

上一篇 2019年 9月 17日
下一篇 2019年 9月 17日

相关推荐

发表回复

登录后才能评论