火花塞常見故障現(xiàn)象及原因解析（2）

文：王兆福

火花塞常見故障現(xiàn)象及原因解析（2）

文：王兆福

火花塞是點燃式發(fā)動機點火系統(tǒng)的核心部件之一，由于火花塞的發(fā)火部分隱藏在發(fā)動機的燃燒室內，從外部只能看到絕緣體和連接部分，所以很多車主會忽略它的存在。即使是很多年輕的維修人員，對于火花塞的認識，往往只停留在它的保養(yǎng)周期上。其實，火花塞性能的好壞直接影響著發(fā)動機的起動性能、加速性能、燃油消耗量和廢氣排放等，所以維修人員只有正確了解火花塞的功能作用，才可以更好地解決發(fā)動機的故障或發(fā)動機有害氣體排放。

筆者在總結了多年來關于維修火花塞相關故障的基礎上，梳理了與之相關的理論知識和維修經驗，在此與廣大讀者分享，希望能給各位同行們在維修這類故障時提供些許有益的提示和幫助。本文為了體現(xiàn)一定的系統(tǒng)性，還特別補充了火花塞的基礎知識，供一些剛剛入行的朋友們參考。

本文中的內容只代表筆者個人觀點和維修經驗，難免有不妥或不足之處，也請各位讀者能多提寶貴意見。

二、火花塞常見故障現(xiàn)象與故障分析

1.點火電壓分流（積炭放電）

如圖13所示，當發(fā)動機工作時，火花塞絕緣體的溫度長時間低于它的自凈溫度（約500℃），絕緣體電極端開始積炭，但火花塞的工作沒有任何功能缺陷；隨著絕緣體電極端的積炭向中心電極發(fā)展，放電火花將沿著積炭向熱室延展，此時分流電阻減?。划敺e炭層繼續(xù)增厚，分流電阻繼續(xù)減小，火花塞開始失火，電極無火花產生（圖14）。此時發(fā)動機會出現(xiàn)失火故障，運轉不平穩(wěn)，動力下降。

圖13 點火電壓分流對點火性能的影響

2.火花塞臟污、結膠或積炭

發(fā)動機工作時，混合氣過濃或竄入燃燒室的機油不能完全燃燒，部分未燃燒的混合氣在高溫和氧氣的催化作用，形成羥基酸和樹脂狀膠質，膠質黏附在火花塞和燃燒室相關零部件的表面。這些物質在燃燒室的高溫作用下進一步形成瀝青質和焦油質，這就是我們常說的積碳。積碳會嚴重影響火花塞的正常工作，導致發(fā)動機產生各種各樣的故障。下面詳細對結膠和積碳的不同表現(xiàn)形式及產生的故障原因進行分析說明。

圖14 隨著積炭的增加，分流電阻減小

（1）絨性積炭

絕緣體電極端、電極以及火花塞殼體上附著一層絨狀的黑色炭煙物質（圖15）。

圖15 絨性積炭

可能原因分析

①溫度低或水溫傳感器、空氣流量計等故障，造成空燃比計量不正確，混合氣偏濃，燃燒不完全。

②經常性車輛行駛距離短，發(fā)動機常處于溫度較低狀態(tài)運行。

③燃油質量低劣，燃燒不正常。

④火花塞熱值選用太低，沒有自凈過程。

圖16 機油污垢

圖17 灰狀沉積物

圖18 紅色沉積物

圖19 錳基抗暴劑對三元催化器的影響

圖20 火花塞閃絡

常見行駛性故障

車輛起動性變差，行駛中出現(xiàn)失火聳車現(xiàn)象，油耗高。

常規(guī)解決方法

檢修故障部位，檢測空氣濾清器，改變用車習慣，調整火花塞熱值。

（2）機油污垢

絕緣體電極端、電極和火花塞殼體上附著一層黑色油亮的炭煙和污垢（圖16）。

可能原因分析

①活塞環(huán)磨損彈性減弱，機油竄入燃燒室。

②活塞與氣缸壁間隙過大。

樟樹一聲不吭，沒有透露半點消息。哪像人，裝了半桶水就晃蕩得滿世界咣當咣當。樹厚重、人淺薄，樹與人本是兩種完全不同的物種。因此，人如果以為自己徹底明了一棵樹的心思，進而想做成知己，似乎是人的一廂情愿。樹在某一瞬間，收容了人的一些思緒，更或者，人竟在樹下頓悟了。但這一切，皆是人的事情。果真只是人的事情嗎？我心里又存著疑問。世上的事本無定論，我不是樹，焉知樹的心思與喜樂？它生長在大地上，熟知的是山是水是草，是行人是牲畜是莊稼，雖然這棵樟樹見多識廣，但我相信，聽詩的體驗于它還是第一次。它活了那么久，或許就是等待著這場詩會的到來也未可知呢。

③氣門桿與導管間隙過大，氣門油封老化。

④機油液面過高。

常見行駛性故障

機油消耗量大，尾氣不達標，動力下降，油耗高，起動性能下降。

常規(guī)解決方法

維修發(fā)動機，減小機油消耗量。

（3）灰狀沉積物

在絕緣體電極端、電極和殼體上有嚴重的灰狀沉積物（圖17）。

機油添加劑過量，在消耗過程中，燃燒后產生灰狀沉積物。

常見行駛性故障

引起熾熱點火產生爆震，動力下降，嚴重的會損壞發(fā)動機。

常規(guī)解決方法

維修發(fā)動機，更換火花塞，更換不同品牌機油。

（4）紅色沉積物

在絕緣體裙部和電極上有紅褐色沉積物，在絕緣體電極端上可以清晰地看到輻射狀放電痕跡（圖18）。

可能原因分析

無鉛燃油中錳基抗暴劑（MMT）替代四乙基鉛（提高汽油的抗爆性），燃燒后錳氧化物附著在絕緣體和電極表面。

常見行駛性故障

高溫狀態(tài)下這種沉積物融化導電，產生絕緣體表面跳火，燃燒不穩(wěn)定，導致發(fā)動機高速大負荷時抖動并且動力下降，造成火花塞和發(fā)動機使用壽命縮短。錳基抗暴劑在不完全燃燒的情況下，碳離子在高溫高壓下漸近形成金剛石的分子形式，加速缸體的磨損。這種錳基抗爆劑燃燒后產生的錳氧化物也會嚴重影響三元催化器的工作，甚至堵塞三元催化器（圖19）。

常規(guī)解決方法

使用合格的燃油，更換火花塞。

3.火花塞閃絡

由于點火系統(tǒng)出現(xiàn)故障，高壓電沒有經過火花塞的中心電極，而是從瓷件的外部直接放電到殼體上?；鸹ㄈ杉砻娉霈F(xiàn)閃絡，瓷件表面沿軸向有明顯的電弧燒蝕的痕跡（圖2 0）。

可能原因分析

①火花塞使用時間過長，電極燒損，導致間隙過大。

②高壓線護套絕緣性能差、老化。

③高壓線護套與瓷件的間隙大。

常見行駛性故障

行駛中發(fā)動機失火、動力下降，車輛聳車，尾氣超標。

常規(guī)解決方法

更換高壓線、在高壓線護套內孔涂硅脂（圖21）；調整火花塞間隙；更換火花塞。

圖21 在高壓線護套內孔涂硅脂

高壓絕緣硅脂的作用很多，例如在高壓線護套與火花塞之間形成密封，防止潮氣進入護套影響絕緣效果而導致漏電，從而提高高壓線護套的絕緣性能；也可以防止高壓線護套與火花塞之間發(fā)生粘接，導致在拆卸火花塞時損壞高壓線護套。

圖22 鋼材不達標導致的火花塞斷裂

4.火花塞的斷裂

火花塞在拆裝過程中斷裂，在維修行業(yè)中并不少見，其斷裂的原因也是多種多樣。有些是火花塞本身的質量問題，有一些則是火花塞使用中留下的隱患，還有一些則是維修人員拆裝不規(guī)范造成。

（1）火花塞本身質量問題

金屬材質不合格

火花塞的金屬殼體選材非常重要，這不僅影響到火花塞熱量的傳遞以及與缸體之間的密封性，而且還會影響到平時維修過程中不太注重的火花塞的整體強度，也就是安裝時的防變形能力。因此火花塞的金屬殼體一般選用低碳鋼（Q235B）來制造，如果選用的鋼材過硬，火花塞殼體就會很脆，容易在安裝時扭斷；而選用的鋼材過軟，則在安裝時容易導致螺紋滑絲（圖22）。

制造工藝不合格

火花塞的金屬殼體與絕緣體瓷件間的密封要求很高，因此在制造過程中，是要通過大電流的方法使金屬軟化壓制密封。制造過程中，如果電流過大，就會使殼體的膨脹槽部位產生高溫退火，從而使火花塞膨脹槽的部分變色，出現(xiàn)烤藍的現(xiàn)象，造成火花塞在拆裝時很容易斷掉（圖23）。維修技師在選用時一定要及時發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，不能安裝這種不合格的產品，以免在維修拆卸時發(fā)生斷裂。

螺紋不標準

火花塞的螺紋也是火花塞的主要組成部分，它不僅起到安裝固定的作用，而且還能起到傳導熱量以及密封的作用。所以，對于火花塞螺紋的加工質量也有嚴格的要求。

對于維修廠來說，準備一套螺紋通止規(guī)來檢驗所選用火花塞的螺紋是必要的。螺紋通止規(guī)是精密的螺紋檢測量規(guī)，使用時分通規(guī)和止規(guī)2種,用來檢測螺紋的極限大徑值、極限小徑值和螺紋寬度（螺紋直徑和螺距）。通常只要通規(guī)過,止規(guī)不過就是合格的。

如果火花塞螺紋不合格，發(fā)動機工作時燃燒的氣體會進入到不合格的螺紋部分產生的積炭，影響火花塞的熱傳遞，而且在拆卸過程中容易斷裂（圖24）。

以上幾種火花塞自身的質量問題，在目前的汽配市場中非常普遍，因此維修人員在選用上一定嚴格要求，不要把這種不合格的產品應用在車輛上，以免產生各種無法預知的故障。

圖23 火花塞膨脹槽的部分退火變藍

圖24 螺紋不合格的火花塞會在螺紋部分形成積炭

（2）發(fā)動機過熱對火花塞的危害

高溫對發(fā)動機來說危害很大，同時也是影響火花塞工作的主要原因。

①破壞了火花塞原有的熱值，火花塞瓷件容易產生龜裂。高溫會使殼體產生變形，對熱傳導有影響，也就改變它自身的工作溫度。高溫還會使瓷件的密度發(fā)生變化，容易生成裂紋，造成火花塞內部放電故障。

②高溫后的火花塞殼體在熱脹冷縮的原理下會產生大的變形，這種變形影響到火花塞安裝螺紋的密封和扭矩。而且，在螺紋內部會進入燃燒產生的碳化物，這種碳化物會使火花塞和缸蓋螺紋燒結在一起，在拆卸過程中需要更大的扭矩，但是扭矩過大，很容易使火花塞斷裂在缸蓋內。

③發(fā)動機工作時火花塞本身的溫度會升高，而熱值改變和螺紋內部進入碳化物都會直接影響火花塞的散熱，這就容易使火花塞電極熔結，間隙變大，從而造成發(fā)動機失火缺缸的現(xiàn)象。特別是在高速行駛的情況下，由于發(fā)動機失火，沒有燃燒的混合氣在下次燃燒時一起燃燒，缸內的溫度會急劇升高，還會進一步產生爆震現(xiàn)象。發(fā)動機高速時爆震危害很大，會產生活塞熔化、拉缸等嚴重故障。

（待續(xù)）