「解剖火花塞」火花塞的热特性和热值
本篇接着上一篇 火花塞的散热及温度
火花塞主要由导热快的金属和导热慢的陶瓷绝缘体组成。
将陶瓷部分放大，就可以达到散热变慢的目的，将陶瓷部分缩小，就可以达到散热变快的目的。在火花塞里，内密封圈是散热的主要通道之一，内密封圈本质上起到了将陶瓷体的高温区和低温区隔开的作用。内密封圈以下是陶瓷体裙部（又称绝缘体鼻、陶瓷小头 ）。
花塞温度通常仅指陶瓷体裙部的温度，即上图高温区，该部位温度特别重要。火花塞在工作时，绝缘体裙部温度应当保持在约500℃到800℃之间。
高于500℃时，绝缘体裙部上的沉积物（炭颗粒、机油及其他颗粒）可燃烧掉或变成其他物质，这时火花塞具有自清洁能力。如果低于自清洁温度，会让火花塞本来应有的跳火以短路的形式泄漏，从而造成失火（无点火）。
800℃以上、1000℃以下为安全范围，虽然是安全范围，但由于氧化和热气体的腐蚀，会带来电极的高温氧化和腐蚀的加剧。
当高于1000℃时，绝缘体裙会发生炽热点火，即混合气在火花塞点火之前着火，从而导致早燃，甚至导致爆震，可能会损坏发动机，所以要杜绝这个问题。
火花塞的工作温度代表着吸热和放热的平衡，目的是为了发动机在低功率输出条件下达到约500℃的自清洁温度，而在高功率条件下，又不至于火花塞损耗加大或损害发动机。
热特性是火花塞的重要性能，它是保持火花塞自清洁温度和承受热负荷能力的标志，主要取决于绝缘体裙部的长度。通过改变陶瓷体裙部的长度（或体积），可以直接改变火花塞散热的快慢。
瓷体裙部较长的，散热慢，容易热，叫热型火花塞；陶瓷体裙部较短的，散热快，容易冷，叫冷型火花塞。
实物图如下
热值，是表示火花塞的承受热负荷能力的技术指标，由编码表示。
我国是以火花塞绝缘体裙部的长度来标定火花塞的热特性的，即用热值来表示，即自然数1到11。下图为我国标准，因技术不断发展以及不同火花塞品牌区别，以下数值与实际或有出入，仅供参考。
1、2、3是低热值火花塞，即热型火花塞（容易热），4、5、6是中型火花塞，7以上是高热值火花塞，即冷型火花塞（容易冷）。
如果火花塞经常由于积碳而导致失火，意味着它太冷，需要改用热值较小的火花塞。
如果火花塞经常发生炙热点火，意味着它太热，需要改用热值较大的火花塞。
如果将你车上的中型火花塞，分别换成更热或更冷的火花塞，那么它们的表现如下图所示，用更热的火花塞（热值数值小），在高功率需求时容易发生炙热点火，用更冷的火花塞（热值数值大），在低功率需求时容易积炭。
如果你有较大幅度的提高原车发动机的性能，那么改装后，可能需要视实际情况换上热值高1 度的火花塞，以避免火花塞过热。
如果你的驾驶风格一直是“切二挡7300干他”，那么，也可以考虑换上热值高1度的火花塞，以避免火花塞过热。
如果你的路况一直是堵车、怠速、低中速行驶，从来不上高速公路，那么，可以考虑换上热值低1 度的火花塞，以避免火花塞过多积碳。
参考资料：
《内燃机结构》李明海 徐小林 张铁臣 编 中国水利水电出版社 2010
《汽油机管理系统——控制、调节和检测》第4版 康拉德·赖夫 著 机械工业出版社 2017
《点火系统》于春鹏主编 化学工业出版社 2005
等
拓展：火花塞的热值选错危害大
在选择火花塞时，大家通常关注的都是电极材质、间隙，螺纹底座形式、尺寸、旋合长度等数据，却忽略了一个非常重要的数值——火花塞的热值。
01
什么是火花塞的热值呢？
通俗点讲，热值代表的就是火花塞的散热能力。
热值越高，散热就越快，火花塞的温度相对就越低，因此高热值的火花塞反而称为冷型火花塞；相反，热值越低，散热就越慢，火花塞的温度相对就越高，因此低热值的火花塞反而称为热型火花塞。
02
热值高低有何影响？
火花塞在工作过程中，如果选择的热值低于发动机的要求，火花塞就容易过热，加剧电极高温氧化和腐蚀，甚至引发炙热点火。所谓炙热点火，就是在火花塞电极未跳火前，火花塞因温度过高提前点燃混合气，导致点火正时错误。
热值过低导致电极氧化腐蚀
有人可能会问，既然如此，选择散热好的高热值火花塞不就没问题了吗？事实上，热值也并非越高越好。因为火花塞在工作过程中是具有自清洁能力的，即利用一定的高温（500℃左右），将火花塞电极和绝缘体裙部等位置的积炭清除掉。如果火花塞热值超过发动机的要求，就容易导致火花塞无法达到自清洁温度，从而引发积炭问题。
热值过高导致积炭问题
因此，在选择火花塞时，必须根据发动机的需求来匹配热值，通常压缩比越大的发动机发热量越大，要求火花塞的散热能力也就越高，即热值越大。
03
如何判断火花塞的热值高低？
通常，火花塞的裙部越长，它的散热能力就越差，裙部越短，散热能力就越好。因此我们根据火花塞裙部的形状就可以大概判断出火花塞的热值，裙部越长的火花塞，热值也就越低，反之则热值越高。
另外，我们也可以从火花塞的型号获取它的准确热值，以博世的火花塞为例，火花塞型号第三位的数字对应的就是热值。
文章来源：博世汽车售后