火星塞（Spark Plug）

• 又稱火花塞或火嘴
• 引擎內用於點燃油氣產生動力的零件，確保引擎中的燃油在控制下燃燒
• 火星塞裝在汽缸蓋上（電極伸入燃燒室中），將點火線圈產生的高電壓導入燃燒室，通過電極之間的電火花，點燃壓縮的燃料空氣混合物，使混合氣點燃產生動力。
• 內燃機按照點火方式分為

• 火星塞產生的火花引燃燃料
• 活塞上行的壓縮行程到達一個階段，電腦會下達指令產生高壓電，使火花塞跳火而產生火焰，此舉將使混合油氣燃燒，讓引擎從壓縮行程進入動力行程。
• 若引擎使用分電盤，則使發火線圈中的低壓線圈（一次線圈）通電，利用電磁感應使高壓線圈（二次線圈）產生足夠的高壓電使火花塞跳火。（跳火的時間並不固定，會依車輛的行使狀況而改變）

• 靠壓縮空氣和燃料（柴油）的混合物產生的高溫引爆燃料
• 當活塞到達一個階段，利用引擎中壓縮空氣所產生的熱，使噴出的柴油燃燒，利用壓縮熱而不使用火花塞點火。
• 有些柴油機會安裝有加熱燃料的預熱塞（glow plug），幫助在寒冷天氣中起動。

火星塞構造

• 主要由中央電極、鋼體與搭鐵電極、絕緣磁體所組成。

中央電極

• 中央電極以磁體與鋼體絕緣，電柱上端與高壓線連接。
• 中央電極是由鎳合金（Nickel Alloy）製成，此處暴露在燃燒室中，為火星塞溫度最高部份，故須耐高溫。

鋼體與搭鐵電極

• 鋼體上部製成六角型螺帽，以便拆裝，下端製成螺紋可旋入汽缸蓋，邊緣製有搭鐵電極
• 搭鐵電極與中央電極構成一跳火間隙，稱為火星塞間隙（Spark Plug Gap）。
• 火星塞間隙之測量必須使用圓型測細規（不能拿厚薄規測量），方能測得正確間隙。
• 間隙太大，雖然火花較強，但易於引擎高速時失火
• 間隙太小，則火花微弱，且易於被積碳卡住而短路失去作用

絕緣磁體

• 絕緣磁體位於鋼體與中央電極中，磁體之絕緣性能極佳，又能耐高溫，以防止高壓電漏電。
• 在絕緣磁座內銅與石棉之密封圈，使磁體與鋼體密接不漏氣。
• 磁體上端有凹凸肋條，有幫助散熱及提高絕緣性能之功用。

引擎與火星塞的關係

壓縮比

• 壓縮比越高的引擎應使用越冷的火星塞，反之則使用較熱的火星塞
• 壓縮比高的引擎，在燃料點火後會產生極高溫度，為避免高溫引擎「提前點燃」， 所以必須使用較冷火星塞
• 引擎壓縮比較低若使用較冷火星塞，燃燒溫度較低無法將積碳燒去，產生「自動清潔」的作用，所以要使用較熱火星塞。

引擎轉速

• 火星塞的熱值與引擎轉速有密切關係
• 當引擎轉速高時，單位時間內的爆 發次數較多，所以溫度較高，必須使用較冷的火星塞
• 轉數低時溫度較低所以 必須使用較熱火星塞，來維持它的電極溫度。

引擎負荷

• 車子經常爬坡或載重時，雖然引擎轉速不高，但油門大開進入汽缸內的混合氣甚多，所以溫度非常高，必須使用冷式的火星塞。

點火時間

• 通常定期保養時，會用正時燈來較正火星塞點火的時間。
• 如果沒有較正以致點火時間提前，燃燒溫度會隨點火提前的程度而升高，嚴重會引起爆震或提前點火，使火星塞溫度急速升高，甚至燒損引擎。

性能必須受多方面苛刻的條件

火星塞一直在極惡劣的環境下工作，它的性能必須能受多方面苛刻的條件

電氣方面

• 受到高達 35,000 伏特的高電壓
• 要保證火星塞的內部和外面都不漏電

機械方面

• 要能承受燃燒時的巨大壓力，相當於 50 個大氣壓，或者每平方公分 50 公 斤的壓力
• 隨著立即進入進汽的負壓力（真空）下
• 剛受到巨壓，立即放鬆；連續不斷地在極短時間內壓放壓放。
• 火星塞的瓷身和瓷芯，都不可以變形或破裂，也不可以和鋼體鬆開，要一 直保持密不漏氣

溫度方面

• 火星塞剛受過燃燒高溫 1200°C 的炙烤，立即被 60°C 以下的新鮮混合汽吹冷
• 火星塞長年累月，一直在週期性，猛熱急冷的溫度劇變下，受 著熱力的危害
• 不可因熱脹冷縮，發生瓷身和鋼體脫離鬆開，以致產生漏氣毛病
• 火星塞應將吸來的熱量，盡快地送到引擎的冷卻水中，不可累積，以免火 星塞過熱，引起引擎的毛病。

化學方面

• 火星塞的瓷芯和電極，經常暴露在燃燒後多種高溫氣體中
• 它們不可以和這些氣體，發生化學變化，或被侵蝕
• 不可以在高溫下，自行變質成為脆弱

火花方面

• 不論混合汽體是濃或稀、是熱或冷、引擎轉速是快或慢，都要產生強熱火花
• 並且維持火花一個短時期，以確保混合汽能被點燃，引起燃燒

干擾方面

• 火星塞的跳火電波，不可以使汽車收音機和汽車通訊設施，發生干擾雜聲
• 不可以使附近家庭電視機，發生干擾性的跳動白線。

火星塞的熱值（又稱熱度範圍）

• 指火星塞將陶瓷絕緣體跳火端的高熱傳導至火星塞外端，再由外殼傳到引擎冷卻系統能力

1. 當引擎於怠轉時：火星塞跳火端的溫 度可能只有260度；
2. 當車輛高速行駛時：跳火端的溫度便可能升高到650度；
3. 車輛油爬坡時：跳火端溫度更可能升到870度以上。

• 跳火端溫度太低：油料燃燒後容易積存一些物質到火星塞的電極及絕緣體上，使火星塞跳火不良甚至不跳火。（跳火端溫度升高可將這些積存物燒掉，使它不會越積越多）
• 溫度過高：會使電極容易受到燃燒物質的腐蝕，電極本身跳火的耗損也比較快。
• 燃燒不待火星塞跳火便被絕緣體的高溫引燃，使燃燒溫度大幅升高，將火星塞頂部或火星塞電極熔。
• 一般以「冷」「熱」來描述火星塞熱度範圍：

1. 「冷」型火星塞的絕緣體導熱較快
2. 「熱」型火星塞的絕緣體導熱較慢

• 最理想的火星塞是在輕負荷低速行使時為 「熱」火星塞，高負荷油門踩到底行駛時變成「冷」火星塞。
• 火星塞的熱度範圍不能像變換檔位一樣馬上變換，只好依經常用車情況來選用適當熱度範圍

如果經常在市區行駛，可選用「熱」一點的火星塞； 如果經常跑高速公路，最好選用「冷」一點的火星塞。

火星塞間隙

• 火星塞間隙調整是否適當，對效能影響很大

要使火星塞發揮最佳效能，就應該依照製造廠的規定來調整間隙。

• 火星塞在製造時已將間隙調整到一般情況可以適用的大小（一般人很少留意，甚至是修車技工）

火星塞間隙越大

• 跳火的火花越強，氣缸內的燃料越容易點燃，並且能燃燒的更好，於是引擎發動容易，用油節省
• 間隙越大越需要高電壓才能跳火，此外汽缸的壓縮比越大，也需要越高的電壓才能跳火，因此製造廠必須依照點火係統能供給的電壓以及氣缸的壓力狀況來設定最適當火星塞間隙。
• 不依照出廠規定而將間隙調的太高，可能會使火星塞跳火不易而引擎不易發動，或車子不能跑快，加速無力
• 因為高速行駛或加速時引擎的節氣門大開，空氣大量進入氣缸，壓縮壓力增大，跳火需要的電壓大幅增高，而點火係統供給的電壓有一定限度，火星塞間隙過大便發生間歇不發火的情形。

火星塞間隙太小

• 火花不夠強，燃料不易點燃，或是點燃後不易完全燃燒，於是引擎不易發動而且耗油太多。
• 間隙調整不當，導致火星塞有1%~2%機率不發火，開車的人不會察覺車子不正常，但排氣中的碳氫化合物就會增多一倍，不但污染空氣，也會浪費燃料