火花塞中心电极

1.火花塞电极厚度影响点火时的击穿电压和燃烧质量。

比如ABC三种电极形状不同但材质相同的火花塞，间隙相同，但击穿电压不同。A形可能是5kV，B形可能是10kV，C形可能是15kV，因为形状越细越尖，电场强度越大，击穿电压越小。

早期的火花塞和现在的低端火花塞都是用镍合金电极。通常中心电极直径约2.5mm，侧电极宽度约2.8 mm，新产品使用2万公里左右后，电极形状逐渐由B形变为C形。如下图所示，击穿电压和失火率也逐渐增加。

电极越细越尖，点火时带走的热量越少，更有利于火焰核心的平稳发展，可以降低电极的冷却作用和抑焰作用，带来更好的燃烧性能。

在相同条件下，电极变薄或变尖可以降低击穿电压，燃烧更好。

那么，如果把上图所示的镍合金的电极做成更细的电极，比如中心电极直径1mm，侧电极宽度1mm，或者更小的电极0.5mm，点火性能会提高吗？是啊！燃烧性能也有明显提升！d形状如下图所示。

而镍合金熔点低，损耗快，可能在1000公里左右。电极头会严重丢失，间隙变大，失火率变高，性能衰减过快。

理论上你可以用几元钱做一个最普通的镍合金火花塞，用安全的手段把B型镍合金电极减薄到铱和铂火花塞相同电极的直径(大小)，也就是D型，也可以达到铱和铂火花塞的性能。但是，其实没人这么做，因为损耗快，每1000公里更换火花塞的频率太高。

怎么解决？往下看↓

2.目的是把电极做小，方法是优化材料。

使用熔点高、氧化慢的金属是解决上述问题的途径。熔点高，氧化慢，电极可以做得小，使用寿命可以延长。常用的金属电极材料如下:

镍的熔点是1453℃。用作电极时，镍合金的价格在0.1元/克左右，非常便宜。由镍合金制成的中心电极通常直径为2.5毫米，由镍合金制成的侧电极通常宽度为2.8毫米。

铂的熔点是1769℃。用作电极时，铂合金的价格在3xx元/克左右，比较贵。由铂制成的中心电极的直径通常为0.8-1.0毫米，由铂制成的侧电极头部的铂片通常为0.8-1.0毫米..铂是一种贵金属，早期用于火花塞电极。优点是铂金容易加工，缺点是比较贵。

铱的熔点是2454℃。铱合金用作电极时，价格约为3xx-4xx元/克，相对较贵。由铱合金制成的中心电极的直径通常为0.4-0.6毫米，由铱制成的侧电极头部的铂片通常为0.4-0.6毫米..铱与铂相比，是后来用于火花塞电极的贵金属，因为铱的硬度太高，加工成本高，导电性比铂弱，但比铂有熔点高，氧化慢的优点，所以可以做得更细。

银，熔点960℃，做电极的时候大概X元/克，比较便宜。银是较早用于火花塞电极的贵金属，具有电阻低、易加工的优点，但熔点较低，没有镍高，所以银合金一般使用较少。

钌的熔点为2250℃，用作电极时相对便宜，但加工成本非常高。国内外没有合适的火花塞电极熔炼加工设备，所以使用钌作为电极并不普及。

通常使用镍合金、铂合金、铱合金，三种主要电极材料可以多种方式组合，如镍-镍、铂-镍、铱-铂、铱-镍、铱-铱。合金是指在材料中加入其他具有抗氧化性和耐腐蚀性的金属或稀有金属，电极都是合金。

3.目的是延长电极的使用时间，方法是增加侧电极的数量。

镍合金火花塞还可以通过增加侧电极的数量来延长火花塞的使用寿命。

如下图所示，侧电极数分别为2、3、4，理论寿命是一侧电极的2、3、4倍，实际上并没有那么高。

当然，除了镍合金，铂合金和铱合金也可以用于中心电极，以增加中心电极的寿命和性能。

4.目的是降低抑焰，方法是优化电极空。

减少侧电极对中心电极的覆盖可以降低抑焰效果，如下图所示。如果在侧电极末端加入贵金属，效果更好。

将镍合金的中心电极或侧电极切割成V形缺口，可以降低抑焰效果，如下图所示。

将镍合金的侧电极切割成U形缺口可以降低抑焰效果，如下图所示。

针对针状铱结构，将电极做小，同时降低抑焰效果是一种设计方案。如下图。

5.电极、材料和空的综合优化方案。

① E3火花塞

美国E3火花塞的侧电极是不规则的。这种方案有四个优点:提高侧电极的温度，增加侧电极的损失面积，降低抗炎作用，利用和加强燃气的湍流。

② NGK高级RX钌合金火花塞

首先，国内钌合金火花塞经销商花了两年时间帮助钌合金火花塞完成了三件大事——1。大力推广RX系列产品；2.日本工厂RX系列产能严重不足的问题已经被中国的经销商完美解决；3.RX系列有些型号日本还没有制造出来，但勤劳勇敢的中国人一直走在前列，提前制造出来，用上了。好牛啊！

回到正题。

Premium表示豪华版和高级版，RX的R表示钌。

根据NGK技术人员公布的实验数据，如下图所示，抗氧化能力顺序为镍

RX钌合金火花塞的创新和优化主要是三点——1。难以加工的钌合金用作中心电极。注意，它是合金，添加的其他金属成分通常被猜测为贵金属，如铂、铱和铑。2.中心电极下沉一点，减少了热量的吸收，从而减缓了中心电极的损耗。3.卓越铂金块实际可用体积约为0.7mmX0.7mmX1mm，可谓豪华。突出铂金块的本质是针状铱火花塞的变形设计，起到明显降低抑焰效果的作用，比针状铱小，减少吸热，从而减缓自身损耗。

综上所述，高级RX钌合金火花塞主要是空之间结构创新为主，材料创新为辅的火花塞。

国内各大经销商的钌合金火花塞也充分说明，不含钌的优质RX钌合金火花塞同样有效。

③轻快的施华洛世奇火花塞多火花系列

BRISK Swasta的multi-spark系列火花塞采用专利技术，在陶瓷绝缘体(陶瓷小头)的裙部印刷半导体材料。高压电击穿半导体材料和陶瓷表面，形成可变的导电通路。半导体材料上没有辉光放电，陶瓷表面的放电看起来像多个火花。

这种方案的优点是降低了电极的抑焰效果(但同时电能浪费在了陶瓷和半导体材料的损耗上)，延长了电流通路，提高了燃烧电压(但同时也提高了击穿电压和点火线圈的负载，容易着火)，提高了燃烧电压，提高了性能。

④火花塞极度燃烧

极地火花塞有成熟的双核火焰方案。在中心电极和侧电极之间加入非极性金属电极，由于增加了正负电极之间的间隙距离，并且由于非极性金属电极降低了击穿电压，因此可以明显提高燃烧速率，增加发动机扭矩。烧极火花塞是以结构创新为主，材料创新为辅的火花塞。