现代缸内直喷式汽油机的点火系统普遍采用分缸独立高能点火系统，各缸的高能点火线圈直接与火花塞相连，与现代先进的进气道喷射汽油机无异，但是对火花塞提出了比进气道喷射汽油机更高的要求，具体如下：
（1）高的耐热性能 为了实现分层燃烧，混合气应有足够的时间暴露在火花塞触点周围，点火点应尽量深入到易于点燃的足够浓的混合气区域，并且为了保证稳定可靠地点燃，火花塞电极周围处于着火界限内的混合气区域应足够大。因此缸内直喷式汽油机的火花塞要位于燃烧室较深的部位，其端部的温度也要比进气道喷射汽油机更高，因而必须具有更高的耐热性能。为了使火花塞能够更好地散热，采用以下措施：
1）采用突出的金属壳来降低搭铁电极的温度。
2）采用铜芯搭铁电极来传热。
（2）高的抗积炭性能 分层燃烧时，较浓的混合气集中在火花塞周围，特别是在油束引导的分层燃烧过程，喷射的油束会直接碰撞到火花塞，导致火花塞更容易积炭，这将会降低火花塞的绝缘性能而引起漏电，从而导致火花塞不点火，因此缸内直喷式汽油机用的火花塞应具有自洁能力和高的抗积炭性能。为此，采用以下措施来提高火花塞的抗积炭性能：
1）采用直径较小的笔直形绝缘体末端改善自洁能力。
2）减小火花塞间隙防止积炭。
3）采用两段直径中心电极来改善自洁能力。
4）采用半表面放电型来改善自洁能力。
（3）高的点火性能和耐久性 为了实现分层稀燃，必须确保在稀混合气中稳定可靠地点火，因此要求火花塞具有高的点火能量和较长的火花持续时间，并用铱合金的触点来提高火花塞的耐久性。
2.缸内直喷发动机火花塞的结构与类型
火花塞弯曲的侧电极焊接在金属壳体的底端，并借壳体直接搭铁。用刚玉陶瓷（氧化铝含量在90%以上）制成的绝缘体固定在壳体内并加以密封，绝缘体的下部与壳体之间装有纯铜密封垫圈。中心电极装入绝缘体的中心孔内，其间用密封剂密封，高压导线接头套接在接线螺母的上端，电极材料一般采用镍锰合金或镍锰硅合金，如图4-64所示。火花塞绝缘体纯铜垫圈以下的锥形部分，称为绝缘体的裙部。绝缘体的裙部在发动机工作时直接与燃气接触，周期性地被燃气加热，使绝缘体裙部的温度升高，吸入的热量又不断地经纯铜垫圈、壳体、绝缘体、中心电极、金属杆等传递到气缸盖、缸体和冷却系并散发到大气中，使火花塞的各部分保持一定的温度。
对于高速高压缩比的发动机，由于燃烧过程中缸内气体温度高，火花塞散热时间又短，为了保持绝缘体裙部温度适宜，火花塞的裙部应做得短些，可以减少吸热面积并缩短散热途径。这种绝缘体裙部短的火花塞，称为冷型火花塞，如图4-65a所示，它适用于高速高压缩比的大功率发动机。反之，对于低速低压缩比的发动机，燃烧室的温度低，火花塞散热时间长，绝缘体裙部应做得长些，可以使裙部吸收热量较多散热较慢。这种绝缘体裙部长的火花塞，称为热型火花塞，如图4-65c所示，它适用于低速低压缩比的小功率发动机。绝缘体裙部长度介于冷型和热型之间的火花塞，称为中型或普通型火花塞，如图4-65b所示。(www.xing528.com)
图4-64 火花塞结构
图4-65 火花塞类型
a）冷型火花塞 b）普通型火花塞 c）热型火花塞
3.缸内直喷式汽油机火花塞技术的现状
目前缸内直喷式汽油机使用的两种火花塞如表4-3所示，分别为铱合金电极的标准型火花塞和半表面放电型火花塞。它们与进气道喷射汽油机使用的火花塞是有区别的，在维修保养时绝不能任意换用。
（1）标准型火花塞 这种伸长型火花塞的搭铁电极伸入燃烧室较深，故将铜芯嵌入电极以提高其散热性，并通过增大金属端部的截面缩短电极本身的长度。另一方面当部分负荷充量温度较低并进行分层燃烧时，需防止积炭，为此采用带有较长直形绝缘体和较小顶端直径的电极，以提高其局部温度。为了防止积炭，采用两段直径的电极并减小火花间隙。采用上述措施后，即使在容易产生积炭的分层燃烧时也能获得良好的点火性能和耐久性。但是采用的细长电极的耐久性较差，故采用贵金属替代原有材料，考虑到缸内直喷式汽油机都使用高能点火线圈，因而采用抗烧蚀性好的铱合金电极来提高耐久性。然而这种标准型火花塞对连续积炭的自洁能力仍然不足，必须采用进—步的改进措施。
（2）半表面放电型火花塞 和标准型火花塞一样，它也是伸长型的，火花塞的过热问题依然存在，为防止搭铁电极过热也采用伸长的金属壳，不过其搭铁电极比标准型火花塞短，因此不再需要如前所述的带铜芯电极。但是，由于火花发生在紧靠绝缘体顶端表面的周边，因此即使发动机在可能形成积炭的工况下运行，也具有优异的自洁效果。与标准型火花塞相比，这种火花塞在减少阻抗的下降和抗积炭性能方面更优越，因此在直喷式汽油机上表现出良好的使用性能，尤其在发动机怠速和分层燃烧运行状态时更是如此。不过，这种半表面放电型火花塞优异的自洁效果是以电极之间放电时在绝缘体顶端表面形成沟槽为代价的，从而成为其潜在的弱点。缸内直喷式汽油机比进气道喷射汽油机的压缩比高，更容易出现沟槽。
目前，电极烧蚀是缩短火花塞使用寿命的主要原因，过多的沟槽将导致抗高温能力下降，加速火花塞的损坏，这是在缸内直喷式汽油机维修保养中经常会遇到的毛病。
表4-3 缸内直喷发动机火花塞特性
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