火花塞陶瓷技术可实现更高点火电压延长火花塞寿命

　　近日，辉门公司动力总成(FDML:NASDAQ)引进了一种新型高性能火花塞陶瓷材料，以应对高输出汽油机日益严苛的高温和高电压要求。

　　这种名为SureFirePlu的新型火花塞陶瓷技术可实现更高点火电压、延长火花塞使用寿命，并能够有效集成到多气门小型发动机内空间局促的缸盖中。

　　辉门公司在2008年推出了SureFire火花塞，SureFirePlus是衍生自SureFire火花塞的一项革新技术。凭借先进的陶瓷材料，Sure鄄FirePlus火花塞可以承受42kV乃至更高电压，而之前的火花塞只能承受36kV电压。较高的点火电压使稀薄燃料混合物的使用成为可能，有助于提高发动机的性能，同时降低CO2排放量。此外，提升后的陶瓷性能还减小了火花塞的尺寸，螺纹尺寸为14mm至12mm、10mm不等，客户可根据需求进行选择。

　　据辉门公司动力总成轴承和点火产品的点火产品工程主管RichKeller介绍，陶瓷材料是两个电极之间的惟一屏障。它促使火花跳过空隙，进而引燃。辉门的SureFirePlus火花塞产品实现了前所未有的陶瓷性能水平，借此研发出新一代点火系统，以在减小火花塞尺寸的同时承受更高的点火能量，并增加使用耐久度。

　　通常，火花塞陶瓷材料95%的成分为氧化铝，并含有少量玻璃，玻璃有助于提高可加工性，但对抗电性能及机械强度有一定的限制作用。SureFirePlus陶瓷材料含有大量氧化铝，其余成分为各种氧化物的混合物，旨在优化高温绝缘电阻，从而最大程度地减少击穿陶瓷的可能。为应对这一材料成分变化，辉门正在使用新型制造加工设备。该设备可在成型过程中实现最高的陶瓷成型压实力。

　　现代汽油发动机之所以朝着降低CO2排放量、提高性能和延长使用寿命这些趋势发展，要归功于零部件技术的不断创新。其中，火花塞发挥了至关重要的作用。小型高增压发动机在燃烧过程中会产生较高的峰值温度和压力，与此同时，稀薄燃料混合物和替代燃料的使用使引燃变得更加困难。综合以上因素可见，火花塞需要更高的点火能量(即需求电压)。

　　发动机的小型化意味着需要更小的汽缸(通常具有四个气门，过去为两个)。直喷式发动机还必须容纳燃烧室内的喷油嘴，而功率输出的增加需要为冷却水道留出更多空间。这些因素共同制约了火花塞的直径尺寸，同时使横截面内的陶瓷材料变得更薄，从而增加了发生电击穿的风险。

　　“开发一种对高压击穿具有高阻抗能力的陶瓷微结构是至关重要的一步，但要实现SureFirePlus的真正生产，还需要在压实加工技术方面取得研发突破。”Keller解释说。“这就是辉门在技术领域立于领先地位的原因所在：将前沿材料研发与先进制造技术完美结合。”

　　目前，辉门正在试生产SureFirePlus，预计于2014年5月进行大批量生产。正在申请专利的新型材料还有望在乘用车(发动机)以外的其它领域大展拳脚，例如，可应用于天然气发动机(CNG)市场。