撰文/陳件明 陳小雙

■412001 株洲湘火炬火花塞有限責任公司 湖南 株洲

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M12長螺紋火花塞安裝力矩控制方法

撰文/陳件明 陳小雙

■412001 株洲湘火炬火花塞有限責任公司 湖南 株洲

鍋爐的安全穩(wěn)定運行直接影響到生產(chǎn)單位的人身設備安全和蒸汽用戶的工作可靠性，影響鍋爐安全穩(wěn)定運行的因素很多，需要對其加以改善才能夠提高鍋爐運行的安全性和穩(wěn)定性。本文對影響鍋爐安全運行的因素進行分析，旨在提高鍋爐運行過程中的安全性和穩(wěn)定性。鍋爐；安全運行；影響因素

對于M12長螺紋火花塞，由于安裝力矩控制不當造成的問題很多，最常見的問題有火花塞漏氣、電極燒蝕、殼體斷裂等。本文介紹了M12長螺紋火花塞安裝力矩控制失效的模式及后果和力矩控制的方法。M12長螺紋火花塞；安裝力矩

為實現(xiàn)節(jié)能減排目標，汽車發(fā)動機生產(chǎn)廠近幾年逐步推廣應用發(fā)動機小型化、多氣門和缸內(nèi)直噴技術(shù)來實現(xiàn)小排量、大功率、低油耗的目標。這些新技術(shù)的應用，使得火花塞的安裝空間非常小，而為了降低火花塞的工作溫度，火花塞安裝孔設計得很長，改善散熱的效果?；谶@種設計理念，M12長螺紋火花塞的應用越來越普遍。然而這種火花塞由于安裝力矩控制不當造成的問題也很多，最常見的問題有火花塞漏氣、電極燒蝕、殼體斷裂等。

M12長螺紋火花塞的結(jié)構(gòu)特點及失效模式

M12長螺紋火花塞包括國標體系中的LDK、LD、YL等系列產(chǎn)品，其螺紋規(guī)格為M12×1.25，螺紋長度在25～28mm之間，對于鋁缸蓋，推薦火花塞安裝力矩為20 ～25Nm。

圖1為火花塞結(jié)構(gòu)示意圖，火花塞與汽缸蓋裝配后，有兩個密封結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)密封與外密封。

圖2所示，當安裝力矩過大時，火花塞殼體部件在退刀槽部位容易被拉長（A段），導致火花塞內(nèi)密封墊圈預緊力減小，而致火花塞內(nèi)部漏氣。安裝力矩過大時殼體亦會在退刀槽處斷裂。

出現(xiàn)內(nèi)部漏氣時，陶瓷組件與殼體的配合面不能緊密地貼合，而致陶瓷組件的熱量不能通過配合面有效散熱，而此處的散熱約占陶瓷裙部散熱總量的75%。散熱不良時，可能導致火花塞點火端溫度過高，當溫度超過850℃時，就會導致發(fā)動

圖1　火花塞結(jié)構(gòu)示意圖

圖2　火花塞安裝力矩過大或過小時，漏氣通道

M12長螺紋火花塞安裝力矩控制方法

M12長螺紋火花塞的擰斷力矩一般在70～90Nm之間，過力矩（按火花塞相關(guān)技術(shù)標準，在承受該力矩時，火花塞的結(jié)構(gòu)、性能不能有損壞）為45～50Nm，推薦的安裝力矩為20～25Nm。

目前火花塞安裝工具一般采用氣動或電動定力矩扳手、手動定力矩扳手、表盤式力矩扳手、普通套筒扳手。下面就上述幾種安裝工具說明力矩控制的方法。

發(fā)動機生產(chǎn)廠一般采用氣動或電動定力矩扳手，設定安裝力矩一般為推薦的安裝力矩。但是里面有一個問題，火花塞外密封墊圈是一個三層結(jié)構(gòu)，它在安裝過程中有一個變形的過程。裝配生產(chǎn)線的節(jié)拍很快，扳手的旋轉(zhuǎn)速度也很快，當安裝力矩“沖”到設定值時，扳手自動停止旋轉(zhuǎn)，但此時密封墊圈的變形尚未完成。我們測試火花塞安裝，用電動定力矩扳手以28Nm擰緊，安裝后用表盤式力矩扳手復擰，實測復擰力矩值只有13～24 Nm，顯然火花塞預緊力有所衰減。要解決這個問題，可以適當提高電動定力矩扳手的力矩設定值，提高多少與扳手的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)，須進行工藝驗證。另一個方式是通過程序控制進給速度，當力矩達到一定值后，降低旋轉(zhuǎn)速度，使火花塞密封墊圈變形充分，達到規(guī)定的安裝力矩。圖5所示為推薦的安裝控制程序。

采用手動定力矩扳手安裝時，力矩一般設定為推薦值。裝配線工人為盡快地將火花塞擰到位，一般會較大幅度地扳動扳手手柄來擰裝（圖6中從A1到A2），當聽力矩扳手發(fā)出咔噠響聲時即停止扳動。這種安裝方式存在的一定的風險，當扳手轉(zhuǎn)動到A2位置，沒有達到規(guī)定力矩時（25Nm），會退回到A1位置，再扳一次。但是扳手轉(zhuǎn)動到A2位置時，力矩有可能非常接近規(guī)定的力矩，而未達到規(guī)定的力矩時（如24Nm），定力矩扳手不會發(fā)出咔噠響聲，此時再扳一次，由于慣性很有可能再次扳到A2位置?；鸹ㄈ麎|圈擰平后繼續(xù)旋擰時，安裝力矩會快速上升。

火花塞的實際安裝力矩在20～45Nm之間（圖7中綠色區(qū)域），火花塞能夠正常工作。從圖中也可以看到，如果扳手擺動幅度大，慣性動作使得扳手轉(zhuǎn)角超過40°，實際擰緊力矩有可能超過45Nm，甚至達到70～80Nm，易導致內(nèi)密封破壞甚至殼體擰斷。正確的方法是，當火花塞墊圈與缸蓋貼合時力矩會明顯上升，此時有用較小的幅度擰動扳手（如圖6中B1～B2），防止安裝力矩過大。

采用表盤式扳手安裝時，操作人員需要關(guān)注指針變化，安裝速度比較慢，可以讓外密封墊圈充分變形，表盤讀數(shù)值也反應了火花塞安裝的真實值，適用于維修和試驗室安裝用。

圖5　火花塞安裝時，力矩控制或旋轉(zhuǎn)速度控制

圖6　火花塞安裝時的角度控制

圖7　安裝角度與安裝力矩的

對于常規(guī)的套筒扳手手工安裝火花塞，安裝扭斷力矩普遍在100Nm以上的M14螺紋火花塞，安裝力矩導致的失效極少，因其扭斷強度比較高，當安裝力矩大于80Nm以上，安裝人員憑手感扳動不了，即會停止擰進。然而對于M12長螺紋火花塞，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，火花塞殼體抗扭能力比較差，過力矩不宜超過45N.m，不太適合用普通套筒扳手安裝。

作者簡介：

陳件明（1966.3-），男，湖南茶陵人，本科，高級工程師，主要研究方向：火花塞的設計與制造，發(fā)動機點火系統(tǒng)。