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文献综述
一、课题背景:火花塞是汽车发动机的核心部件,作用是释放高电压脉冲击穿火花塞间隙空气,产生电火花引燃气缸内混合气体,其性能直接关系到发动机的启动和输出功率。
在燃油无法充分燃烧、混合气比例不均匀、发动机由于密封件的破损发生机油燃烧等情况下,都会造成火花塞绝缘陶瓷表面积碳,引起点火能量不足或点火失败,从而导致其点火性能下降。
除了规范人为的操作以减少发动机火花塞积碳的方法外,随着时间推移火花塞绝缘陶瓷性能退化,尤其是中心电极绝缘陶瓷表面积碳所引起的沿面耐压性能下降问题一直没有得到有效解决,亟待一种措施来有效抑制绝缘陶瓷沿面耐压性能下降,从而提高火花塞点火性能,延长其使用寿命,满足汽车运行稳定性和安全性要求。
目前改善火花塞积碳方法有双火花塞点火、使用除碳溶剂溶解软化积碳,机械方法除碳[1-2]等,但这些方法对火花塞表面积碳性能的处理时效较短,只能短时解决火花塞点火性能差的问题,不能从根本上改善火花塞绝缘陶瓷表面积碳问题,因此需探寻一种方式来改善火花塞材料表面特性,减少其积碳情况。
对材料表面改性的研究应用,人们早期使用的低气压辉光放电,有着放电均匀的优点,但由于其运行条件需要真空环境、成本高、处理效率不尽人意,故目前主要的改性方法为通过大气压下电晕放电、介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharges,简称DBD)、大气压等离子体射流(Atmospheric Pressure Plasma jet,简称APPJ)等技术进行材料表面处理。
对于大气压等离子体射流进行材料表面改性技术,较低气压放电相比,由于大气压等离子体射流能够在开放的空间,而不是在间隙内产生等离子体,没有空间的局限性,并且有着高效、节能、无污染等优势,对材料表面改性只涉及到纳米级别范围,对基体的性能影响较小[3],因此通过选择合适的反应媒质和放电条件,可以有效提高材料表面的憎水性,从而改善装置的使用性能。
随着等离子技术的发展和各领域应用的不断深入,低温等离子体射流技术可以有效改善材料表面性能,如提高表面憎水性等,以满足材料改性的要求。
但是由于火花塞的特殊结构,目前射流技术尚未应用于火花塞处理,因此需要选择合适的处理方法,将射流技术应用于火花塞绝缘陶瓷表面改性,相关的处理条件和具体参数仍有待研究。
二、研究现状:进入21世纪以来,各领域新技术如红外技术、传感技术材料、等离子体技术等蓬勃发展。
