Устройство за свещи

В бензиновите двигатели с вътрешно горене се използват свещи за запалване на въздушно-горивната смес. Електрически разряд с напрежение хиляди волта възниква между електродите на запалителните свещи при всеки цикъл на двигателя и в определени моменти запалва гориво-въздушната смес вътре в цилиндъра.

За първи път запалителна свещ, каквато я познаваме до днес, е разработена през 1902 г. от учения Робърт Бош, за да се захранва от магнито с високо напрежение, проектирано в работилницата на едноименната му компания. От този момент нататък запалителните свещи започват широко да се използват в двигателите с вътрешно горене, а устройството за запалителни свещи все още не е променено структурно, само материалите, използвани в него, са се развили.

По принцип свещта включва следните основни елементи: метален корпус, изолатор и централен проводник. Някои свещи допълнително съдържат вграден резистор между централния електрод и контактния терминал. Във всеки случай три модифицирани елемента са основата на всяка свещ.

В горната част на свещта се намира контактна клема, към която са свързани проводниците с високо напрежение на запалителната система или отделна бобина с високо напрежение. Дизайните могат да варират, но по-често контакт с фиксиране се фиксира отгоре на свещта или се закрепва с гайка. Обикновено изходът на централния проводник към контактния терминал е универсален: придържащият се контакт е монтиран на резбата и, ако е необходимо, лесно се отвинтва.

Изолаторът за свещи обикновено е изработен от алуминиев оксид керамика, топлинната устойчивост на която достига 1000 ° C, а напрежението на пробив е най-малко 60 kV. Именно съставът на изолатора и неговите размери определят термичната маркировка на конкретна свещ. Най-важната е горната част на изолатора, която е в пряк контакт с електрода, тя определя колко добре ще работи тази свещ.

В краищата на изолатора направени удължаване на пътя на текущите ребра, за да се усложни електрически пробив на повърхността му. Това решение е еквивалентно на удължаване на изолатора. Идеята за използване на керамика при изграждането на свещ с високо напрежение принадлежи на немския инженер Gottlob Honold.

Основата на тялото на свещта е така наречената „пола“, която служи за инсталиране и фиксиране на свещта върху резбата в цилиндровата глава, както и за отстраняване на топлина както от изолатора, така и от електродите. Полата провежда електрически ток между страничния електрод на свещта и "масата" на електрическата система на автомобила. Над полата е монтирано уплътнение, за да се предпази от пробива на горими газове от горивната камера навън.

Страничният електрод на свещта е направен от стомана, легирана с манган и никел. Той е заварен към тялото на свещта чрез устойчиво заваряване. Този електрод винаги е много горещ по време на работа на двигателя с вътрешно горене, което може да доведе до запалване на светлината. Някои свещи имат няколко странични електрода.

Издръжливостта на тези електроди може да се даде, ако те са покрити с покритие от благородни метали като платина - по този начин се правят по-скъпи свещи, които могат да издържат 100 000 километра, което понякога е от полза, защото при V-образни двигатели подмяната на свещ е много отнемащ процес.

Самото тяло на свещта също може да играе ролята на страничен електрод; от 1999 г. такива свещи се появяват на пазара под наименованието свещи за плазма-предкамерна камера. Те са оборудвани със специална термоустойчива сферична дюза.

Искровата пропаст в такива свещи е кръгова и електрическият разряд се движи тук по кръгова пътека, а първичното запалване на сместа въздух-газ става в предварителната камера. Това решение осигурява самопочистване на електродите, тъй като те непрекъснато се издухат, което гарантира удължаването на живота на свещта. Колко ефективни предсмъртни свещи са все още спорен въпрос.

Ядрото на запалителната свещ е централният електрод. Той е свързан към контактния терминал на продукта чрез стъклен уплътнител с резистор. Това е за намаляване на радиосмущенията, причинени от системата за запалване. Централният електрод е снабден с накрайник, изработен от желязо-никелови сплави с добавяне на хром и мед. Итрийът може да се пръска, понякога може да се появи платиново запояване или електродът може да се усъвършенства и да се направи изцяло от иридий.

Централният електрод на свещта по принцип е най-горещата му част. Освен това той трябва да осигури подходящо ниво на излъчване на електрон, така че върху него да възникне искра, като на катод.

Тъй като електрическото поле има максимална интензивност в краищата на електрода, между острия ръб на централния електрод и ръба на страничния електрод се образува искра, поради което на тези места се наблюдава най-големият ефект на електрическа ерозия.

В стари времена беше обичайно автомобилистите да вадят свещи от време на време и да почистват следи от ерозия от електродите. Сега проблемът е предотвратен от сплавите, използвани в накрайниците (платина, итрий, иридий), които осигуряват на електродите удължен експлоатационен живот.

Разстоянието между страничния електрод на корпуса и централния електрод на свещта образува празнина за искрата. Размерът на празнината е компромис между възможността за пробиване на празнина в смес от сгъстен въздух-бензин и обема на плазмата, който възниква по време на разпадане. Колкото по-голяма е пропастта - колкото по-голяма е искрата, толкова по-голяма е вероятността от запалване на горивната смес, толкова по-ниски са изискванията за качество на горивото.

Но твърде големият клирънс може да доведе до повреда на плъзгача, на проводниците и на други части на автомобила. По-голяма пропаст е по-трудна за пробиване на искра и тя ще има тенденция да прониква през изолацията.

По-голямата пропаст изисква повече напрежение за нормално искрине. Въпреки това запалителната система има постоянна стойност на напрежението, но по принцип пропастта в запалителната свещ може да бъде променена. Освен това, колкото по-остри са електродите, толкова по-лесно е високото напрежение да пробие празнината. Но колкото по-високо е налягането в горивната смес, толкова по-трудно е да пробиеш празнината. Тук е необходим и компромис.

Клирънсът на запалителните свещи не е постоянна стойност, зададена веднъж. Той трябва да бъде адаптиран към конкретния текущ режим на работа на двигателя. При преобразуване на автомобил в втечнен и сгъстен газ, искрата се променя поради по-високо напрежение на пробив в сравнение със сместа въздух-газ.