Свеча зажигания
– это устройство системы зажигания бензинового ДВС, который служит для создания искрового промежутка в цепи высокого напряжения с целью зажигания рабочей смеси в цилиндре двигателя.
Впервые свеча зажигания была изобретена в 1860 году Джоном Ленуар и с тех пор не претерпела значительных внешних изменений. Она представляет собой устройство, состоящее из двух электродов, расположенных внутри цилиндра двигателя. Высокая напряжение, обеспечиваемое системой зажигания приводит к возникновению искры между этими электродами, которая и зажигает топливо-воздушную смесь. Свеча зажигания работает в высоких температурных условиях. Температура в камере сгорания может достигать 2500оС, а давление 50 атмосфер.
Свеча зажигания состоит из трех основных компонентов: корпуса, электродов и изолятора. Для герметизации свечи по центральному электроду используют термоцемент (NGK, Champion), либо токопроводящий склогерметик (Bosch). В современных свечах тепловой конус изолятора выходит за торец нижней части корпуса, благодаря чему он лучше охлаждается во часвпуску холодной смеси и тепловой диапазон свечи расширяется. Для форсированных двигателей используют свечи, центральный электрод которых изготовлен и покрыто никельхромовою, серебряной или платиновой оболочкой
Корпус свечи изготавливается из стали и имеет резьбу для вкручивания в головку блока цилиндров и шестигранник для специального “свечного” ключа. Поверхность КОРУС никелируется для предотвращения коррозии. На корпус свечи запрессовывается изолятор.
Для обеспечения нормальной работы свечи важное значение имеет материал, из которого изготовлены электроды, поскольку они должны обеспечивать появление искры, быть устойчивыми к высокотемпературного режима в камере сгорания. Материалом для изготовления центрального электрода служит хромотитанова сталь 13Х25ТТ или нихром Х20Н80; боковые электроды изготавливаются из никель-марганцевого сплава НИ5. Боковой электрод соединен с стальным корпусом и имеет обычно прямоугольный сечение или трапециевидных.
Изолятор предотвращает потери тока высокого напряжения с центрального электрода на корпус свечи. Также изолятор рассеивает тепло и частично определяет тепловой режим свечи. Он изготавливается из алюмооксидного керамики (Al2O3) со специальным наполнителем. Внешняя часть покрывается специальной веществом предотвращает налипание грязи, который может ускорять потери тока. В изоляторе расположен центральный электрод.
В общем изолятор должен соответствовать следующим требованиям:
* Механическая устойчивость
* Высокое сопротивление
* Высокая теплопроводность
При работе двигателя температура на электродах свечи зажигания достигает 400 ... 800оС. При температуре ниже 400оС на электродах остаются продукты неполного сгорания топливной смеси, а при температуре выше 800oC происходит окисление и выгорание электродов. Нагар на тепловом конусе изолятора исчезает (отшелушивается) после нагрева его до температуры 500оС. Когда температура превысит 900оС возникает “жарочный зажигания”, при котором происходит преждевременное зажигание топливной смеси. Это приводит к выводу из строя свечи и прогорание поршня.
Теплота подведена к свече отводится от нее через разные элементы конструкции:
* корпус – 10%
* изолятор – 10%
* центральный электрод – 30%
* через горючую смесь, поступившая в цилиндр – 20%
Диапазон изменения температуры для всех свечей почти одинаков, а тепловые условия их работы на разных двигателях весьма отличны. Некоторые производители различают свечи для движения в городском режиме и для движения по автомагистралям. В двигателях с высокой степенью сжатия, температурный режим работы более напряженный, поэтому для таких двигателей нужны свечи с высокой теплоотдачей. Для двигателей с низкой степенью сжатия, в которых температура в камере сгорания ниже, нужны бльше горячие свечи для того, чтобы свечи могли самоочищаться.
Работа свечи зажигания зависит от четырех факторов:
* Материал, из которого изготовлены электроды свечи. Электроды с медным сердечником имеют более высокую способность к теплоотдачи.
* Длина изолятора центрального электрода. Длиной изолятора считается расстояние от конца изолятора к месту, где он соединяется с тепловыводящих поверхностью.
* Длина на которую выступает изолятор в середину камеры сгорания. Она зьвязана с эффектом дополнительного охлаждения зажигательной смесью.
* Расстояние от изолятора центрального электрода к корпусу. Этот параметр очень важен, так как он определяет объем в котором циркулируют газы.
Заметка: Современные свечи сохраняют работоспособность даже в том случае, если при пожаре расплавилась головка блока цилиндров.