Запалителна свещ

Запалителна свещ

Запалителната свещ е важен структурен елемент на запалителната система. Предназначен е за директно запалване на гориво-въздушната смес в бензинов двигател с вътрешно горене. Запалването на сместа се осъществява, когато между електродите на свещта има искри, поради което другото му име е свещ. Запалителната свещ се използва във всички видове системи за запалване: контактни, безконтактни и електронни. Водещи производители на свещи са Denso, NGK, Bosch, Champion. Устройство за свещи. Запалителната свещ се състои от контактна пръчка и централен електрод, поставени в изолатор. Контактният прът осигурява свързването на запалителната свещ с елементите на запалителната система – с високоволтов проводник или индивидуална запалителна бобина. Свързването може да бъде два вида: фланец тип SAE или резба M4. Най-разпространеният тип връзка SAE. Централният електрод по правило изпълнява в свещта ролята на катода. Изработена е от легирана стомана. Най-често срещаният материал е хром-никелова сплав. Диаметърът на централния електрод се определя от материала, от който е направен, и може да бъде в диапазона от 0.4-2.5 mm. В момента централният електрод е направен от два метала (биметален електрод) – медна сърцевина и стоманена обвивка. Стоманената обвивка на централния електрод се загрява бързо, като същевременно осигурява бърз и надежден старт на двигателя и стабилна работа в началния етап. Медното ядро ​​интензивно премахва топлината по време на работа. За да се увеличи експлоатационния живот на свещта (увеличаване на устойчивостта на корозия, електрохимично разрушаване), централният електрод на съвременните свещи е направен от стоманени сплави с редкоземни и благородни метали (платина, иридий, волфрам, итрий, паладий). В зависимост от наличието на определени метали в централния електрод, свещите имат имената – платина, иридий. Използването на трайни и огнеупорни сплави в конструкцията на централния електрод значително е намалило дебелината на върха на централния електрод. Например, иридиевият накрайник има дебелина от 0,4 mm, което води до значително намаляване на искрящото напрежение, подобрявайки надеждността на запалване на гориво-въздушната смес. Централният електрод е свързан към контактния прът чрез резистор. Използването на резистор поради необходимостта от защита на електронното оборудване на двигателя от смущения, произтичащи от искрене. Резисторът е топлопроводима стъклена стопилка, която е запълнена с пролука между електрода и пръта. Контактният прът и централният електрод са разположени в изолатор, който изпълнява функциите на електрическа изолация и осигурява определените температурни условия на свещта. Изолаторът е направен от огнеупорна керамика. Разграничете външния и вътрешния (разположени в горивната камера) на изолатора. За да се подобри електрическата изолация и да се предотврати електрическото изтичане, външната част на изолатора е оребрена. На външната част на изолатора се поставя името на производителя и (или) логото. Вътрешната част на изолатора (друго име е топлинният конус) определя режима на температурата (топлината) на свещта. Термичният режим на свещта се характеризира с долна и горна граница. Долната граница започва с температурата, при която натрупаните частици от сажди започват да гори върху термичния конус и се нарича температура на самопочистване. Температурата на самопочистване е 450°C. Горната граница е 850°С. При тази температура термичният конус на изолатора се нагрява така, че той действа като източник на запалване на гориво-въздушната смес. Това неконтролирано запалване на сместа се нарича запалване на блясъка и може да доведе до детонация и сериозно увреждане на двигателя. Чрез промяна на стойността на топлинния конус на изолатора, производителите на свещи се стремят да поддържат определена температура за различните бензинови двигатели. Силно изпъкналият термичен конус и незначителна повърхност на контакт с тялото са характерни за т.нар. „Горещи“ свещи. Такива свещи бързо се нагряват (голям конус) и бавно премахват топлината (малка повърхност в контакт с тялото), така че тяхната употреба е ограничена до двигатели с ниска степен на компресия и работещи на нискооктаново гориво.
“Студените” свещи имат къс топлинен конус и значителна контактна повърхност между изолатора и корпуса. Те бавно се нагряват (малък конус) и бързо разсейват топлината (голяма контактна повърхност с тялото), затова се използват на двигатели с висока степен на компресия и работещи на високооктанови горива. Металният корпус служи за поместване на всички елементи на свещта, както и за завинтване и задържане в цилиндровата глава. Тялото е изработено от никелова сплав. Вътрешната част на корпуса е в контакт с изолатора. От външната страна на тялото има студено валцована метрична резба, с която свещта е фиксирана в цилиндровата глава. Завиването се извършва с помощта на фиксирана шайба или скосена седалка. Може да се използва куха или гофрирана подвижна шайба. При завинтване, шайбата се смачква, като по този начин се постига необходимото уплътняване. За завиване на свещта във външната част на кутията се прави шестоъгълник към размера на ключа. Затягане на запалителните свещи с известно усилие, препоръчано от производителя. Прекомерната сила може да доведе до разрушаване на изолатора. Затягането с недостатъчна сила води до изтичане в горивната камера. В долната част на тялото е заварен страничен електрод, който също е изработен от никелова сплав. В някои конструкции на свещи, страничният електрод е направен от сплави с редки метали. За да се увеличи експлоатационния живот на една свещ, са разработени редица интересни структурни решения за страничния електрод: използване на няколко електрода (от два до четири): V-образно деколте в края; конична форма; използва се като крайна повърхност на електрода на корпуса. Използването на няколко странични електрода значително увеличава живота на свещта. В работата на такава свещ се използва само един страничен електрод. Когато разликата между електродите се увеличи поради електрохимичното износване, искрата автоматично се премества към другия страничен електрод и т.н. Между централните и страничните електроди се поддържа определено разстояние – разликата (искровата междина). Клирънсът трябва да бъде оптимален за определена свещ и съответно за специфичен двигател. Размерът на искровата мембрана се влияе от редица фактори: размера и формата на централния електрод, конструкцията на страничния електрод, плътността на гориво-въздушната смес. Колкото по-голяма е пролуката, толкова по-голяма е искрата, толкова по-добре е запалването на горивната смес. В същото време, с голяма празнина, е необходимо по-високо напрежение на пробив и съответно вероятността от неправилно запалване, намаляване на горивната ефективност и увеличаване на вредните емисии е високо. При малка пролука има малка искра и съответно ниска ефективност на запалване на гориво-въздушната смес. Ако е необходимо, пролуката може да се променя самостоятелно чрез огъване на централния електрод, но е по-добре да не се прави това без подходяща подготовка. Спецификациите определят обхвата на конкретна свещ на конкретен двигател. Техническите характеристики на свещите включват: диаметър на резбата, размер на главата на главата, дължина на резбата, разликата между електродите, както и топлинната стойност. Автомобилните свещи обикновено са с диаметър 14 mm. Дължината на нишката на свещта се разделя на: къси – 12 мм, средни – 19-20 мм, дълги – 25 мм или повече. Колкото по-мощен е двигателят, толкова по-голяма е дължината на конеца. Най-често срещаният размер на глава до ключ е 16 мм, по-рядко 18, 21 мм. Размерът на междината между електродите в различни свещи е в границите от 0,5 до 2,0 mm. Термичната характеристика на запалителната свещ се изразява като топлинна мощност. Точният номер е абстрактно количество, когато се достигне, се появява запалване. Мащабът на калориите варира значително между производителите. За някои производители мащабът на калориите се увеличава от „горещите“ свещи до „студените“, например Denso 9-35, NGK 2-11,5. В Бош е вярно обратното – увеличение от „студено“ към „горещо“ (2-10). Запалителни свещи Champion мащаб като такива не са. Характеристиките на запалителната свещ се отразяват в обозначението на типа – буквено-цифров код, който може да се приложи към свещта и задължително се отразява върху опаковката. Типичните обозначения на свещите се различават в зависимост от производителя, няма унифицирани обозначения. За използването на свещи от различни производители съществуват таблици за съответствие (взаимозаменяемост). В зависимост от проектния ресурс на съвременните свещи е 30000-100000 км.