Функция свечей зажигания
Свеча зажигания — важный компонент системы зажигания бензинового двигателя. Она подает высокое напряжение в камеру сгорания, заставляя его преодолевать зазор между электродами для генерации искры, тем самым воспламеняя горючую смесь в цилиндре. В основном она состоит из соединительной гайки, изолятора, соединительного винта, центрального электрода, боковых электродов и корпуса. Боковые электроды приварены к корпусу.
Свеча зажигания, обычно называемая «пожарным соплом», служит для пропускания импульсного высоковольтного электричества, передаваемого по высоковольтному проводу (проводу пожарного сопла), прорыва воздуха между двумя электродами свечи зажигания и генерации электрической искры для воспламенения газовой смеси в цилиндре. Основные типы включают: квазитиповые свечи зажигания, свечи зажигания с выступающим краем корпуса, электродные свечи зажигания, свечи зажигания с седлом, электродные свечи зажигания, свечи зажигания с выступающим концом и т. д.
Свечи зажигания устанавливаются сбоку или сверху двигателя. В ранние времена свечи зажигания соединялись с распределителем через провода от цилиндров. В последние десять лет большинство двигателей в малолитражных автомобилях были модифицированы таким образом, что катушка зажигания напрямую соединена со свечой зажигания. Рабочее напряжение свечи зажигания составляет не менее 10 000 В. Высокое напряжение генерируется катушкой зажигания из 12-вольтового источника питания, а затем передается на свечу зажигания.
Под воздействием высокого напряжения воздух между центральным и боковым электродами свечи зажигания быстро ионизируется, образуя положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные свободные электроны. Когда напряжение между электродами достигает определенного значения, количество ионов и электронов в газе увеличивается подобно лавине, в результате чего воздух теряет свои изоляционные свойства. В зазоре образуется разрядный канал, и происходит «пробой». В этот момент газ образует светящееся тело, которое называется «искрой». При расширении под воздействием тепла также возникает звук «хлопок». Температура этой электрической искры может достигать 2000–3000 градусов Цельсия, чего достаточно для воспламенения смеси в камере сгорания цилиндра.
В зависимости от теплотворной способности различают холодные и горячие свечи зажигания. В зависимости от материала электрода используются никелевые сплавы, серебряные сплавы, платиновые сплавы и т.д. Если говорить более профессионально, то типы свечей зажигания можно условно разделить на следующие:
Свеча зажигания квазитипа: ее изоляционная юбка слегка втянута в торцевую поверхность корпуса, а боковой электрод находится снаружи торцевой поверхности корпуса. Это наиболее распространенный тип.
Выступающая часть корпуса свечи зажигания: юбка изолятора имеет относительно большую длину и выступает за торцевую поверхность корпуса. Это обеспечивает высокое теплопоглощение и хорошую защиту от загрязнения. Кроме того, она может напрямую охлаждаться поступающим воздухом, снижая температуру и, следовательно, уменьшая вероятность перегрева при зажигании. Поэтому она обладает широким диапазоном термостойкости.
Электродные свечи зажигания: их электроды очень тонкие. Они характеризуются сильной искрой, хорошей воспламеняемостью и обеспечивают быстрый и надежный запуск двигателя даже в холодное время года. Они имеют широкий температурный диапазон и подходят для различных областей применения.
Свеча зажигания с седлом: ее корпус и резьба выполнены в конической форме, что обеспечивает надежное уплотнение без прокладки, тем самым уменьшая объем свечи зажигания и являясь более выгодным решением для конструкции двигателя.
Свечи зажигания с боковыми электродами: как правило, их два или более. Их преимущества заключаются в надежном зажигании и отсутствии необходимости частой регулировки зазора. Поэтому они часто используются в некоторых бензиновых двигателях, где электроды подвержены эрозии, а регулировка зазора свечи зажигания не требуется.
Свеча зажигания с коническим зазором: также известная как свеча зажигания с коническим зазором, это самый холодный тип свечи зажигания, у которой зазор между центральным электродом и торцевой поверхностью корпуса концентрический.
Стандартные и выступающие свечи зажигания
Стандартная свеча зажигания представляет собой одноэлектродную свечу, у которой край изоляционной юбки расположен немного ниже резьбовой торцевой поверхности корпуса. В ней используется традиционная конструкция зажигательного конца, наиболее распространенная в двигателях с боковым расположением клапанов. Чтобы отличить ее от «выступающего типа», появившегося позже, эта конструкция называется «стандартным типом».
Выступающая свеча зажигания изначально была разработана для двигателей с верхним расположением клапанов. Ее юбка изолятора выступает из резьбового торца корпуса и заходит в камеру сгорания. Она поглощает значительное количество тепла из горючей смеси, имеет относительно высокую рабочую температуру при скорости сгорания и предотвращает загрязнение. На высоких скоростях, из-за расположения клапана сверху, всасываемый поток воздуха направляется к юбке изолятора, охлаждая ее. В результате максимальная температура повышается незначительно, и, следовательно, температурный диапазон относительно широк. Выступающие свечи зажигания не подходят для двигателей с боковым расположением клапанов, поскольку они имеют много витков во впускном канале, и поток воздуха оказывает слабое охлаждающее воздействие на юбку изолятора.
Однополюсные и многополюсные свечи зажигания
Традиционная однополюсная свеча зажигания имеет существенный недостаток: боковой электрод закрывает центральный. При возникновении высоковольтного разряда между двумя полюсами газовая смесь в искровом зазоре поглощает тепло искры и активируется за счет ионизации, образуя «ядро искры». Место образования ядра искры обычно находится вблизи бокового электрода. В этот период боковой электрод поглощает больше тепла, что известно как «эффект подавления пламени». Это снижает энергию искры и ухудшает характеристики затухания пламени.
Таким образом, в 1920-х годах появились трехполюсные свечи зажигания. По сравнению с однополюсными, искровой зазор многополюсных свечей состоит из поперечных сечений нескольких боковых электродов (пробитых в круглые отверстия) и цилиндрической поверхности центрального электрода. Такой боковой искровой зазор устраняет недостаток боковых электродов, закрывающих центральный электрод, повышает «доступность» искры, обладает большей энергией искры и легче проникает внутрь цилиндра, что способствует улучшению условий сгорания смеси и снижению выбросов выхлопных газов. Благодаря многополюсным свечам, обеспечивающим множество каналов искрообразования, срок службы увеличивается, а надежность зажигания повышается. Следует отметить, что в момент разряда искра может возникнуть только в одном канале, и одновременное искрообразование в нескольких полюсах невозможно. Процесс разряда, запечатленный на высокоскоростной фотосъемке, подтверждает это.
В моделях отечественных свечей зажигания суффиксы (буквы, следующие за теплотворной способностью) D, J и Q обозначают соответственно двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные свечи.
Свечи зажигания с электродами из никелевого сплава и медного сердечника
Наиболее фундаментальными требованиями к электродам, выступающим в камеру сгорания, являются устойчивость к абляции (как электрической, так и химической коррозии) и хорошая теплопроводность. С развитием материаловедения и технологических процессов материалы для электродов претерпели эволюцию от железа, никеля, никелевых сплавов, никель-медных композитных материалов до драгоценных металлов. Наиболее распространенным сплавом в настоящее время является никелевый сплав. Как правило, чистые металлы обладают лучшей теплопроводностью, чем сплавы, но чистые металлы (такие как никель) более чувствительны к химической коррозии продуктов сгорания и образующимся при этом твердым отложениям, чем сплавы. Поэтому в качестве материала для электродов используются никелевые материалы с добавлением таких элементов, как хром, марганец и кремний. Хром повышает устойчивость к электрической эрозии, а марганец и кремний улучшают устойчивость к химической коррозии, особенно к высокоопасным оксидам серы.
Свечи зажигания обычного типа и резистивного типа
Свеча зажигания, как генератор искрового разряда, является источником широкополосного непрерывного электромагнитного излучения, создающего помехи. Начиная с 1960-х годов, страны по всему миру ускорили разработку резистивных свечей зажигания для подавления сильных помех электромагнитного излучения, вызванных искрами, в радиополе, защиты радиосвязи и предотвращения неисправностей бортовых электронных устройств. Китай также издал ряд обязательных национальных стандартов электромагнитной совместимости, устанавливающих строгие ограничения на характеристики радиопомех устройств транспортных средств, работающих на двигателях с искровым зажиганием. В результате спрос на резистивные свечи зажигания значительно возрос. Резистивные свечи зажигания не имеют существенных конструктивных отличий от обычных; единственное отличие заключается в том, что проводящий герметик внутри изоляционного корпуса заменен на резистивный герметик.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Чжуо Мэн Шанхайская автомобильная компания, ООО стремится продавать MG&МАКСУСАвтозапчасти приветствуются купить.
