Zapalovací svíčka

Gap - minimální vzdálenost mezi centrální a boční elektrodou.

Velikost mezery je kompromisem mezi „výkonem“ jiskry, tedy velikostí plazmatu, ke kterému dochází při průrazu vzduchové mezery, a mezi schopností prorazit tuto mezeru za podmínek stlačeného vzduchu. - směs benzínu.

Faktory clearance:

1. Čím větší je mezera, tím větší je jiskra, tím větší je pravděpodobnost vznícení směsi a tím větší zóna vznícení. To vše má pozitivní vliv na spotřebu paliva, rovnoměrnost provozu, snižuje nároky na kvalitu paliva a zvyšuje výkon. Rovněž není možné příliš zvětšit mezeru, jinak může vysoké napětí prorazit vysokonapěťové vodiče k pouzdru, „jezdci“ rozdělovače atd.
2. Čím větší je mezera, tím obtížnější je prorazit jiskrou. Průraz izolace je ztráta izolačních vlastností, když napětí překročí určitou kritickou hodnotu, nazývanou průrazné napětí . Odpovídající intenzita elektrického pole , kde  je vzdálenost mezi elektrodami, se nazývá dielektrická pevnost mezery. To znamená, že čím větší je mezera, tím větší je potřeba průrazného napětí. Existuje také závislost na ionizaci molekul, stejnoměrnosti struktury látky, polaritě jiskry, rychlosti náběhu pulzu, ale to v tomto případě není důležité. Je jasné, že nemůžeme změnit vysoké napětí pr - je určeno systémem zapalování . Ale můžeme změnit mezeru .
3. Síla pole v mezeře je určena tvarem elektrod. Čím jsou ostřejší, tím je intenzita pole v mezeře větší a průraz snazší (jako u iridiových a platinových svíček s tenkou centrální elektrodou).
4. Průnik štěrbiny závisí na hustotě plynu v mezeře. V našem případě záleží na hustotě směsi vzduch-benzín. Čím je větší, tím je těžší prorazit. Průrazné napětí plynové mezery s rovnoměrným a slabě nehomogenním elektrickým polem závisí jak na vzdálenosti mezi elektrodami, tak na tlaku a teplotě plynu. Tato závislost je určena Paschenovým zákonem , podle kterého je průrazné napětí plynové mezery s rovnoměrným a mírně nehomogenním elektrickým polem určeno součinem relativní hustoty plynu a vzdálenosti mezi elektrodami, . Relativní hustota plynu je poměr hustoty plynu za daných podmínek k hustotě plynu za normálních podmínek (20 °C, 760 mmHg).
5. Poměr mezi energií uvolněnou ve fázi průrazu, ve fázi oblouku a ve fázi doutnavého výboje závisí na mezeře. Jak se mezera zvětšuje, podíl energie průrazu se zvyšuje a je to energie uvolněná ve fázi průrazu, která určuje rychlost spalování. Proto u vysokootáčkových motorů musí být mezera zvětšena [4] .

Mezera svíček není konstantní, jednou nastavená. Může a měla by být přizpůsobena konkrétní situaci provozu motoru. Při přestavbě vozu na levnější alternativní palivo – zkapalněný a stlačený plyn (LPG, CNG) by se mělo zmenšit jiskřiště kvůli vyššímu průraznému napětí, než je tomu u směsi benzínu.

Provozní režimy svíček

Podle provozního režimu jsou zapalovací svíčky benzínových motorů podmíněně rozděleny na „horké“, „studené“, „střední“ - v závislosti na tepelných charakteristikách svíčky, vyjádřených číslem žhavení .

Žhavicí číslo zapalovací svíčky se zjišťuje na speciální kalibrační jednotce, která vypadá jako referenční jednoválcový motor určité konstrukce. V tomto motoru je instalována příslušná zapalovací svíčka a testována v různých režimech, přičemž je sledován charakter provozu a také teplota a tlak ve válci.

Každý režim provozu motoru odpovídá určité hodnotě teploty tepelného kužele izolátoru zapalovací svíčky. Když tato teplota stoupne nad 850 ... 900 °C, začne v motoru docházet k tzv. doutnavému zážehu  - samovolné, bez jiskry, vznícení pracovní směsi při kontaktu s horkým tepelným kuželem izolátoru a dalších částí svíčky. Tento proces se obvykle projevuje, když motor běží ve vysokých otáčkách pod zatížením. Může roztavit píst a spalovací komoru, spálit písty a výfukové ventily a poškodit další součásti motoru. Aby se tomu zabránilo, jsou v motoru instalovány zapalovací svíčky se „studenou“ tepelnou charakteristikou, což je zajištěno dobrým odvodem tepla z tepelného kužele izolátoru zapalovací svíčky. U takových svíček je tepelný kužel krátký a izolátor se téměř po celé délce dotýká kovu těla svíčky, díky čemuž se z něj dobře odvádí teplo a nepřehřívá se ani v nucených motorech s intenzivními tepelnými podmínkami.

Na druhou stranu by však neměla být povolena příliš nízká pracovní teplota tepelného kužele zapalovací svíčky, protože když klesne pod 400 ... mezeru, nebo ji dokonce znemožňuje. Proto se u méně vynucených motorů používají „horké“ svíčky, u kterých má tepelný kužel izolátoru velkou délku a odvod tepla z něj je obtížný, díky čemuž se i při nízkém tepelném namáhání spalovací komory svíčky se zahřívají a dosahují provozní teploty, která zajišťuje samočištění od zplodin hoření palivových směsí - sazí, sazí atd.

Izolátory zapalovacích svíček pracující v optimálním režimu mají vždy barvu "káva s mlékem", indikující správný chod motoru. Je třeba poznamenat, že zahřátí svíček na samočistící teplotu zabere hodně času a dochází k němu až po cca 10 km jízdy autem, zejména na dálnici, kdy je uvolňování tepla vysoké. Při jízdě na kratší vzdálenosti, stejně jako při běhu motoru výhradně v nízkých a středních otáčkách nedochází k samočištění svíček a jsou zaneseny sazemi, které vyžadují pravidelné čištění (mechanické nebo pískování).

Stupeň zahřátí prvků svíčky závisí na následujících hlavních faktorech:

• Vnitřní faktory:
  • konstrukce elektrod a izolátoru (dlouhá elektroda a izolátor se rychleji zahřívají);
  • materiál elektrod a izolátoru;
  • tloušťka materiálů;
  • stupeň tepelného kontaktu prvků svíčky s tělem;
  • přítomnost měděného jádra v centrální elektrodě.
• Vnější faktory
  • stupeň komprese a komprese;
  • druh paliva (vyšší oktanové číslo má vyšší teplotu spalování);
  • styl jízdy (při vysokých otáčkách motoru a zatížení motoru je ohřev svíček větší);
  • složení směsi (pro špatné zahřívání je vyšší) a časování zážehu.

"Horké" svíčky - konstrukce svíček je speciálně navržena tak, aby se snížil přenos tepla z centrální elektrody a izolátoru. Používají se v motorech s nízkým kompresním poměrem a při použití nízkooktanového paliva. Protože v těchto případech je teplota ve spalovací komoře nižší.

"Studené" svíčky - design svíček je speciálně navržen tak, aby byl maximalizován přenos tepla z centrální elektrody a izolátoru. Používají se v motorech s vysokým kompresním poměrem, s vysokou kompresí a při použití vysokooktanového paliva a dále ve vzduchem chlazených motorech, které se vyznačují zvýšeným tepelným namáháním spalovacího prostoru.

"Střední" svíčky - zaujímají střední polohu mezi horkou a studenou (nejběžnější)

Standardní velikosti a označení zapalovacích svíček

Velikosti zapalovacích svíček jsou klasifikovány podle průměru závitů na nich. Používají se následující typy vláken:

• M10 × 1 (motocykly, například svíčky typu „T“ - TU 23; motorové pily, sekačky na trávu);
• M12×1,25 (motocykly);
• M14 × 1,25 (auta, všechny zapalovací svíčky typu „A“);
• M18 × 1,5 (zapalovací svíčky typu M, starý americký standard; instalované na starých automobilových motorech M-20 , GAZ-51 , GAZ-69 ; zapalovací svíčky "traktorové"; zapalovací svíčky pro spalovací motory s plynovým pístem atd.)

Druhým klasifikačním znakem je délka vlákna:

• krátké - 12 mm (ZIL, GAZ, PAZ, UAZ, Volha, Záporožec, motocykly);
• dlouhé - 19 mm (VAZ, AZLK, IZH, Moskvich, Gazelle, téměř všechna zahraniční auta);
• prodloužené - 26,5 mm (moderní motory s nuceným spalováním);
• malé motory mohou být vybaveny zapalovacími svíčkami s kratším závitem (méně než 12 mm)

Velikost hlavy klíče (hex):

• 24 mm (svíčky značky "M8" se závitem M18 × 1,5)
• 22 mm (svíčky značky "A10" "A11", automobilové motory ZIS-150 , ZIL-164 ; všechny svíčky podle staré GOST 2043-54)
• 20,8 mm (v každodenním životě jsou často zaokrouhleny na 21 mm; evropská norma pro dobu nákupu licence na výrobu Zhiguli je stále široce používána pro spalovací motory se dvěma ventily na válec);
• 19 mm (pro spalovací motory některých motocyklů)
• 16 mm nebo 14 mm (moderní, pro spalovací motory se třemi nebo čtyřmi ventily na válec);

Tepelné číslo (tepelná charakteristika):

• "Horké" svíčky: 8 ... 14 jednotek podle GOST 2043-74 (nízkoventilové a nízkovýkonné nižší motory);
• Svíčky s průměrnými charakteristikami: 17 ... 19 (vynucené spodní motory a horní motory průměrného stupně vynucení);
• "Studené" svíčky: 20 nebo více (vysoce posílené 4-taktní motory, vzduchem chlazené motory, 2-taktní motory);

Dříve byla podle GOST 2043-54 přímo uvedena délka tepelného kužele svíčky v milimetrech; svíčka A7.5BS měla tedy délku tepelného kužele izolátoru 7,5 mm (moderní analog je A17V).

Pro zahraniční svíčky se používají vlastní stupnice teplotních charakteristik.

Způsob utěsnění závitu:

• Ploché těsnění (s kroužkem)
• S kuželovým těsněním (bez kroužku)

Množství a typ bočních elektrod:

• Jedna elektroda - tradiční;
• Víceelektroda - několik bočních elektrod;
• Speciální, odolnější elektrody pro provoz na plyn nebo pro vyšší kilometrový výkon;
• Flare - unifikované zapalovací svíčky, je zde kuželový rezonátor pro symetrické zapalování palivové směsi.
• Plazmová předkomora - boční elektroda je vyrobena ve formě Lavalovy trysky . Spolu s tělem svíčky tvoří vnitřní předkomoru. Podle výrobců (Ukrajina) k zapálení dochází „metodou předkomorového hořáku“.

Selhání zapalovacích svíček

Svíčka může selhat následujícími způsoby:

• kontaminace tepelného kužele uhlíkem a olejem při dlouhém neúspěšném startování nebo jízdě na studeném motoru - vede k selhání válce obsluhovaného svíčkou;
• koksování prostoru mezi tepelným kuželem a skříní produkty spalování oleje s jeho vysokou spotřebou;
• opotřebení (vyhoření) elektrod, což vede ke zvětšení mezery, což může vést k poruše drátu, hrotu zapalovací svíčky, cívky nebo způsobit vynechání zapalování při náhlém otevření škrticí klapky ("výpadek plynu"). V "platině" - úplná spotřeba povlaku, rychlý růst mezery;
• roztavení elektrod, prasknutí nebo zničení tepelného kužele;
• průchod plynů přes těsnění tělesa, což vede k vážnému znečištění izolátoru zvenčí a možnému poškození hrotu zapalovací svíčky.

Viz také

• žhavící svíčka

Poznámky

1. ↑ Zemědělský slovník-příručka. - Moskva - Leningrad  : Státní nakladatelství JZD a státní farmářské literatury " Selchozgiz ". Hlavní redaktor : AI Gaister . 1934
2. ↑ Motor NK-8-2U. Manuál pro technický provoz. Část třetí. Kapitola 80 - "Spuštění systému" . Datum přístupu: 21. března 2017. Archivováno z originálu 9. ledna 2011. (neurčitý)
3. ↑ Motor PS-90A. Manuál pro technický provoz. Kniha 3. Sekce 080.00.00 - Spouštěcí systém . Získáno 21. března 2017. Archivováno z originálu 10. ledna 2011. (neurčitý)
4. ↑ Hilliard D., Springer J. Spotřeba paliva vozidel poháněných benzínem. - 1988. - Moskva: Strojírenství.

Odkazy

• GOST R 53842-2010 Automobilové motory. zapalovací svíčky. Technické požadavky a zkušební metody