Funkcja świec zapłonowych
Świeca zapłonowa jest ważnym elementem układu zapłonowego w silniku benzynowym. Może ona wprowadzić wysokie napięcie do komory spalania i spowodować przeskok iskry przez przerwę między elektrodami, co powoduje zapłon mieszanki paliwowej w cylindrze. Świeca składa się głównie z nakrętki łączącej, izolatora, śruby łączącej, elektrody centralnej, elektrod bocznych oraz obudowy. Elektrody boczne są przyspawane do obudowy.
Świeca zapłonowa, powszechnie nazywana „dyszą ogniową”, służy do uwalniania impulsowego prądu wysokiego napięcia przesyłanego przez przewód wysokiego napięcia (przewód dyszy ogniowej), który przebija powietrze między dwiema elektrodami świecy zapłonowej i generuje iskrę elektryczną, zapalając mieszankę gazową w cylindrze. Główne typy świec zapłonowych to: świece quasi-typu, świece zapłonowe z wystającym korpusem, świece zapłonowe elektrodowe, świece zapłonowe gniazdowe, świece zapłonowe elektrodowe, świece zapłonowe z ruchomym czołem itp.
Świece zapłonowe montuje się z boku lub na górze silnika. Początkowo świece zapłonowe były podłączone do rozdzielacza za pomocą przewodów cylindrowych. W ciągu ostatniej dekady większość silników małych samochodów została zmodyfikowana tak, aby cewka zapłonowa była bezpośrednio podłączona do świecy zapłonowej. Napięcie robocze świecy zapłonowej wynosi co najmniej 10 000 V. Wysokie napięcie jest generowane przez cewkę zapłonową z napięcia 12 V, a następnie przekazywane do świecy zapłonowej.
Pod wpływem wysokiego napięcia powietrze między elektrodą centralną a elektrodą boczną świecy zapłonowej ulega szybkiej jonizacji, tworząc dodatnio naładowane jony i ujemnie naładowane wolne elektrony. Gdy napięcie między elektrodami osiągnie określoną wartość, liczba jonów i elektronów w gazie wzrasta lawinowo, powodując utratę właściwości izolacyjnych powietrza. W szczelinie tworzy się kanał wyładowczy i następuje zjawisko „przebicia”. W tym momencie gaz tworzy świecące ciało, zwane „iskrą”. W miarę rozszerzania się pod wpływem ciepła, rozlega się również dźwięk „pyk-pyk”. Temperatura tej iskry elektrycznej może sięgać nawet 2000–3000 stopni Celsjusza, co wystarcza do zapłonu mieszanki w komorze spalania cylindra.
Ze względu na wartość opałową wyróżnia się świece zapłonowe zimne i gorące. Ze względu na materiał elektrody wyróżnia się stopy niklu, stopy srebra, stopy platyny itp. Dla bardziej profesjonalnego podejścia, typy świec zapłonowych są z grubsza następujące:
Świeca zapłonowa typu quasi: jej osłona izolatora jest lekko cofnięta w głąb obudowy, a elektroda boczna znajduje się na zewnątrz obudowy. Jest to najpopularniejszy typ świecy.
Świeca zapłonowa z wystającym korpusem: Płaszcz izolatora jest stosunkowo długi i wystaje poza czoło obudowy. Charakteryzuje się dużą absorpcją ciepła i dobrą odpornością na osadzanie się zanieczyszczeń. Ponadto, może być bezpośrednio chłodzony powietrzem dolotowym, co obniża temperaturę, a tym samym zmniejsza ryzyko zapłonu na gorąco. Dzięki temu charakteryzuje się szerokim zakresem adaptacji termicznej.
Świece zapłonowe elektrodowe: Ich elektrody są bardzo cienkie. Charakteryzują się silnymi iskrami, dobrą zdolnością zapłonu i zapewniają szybki i niezawodny rozruch silnika nawet w niskich temperaturach. Mają szeroki zakres temperatur i mogą być stosowane w różnych zastosowaniach.
Gniazdo świecy zapłonowej: Jej obudowa i gwint mają kształt stożkowy, dzięki czemu może zapewnić dobre uszczelnienie bez uszczelki, zmniejszając w ten sposób objętość świecy zapłonowej i korzystniej wpływając na konstrukcję silnika.
Świece zapłonowe biegunowe: Elektrody boczne są zazwyczaj dwie lub więcej. Ich zaletą jest niezawodny zapłon i brak konieczności częstej regulacji odstępu między elektrodami. Dlatego są często stosowane w niektórych silnikach benzynowych, w których elektrody są podatne na erozję, a odstęp między elektrodami nie może być często regulowany.
Świeca zapłonowa czołowa: znana również jako świeca z przerwą czołową. Jest to najzimniejszy typ świecy zapłonowej. Szczelina między elektrodą centralną a powierzchnią czołową obudowy jest koncentryczna.
Świece zapłonowe standardowe i wystające
Standardowa świeca zapłonowa to świeca zapłonowa z elektrodą jednostronną, której koniec izolatora znajduje się nieco niżej niż gwintowana powierzchnia czołowa obudowy. Wykorzystuje ona tradycyjną konstrukcję końcówki zapłonowej, najczęściej stosowaną w silnikach z zaworami bocznymi. Aby odróżnić ją od „typu wystającego”, który pojawił się później, konstrukcja ta nazywana jest „standardową”.
Wystająca świeca zapłonowa została pierwotnie zaprojektowana do silników z zaworami górnymi. Jej płaszcz izolacyjny wystaje z gwintowanej powierzchni czołowej korpusu i sięga do komory spalania. Absorbuje znaczną ilość ciepła z mieszanki paliwowo-powietrznej, ma stosunkowo wysoką temperaturę roboczą przy prędkości spalania i zapobiega zanieczyszczeniom. Przy dużych prędkościach, dzięki umieszczeniu zaworu u góry, wdychany strumień powietrza jest kierowany w stronę płaszcza izolatora, chłodząc go. W rezultacie maksymalna temperatura nie wzrasta znacząco, a tym samym zakres temperatur jest stosunkowo duży. Wystające świece zapłonowe nie nadają się do silników z zaworami bocznymi, ponieważ mają one wiele zakrętów w kanale dolotowym, a przepływ powietrza ma niewielki wpływ na chłodzenie płaszcza izolatora.
Świece zapłonowe jedno- i wielobiegunowe
Tradycyjna jednobiegunowa świeca zapłonowa ma wyraźną wadę: elektroda boczna zakrywa elektrodę środkową. Gdy między dwoma biegunami wystąpi wyładowanie wysokiego napięcia, mieszanka gazowa w szczelinie iskiernika pochłonie ciepło iskry i zostanie aktywowana w wyniku jonizacji, tworząc „rdzeń iskry”. Rdzeń iskry powstaje zazwyczaj w pobliżu elektrody bocznej. W tym czasie elektroda boczna pochłonie więcej ciepła, co jest znane jako „efekt tłumienia płomienia” elektrody. Zmniejsza to energię iskry i obniża skuteczność gaszenia płomienia.
W latach dwudziestych XX wieku pojawiły się świece zapłonowe trójbiegunowe. W porównaniu z elektrodą jednostronną, iskiernik elektrody wielobiegunowej składa się z przekrojów poprzecznych wielu elektrod bocznych (wyciętych w okrągłych otworach) oraz cylindrycznej powierzchni elektrody centralnej. Ten boczny iskiernik eliminuje wadę elektrod bocznych zakrywających elektrodę centralną, zwiększa „dostępność” iskry, ma większą energię iskry i łatwiej wnika do wnętrza cylindra, co przyczynia się do poprawy warunków spalania mieszanki i zmniejszenia emisji spalin. Dzięki biegunom wielobiegunowym, zapewniającym wiele kanałów iskrowych, wydłuża się żywotność świecy i zwiększa się niezawodność zapłonu. Należy zauważyć, że w momencie wyładowania iskra może wystąpić tylko w jednym kanale, a jednoczesne iskrzenie wielu biegunów jest niemożliwe. Proces wyładowania w fotografii szybkozmiennej dowodzi tego faktu.
Litery przyrostkowe (litery po wartości opałowej) D, J i Q w modelach świec zapłonowych do użytku domowego oznaczają odpowiednio świece dwubiegunowe, trzybiegunowe i czterobiegunowe.
Świece zapłonowe ze stopu niklu i rdzeniem miedzianym
Najbardziej podstawowymi wymaganiami dla elektrod sięgających do komory spalania są odporność na ablację (zarówno korozję elektryczną, jak i chemiczną) oraz dobra przewodność cieplna. Wraz z rozwojem materiałoznawstwa i technologii procesowej, materiały elektrodowe przeszły proces ewolucji od żelaza, niklu, stopów na bazie niklu, materiałów kompozytowych niklowo-miedzianych do metali szlachetnych. Obecnie najczęściej stosowanym stopem jest stop na bazie niklu. Ogólnie rzecz biorąc, czyste metale mają lepszą przewodność cieplną niż stopy, ale czyste metale (takie jak nikiel) są bardziej wrażliwe na chemiczną reakcję korozyjną gazów spalinowych i osadów stałych, które tworzą, niż stopy. Dlatego materiał elektrodowy przyjmuje materiały na bazie niklu z dodatkiem pierwiastków takich jak chrom, mangan i krzem. Chrom zwiększa odporność na erozję elektryczną, podczas gdy mangan i krzem poprawiają odporność na korozję chemiczną, zwłaszcza odporność na wysoce niebezpieczny tlenek siarki.
Typowe i oporowe świece zapłonowe
Świeca zapłonowa, jako generator wyładowania iskrowego, jest szerokopasmowym źródłem ciągłych zakłóceń elektromagnetycznych. Od lat 60. XX wieku kraje na całym świecie przyspieszyły rozwój rezystancyjnych świec zapłonowych, aby tłumić silne zakłócenia elektromagnetyczne pola radiowego spowodowane iskrami, chronić komunikację radiową i zapobiegać awariom pokładowych urządzeń elektronicznych. Chiny również wydały szereg obowiązkowych norm krajowych dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej, nakładających surowe ograniczenia na charakterystykę zakłóceń radiowych urządzeń samochodowych napędzanych silnikami o zapłonie iskrowym. W rezultacie popyt na rezystancyjne świece zapłonowe znacznie wzrósł. Rezystancyjne świece zapłonowe nie różnią się znacząco od zwykłych świec zapłonowych; jedyną różnicą jest zmiana szczeliwa przewodzącego wewnątrz korpusu izolacyjnego na szczeliwo rezystancyjne.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, czytaj dalej inne artykuły na tej stronie!
Jeśli potrzebujesz takich produktów, skontaktuj się z nami.
Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. jest zobowiązana do sprzedaży MG&MAXUSczęści samochodowe mile widziane kupić.
