Sytytystulpan laite

Bensiinin polttomoottoreissa sytytystulppia käytetään ilma-polttoaineseoksen sytyttämiseen. Sytytystulppien elektrodien välillä tapahtuu tuhansien volttien jännitteinen sähköpurkaus moottorin kussakin syklissä, ja se syttyy tietyin aikoina sylinterin sisällä olevan polttoaine-ilma-seoksen.

Ensimmäistä kertaa tutkija Robert Bosch kehitti sytytystulpan, sellaisena kuin se on tiedossa tähän päivään mennessä, vuonna 1902, jotta se saa virtansa korkeajännitemagneetolla, joka on suunniteltu hänen nimensä nimisen yrityksen työpajassa. Siitä hetkestä lähtien sytytystulppia alettiin käyttää laajalti polttomoottoreissa, eikä sytytystulpan laitetta ole vielä muutettu rakenteellisesti, vain siinä käytetyt materiaalit ovat kehittyneet.

Periaatteessa sytytystulppa sisältää seuraavat pääelementit: metallikotelo, eristin ja keskusjohdin. Jotkut kynttilät sisältävät lisäksi sisäänrakennetun vastuksen keskuselektrodin ja kosketinpäätteen välillä. Joka tapauksessa kolme muokattua elementtiä ovat minkä tahansa sytytystulpan perusta.

Kynttilän yläosassa on kosketinliitin, johon sytytysjärjestelmän korkeajännitejohdot tai erillinen korkeajännitekela on kytketty. Suunnittelu voi vaihdella, mutta useammin napsautuskosketin kiinnitetään kynttilän päälle tai kiinnitetään mutterilla. Yleensä keskusjohtimen lähtö kosketinpäätteeseen on universaalia: napsautuskosketin asennetaan kierteeseen ja tarvittaessa irrotettavissa helposti.

Kynttiläeriste on yleensä valmistettu alumiinioksidikeraamisesta, jonka lämmönkestävyys saavuttaa 1000 ° C ja murtumisjännite on vähintään 60 kV. Eristeen koostumus ja sen mitat määrittävät tietyn kynttilän lämpömerkinnän. Tärkein on eristimen yläosa, joka on suorassa kontaktissa elektrodin kanssa. Se määrittelee kuinka kynttilä toimii.

Eristeen reunoilla, jotka on tehty jatkamaan virtareunojen polkua vaikeuttamaan sähkön rikkoutumista sen pinnalla. Tämä ratkaisu vastaa eristimen pidentämistä. Ajatus keramiikan käytöstä korkeajännitteisen sytytystulpan rakentamisessa kuuluu saksalaiselle insinööri Gottlob Honoldille.

Kynttilän rungon perusta on ns. "Helma", jonka tehtävänä on kynttilän asentaminen ja kiinnittäminen sylinterinkannen kierteeseen sekä lämmön poistaminen sekä eristeestä että elektrodoista. Vaippa johtaa sähkövirran kynttilän sivuelektrodin ja ajoneuvon sähköjärjestelmän "massan" välillä. Vaipan yläpuolelle on asennettu tiiviste suojaamaan palavien kaasujen läpimurtoa palotilasta ulkopuolelle.

Kynttilän sivuelektrodi on valmistettu mangaanin ja nikkelin kanssa seostetusta teräksestä. Se hitsataan kynttilän runkoon vastushitsauksella. Tämä elektrodi on aina erittäin kuuma polttomoottorin käytön aikana, mikä voi johtaa hehkun syttymiseen. Joissakin kynttilöissä on useita sivuelektroodeja.

Näiden elektrodien kestävyys voidaan antaa, jos ne on päällystetty jalometallipäällysteellä, kuten platinalla - tällä tavalla valmistetaan kalliimpia kynttilöitä, jotka voivat kestää 100 000 kilometriä, mikä on joskus hyödyllistä, koska V-muotoisissa moottoreissa kynttilän korvaaminen on erittäin aikaa vievä prosessi.

Itse kynttilän runko voi myös olla sivuelektrodin rooli; vuodesta 1999 lähtien tällaisia ​​kynttilöitä on ilmestynyt markkinoille nimellä plasmakammio-esikampanja. Ne on varustettu erityisellä kuumuudenkestävällä pallomaisella suuttimella.

Tällaisten kynttilöiden kipinärako on pyöreä ja sähköpurkaus liikkuu täällä pyöreällä polulla, ja ilma-kaasuseoksen ensisijainen syttyminen tapahtuu esikamakassa. Tämä ratkaisu tarjoaa elektrodien itsepuhdistumisen, koska niitä puhalletaan jatkuvasti, mikä varmistaa kynttilän käyttöiän pidentämisen. Kuinka tehokkaat esijauheen kynttilät ovat yhä kysymys.

Sytytystulpan ydin on keskuselektrodi. Se on kytketty tuotteen kontaktiliittimeen lasitiivisteen avulla vastuksen avulla. Tämän tarkoituksena on vähentää sytytysjärjestelmän aiheuttamia radiohäiriöitä. Keskielektrodi on varustettu rauta-nikkeliseoksista valmistetulla kärjellä, johon on lisätty kromia ja kuparia. Yttrium voidaan ruiskuttaa, toisinaan löytyy myös platinajuotosta tai elektrodi voidaan puhdistaa ja valmistaa kokonaan iridiumista.

Sytytystulpan keskielektrodi on periaatteessa sen kuumin osa. Lisäksi hänen on varmistettava oikea elektronien säteilytaso, jotta siihen, kuten katodiin, ilmaantuu kipinä helposti.

Koska sähkökentällä on suurin intensiteetti elektrodin reunoissa, kipinä muodostuu tarkalleen keskielektrodin terävän reunan ja sivuelektrodin reunan väliin, siksi näissä paikoissa havaitaan suurin sähköerosion vaikutus.

Vanhoina aikoina autoilijoille oli tapana ottaa kynttilöitä ajoittain ja puhdistaa elektrodien eroosiojäljet. Nyt ongelma vältetään kärkeissä käytetyillä seoksilla (platina, yttrium, iridium), jotka tarjoavat elektrodien pidentyneen käyttöiän.

Kotelon sivuelektrodin ja kynttilän keskielektrodin välinen etäisyys muodostaa raon kipinölle. Raon koko on kompromissi kyvyn läpi tunkeutua paineilma-bensiiniseoksessa olevan raon ja hajoamisen aikana esiintyvän plasmamäärän välillä. Mitä leveämpi rako on - sitä suurempi kipinä, sitä suurempi polttoaineseoksen syttymismahdollisuus, sitä alhaisemmat vaatimukset polttoaineelle ovat.

Mutta liian suuri välys voi johtaa liukusäätimen, johtimien ja auton muiden osien rikkoutumiseen. Leveämpi rako on vaikeampi kipinän läpi, ja sillä on taipumus vuotaa eristyksen läpi.

Suurempi rako vaatii enemmän jännitettä normaaliin kipinöintiin. Sytytysjärjestelmässä on kuitenkin vakiojännitearvo, mutta sytytystulpan rako voidaan periaatteessa muuttaa. Lisäksi mitä terävämpi elektrodi, sitä helpompi korkea jännite on murtaa raon läpi. Mutta mitä suurempi paine on polttoaineseoksessa, sitä vaikeampaa on murtaa rako. Tässä tarvitaan myös kompromissia.

Sytytystulppien välys ei ole vakiona asetettu arvo kerran. Se on säädettävä moottorin tiettyyn nykyiseen käyttötapaan. Kun auto muutetaan nesteytetyksi ja paineistetuksi kaasuksi, kipinärako pienenee suuremman jakojännitteen takia kuin ilma-kaasuseos.