Uređaj svjećice

U benzinskim motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem koriste se svjećice za paljenje smjese zraka i goriva. Električni iscjedak s naponom od tisuću volti događa se između elektroda svjećica pri svakom ciklusu motora i u određenim trenucima zapali smjesu goriva i zraka unutar cilindra.

Prvi put je svjećicu, kakvu poznajemo do danas, 1902. godine razvio znanstvenik Robert Bosch, a pokretao ju je visokonaponski magnet, dizajniran u radionici istoimene njegove tvrtke. Od tog trenutka svjećice su se počele široko primjenjivati ​​u motorima s unutarnjim sagorijevanjem, a uređaj svjećica još uvijek nije strukturno promijenjen, razvijali su se samo materijali koji se koriste u njemu.

U osnovi, svjećica uključuje sljedeće glavne elemente: metalno kućište, izolator i središnji vodič. Neke svijeće dodatno sadrže ugrađeni otpornik između središnje elektrode i kontaktnog terminala. U svakom slučaju, tri su izmjenjena elementa osnova svake svjećice.

Na vrhu svijeće nalazi se kontaktni terminal, na koji su priključene visokonaponske žice sustava paljenja ili zasebna visokonaponska zavojnica. Dizajni se mogu razlikovati, ali češće je stisnuti kontakt pričvršćen na vrhu svijeće ili pričvršćen maticom. Obično je izlaz središnjeg vodiča na kontaktni terminal univerzalan: strujni kontakt montiran je na navoj i, ako je potrebno, lako se odvrne.

Izolator svijeće obično je izrađen od keramike od aluminijskog oksida, čija toplinska otpornost doseže 1000 ° C, a napon probijanja je najmanje 60 kV. Sastav izolatora i njegove dimenzije određuju toplinsko označavanje pojedine svijeće. Najvažniji je gornji dio izolatora, koji je u izravnom kontaktu s elektrodom, on određuje koliko će dobro raditi ova svijeća.

Na rubovima izolatora izrađen je produljenje putanje strujnih rebara kako bi se komplicirao električni kvar na njegovoj površini. Ovo rješenje je ekvivalent produženju izolatora. Ideja o upotrebi keramike u izradi visokonaponske svjećice pripada njemačkom inženjeru Gottlobu Honoldu.

Osnova tijela svijeće je takozvana "suknja" koja služi za postavljanje i učvršćivanje svijeće na navoj u glavi cilindra, kao i za uklanjanje topline i iz izolatora i iz elektroda. Suknja provodi električnu struju između bočne elektrode svijeće i "mase" električnog sustava vozila. Ispod suknje nalazi se brtva radi zaštite od probijanja zapaljivih plinova iz komore za izgaranje u vanjsku površinu.

Bočna elektroda svijeće izrađena je od čelika legiranog manganom i niklom. Zavaren je na tijelo svijeće otpornim zavarivanjem. Ova elektroda je uvijek vrlo vruća tijekom rada motora s unutarnjim izgaranjem, što može dovesti do paljenja sjaja. Neke svijeće imaju nekoliko bočnih elektroda.

Trajnost ovih elektroda može se dati ako su obložene oblogom od plemenitih metala poput platine - na taj se način izrađuju skuplje svijeće koje mogu trajati 100.000 kilometara, što je ponekad korisno, jer u motorima u obliku slova V zamjena svijeće vrlo je dugotrajan proces.

Tijelo svijeće također može igrati ulogu bočne elektrode, a od 1999. godine takve se svijeće pojavljuju na tržištu pod nazivom svjećice s plazmom i predvrstama. Opremljeni su posebnom sfernom mlaznicom otpornom na toplinu.

Jaza za iskre kod takvih svijeća je kružna, a električni se isprazni prostor ovdje kreće kružnim putem, a primarno paljenje smjese zrak-plin događa se u predkameri. Ovo rješenje osigurava samočišćenje elektroda, jer se one neprestano puhaju, što osigurava produljenje vijeka trajanja svijeće. Koliko su učinkovite predbožićne svijeće još uvijek suđenje.

Jezgra svjećice je središnja elektroda. Spojen je na kontaktni terminal proizvoda putem staklenog brtvila s otporom. Na taj se način smanjuje radio smetnja izazvana sustavom paljenja. Središnja elektroda opremljena je vrhom izrađenim od legure željeza-nikla s dodatkom kroma i bakra. Itrij se može raspršivati, ponekad se može naći i lemljenje platine ili se elektroda može pročistiti i u potpunosti napraviti od iridija.

Središnja elektroda svjećice je u principu njezin najtopliji dio. Uz to, mora osigurati odgovarajuću razinu emisije elektrona tako da se na njemu, poput katode, lako pojavi iskra.

Budući da električno polje ima maksimalan intenzitet na rubovima elektrode, nastaje iskre upravo između oštrog ruba središnje elektrode i ruba bočne elektrode, stoga se na tim mjestima primjećuje najveći učinak električne erozije.

U stara vremena je bilo uobičajeno da motoristi povremeno vade svijeće i uklanjaju tragove erozije s elektroda. Sada je problem spriječen legurama koje se koriste u vrhovima (platina, itrij, iridij), koje elektrodama pružaju produženi vijek trajanja.

Udaljenost između bočne elektrode kućišta i središnje elektrode svijeće čini jaz za iskru. Veličina jaz je kompromis između sposobnosti probijanja praznine u smjesi komprimiranog zraka i benzina i volumena plazme koji nastaje pri raspadu. Što je širi razmak - što je veća iskra, veća je vjerojatnost paljenja mješavine goriva, niži su zahtjevi za kvalitetom goriva.

Ali prevelik zazor može dovesti do kvara na klizaču, žicama i na ostalim dijelovima automobila. Širi jaz teže je probiti iskru i ona će skloniti prodiranju kroz izolaciju.

Veći jaz zahtijeva više napona za normalno iskrenje. Međutim, sustav paljenja ima konstantnu vrijednost napona, ali se jaz na svjećici u principu može promijeniti. Uz to, što su elektrode oštrije, to je lakši proboj visokog napona kroz jaz. Ali što je veći tlak u mješavini goriva, to je teže probiti prazninu. Ovdje je potreban i kompromis.

Zazor svjećica nije konstantna vrijednost postavljena jednom. Mora se prilagoditi specifičnom trenutnom režimu rada motora. Pri pretvaranju automobila u ukapljeni i komprimirani plin, varnica se smanjuje zbog većeg napona probijanja od smjese zrak-plin.