Tändstift

I bensinförbränningsmotorer används tändstift för att antända luft-bränsleblandningen. En elektrisk urladdning med en spänning på tusentals volt inträffar mellan tändstiftens elektroder vid varje motorcykel och tänder vid vissa tidpunkter bränsle-luftblandningen inuti cylindern.

För första gången utvecklades en tändstift, som vi känner till den här dagen, 1902 av forskaren Robert Bosch för att drivas av en högspännings magneto, designad i verkstaden för hans namngivna företag. Från det ögonblicket började tändstift att användas i stor utsträckning i förbränningsmotorer, och tändstiftenheten har fortfarande inte ändrats strukturellt, bara de material som används i den har utvecklats.

I grunden innehåller tändstiftet följande huvudelement: ett metallhus, en isolator och en central ledare. Vissa ljus innehåller dessutom ett inbyggt motstånd mellan den centrala elektroden och kontaktterminalen. I vilket fall som helst är tre modifierade element basen för varje tändstift.

Överst på ljuset finns en kontaktterminal, till vilken tändningssystemets högspänningsledningar eller en separat högspänningsspole är anslutna. Konstruktionerna kan variera, men oftare fixeras en snäppkontakt ovanpå ljuset eller fästs med en mutter. Vanligtvis är den centrala ledarens utgång till kontaktterminalen universell: snap-on-kontakten är monterad på gängan och lossas om nödvändigt enkelt av.

Ljusisoleraren är vanligtvis tillverkad av aluminiumoxidkeramik, vars värmebeständighet når 1000 ° C och nedbrytningsspänningen är minst 60 kV. Det är sammansättningen av isolatorn och dess dimensioner som bestämmer den termiska markeringen för ett visst ljus. Det viktigaste är den övre delen av isolatorn, som är i direkt kontakt med elektroden, det avgör hur bra detta ljus kommer att fungera.

På kanterna på isolatorn som sträckte sig strömmen för strömmarna för att komplicera elektrisk nedbrytning på dess yta. Denna lösning motsvarar förlängningen av isolatorn. Idén att använda keramik vid konstruktionen av en högspännings tändstift tillhör den tyska ingenjören Gottlob Honold.

Grunden för ljuskroppen är den så kallade "kjolen", som tjänar till att installera och fixera ljuset på tråden i cylinderhuvudet, samt att ta bort värme från både isolatorn och elektroderna. Kjolen leder en elektrisk ström mellan ljuselektroden på ljuset och "massan" i fordonets elektriska system. En packning installeras ovanför kjolen för att skydda mot genombrott av brännbara gaser från förbränningskammaren till utsidan.

Ljusens sidelektrod är tillverkad av stål legerat med mangan och nickel. Det svetsas på ljusets kropp genom motståndssvetsning. Denna elektrod är alltid väldigt het under drift av förbränningsmotorn, vilket kan leda till glödantändning. Vissa ljus har flera sidelektroder.

Dessa elektrodernas hållbarhet kan ges om de beläggs genom sprutning från ädelmetaller som platina - på detta sätt gör de dyrare ljus som kan vara 100 000 kilometer, vilket ibland är fördelaktigt, eftersom i V-formade motorer är det en mycket tidskrävande process att byta ut ett ljus.

Ljusstommen själv kan också spela rollen som en sidelektrod, sedan 1999 har sådana ljus dykt upp på marknaden under namnet plasma-förkammartändstift. De är utrustade med ett speciellt värmebeständigt sfäriskt munstycke.

Gnistgapet i sådana ljus är cirkulärt, och den elektriska urladdningen rör sig här i en cirkulär bana, och den primära antändningen av luft-gasblandningen sker i förkammaren. Denna lösning tillhandahåller självrengöring av elektroderna, eftersom de ständigt blåses, vilket säkerställer att levande ljus förlängs. Hur effektiva förkammarljus är fortfarande en viktig punkt.

Tändstiftets kärna är den centrala elektroden. Den är ansluten till produktens kontaktterminal genom ett glasförslutningsmedel med ett motstånd. Detta för att minska radiostörningar orsakade av tändningssystemet. Den centrala elektroden är utrustad med en spets tillverkad av järn-nickellegeringar med tillsats av krom och koppar. Yttrium kan sprayas, platinlödning kan också ibland uppstå, eller elektroden kan förfinas och tillverkas helt av iridium.

Tändstiftets centrala elektrod är i princip dess hetaste del. Dessutom måste han säkerställa en korrekt nivå av elektronutsläpp så att en gnista uppträder på den, som på katoden, lätt.

Eftersom det elektriska fältet har en maximal intensitet vid elektrodens kanter, bildas en gnista exakt mellan den skarpa kanten på den centrala elektroden och kanten på sidelektroden, och därför observeras den största effekten av elektrisk erosion på dessa platser.

I gamla dagar var det vanligt att bilisterna tog ut ljus då och då och rengör spår av erosion från elektroder. Nu förhindras problemet av de legeringar som används i spetsarna (platina, yttrium, iridium), som ger elektroderna en längre livslängd.

Avståndet mellan huselektroden på huset och den centrala elektroden i ljuset bildar ett gap för gnistan. Storleken på gapet är en kompromiss mellan förmågan att bryta igenom ett gap i en komprimerad luft-bensinblandning och volymen av plasma som uppstår under nedbrytningen. Ju bredare gapet - ju större gnista, desto högre sannolikhet för antändning av bränsleblandningen, desto lägre är kraven på bränslekvalitet.

Men för mycket spel kan leda till att reglaget, kablarna och andra delar av bilen går sönder. Ett större gap är svårare för en gnista att bryta igenom, och det kommer att ha en tendens att sippra genom isoleringen.

Det större mellanrummet kräver mer spänning för normal gnista. Tändningssystemet har emellertid ett konstant spänningsvärde, men mellanrummet vid tändstiftet kan i princip ändras. Dessutom, ju skarpare elektroderna är, desto lättare är det för högspänning att bryta igenom spalten. Men ju högre trycket i bränsleblandningen är, desto svårare är det att bryta igenom spalten. Här behövs också en kompromiss.

Tändstiftens avstånd är inte ett konstant värde som ställts in en gång. Den måste justeras till motorns specifika driftsläge. Vid omvandling av en bil till flytande och komprimerad gas reduceras gnistgapet på grund av en högre nedbrytningsspänning än luftgasblandningen.