Искровые свечи зажигания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Искровые свечи зажигания

1. Общие сведения

2. Условия работы свечи на двигателе

3. Устройство свечей зажигания

4. Тепловая характеристика и маркировка свечей

5. Список литературы

Искровые свечи зажигания

1. Общие сведения

Свеча зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси цилиндре двигателя. При подаче высокого напряжения на электроды свеч возникает искровой разряд, воспламеняющий рабочую смесь. Свеча является важнейшим элементом системы зажигания двигателей внутренне сгорания с принудительным воспламенением рабочей смеси. По исполнению свечи бывают экранированные и неэкранированные (отрытого исполнения), по принципу работы:

· с воздушным искровым промежутком;

· со скользящей искрой; полупроводниковые;

· эрозийные; многоискровые (конденсаторные);

· комбинированные.

Наибольшее распространение на автомобилях получили свечи с воздушным искровым промежутком. Это объясняется тем, что они удовлетворительно работают на современных двигателях, наиболее просты по конструкции и технологичны. В последние годы для специальных двигателей (например, роторно-поршневых и газотурбинных) применяют комбинированные свечи, где искровой разряд проходит частично по воздуху, а частично по поверхности изолятора.

В силу своего назначения и специфики работы свеча влияет на надежность и выходные показатели двигателя. Для правильного выбора конструкции свечи необходимо знать специфические требования, предъявляемые к ней двигателем.

2. Условия работы свечи на двигателе

Свеча при работе на двигателе подвержена высоким тепловым, механическим, электрическим и химическим воздействиям. По мере развития двигателестроения и форсирования двигателей интенсивность воздействия перечисленных факторов возрастает. Введение в бензин антидетонационных присадок, содержащих металл (свинец или марганец), способствует снижению срока службы свечи.

В процессе работы частота тепловых, механических, электрических и химических воздействий на свечу зависит от частоты вращения коленчатого вала и тактности двигателя. Количество воздействий на свечу в единицу времени на многоцилиндровом, например, восьмицилиндровом, четырехтактном, двигателе в 6 раз меньше, чём в двухтактном двигателе. Поэтому срок службы свечей для разных двигателей различен.

Тепловые нагрузки. Температура газовой среды в камере сгорания двигателя колеблется от 70°С (температура свежего заряда смеси, поступающей в цилиндр) до 2000 ... 2700 °С (максимальная температура цикла), а наружная часть свечи, находящаяся в подкапотном пространстве, омывается встречным потоком воздуха. В определенных случаях свеча может работать при температуре окружающей среды до --60 °С (в северных районах). Из-за неравномерного нагрева свечи возникают тепловые деформации и напряжения, которые усугубляются тем, что материалы ее деталей имеют различные коэффициенты линейного расширения (металл, керамика).

В процессе пуска двигателя на холодном тепловом конусе (части изолятора свечи, находящейся в камере сгорания) возможна конденсация влаги, которая может привести к отказу в искрообразовании. Таким образом, указанный перепад температур свеча должна выдерживать без потери работоспособности. Кроме того, изолятор свечи должен иметь фактически нулевое влагопоглощение, а ее поверхность должна быть стойкой к смачиванию.

Механические нагрузки. Давление в цилиндре двигателя достигает 5...6 МРа (максимальное давление в цикле). На поверхность свечи, находящуюся в камере сгорания, действует усилие, пропорциональное ее площади. Это усилие составляет 0,5... 1,2 кН. Кроме того, свеча подвергается вибрационным нагрузкам от работающего двигателя. В процессе сборки по существующей технологии изолятор свечи при завальцовке в корпусе и термоосадке подвергается усилию сжатия, равному 25...30 кН. При ввертывании свечи в головку цилиндра к ее корпусу прилагается крутящий момент 40...60 Н*м. В процессе эксплуатации этот показатель значительно повышается, особенно при вывертывании свечи из-за образования нагара на резьбе или срыва резьбы в головке цилиндра.

Электрические и химические нагрузки. Свеча находится под электрическим напряжением, приложенным к ее электродам, равным пробивному напряжению искрового промежутка. Это напряжение может превышать 20 кВ. Рабочая часть электродов подвергается воздействию электрической энергии в процессе искрообразования. Износ электродов дополнительно увеличивается из-за того, что в продуктах сгорания находятся вещества, которые вызывают их химическую коррозию. Опыт показывает, что в процессе работы зазор в свече увеличивается в среднем на 0,015 мм на 1000 км пробега автомобиля.

Шунтирование свечи. Неполное сгорание топливной смеси ведет к отложению токопроводящего нагара на поверхности теплового конуса, электродах и стенках камеры свечи. Нагар образуется также из-за попадания смазочного масла на тепловой корпус изолятора, особенно при работе свечи на двухтактном двигателе. Смазочное масло является изолятором для электрического тока, но когда оно смачивает слой ранее отложившегося нагара, то вся образовавшаяся масса превращается в токопроводное вещество. Это отложение постепенно обугливается под действием температуры и становится более токопроводным. При этом напряжение, развиваемое во вторичной цепи системы зажигания, уменьшается и может оказаться равным или даже меньшим пробивного напряжения искрового промежутка свечи, что приводит к нарушению в бесперебойности искрообразования и даже к полному его прекращению.

К аналогичному результату может привести попадание влаги и загрязнение открытой части изолятора свечи, находящейся в подкапотном пространстве автомобиля.

Рисунок 1. Свеча зажигания открытого типа.