6 kokie veiksniai lemia uždegimo žvakės veikimą. Automobilių uždegimo žvakės, žvakių pasirinkimas

Įsivaizduokime, kas atsitiks su gera uždegimo žvake. Kibirkščiavimas atsiranda dėl didelės impulsinės įtampos, perduodamos iš uždegimo ritės (modulio) per šarvuotą laidą į centrinį uždegimo žvakės (šerdies) elektrodą. Ši kibirkštis uždega suspausto oro ir kuro mišinį degimo kameroje. Sukuriama itin trumpalaikė iškrova (1/1000 sekundės). Taikomos įtampos diapazonas svyruoja nuo 4000 iki 28000 voltų. Didelis tarpas, variklio veikimas „sandarumu“, suspaudimo būsena turi įtakos kibirkšties įtampos dydžiui tarp elektrodų.
Pagrindinis uždegimo žvakės vaidmuo yra sukurti stiprią kibirkštį tiksliai tinkamu laiku.

Uždegimas

Uždegimo procesas vyksta iš kuro dalelių, esančių tarp elektrodų, sukuriant kibirkštį. Dėl cheminės reakcijos (oksidacijos) ir kibirkšties susidarymo susidaro šiluminė reakcija, kuri virsta liepsna. Ši šiluma suaktyvina aplinkinį oro ir kuro mišinį, paskleisdama degimą visoje degimo kameroje. Silpnos kibirkšties atveju nepakankamai susidaro liepsna ir susidaro šiluma, liepsna užgęsta ir nustoja degti. Esant didesniam tarpui, reikia didesnės įtampos, kad susidarytų kibirkštis, kuri gali pasiekti uždegimo ritės veikimo ribas, o tai sumažina uždegimo žvakės (uždegiklio) veikimą.

Norint nustatyti kibirkštinio išlydžio atsiradimo laiką, stūmoklis nustatomas į viršutinį oro ir kuro mišinio suspaudimo takto tašką, o uždegimas – šiek tiek į priekį. Jei mišinys užsidega prieš tam tikrą laiką, slėgis padidės tol, kol stūmoklis praeis per suspaudimo ciklą, variklio galia bus prarasta, variklis bus pažeistas ilgai veikiant, detonacija yra momentas, kai kibirkštis šokinėja iki stūmoklis pasiekia viršutinį tašką, kuriame nesudaromas darbinio mišinio slėgio pikas suspaudimo takte, o tai lemia nestabilų variklio darbą. Kibirkštinio išlydžio susidarymo laikas ant žvakių nustatomas kompiuteriu arba uždegimo rite.

1 pav. Išlydžio įtampos pokytis

1. įtampos padidėjimas
2. kibirkščiuojantis
3. talpinė kibirkštis
4. indukcinė kibirkštis
5. viena milisekundė
6. įtampos grafikas, T - laiko grafikas

Pirminės įtampos perėjimas taške "a" į antrinės įtampos padidėjimą (1).
Taške "b" iš dalies padidėja įtampa, kurios pakanka iškrovimui ir kibirkštims susidaryti (2).
Intervaluose "b" ir "c" nustatoma kibirkšties talpa. Iškrovos momento pradžioje kibirkštis sukuria antrinėje grandinėje sukaupta elektros energija. Srovė didelė, trukmė trumpa (3).
Tarp „c“ ir „d“ yra indukcinė kibirkštis (4). Kibirkštį sukuria ritės elektromagnetinė energija. Srovė maža, bet trukmė ilgesnė. Laiko intervalas nuo taško „c“ tęsiasi maždaug 1 milisekundę (5), taške „d“ iškrovimas baigiasi.

Veikimo režimai

Žvakės tipo ir modelio pasirinkimą įtakoja įvairios aplinkybės, tokios kaip variklio techninė būklė, vairavimo sąlygos, vairavimo stilius. Pavyzdžiui, ilgą laiką monotoniškai judant su paprastomis žvakėmis, žvakės korpusas ir elektrodai perkais. Todėl svarbu žvakes rinktis pagal veikimo režimą.

uždegimo žvakės tarpas. Iškrovos įtampa didėja proporcingai uždegimo žvakės tarpui. Eksploatacijos metu didėja kištuko tarpas, šerdis susidėvi, todėl reikalinga aukšta įtampa, kuri neišvengiamai sukelia uždegimo sutrikimus.

Elektrodo forma. Kibirkštinis išlydis lengviau paslysta ant kampinių, aštrių elektrodo dalių. Senesnės uždegimo žvakės su užapvalintais elektrodais yra mažiau linkusios kibirkštis ir dažniau užsidega.

Suspaudimo laipsnis. Iškrovos įtampa didėja proporcingai suspaudimo laipsniui. Suspaudimas didesnis esant mažam greičiui ir padidinus variklio apkrovą.

Oro ir kuro mišinio temperatūra. Kylant oro ir kuro mišinio temperatūrai, iškrovimo įtampa mažėja. Kuo žemesnė variklio temperatūra, tuo aukštesnė turi būti įtampa, todėl šaltu oru didesnė uždegimo pertrūkių tikimybė.

elektrodo temperatūra. Kylant elektrodo temperatūrai, iškrovos įtampa mažėja. Temperatūra kyla proporcingai variklio sūkiams. Uždegimo pertrūkių tikimybė didesnė esant mažam greičiui.

Drėgmė. Didėjant drėgmei elektrodo temperatūra mažėja, todėl reikalinga didesnė iškrovimo įtampa.

Kuro ir oro santykis. Iškrovos įtampa priklauso nuo oro ir kuro mišinio tūrio, kuo mažesnis tūris, tuo reikia didesnės įtampos. Jei oro ir degalų mišinys sumažėja dėl degalų sistemos problemos, gali įvykti uždegimo pertrūkis.

Žvakės įkaitimo laipsnis (švytėjimo skaičius). Šiluma, perduota degiklio elektrodams degant kurui, pasklinda 2 paveiksle parodytu keliu.

2 pav. Uždegimo žvakės šilumos pasiskirstymas kuro degimo metu

• aušinimo skystis
• aušinimas, kai oro ir kuro mišinys tiekiamas per įsiurbimo vožtuvą

Žvakės gaunamos šilumos išsklaidymo laipsnis vadinamas įkaitimo laipsniu (3 pav.). Žvakės, turinčios didelį šilumos išsklaidymo laipsnį, vadinamos „šaltomis“, tos, kurių šilumos išsklaidymo laipsnis žemas, vadinamos „karštomis“. Tai daugiausia lemia dujų temperatūra degimo kameroje ir uždegimo žvakės konstrukcija.

3 pav. Žvakės įkaitimo laipsnis

• šaltos žvakės
• „Karštos“ žvakės
• dujų kišenė

„Šaltos“ žvakės turi ilgą metalinį pagrindą ir didesnį vėsinamo paviršiaus plotą, veikiamą liepsnos ir dujų. Geras šilumos išsklaidymas. Mažo sklaidos laipsnio uždegimo žvakės turi trumpą pagrindą ir nedidelį aušinamo paviršiaus plotą.

Ryšys tarp uždegimo temperatūros ir transporto priemonės greičio pavaizduotas 4 paveiksle. Yra temperatūros ribos, kurioms esant uždegimo žvakės neturėtų būti naudojamos: žemiausia savaiminio išsivalymo temperatūra ir aukščiausia lašelinio uždegimo temperatūra. Geras veikimas užtikrinamas, kai centrinis elektrodas įkaista nuo 500 °C iki 950 °C.

4 pav. Judėjimo greičio įtaka žvakės įkaitimo laipsniui

• Žemas žvakės įkaitimo laipsnis
• normalus uždegimo žvakės veikimas
• Aukštas žvakės įkaitimo laipsnis

S – transporto priemonės greitis
T – žvakės temperatūra

Žvakių savaiminio išsivalymo temperatūra

Kai šerdies temperatūra yra 500°C ar žemesnė, užsidegant ir degant oro ir kuro mišiniui išsiskiria laisvoji anglis, kuras nevisiškai sudega ir nusėda ant izoliatoriaus paviršiaus ir metalinio pagrindo, sukuriant " suodžių tilteliai tarp izoliatoriaus ir korpuso. Nuteka elektra, neišsamios kibirkštys, dėl ko nutrūksta uždegimas. 500°C temperatūra vadinama uždegimo žvakės savaiminio išsivalymo temperatūra, nes esant aukštesnei temperatūrai anglis visiškai išdega.

Švytėjimo uždegimo susidarymo temperatūra

Kai šerdis įkaista virš 950 °C, įvyksta švytėjimo užsidegimas. Tai reiškia, kad elektrodas veikia kaip šilumos šaltinis ir degalai užsidega be kibirkšties. Taigi sumažėja variklio galia, o tai padidina elektrodų susidėvėjimą ir izoliatoriaus pažeidimą.

Šildymo laipsnis

Mažo šilumos išsklaidymo uždegimo žvakės turi šerdį, kuri išlaikoma šilta net važiuojant mažu greičiu. Todėl jie lengvai pasiekia savaiminio išsivalymo temperatūrą, neleidžiant ant izoliatoriaus nusodinti anglies.

Kita vertus, labai įkaitęs centrinis elektrodas nėra lengvai įkaista, o tai neleidžia jiems pasiekti kaitinimo uždegimo temperatūros net esant dideliam greičiui ir didelei apkrovai. Šio tipo uždegimo žvakės naudojamos didelės spartos ir galinguose varikliuose. Tinkamo šilumos diapazono uždegimo žvakės pasirinkimas turėtų būti pagrįstas variklio našumu ir darbo sąlygomis.

Žvakės įkaitimo laipsnis priklauso nuo naudojimo sezono.

Kai vasarą aukšta oro temperatūra, įleidžiamo oro temperatūra yra aukštesnė, todėl padidėja variklio apkrova. Tokiu metu geriau rinktis didesnio šildymo diapazono žvakes.

Didesnė variklio galia reikalauja montuoti žvakes su didesniu šildymo diapazonu.
Jei galia buvo padidinta dėl derinimo, padidės temperatūra cilindre, o tai yra švytėjimo uždegimo pirmtakas. Norėdami to išvengti, padidinkite švytėjimo skaičių ir atsparumo karščiui lygį.

Apibendrinti

Švytėjimo skaičius reiškia, kad žvakė atitinka įprasto veikimo sąlygas. Kuro mišinio temperatūra degimo metu viršija 1800 - 2000°C. Jei uždegimo žvakė yra tinkamai pritaikyta tam tikro tipo varikliui, kuro mišinio uždegimo procesas bus optimalus kuro degimui ir susidariusių nuosėdų degimui:
nebus žvakės perkaitimo ir priešlaikinio užsidegimo, vadinamo švytėjimo uždegimu, kai oro ir kuro mišinys užsiliepsnoja nuo uždegtų degimo kameros paviršių (žvakės elektrodai, išmetimo vožtuvas, tiršti suodžiai);
nebus detonacijos, specifinio beldimo, kuris pasireiškia dirbant su mažo oktaninio skaičiaus degalais, padidėjus variklio apkrovai, kai dalis mišinio perdega greičiau nei įprastai, degimo kameroje susidaro smūginė banga.

Optimaliai veikiant visiems variklio komponentams, apatinė žvakės dalis įkaista iki 600 laipsnių, ant elektrodų nukritusi alyva ir kuro perteklius išdega, atliekant savaiminio išsivalymo procedūrą. Jei kaitrinės lempos skaičius neatitinka veikimo charakteristikų, nuosėdos ant cilindro elementų susidaro aktyviau nei perdega.

Tačiau gali pasitaikyti situacijų, kai naudojamas kitoks nei rekomenduojamas šilumos skaičius. Padidinus skaičių, sudeginsite anglies nuosėdas susidėvėjusiame variklyje, kuris didžiąją laiko dalį dirba tuščiąja eiga arba automobilyje, kuris naudojamas trumpiems važiavimams. Nesant problemų dėl variklio anglies nuosėdų, karštų kištukų draudžiama, yra išankstinio užsidegimo, detonacijos rizika.

Specialūs automobiliai (lenktynės, važiuojantys didelėmis apkrovomis, dideliais greičiais ilgą laiką) teikia pirmenybę „šaltoms“ žvakėms, turinčioms minimalią uždegimo tikimybę. Tuščiąja eiga ir mažas greitis privers ugnies kamuoliukus susidaryti nuosėdoms ant stūmoklių grupės.

Iki šiol daugelis gamintojų gamina žvakes su pailgintu kaitinimo intervalu, įvesdami šerdį iš vario arba platinos. Varis yra puikus šilumos laidininkas, todėl izoliatorius gali atlaikyti padidėjusį šilumą deginant teršalų nuosėdas iki priešuždegimo būsenos. Platina taip pat puikiai išsklaido šilumą iš šerdies.

Naudinga informacija

Ar žinojote, kad ant uždegimo žvakių yra daugiau iridžio nei bet kur kitur! Iridžio lydinys ant centrinio elektrodo užtepamas suvirinant lazeriu, siekiant sumažinti elektrinę eroziją.

Uždegimo žvakė padeda perduoti aukštą įtampą į variklio cilindrą, kad susidarytų uždegimo kibirkštis ir uždegtų darbinį mišinį. Be to, žvakė turi izoliuoti jai tiekiamą aukštą įtampą (daugiau nei 30 kV) nuo cilindrų bloko, sumažinti gedimus ir proveržius, taip pat hermetiškai uždaryti degimo kamerą. Be to, jis turi užtikrinti tinkamą temperatūros diapazoną, kad būtų išvengta elektrodų užteršimo ir užsidegimo. Įprastos uždegimo žvakės įtaisas parodytas paveikslėlyje.

Ryžiai. Bosch uždegimo žvakė

Gnybtų strypas ir centrinis elektrodas

Gnybtų velenas pagamintas iš plieno ir išsikiša iš uždegimo žvakės korpuso. Jis skirtas prijungti aukštos įtampos laidą arba tiesiogiai sumontuotą strypo uždegimo ritę. Elektrinė jungtis tarp gnybtų strypo ir centrinio elektrodo atliekama tarp jų esančio stiklo lydalo pagalba. Siekiant pagerinti degimo greitį ir atsparumo trukdžiams savybes, į stiklo lydalą pridedamas užpildas. Kadangi centrinis elektrodas yra tiesiai degimo kameroje, jį veikia labai aukšta temperatūra ir stipri korozija dėl sąlyčio su išmetamosiomis dujomis, taip pat su degimo likučiais alyva, degalais ir priemaišomis. Dėl aukštos kibirkščiavimo temperatūros dalinai ištirpsta ir išgaruoja elektrodo medžiaga, todėl centriniai elektrodai yra pagaminti iš nikelio lydinio su chromo, mangano ir silicio priedais. Kartu su nikelio lydiniais naudojami ir sidabro bei platinos lydiniai, kurie šiek tiek dega ir gerai išsklaido šilumą. Centrinis elektrodas ir gnybtų strypas yra hermetiškai pritvirtinti izoliatoriuje.

Izoliatorius

Izoliatorius skirtas atskirti žvakės gnybtų strypą ir centrinį elektrodą nuo jo korpuso, kad nenutrūktų aukštos įtampos į automobilio įžeminimą. Norėdami tai padaryti, izoliatorius turi turėti didelę elektrinę varžą, todėl jis pagamintas iš aliuminio oksido, kuriame yra stiklakūnių priedų. Siekiant sumažinti nuotėkio sroves, izoliatoriaus kaklelis turi briaunas.

Be mechaninių ir elektrinių apkrovų, izoliatorius taip pat patiria dideles šilumines apkrovas. Varikliui dirbant maksimaliu greičiu, temperatūra prie izoliatoriaus atramos siekia 850 °C, o prie izoliatoriaus galvutės – apie 200 °C. Šios temperatūros atsiranda dėl ciklinių darbinio mišinio degimo procesų variklio cilindre. Kad temperatūra atramos srityje netaptų aukšta, izoliacinė medžiaga turi turėti gerą šilumos laidumą.

Bendras uždegimo žvakių išdėstymas

Uždegimo žvakė turi metalinį korpusą, kuris įsukamas į atitinkamą angą cilindro galvutėje. Į uždegimo žvakės korpusą įmontuotas izoliatorius, o sandarinimui naudojami specialūs vidiniai sandarikliai. Izoliatoriaus viduje yra centrinis elektrodas ir gnybtų strypas. Surinkus uždegimo žvakę, galutinis visų dalių fiksavimas atliekamas termiškai apdorojant. Šoninis elektrodas, pagamintas iš tos pačios medžiagos kaip ir centrinis, yra privirintas prie žvakės korpuso. Įžeminimo elektrodo forma ir vieta priklauso nuo variklio tipo ir konstrukcijos. Tarpas tarp centrinio ir šoninio elektrodo reguliuojamas priklausomai nuo variklio tipo ir uždegimo sistemos.

Įžeminimo elektrodo vietai yra daug galimybių, kurios turi įtakos kibirkštinio tarpo dydžiui. Tarp centrinio elektrodo ir šoninio L formos susidaro švari kibirkštis. Tokiu atveju darbinis mišinys lengvai patenka į tarpą tarp elektrodų, o tai prisideda prie optimalaus jo uždegimo. Jei žiedo formos šoninis elektrodas sumontuotas lygiai su centriniu, tada ant izoliatoriaus gali nuslysti kibirkštis. Šiuo atveju tai vadinama slankiuoju kibirkštiniu išlydžiu, leidžiančiu sudeginti izoliatoriaus nuosėdas ir likutines nuosėdas. Darbinio mišinio užsidegimo efektyvumą galima pagerinti arba ilginant kibirkšties trukmę, arba didinant kibirkšties energiją. Slenkančių ir įprastų kibirkštinių iškrovų derinys yra racionalus.

Ryžiai. Air Glide uždegimo žvakių tipai

Norint sumažinti uždegimo žvakės įtampos poreikį su slankiojančiu kibirkšties įkrovimu, galima sumontuoti papildomą valdymo elektrodą. Padidėjus izoliatoriaus temperatūrai, esant žemesnei įtampai, gali atsirasti kibirkščių. Dėl ilgo kibirkšties tarpo uždegimas pagerėja tiek liesiems, tiek turtingiems degalų ir oro mišiniams.

Varikliams su degalų įpurškimu į įsiurbimo kolektorių pirmenybė teikiama uždegimo žvakei, kurios kibirkšties išleidimo takas yra „ištemptas“ degimo kameroje, o varikliams su tiesioginiu degalų įpurškimu į degimo kamerą ir stratifikacija – uždegimo žvakė su paviršiniu iškrovimu. pranašumai dėl geresnio savaiminio apsivalymo.

Renkantis varikliui tinkamą uždegimo žvakę, svarbų vaidmenį atlieka jos šiluminė vertė, kurios pagalba galima spręsti apie izoliatoriaus atramos šiluminę apkrovą. Ši temperatūra turi būti maždaug 500°C aukštesnė už temperatūrą, kurios reikia, kad uždegimo žvakė savaime išsivalytų nuo nuosėdų. Kita vertus, negalima viršyti maksimalios maždaug 920 °C temperatūros, kitaip gali įvykti švytėjimo užsidegimas.

Jei nepasiekiama temperatūra, reikalinga uždegimo žvakei savaime išsivalyti, prie izoliatoriaus atramos besikaupiančios kuro ir alyvos dalelės nesudegs, o tarp izoliatoriaus elektrodų gali susidaryti laidžios juostelės, kurios gali sukelti uždegimo pertrūkį.

Jei izoliatoriaus atrama įkaista virš 920°C, tai sukels nekontroliuojamą kuro mišinio degimą dėl izoliatoriaus atramos įkaitimo suspaudimo metu. Variklio galia sumažėja, o uždegimo žvakė gali būti pažeista dėl šiluminės perkrovos.

Variklio uždegimo žvakė parenkama pagal jos uždegimo numerį. Mažo kaitinimo skaičiaus žvakė turi mažai šilumos sugeriantį paviršių ir tinka varikliams su didelėmis apkrovomis. Jei variklis mažai apkraunamas, montuojama aukšto švytėjimo skaičiaus uždegimo žvakė, kuri turi didelį šilumą sugeriantį paviršių. Struktūriškai uždegimo žvakės švytėjimo skaičius reguliuojamas jos gamybos metu, pavyzdžiui, keičiant izoliatoriaus atramos ilgį.

Ryžiai. Uždegimo žvakės uždegimo skaičiaus nustatymas

Naudojant kombinuotą elektrodą, sudarytą iš nikelio pagrindo elektrodo su varine šerdimi, pagerėja šilumos laidumas ir, atitinkamai, šilumos pašalinimas iš elektrodo.

Svarbus iššūkis kuriant uždegimo žvakes yra techninės priežiūros intervalų ilginimas. Dėl korozijos, susijusios su kibirkšties išlydžiu, eksploatacijos metu padidėja tarpas tarp elektrodų, o tuo pačiu padidėja įtampos poreikis antrinėje uždegimo sistemos grandinėje. Jei elektrodai labai susidėvėję, reikia pakeisti uždegimo žvakę. Šiandien uždegimo žvakių tarnavimo laikas, priklausomai nuo jų konstrukcijos ir medžiagų, svyruoja nuo 60 000 km iki 90 000 km. Tai pasiekiama tobulinant elektrodų medžiagą ir naudojant daugiau įžeminimo elektrodų (2, 3 arba 4 įžeminimo elektrodus).

Variklio veikimo metu uždegimo žvakės yra veikiamos elektros, šiluminės, mechaninės ir cheminės apkrovos. Išsiaiškinkime, kaip veikia automobilių uždegimo žvakės.

Kokį įtempimą patiria uždegimo žvakės?

Šiluminės apkrovos.Žvakė sumontuota cilindro galvutėje taip, kad jos darbinė dalis būtų degimo kameroje, o kontaktinė dalis – variklio skyriuje. Dujų temperatūra degimo kameroje svyruoja nuo kelių dešimčių laipsnių įleidimo angoje iki dviejų iki trijų tūkstančių degimo metu. Temperatūra po automobilio gaubtu gali siekti 150°C. Dėl netolygaus kaitinimo temperatūra skirtingose ​​žvakės dalyse gali skirtis šimtais laipsnių, todėl atsiranda šiluminiai įtempiai ir deformacijos. Tai apsunkina tai, kad izoliatorius ir metalinės dalys skiriasi šiluminio plėtimosi koeficiento verte.

mechaninės apkrovos. Slėgis variklio cilindre svyruoja nuo slėgio žemiau atmosferos įleidimo angoje iki 50 kgf/cm2 ir didesnio degimo metu. Šiuo atveju žvakės papildomai patiria vibracines apkrovas.

cheminės apkrovos. Degimo metu susidaro visa „puokštė“ chemiškai aktyvių medžiagų, kurios gali sukelti net labai atsparių medžiagų oksidaciją, juolab kad izoliatoriaus ir elektrodų darbinės dalies darbinė temperatūra gali siekti iki 900 °C.

elektros apkrovos. Kibirkščiuojant, kurio trukmė gali būti iki 3 ms, žvakės izoliatorius yra veikiamas aukštos įtampos impulso. Kai kuriais atvejais įtampa gali siekti 20-25 kV. Kai kurių tipų uždegimo sistemos gali sukurti daug didesnę įtampą, tačiau tai riboja kibirkštinio tarpo gedimo įtampa.

Nukrypimai nuo įprasto degimo proceso

Tam tikromis sąlygomis gali sutrikti įprastas degimo procesas, o tai turi įtakos žvakės patikimumui ir tarnavimo laikui. Tokie pažeidimai yra šie:

Uždegimo sutrikimai. Gali būti dėl lieso mišinio, netinkamo uždegimo arba nepakankamos kibirkšties energijos. Tai sustiprina anglies nuosėdų susidarymo procesą ant izoliatoriaus ir elektrodų.

Karštas uždegimas. Išskirti per anksti lydimas kibirkšties atsiradimo ir atidėtas- sukeltas perkaitusių išmetimo vožtuvo, stūmoklio ar uždegimo žvakių paviršių. Esant priešlaikiniam švytėjimui, užsidegimas savaime padidina uždegimo laiką. Dėl to pakyla temperatūra, perkaista variklio dalys ir dar labiau pailgėja uždegimo laikas. Procesas įgauna greitėjimo pobūdį iki to momento, kai uždegimo laikas tampa toks, kad variklio galia pradeda kristi.

Išankstinis uždegimas gali sugadinti išmetimo vožtuvą, stūmoklį, stūmoklio žiedus ir cilindro galvutės tarpiklį. Žvakė gali sudeginti elektrodus arba išlydyti izoliatorių.

Detonacija- atsiranda, kai kuro atsparumas detonacijai yra nepakankamas labiausiai nutolusioje nuo žvakės vietoje dėl dar nesudegusio degiojo mišinio suspaudimo. Detonacija plinta 1500-2500 m/s greičiu, kuris viršija garso greitį ir sukelia lokalų cilindro, stūmoklio, vožtuvų ir uždegimo žvakių perkaitimą. Ant uždegimo žvakės izoliatoriaus gali susidaryti drožlių ir įtrūkimų, elektrodai gali išsilydyti ir visiškai perdegti.

Tipiški detonacijos požymiai yra metalinis trenksmas, vibracija ir variklio galios praradimas, padidėjusios degalų sąnaudos ir juodų dūmų atsiradimas.

Detonacijos ypatybė yra laiko delsimas nuo būtinų sąlygų atsiradimo momento iki jo atsiradimo. Šiuo atžvilgiu detonacija greičiausiai įvyksta esant santykinai mažam variklio sūkių skaičiui ir esant pilnai apkrovai, pavyzdžiui, automobiliui judant įkalnėn iki galo nuspaudus dujų pedalą. Jei variklio galios nepakanka, sumažinamas automobilio greitis ir variklio sūkiai. Esant nepakankamam degalų oktaniniam skaičiui, įvyksta detonacija, kurią lydi skambantis metalinis smūgis.

Dyzelinas. Kai kuriais atvejais nekontroliuojamas benzininio variklio veikimas išjungus degimą vyksta esant labai mažam variklio sūkių dažniui. Šis reiškinys atsiranda dėl savaiminio degaus mišinio užsidegimo suspaudimo metu, panašiai kaip dyzeliniuose varikliuose.

Varikliuose, kuriuose neatmetama galimybė tiekti kurą į cilindrą išjungus degimą, dyzelinas užsidega bandant išjungti variklį. Išjungus degimą variklis toliau dirba labai mažais sūkiais ir yra itin netolygus. Tai gali trukti kelias sekundes, tada variklis spontaniškai sustos.

Dyzelino naudojimo priežastis yra degimo kameros konstrukcijos ypatybės ir degalų kokybė. Žvakės negali būti šio reiškinio priežastis, nes jų temperatūra esant mažam greičiui yra akivaizdžiai nepakankama degiam mišiniui užsidegti.

Nagar ant žvakės yra kieta anglies masė, susidaranti esant 200°C ir aukštesnei paviršiaus temperatūrai. Anglies nuosėdų savybės, išvaizda ir spalva priklauso nuo jų susidarymo sąlygų, kuro ir variklio alyvos sudėties. Jei žvakė išvaloma nuo suodžių, jos veikimas atkuriamas. Todėl vienas iš reikalavimų žvakei yra galimybė savaime išsivalyti nuo anglies nuosėdų.

Anglies nuosėdų pašalinimas, jei degimo produktuose nėra nedegių medžiagų, vyksta 300-350 °C temperatūroje – tai yra apatinė žvakės veikimo riba. Savaiminio išsivalymo nuo anglies sankaupų efektyvumas priklauso nuo to, kaip greitai izoliatorius įšyla iki šios temperatūros užvedus variklį.

Be jokios abejonės, bet kuris transporto priemonės elementas yra neatsiejama jo dalis, kuriai priskiriamos tam tikros funkcijos. Jei su dideliais mazgais (varikliu, generatoriumi, akumuliatoriumi ir pan.) viskas daugmaž aišku, tai kartais nelengva išsiaiškinti smulkių dalių paskirtį. Būtent šie nedideli didelio automobilio dizaino komponentai yra uždegimo žvakės, apie kurias bus kalbama vėliau.

Kam skirtos uždegimo žvakės automobilyje?

Jei pateiksime analogiją su įprasta vaško žvake, tada automobilio uždegimo žvakė taip pat gali degti, tik jos liepsna yra trumpalaikė kibirkštis, kuri yra atsakinga už įvairių tipų oro ir kuro mišinio uždegimą. šiluminių variklių. Kalbant apie benzininius jėgos agregatus, prieš kuro skysčio užsidegimą atsiranda elektros iškrova, kurios įtampa atitinka kelis tūkstančius ar net keliasdešimt tūkstančių voltų. Tokia iškrova atsiranda tarp uždegimo žvakės elektrodų, kurie užsidega kiekviename cikle tam tikru maitinimo bloko veikimo momentu.

Pasirodo, jei šis elementas bus pašalintas iš bendros darbo grandinės, mišinys neužsidegs, o variklis negalės pradėti dirbti. Mes atkreipsime dėmesį į tai, kaip veikia uždegimo žvakės, bet šiek tiek vėliau.

Uždegimo žvakių įtaisas ir veikimo principas

Pagrindiniai automobilių uždegimo žvakių konstrukciniai elementai yra izoliatorius, centrinis elektrodas, kontaktinis strypas ir, tiesą sakant, pats korpusas, kuriame visa tai yra. Kontaktinis strypas veikia kaip jungiamasis elementas tarp uždegimo žvakės ir ritės arba uždegimo žvakės ir aukštos įtampos laido. Centrinis elektrodas atlieka katodo, pagaminto iš legiruotojo plieno, vaidmenį. Elektrodo skersmuo yra 0,4-2,5 mm.

Šiandien šiam elementui sukurti vienu metu naudojami du metalai: varis (iš jo pagaminta šerdis) ir plienas (bimetalinis elektrodas). Plieninis apvalkalas gerai įkaista, todėl užtikrina patikimą ir greitą elektrinės paleidimą, o varinė šerdis greitai pašalina šilumą.

Siekiant pailginti uždegimo žvakių tarnavimo laiką, padidinti dalių atsparumą korozijai ir pažeidimams dėl elektrocheminių procesų, šerdis yra pagaminta iš tauriojo arba retųjų žemių plieno lydinio (iridžio, platinos, itrio, volframo arba paladžio). Būtent šis faktas prisidėjo prie dalių pavadinimo papildymų atsiradimo: platina ir kt.

Centrinis elektrodas ir kontaktinis strypas yra sujungti naudojant laidų sandariklį, kuris yra tiesiog būtinas norint apsaugoti variklio elektros įrangą nuo problemų, kylančių dėl kibirkšties. Laidi stiklo masė dažnai tampa tokiu sandarikliu. Izoliatorius tarnauja kaip jungiamoji grandis, jungianti kontaktinį strypą su centriniu elektrodu. Būtent šis elementas užtikrina elektros izoliaciją ir nustatytą uždegimo žvakės temperatūrą.

Visi šie elementai yra metaliniame korpuse, pagamintame iš nikelio lydinio. Jį papildo sriegis, skirtas uždegimo žvakei įsukti į cilindro galvutę ir ją ten laikyti. Apatinė žvakės dalis yra šoninio elektrodo, pagaminto iš nikelio lydinio, pavidalu. Tarp centrinio ir šoninio elektrodo yra tarpas, kurio matmenys turi įtakos kuro ir oro mišinio užsidegimo kokybei.

Norint naudoti uždegimo žvakę su dideliu tarpu, reikia naudoti didesnę gedimo įtampą, o tai padidina uždegimo pertrūkio tikimybę. Dėl to padidėja degalų sąnaudos ir kenksmingos išmetamosios dujos. Tuo pačiu metu per mažas tarpelis sukuria nedidelę kibirkštį, dėl kurios kuro rinkinio uždegimo efektyvumas žymiai sumažėja.

Žvakės veikimo principas gana paprastas: oro ir kuro mišinys uždegamas elektros iškrova, kurios įtampa siekia kelis tūkstančius ar net keliasdešimt tūkstančių voltų. Ši įtampa atsiranda tarp uždegimo žvakės elektrodų tam tikru kiekvieno mašinos elektrinės darbo ciklo momentu.

Uždegimo žvakių tipai

Vienas iš pagrindinių kriterijų skirstant žvakes į tipus yra jų konstrukcija. Taigi, atsižvelgiant į tokių „žiebtuvėlių“ įrenginį, jie skirstomi į:

dviejų elektrodų (klasikinė versija, kurioje yra vienas centrinis ir vienas šoninis elektrodas);

multielektrodas (jie numato vieno centrinio ir kelių šoninių elektrodų buvimą).

Pastarasis variantas naudojamas, kai norima įsigyti patikimą, ilgai tarnaujančią uždegimo žvakę. Faktas yra tas, kad dviejų elektrodų versijoje kibirkštis atsiranda tik tarp dviejų elektrodų, todėl jie greitai perdega, o kelių elektrodų uždegimo žvakė leidžia atsirasti kibirkštis tarp centrinio ir vieno iš šoninių elektrodų. Atsižvelgiant į sumažintą kiekvieno šoninio elektrodo apkrovą, prasminga, kad uždegimo žvakė tarnaus ilgiau.

Be to, uždegimo žvakes galima suskirstyti į tipus pagal jų gamybos medžiagą. Šiuo atveju išskiriami klasikiniai ir platininiai gaminiai. Pirmuoju atveju dažniausiai elektrodai yra pagaminti iš vario, tačiau yra variantų, kai elektrodai yra padengti retais metalais (pavyzdžiui, itriu). Tokia danga padidina elektrodų varžą, tačiau beveik neturi įtakos kitoms charakteristikoms.

Platininiai elektrodai pasižymi dideliu atsparumu korozijai ir temperatūrai, gali būti ne tik centriniai, bet ir šoniniai elementai. Nurodyto tipo uždegimo žvakės montuojamos turbininiuose varikliuose su turbininiu arba mechaniniu kompresoriumi. Palyginti su klasikiniais variantais, platinos gaminių tarnavimo laikas yra santykinai ilgesnis, tačiau jie taip pat yra brangesni.

Palyginti neseniai pasirodė kito tipo uždegimo žvakės - plazmos prieškambaris. Šiuo atveju gaminio korpusui priskiriamas šoninio elektrodo vaidmuo, o pati konstrukcija sudaro kibirkštinį žiedinį tarpą, kuriame kibirkštis juda ratu. Visuotinai pripažįstama, kad tokio tipo uždegimo žvakės pagerina dalių savaiminį išsivalymą ir taip pailgina jų tarnavimo laiką.

Centrinis uždegimo žvakės elektrodas yra prijungtas prie kontaktinio gnybto per specialų keraminį rezistorių, kuris puikiai sumažina veikiančios uždegimo sistemos trikdžius. Dažnai centrinio elektrodo antgalis yra pagamintas iš geležies-nikelio lydinių, į kuriuos pridedama chromo, vario ir kitų retųjų žemių metalų.

Centrinio elektrodo kraštai yra jautriausi elektroninei erozijai – perdegimui, todėl erozijos pėdsakus reikia periodiškai nuvalyti švitriniu tirpalu. Tačiau šiandien tokios procedūros poreikis išnyko, nes pradėti naudoti lydiniai su „tauriaisiais“ metalais: volframu, platina, iridžiu ir kt. Yra klasikinių gaminių variantų, kuriuose elektrodai yra padengti itrio lydiniu, kuris taip pat padeda padidinti elektrodų atsparumą neigiamam poveikiui ir yra pagrindinė tokių uždegimo žvakių savybė.

Kita aprašytų dalių klasifikacija grindžiama šiluminėmis charakteristikomis, tai yra, pagal švytėjimo skaičių, žvakės skirstomos į: karštas (šilumos skaičius svyruoja nuo 11 iki 14), vidutines (nuo 17 iki 19) ir šaltas (daugiau nei 20). Taip pat yra vieningų gaminių, kurių švytėjimo skaičius atitinka 11-20. Kiekvienam varikliui reikia sumontuoti žvakes, idealiai tinkančias prie jo pagal šilumines charakteristikas. Uždegimo žvakių sriegio tipas taip pat yra priežastis, dėl kurios jie skirstomi į tipus tiek pagal ilgį, tiek pagal raktų galvutės dydį. Renkantis dalis reikia atsižvelgti į visus šiuos parametrus.

Žymėjimas ir tarnavimo laikas

Pagrindiniai bet kokios rūšies uždegimo žvakių parametrai yra dalių sujungimo matmenys (srieginės dalies ilgis ir skersmuo), švytėjimo skaičius, įmontuoto rezistoriaus buvimas ir šiluminio kūgio padėtis.

Tokių gaminių buitinės kibirkštinės versijos, tinkamos beveik visų transporto priemonių (automobilių ir sunkvežimių, autobusų, motociklų ir kt.) varikliams, visiškai atitinka tarptautinio standarto ISO MS 1919 reikalavimus, todėl suteikia galimybę juos pakeisti užsienio analogais. pagal charakteristikas ir matmenis.

Skirtumas tarp uždegimo žvakių bendrųjų ir jungiamųjų matmenų paaiškinamas gaminamų elektrinių įvairove. Šiuolaikiniai jų veikimo parametrų kokybės gerinimo reikalavimai lemia pagrindinę uždegimo žvakių kūrimo kryptį: srieginė dalis ilgėja, o diametriniai matmenys mažėja. Žemiau pateikiamas Rusijoje gaminamų uždegimo žvakių ženklinimas.

Pastabos:

* - Uždegimo žvakės, kurių srieginė korpuso dalis atitinka 9,5 mm. Yra tik variantai su M14x1,25 sriegiu ir 19,0 mm šešiakampiu iki galo.

** - Produktai, kurių srieginės korpuso dalies ilgis yra 12,7 mm, kurie gaminami tik su M14x1,25 sriegio dydžiu. Šiuo atveju šešiakampio „iki rakto“ dydis yra 16,0 ir 20,8 mm.

*** - Vystymo eilės numeris. Nurodo informaciją apie gamintojo nurodytą kibirkšties tarpo vertę ir (arba) informaciją apie kitas konstrukcijos ypatybes, kurios neturi įtakos bendram uždegimo žvakės veikimui.

Jis.- pavadinimas nenurodytas.

Į ką atkreipti dėmesį perkant

Uždegimo žvakės įtaisas nėra vienintelis parametras, į kurį turėtumėte atkreipti dėmesį renkantis tokias dalis. Tačiau svarbiausios iš jų apima tik dvi charakteristikas: švytėjimo skaičius Ir žvakės dydis. Kalbant apie dydį, čia viskas gana paprasta: per maža žvakė tiesiog gerai įkris į žvakę, o didelė į ją netilps.

Išankstinis uždegimas yra rimtesnis parametras, lemiantis uždegimo žvakės temperatūros diapazoną (temperatūra, kuriai esant oro ir kuro mišinys gali užsidegti nuo kibirkšties, o ne nuo įkaitusio elektrodo).

Didelė kaloringumas rodo žvakės „šaltumą“, o tai reiškia, kad tokia dalis skirta dirbti varikliuose, kurie gali įkaisti iki aukštos temperatūros ir atlaikyti rimtas apkrovas. Mažas švytėjimo skaičius rodo „įkaitusią“ uždegimo žvakę, kuri gali būti savaime išsivalanti. Dėl šios priežasties neturėtumėte iš karto tokių produktų įrašyti į „netinkamų“ gretas.

Tinkamiausias būdas pasirinkti uždegimo žvakes, atsižvelgiant į jų ilgaamžiškumą ir kitas svarbias savybes, yra susisiekti su pardavėju arba pasiskaityti automobilio savininko vadovą. Tiesa, jo naudojimas ne visada įmanomas, nes vadovų gali nebūti po ranka, o senų prekių ženklų savininkai ne visada galės rasti žvakių, kurias gamintojas jiems patarė prieš 15–20 metų.

Atėjo laikas, mieli skaitytojai, pakalbėti apie elementą, kuris vainikuoja visą automobilio uždegimo sistemą ir, be jokios abejonės, yra vienas iš pagrindinių benzino veikimo. Žvakė yra būtent dėl ​​kibirkšties, kuri atsiranda tarp jos elektrodų, o visi triukai pradedami nuo elektronikos, skirstytuvų ir kitų dalykų. Pažvelkime į šį mazgą atidžiau, apsvarstykite uždegimo žvakės dizainą ir niuansus, kuriuos pradedantiesiems vairuotojams reikia žinoti.

Taigi, kaip jau žinome, šio straipsnio herojė reikalinga norint uždegti kuro-oro mišinį variklio cilindre.

Deja, labai dažnai automobilių savininkai į šiuos elementus nekreipia deramo dėmesio, laikydami juos paprastomis eksploatacinėmis medžiagomis. Tiesą sakant, žvakės, kaip ir daugelis kitų variklio komponentų, reikalauja tam tikro dėmesio, nes nuo jų priklauso jėgos agregato stabilumas.

Be to, jų patikimumui keliami gana aukšti reikalavimai. Įsivaizduokite, kokiomis sąlygomis turi veikti žvakės – į jų elektrodus tiekiama aukšta įtampa (iki 40 000 voltų), aukšta temperatūra, siekianti 1000 laipsnių, ir agresyvūs cheminiai procesai, susiję su kuro degimu. Visa tai diktuoja tam tikras sąlygas, kurias turi atitikti uždegimo žvakės įtaisas, o daugiau apie tai vėliau...

Nepaisant visos atsakomybės, kuri guli ant žvakių pečių, jų dizainas yra gana paprastas. Kaip sakoma: „Kuo paprasčiau, tuo patikimiau“. Jį sudaro šios dalys:

• kontaktinis strypas (antgalis);
• centrinis elektrodas;
• keraminis izoliatorius;
• metalinis korpusas;
• rezistorius;
• šoninis elektrodas.

Kontaktinis strypas arba, kaip dar vadinamas, antgalis yra skirtas prijungti prie uždegimo sistemos aukštos įtampos laidų.

Kitas strypo galas per rezistorių, kuris padeda sumažinti kibirkštinio išlydžio trukdžių lygį, yra prijungtas prie centrinio elektrodo, o visi šie elementai yra dedami į ugniai atsparų keraminį izoliatorių.

Izoliatorius, kaip rodo jo pavadinimas, padeda išvengti trumpojo jungimo tarp centrinio elektrodo, kuris tiekiamas iki 40 000 voltų įtampa, ir korpuso, kuris turi patikimą elektros jungtį su žeme. Izoliatorius turi ne tik matomą išorinę dalį, bet ir vidinę dalį (vadinamą terminį kūgį), kuri patenka tiesiai į variklio cilindro degimo kamerą.

Tinkamai veikiant maitinimo blokui ir žvakei, šiluminis kūgis atlieka labai svarbų vaidmenį - jo paviršiuje dėl aukštos temperatūros išdega suodžių dalelės, žvakė savaime išsivalo nuo kuro degimo produktų ir nuosėdų. nesikaupti.

Bet jei staiga šiluminio kūgio temperatūra viršija leistiną, tuomet mišinys gali būti šildomas uždegimu – itin neigiamas reiškinys, kai kuras užsidega ne nuo kibirkšties, o nuo izoliatoriaus, įkaitinto iki labai aukštų temperatūrų.

Metalinis korpusas sujungia aukščiau minėtas vidines dalis ir yra sriegiuotas, kad būtų galima įsukti į korpusą.

Na, paskutinis elementas yra šoninis elektrodas. Jis yra privirintas prie korpuso ir yra šalia centrinio elektrodo. Būtent tarp jų šokinėja kibirkštis, atgaivindama benzininį variklį.

Ką turi žinoti automobilio savininkas?

Automobilio savininkui pravartu žinoti ne tik uždegimo žvakės sandarą, bet ir pagrindines jos charakteristikas. Tik taip galima pasirinkti optimalų šios dalies modelį, kuris geriausiai tinka varikliui. Jų yra keletas:

• švytėjimo skaičius yra labai svarbus parametras, nuo jo priklauso, ar mišinys užsidegs cilindruose, kas gali rimtai sugadinti variklį. Kiekvienam varikliui specifikacijose nurodoma rekomenduojama šio parametro reikšmė ir labai pageidautina naudoti atitinkamas žvakes – ne su dideliu, o juo labiau su mažesniu skaičiumi;
• kibirkšties tarpas - iš tikrųjų tai yra atstumas tarp centrinio ir šoninio elektrodo. Kuo jis mažesnis, tuo mažesnės įtampos reikia kibirkšties susidarymui;
• savaiminio išsivalymo gebėjimas - kaip žvakė susidoroja su kuro ir nuosėdų degimo produktais. Šis parametras neturi jokios objektyvios skalės – turite priimti gamintojo žodį;
• žvakės darbinė temperatūra turi būti 500–900 laipsnių Celsijaus diapazone;
• žvakės skersmuo ir sriegio ilgis - pirmasis parametras dažniausiai yra 14 mm, bet antrasis priklauso nuo variklio galios - kuo daugiau arklių po gaubtu, tuo sriegis turėtų būti ilgesnis, dažniausiai nuo 12 iki 25 mm.

Daugelį šių charakteristikų gamintojai nurodo ant žvakės korpuso specialių šifrų pavidalu, kuriuos galima iššifruoti naudojant lenteles.

Taip pat yra pakeičiamumo lentelės – kurį žvakės modelį galima be problemų pakeisti kita.

Kaip matome, draugai, šiandienos straipsnio herojė nėra lengvas elementas, o vairuotojui svarbu žinoti ne tik uždegimo žvakės struktūrą, bet ir jos parametrus, kad keičiant nekiltų problemų su maitinimo bloku. , kuris gali virsti brangiu remontu.

Čia istorija apie žvakę baigiasi ir aš pradėsiu ruošti šiuos straipsnius, kuriuose papasakosiu apie kitas automobilių gelmėse slypinčias paslaptis.