Свечи зажигания

Свечи являются конечным и наиболее напряженным, и ответст­венным звеном в любых системах зажигания. Электроды свечи вво­дят внутрь камеры сгорания, вследствие чего их омывают открытое пламя и раскаленные до 2500—2800 С0 газы при давлениях 6— 8 МПа и ударном приложении таких нагрузок. Поэтому свечи должны быть герметичны, обладать достаточной тепловой стойкостью, механической прочностью и не допускать

Рис. 5. Свечи зажигания

утечек энергии при напряжениях тока, достигающих 30—40 кВ. По принципу действия и устройству искрообразующей части различают свечи с воздушным искровым промежутком, с поверхностным разрядом (со скользя­щей искрой), плазменные, факельные, комбинированные и др. Не­которые из них показаны на рис. 5, а—г. К основным их элемен­там относят: изолятор 6 с вмонтированным, в него металлическим стержнем центрального электрода 2 и боковой электрод 1, ввари­ваемый в торец корпуса 7.

Изоляторы свечей изготовляют из особопрочных и теплопровод­ных керамических материалов, в основном из корундовых, содер­жащих более 90% А1₂О₃ (боркорунд, синоксаль). Для боковых элек­тродов, используют никельмарганцевый сплав НМ_ц-5, а централь­ный электрод изготовляют из хромотитановой 13Х25Т или, нихромовой Х20Н80 сталей, обладающих хорошей коррозионной стойкостью при высоких температурах и химическом воздействии продуктов сгорания.

Стержень центрального электрода и его контактную головку В уплотняют в изоляторе токопроводящим стеклогерметиком (позиция 4) или термоцементом, (позиция 10). Изолятор в сборе закреп­ляют в корпусе путем терморсадки; корпуса усилием до З т при нагреве ТВ Ч или же спрессовыванием между корпусом и изолятором: талька с последующей завадьцовкой буртика на тальк (позиция-//). Под изолятор в корпус ставят уплотнительную теплоотводную медную шайбу 3, а под корпус свечи-съемное уплотнительное кольцо 5 или же корпус изготовляют с конусным посадочным ме­стом, (рис. 5,г). Головку свечи оснащают контактной шайбой типа А ( позиция 9) или Б (позиция. 12).

Нагрев нижней части изолятора свечи, называемой тепловым конусом (рис. 5), не должен выходить за пределы 500—900° С. При меньшем нагреве на изоляторе образуется нагар, что приводит к утечке тока и перебоям в зажигании, а более высокий нагрев вызывает калильное зажигание, т. е. преждевременное воспламенение рабочей смеси от нагретой поверхности изолятора свечи. Поэтому свечи подбирают к двигателю с учетом их тепловой харак­теристики. Последняя оценивается калильным числом и является отвлеченной условной величиной, выбираемой, из ряда 8, 11, 14 17- 20, 23, 26 или иных целых единиц путем испытаний на моторном тарировочом стенде до появления калильного зажигания. Заметим, что величина калильного числа обратно, пропорциональна длине теплового конуса изолятора. С уменьшением длины тепло­вого конуса калильное число возрастает, уровень нагрева свечи уменьшается. Такую свечу относят к «холодным», а «горячие» свечи, наоборот, имеют низкие значения калильного числа.

Чем форсированнее двигатель, тем холоднее должны быть свечи зажигания. Однако во всех случаях кончик изолятора свечи должен, быстро прогреваться после пуска двигателя до температуры самоочищения (400—500°С). А в этой связи свечи подбирают к двигателю с максимально возможной длиной теплового конуса, но учитывают взаиморасположение кончика изолятора с корпусом свечи, что также оказывает влияние на ее работоспособность. Све­чи с изолятором, не выступающем из корпуса называют «термозла-стичными» (широкодиапазонными).

В традиционных свечах зажигания воздушный промежуток между электродами выбирают в пределах 0,6-1,0 мм, а успешное сжигание более экономичных обедненных смесей требует дальней­шего его увеличения. Это усложняет систему зажигания и умень­шает срок ее службы._. Решение проблемы несколько облегчают переходом на свечи других типов.

Свечи с поверхностным разрядом (со скользящей искрой) отличаются тем, что между электродами устанавливают - какое-либо твердое тело (диэлектрик, полупроводник), как показано на рис. 5 г. Искровой разряд происходит поэтому вблизи твердого тела, что существенно снижает потребные пробивные напряжения и позволят увеличивать путь искры, т.е.увеличивать первоначальный очаг воспламенения без, изменения самой системы зажи­гания.

Применяют такие свечи для роторно-поршневых двигателей. Калильное число их составляет 30 единиц, и более. Но в процессе эксплуатации возможно шунтирование свечи при загрязнении ее нагарам и образование «пробила» в поверхностном слое изолятора, что приводит к перебоям в зажигании.

Комбинированные свечи позволяют исправлять недостатки све­чей с поверхностным разрядом тем, что искровой разряд в них происходит частично по поверхности изолятора, а частично через воздушный промежуток, поэтому для них требуется и большее про­бивное напряжение, в связи с чем, их применяют в сочетании с элек­тронными системами зажигания, обладающими сравнительно вы­сокой энергией.

Плазменные свечи зажигания отличаются тем, что искровой раз­ряд большой энергии (от 0,35 до. 1 Дж) происходит в них внутри небольшого объема (приблизительно 0,125 см³), расположенного в изоляторе свечи. Образующийся плазменный факел с температурой 10-10³ —30-10³ л сечением в 2 мм и более выбрасывается в ка­меру сгорания на расстояние до 10 мм. Предел эффективного обед­нения смеси расширяется здесь до 1,5 и ускоряется процесс сго­рания, но возникает проблема стойкости электродов и возрастает выброс оксидов азота.

Длина ввертной части любой свечи, должна соответствовать длине резьбового гнезда в головке двигателя. Если свеча выступает в камеру сгорания, она перегревается, а при глубокой посадке в гнезде обнажается нарезка в головке, выступы которой перегре­ваются, что недопустимо. При конусной конструкции посадочного места свечи масса ее уменьшается примерно на 30%, отпадает на­добность в уплотнительной прокладке и улучшаются возможности для охлаждения самой свечи.

По ГОСТ 2043—74 свечи маркируют буквами и цифрами в за­висимости от размеров их резьбовой части, калильного числа и кон­структивных особенностей. Первая буква характеризует резьбу (А означает М14Х 1,25; М означает М18Х1.5); далее следуют одна или две цифры, обозначающие калильное число, а потом буквенное обозначение длины ввертной (резьбовой) части (Н означает 11 мм; Д означает 1.9 мм), а последние буквы обозначают: В - выступание теплового конуса изолятора за торец корпуса, Т - герметиза­ция термоцементом.

При необходимости свечи экранируют (см. рис. 5, в): изоля­тор помещают в металлический экран 13, а. высоковольтный про­вод 15 заключают в гибкий металлический шланг и закрепляют его на экране 13 накидной гайкой 17; провод 15 соединяют со свечой через контактное устройство 14. (типа КУ-20) и герметизируют ре­зиновой, втулкой 16. В неэкранированных системах высоковольтные провода соединяют с головками свечей посредством контактных гаек (позиции 9 или 12).

Для уменьшения радиопомех, создаваемых системой зажигания, в наконечники проводов устанавливают подавительное сопротивле­ние в 8—14 кОм, которое изготовлено в виде стержня из очищенногого обуглероженного асбеста, перемешанного с бакелитовым лаком. Подавителъным резистором является и контактный уголек, пере­дающий ток от центрального провода высокого напряжения к раз­носной пластине бегунка распределителя зажигания. С этими же целями иногда применяют высоковольтные провода с высокоомным распределенным сопротивлением, токопроводящую жилу которых изготовляют в виде волокнистого сердечника, пропитанного токо-проводящим составом.

Примеры маркировок: АН (все модификации ЗИЛ); А17В (ГАЗ-24Д); А23 (ЗАЗ-968); А17ДВ (все модификации ВАЗ); А8НТ (РАФ-977).

Дата добавления: 2014-01-15