شرارة قابس الجهاز

في محركات الاحتراق الداخلي للبنزين ، تستخدم شمعات الإشعال لإشعال خليط وقود الهواء. يحدث تفريغ كهربائي بجهد يصل إلى آلاف فولت بين أقطاب شمعات الإشعال في كل دورة من دورات المحرك ، وفي بعض الأوقات يشعل خليط الوقود والهواء داخل الأسطوانة.

ولأول مرة ، قام العالم روبرت بوش بتطوير قاطع شرارة ، كما نعرفه حتى يومنا هذا ، ليتم تشغيله بمغناطيس عالي الجهد ، تم تصميمه في ورشة عمل لشركته التي تحمل اسمًا. منذ تلك اللحظة ، بدأت شمعات الإشعال تستخدم على نطاق واسع في محركات الاحتراق الداخلي ، ولم يتغير جهاز قابس الشرارة بشكل هيكلي ، ولكن المواد المستخدمة فيه تطورت فقط.

في الأساس ، تشتمل قابس الشرارة على العناصر الرئيسية التالية: غلاف معدني ، عازل وموصل مركزي. تحتوي بعض الشموع بالإضافة إلى المقاوم المدمج في القطب المركزي ومحطة الاتصال. في أي حال ، ثلاثة عناصر معدلة هي أساس أي شرارة.

يوجد في الجزء العلوي من الشمعة محطة اتصال ، يتم توصيل الأسلاك ذات الجهد العالي لنظام الإشعال أو ملف منفصل عالي الجهد. قد تختلف التصميمات ، ولكن في كثير من الأحيان يكون التلامس الإضافي مثبتًا أعلى الشمعة أو مثبتًا بجوز. عادةً ما يكون ناتج الموصل المركزي إلى محطة الاتصال عالميًا: يتم تثبيت جهة الاتصال الإضافية على الخيط ، وإذا كان ضروريًا ، يتم فكها بسهولة.

عادة ما يكون عازل الشموع مصنوعًا من سيراميك أكسيد الألمنيوم ، حيث تصل مقاومة الحرارة إلى 1000 درجة مئوية ، ويبلغ الجهد الكهربائي 60 كيلو فولت على الأقل. هو تكوين عازل وأبعادها التي تحدد العلامات الحرارية لشمعة معينة. الأهم هو الجزء العلوي من العازل ، الذي على اتصال مباشر مع القطب ، فإنه يحدد مدى نجاح هذه الشمعة.

على حواف عازل جعلت تمديد مسار الأضلاع الحالية لتعقيد الانهيار الكهربائي على سطحه. هذا الحل يعادل إطالة العازل. تعود فكرة استخدام السيراميك في صناعة سدادة شرارة عالية الجهد إلى المهندس الألماني غوتلوب هونولد.

أساس جسم الشمعة هو ما يسمى بـ "التنورة" ، والذي يعمل على تثبيت الشمعة وتثبيتها على الخيط في رأس الاسطوانة ، وكذلك لإزالة الحرارة من كل من العازل والأقطاب الكهربائية. يُجري التنورة تيارًا كهربائيًا بين القطب الجانبي للشمعة و "الكتلة" للنظام الكهربائي للمركبة. يتم تثبيت حشية فوق التنورة للحماية من اختراق الغازات القابلة للاحتراق من غرفة الاحتراق إلى الخارج.

القطب الكهربائي للشمعة مصنوع من الصلب المخلوط بالمنغنيز والنيكل. يتم لحامها بجسم الشمعة بواسطة اللحام بالمقاومة. يكون هذا القطب دائمًا ساخنًا جدًا أثناء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي ، مما قد يؤدي إلى توهج الإشعال. تحتوي بعض الشموع على عدة أقطاب جانبية.

يمكن إعطاء متانة هذه الأقطاب الكهربائية إذا كانت مغلفة عن طريق الرش من معادن نبيلة مثل البلاتين - مما يجعل الشموع أكثر تكلفة التي يمكن أن تستمر 100،000 كيلومتر ، وهو أمر مفيد في بعض الأحيان ، لأنه في محركات على شكل V استبدال الشمعة هي عملية تستغرق وقتا طويلا جدا.

يمكن لشمعة الشموع نفسها أيضًا أن تلعب دور القطب الجانبي ؛ ومنذ عام 1999 ، ظهرت هذه الشموع في السوق تحت اسم شمعات الإشعال المسبقة للبلازما. إنها مجهزة بفوهة كروية خاصة مقاومة للحرارة.

فجوة الشرارة في هذه الشموع تكون دائرية ، ويتحرك التفريغ الكهربائي هنا في مسار دائري ، ويحدث الاشتعال الرئيسي لمزيج الهواء-الغاز في المطحنة الأولية. يوفر هذا الحل التنظيف الذاتي للأقطاب الكهربائية ، حيث يتم نفخها باستمرار ، مما يضمن إطالة عمر الشمعة. ما مدى فعالية الشموع prechamber لا تزال نقطة خلافية.

جوهر المكونات شرارة هو القطب المركزي. يتم توصيله بمحطة تلامس المنتج من خلال مادة مانعة للتسرب زجاجية مع المقاوم. هذا لتقليل التداخل اللاسلكي الناتج عن نظام الإشعال. القطب المركزي مزود بطرف مصنوع من سبائك النيكل الحديدي مع إضافة الكروم والنحاس. قد يتم رش الإيتريوم ، قد يحدث لحام البلاتين أيضًا في بعض الأحيان ، أو قد يتم تكرير الإلكترود وتصنيعه بالكامل من الإيريديوم.

القطب المركزي لمكونات الشرارة ، من حيث المبدأ ، هو الجزء الأكثر سخونة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تضمن مستوى مناسب من انبعاث الإلكترون بحيث تنشأ شرارة عليه ، مثل الكاثود ، بسهولة.

نظرًا لأن المجال الكهربائي له شدة قصوى عند حواف القطب ، فإن الشرارة تتشكل بالتحديد بين الحافة الحادة للإلكترود المركزي وحافة القطب الجانبي ، وبالتالي ، لوحظ في هذه الأماكن أكبر تأثير للتآكل الكهربائي.

في الأيام الخوالي ، كان من المعتاد لسائقي السيارات إخراج الشموع من وقت لآخر وتنظيف آثار التآكل من الأقطاب الكهربائية. الآن يتم منع المشكلة عن طريق السبائك المستخدمة في النصائح (البلاتين ، الإيتريوم ، الإيريديوم) ، والتي توفر الأقطاب مع عمر خدمة طويل.

تشكل المسافة بين القطب الجانبي للإسكان والقطب المركزي للشمعة فجوة للشرارة. حجم الفجوة هو حل وسط بين القدرة على اختراق الفجوة في وسط خليط الهواء والبنزين المضغوط وحجم البلازما التي تحدث أثناء الانهيار. كلما اتسعت الفجوة - كلما زاد الشرارة ، كلما زاد احتمال اشتعال خليط الوقود ، انخفضت متطلبات الجودة للوقود.

ولكن قد يؤدي الإفراط في خلوص السيارة إلى تعطل المنزلق والأسلاك والأجزاء الأخرى من السيارة. الفجوة الأوسع من الصعب على الشرارة أن تخترق ، وسوف تميل إلى التسرب خلال العزل.

الفجوة الكبيرة تتطلب مزيدًا من الجهد للتأجيج الطبيعي. ومع ذلك ، فإن نظام الإشعال له قيمة جهد ثابتة ، ولكن يمكن تغيير الفجوة في القابس ، من حيث المبدأ. بالإضافة إلى ذلك ، كلما كانت الأقطاب الكهربائية أكثر وضوحًا ، كان من الأسهل بالنسبة للجهد العالي الاختراق. ولكن كلما زاد الضغط في خليط الوقود ، كلما كان اختراق الفجوة أكثر صعوبة. وهناك حاجة أيضا إلى حل وسط هنا.

خلوص شمعات الإشعال ليست قيمة ثابتة محددة مرة واحدة. يجب ضبطه وفقًا لوضع تشغيل المحرك الحالي المحدد. عند تحويل سيارة إلى غاز مسال ومضغوط ، يتم تقليل فجوة الشرارة بسبب الجهد العالي في الانهيار عن مزيج الهواء-الغاز.