Uždegimo žvakės įtaisas

Benzininiuose vidaus degimo varikliuose oro ir kuro mišiniui uždegti naudojamos uždegimo žvakės. Kiekviename variklio cikle tarp uždegimo žvakių elektrodų įvyksta tūkstančio voltų įtampa, kuri tam tikru metu uždega cilindro viduje esantį kuro ir oro mišinį.

Pirmą kartą uždegimo žvakę, tokią, kokią mes žinome iki šios dienos, sukūrė 1902 m. Mokslininkas Robertas Boschas, norėdamas ją maitinti aukštos įtampos magnetu, suprojektuotą jo pavadinimo įmonės dirbtuvėse. Nuo to laiko uždegimo žvakės buvo pradėtos plačiai naudoti vidaus degimo varikliuose, o uždegimo žvakių įtaisas vis dar nebuvo struktūriškai pakeistas, pasikeitė tik jame naudojamos medžiagos.

Iš esmės žvakę sudaro šie pagrindiniai elementai: metalinis korpusas, izoliatorius ir centrinis laidininkas. Kai kuriose žvakėse papildomai yra įmontuotas rezistorius tarp centrinio elektrodo ir kontaktinio gnybto. Bet kokiu atveju trys modifikuoti elementai yra bet kurio žvakės pagrindas.

Žvakės viršuje yra kontaktinis gnybtas, prie kurio yra prijungti uždegimo sistemos aukštos įtampos laidai arba atskira aukštosios įtampos ritė. Konstrukcijos gali skirtis, tačiau dažniau uždedamas kontaktas pritvirtinamas ant žvakės viršaus arba tvirtinamas veržle. Paprastai centrinio laidininko išvestis į kontaktinį gnybtą yra universali: kontaktinis kontaktas pritvirtinamas prie sriegio ir prireikus lengvai atsukamas.

Žvakių izoliatorius dažniausiai gaminamas iš keramikos, aliuminio oksido, kurio atsparumas šilumai siekia 1000 ° C, o skilimo įtampa yra mažiausiai 60 kV. Būtent izoliatoriaus sudėtis ir jo matmenys lemia tam tikros žvakės šiluminį žymėjimą. Svarbiausia yra viršutinė izoliatoriaus dalis, tiesiogiai liečianti elektrodą, ji nustato, kaip gerai veiks ši žvakė.

Dėl izoliatoriaus kraštų, prailginančių srovės šonkaulių kelią, kad būtų apsunkintas elektros skilimas jo paviršiuje. Šis sprendimas prilygsta izoliatoriaus prailginimui. Idėja naudoti keramiką statant aukštos įtampos žvakę priklauso vokiečių inžinieriui Gottlobui Honoldui.

Žvakės korpuso pagrindas yra vadinamoji „sijonas“, kuri naudojama norint pritvirtinti ir pritvirtinti žvakę ant cilindro galvutės sriegio, taip pat pašalinti šilumą tiek iš izoliatoriaus, tiek iš elektrodų. Sijonas veda elektros srovę tarp žvakės šoninio elektrodo ir transporto priemonės elektros sistemos „masės“. Virš apvalkalo yra sumontuota tarpinė, apsauganti nuo degiųjų dujų proveržimo iš degimo kameros į išorę.

Šoninis žvakės elektrodas pagamintas iš plieno, legiruoto manganu ir nikeliu. Jis yra privirinamas prie žvakės kūno suvirinant varžomis. Šis elektrodas visada yra labai karštas vidaus degimo variklio veikimo metu, o tai gali sukelti uždegimą. Kai kurios žvakės turi kelis šoninius elektrodus.

Šių elektrodų ilgaamžiškumas gali būti suteiktas, jei jie yra padengti tauriųjų metalų, tokių kaip platina, danga - tokiu būdu gaminamos brangesnės žvakės, kurios gali nueiti 100 000 kilometrų, o tai kartais yra naudinga, nes V formos varikliuose žvakės pakeitimas yra labai daug laiko reikalaujantis procesas.

Pats žvakės korpusas taip pat gali atlikti šoninio elektrodo vaidmenį; nuo 1999 m. Tokios žvakės rinkoje pasirodė pavadinimu plazminės prieškambarinės žvakės. Jie aprūpinti specialiu karščiui atspariu sferiniu antgaliu.

Kibirkšties tarpas tokiose žvakėse yra apskrito formos, o elektros iškrova čia juda apskritimu, o pirminis oro ir dujų mišinio uždegimas įvyksta prieškambaryje. Šis sprendimas užtikrina savaiminį elektrodų valymąsi, nes jie nuolat pučiami, o tai užtikrina ilgesnį žvakės tarnavimo laiką. Kiek efektyvios prieškambarinės žvakės, tebėra svarbiausias klausimas.

Uždegimo žvakės šerdis yra centrinis elektrodas. Jis yra sujungtas su gaminio kontaktiniu gnybtu per stiklinį sandariklį su rezistoriumi. Taip siekiama sumažinti radijo trukdžius, kuriuos sukelia uždegimo sistema. Centriniame elektrode yra antgalis, pagamintas iš geležies-nikelio lydinių, pridedant chromo ir vario. Italis gali būti purškiamas, kartais taip pat gali būti platinos litavimas, arba elektrodas gali būti rafinuotas ir pagamintas tik iš iridžio.

Centrinis uždegimo žvakės elektrodas iš esmės yra karščiausia jo dalis. Be to, jis turi užtikrinti tinkamą elektronų išsiskyrimo lygį, kad ant jo, kaip ant katodo, lengvai atsirastų kibirkštis.

Kadangi elektrinio lauko didžiausias stipris yra elektrodo kraštuose, kibirkštis susidaro tiksliai tarp aštraus centrinio elektrodo krašto ir šoninio elektrodo krašto, todėl šiose vietose pastebimas didžiausias elektrinės erozijos poveikis.

Senais laikais automobilininkams buvo įprasta retkarčiais išimti žvakes ir nuo elektrodų išvalyti erozijos pėdsakus. Dabar šią problemą užkerta kelią antgaliuose naudojami lydiniai (platina, itris, iridis), kurie suteikia elektrodams ilgesnį tarnavimo laiką.

Atstumas tarp šoninio korpuso elektrodo ir žvakės centrinio elektrodo sudaro spragą kibirkščiai. Tarpas yra kompromisas tarp galimybės pralaužti suslėgto oro ir benzino mišinio tarpą ir plazmos tūrio, atsirandančio skilimo metu. Kuo didesnis tarpas - tuo didesnė kibirkštis, tuo didesnė degalų mišinio užsidegimo tikimybė, tuo mažesni reikalavimai kuro kokybei.

Tačiau per daug laisvos vietos gali sugadinti slankiklį, laidus ir kitas automobilio dalis. Didesnį tarpą yra sunkiau, jei kibirkštis prasiskverbia, ir jis bus linkęs prasiskverbti pro izoliaciją.

Didesniam tarpui reikia daugiau įtampos normaliam kibirkščiavimui. Tačiau uždegimo sistema turi pastovią įtampos vertę, tačiau tarpas tarp žvakės iš esmės gali būti pakeistas. Be to, kuo aštresni elektrodai, tuo aukštesnei įtampai lengviau pralaužti tarpą. Tačiau kuo didesnis slėgis degalų mišinyje, tuo sunkiau pralaužti tarpą. Čia taip pat reikalingas kompromisas.

Uždegimo žvakių prošvaisa nėra pastovi vertė, nustatyta vieną kartą. Jis turi būti pritaikytas prie konkretaus dabartinio variklio darbo režimo. Konvertuojant automobilį į suskystintas ir suslėgtas dujas, kibirkščių tarpas sumažėja dėl didesnės gedimo įtampos nei oro-dujų mišinys.