Свічка запалювання є оманливо простим пристроєм, хоча вона виконує кілька різних, але важливих функцій. Перш за все, він створює (буквально) штучну блискавку всередині камери згоряння двигуна (головки блоку циліндрів). Він передає дуже високу електричну енергію (напругу), щоб створити іскру та «запалити вогонь» у контрольованому хаосі камери згоряння. Тут напруга на свічці може бути від 20,000 до понад 100,000 вольт.
Теплові властивості свічки запалювання
Хоча вона ініціює іскру для створення горіння, свічка не підтримує його. Це дійсно допомагає передавати тепло з камери згоряння у водяну сорочку головки блоку циліндрів.
Здатність свічки запалювання розсіювати тепло від камери згоряння визначається «термічним діапазоном» свічки запалювання. Температура на кінці запалювання свічки має підтримуватися достатньо високою, щоб запобігти забрудненню, але достатньо низькою, щоб запобігти попередньому займанню. Виробники свічок запалювання називають це «тепловими характеристиками». Теплові характеристики або температурний діапазон свічки запалювання не мають нічого спільного з енергією, що передається системою запалювання через свічку запалювання. Термічний діапазон свічки запалювання – це область, де діє тепло свічки запалювання.
Холодні свічки запалювання та гарячі свічки запалювання
«Холодні» свічки зазвичай мають коротший шлях теплового потоку. Це призводить до дуже високої швидкості теплопередачі. Крім того, короткий ізолятор на холодній свічці запалювання має меншу площу поверхні та не дозволяє їй поглинати значну кількість тепла.
З іншого боку, «гаряча» свічка має довший ізолятор і довший шлях теплопередачі. Це призводить до значно повільнішої передачі тепла до навколишньої головки циліндра (і, отже, водяної сорочки).
Термічний діапазон свічки запалювання має бути ретельно підібраний для досягнення оптимальних теплових характеристик. Якщо діапазон тепла неправильний, ви можете зіткнутися з серйозними проблемами. Як правило, відповідна температура кінця вогню становить (приблизно) 900-1450 градусів. Нижче 900 градусів може статися накопичення вуглецю. Більше того, перегрів стає проблемою.
Напруга на свічці запалювання зростає
Що стосується роботи, свічка запалювання підключається до високої напруги, що генерується котушкою запалювання (або через звичайний розподільник, або через електроніку). Коли струм тече з котушки, між центральним електродом і заземлюючим електродом на свічці запалювання створюється різниця напруг.
Свічка запалювання не спрацьовує відразу через «щілину» свічки запалювання та повітряно-паливну суміш усередині щілини (діє як ізолятор).
Коли напруга підвищується приблизно до 20,000 вольт, проміжок усередині свічки запалювання «розривається» та запалюється. Після того, як свічка запалювання вийнята з головки блоку циліндрів і належним чином заземлена для запалювання, ви повинні почути чітке клацання. Якщо умови досить темні, можна побачити іскри.
Клацання, які ви чуєте, по суті, є мініатюрним громом, а іскри, які ви спостерігаєте, нагадують мініатюрні блискавки.
Усередині камери згоряння інтенсивне тепло, що виділяється свічкою запалювання, створює невелику вогняну кулю всередині зазору. Вогняна куля або «ядро» згоряння розширюється, і циліндр (принаймні теоретично) повністю згорає.
Конструкція свічки запалювання:
Конструктивно свічки запалювання можуть бути не такими простими, як ви думаєте. По суті, це прецизійні пристрої.
Ребра: Ізоляторні ребра забезпечують додатковий захист від вторинної напруги або спалаху іскри, а також допомагають покращити зчеплення гумового наконечника свічки з корпусом свічки.
Ізолятор: Корпус ізолятора відлитий з глиноземної кераміки. Для виготовлення цієї частини свічки запалювання використовується система сухого формування під високим тиском. Після формування ізолятора його обпалюють у печі до температури, що перевищує температуру плавлення сталі. Процес виробляє компоненти з чудовою діелектричною міцністю, високою теплопровідністю та чудовою стійкістю до ударів.
Покажчик показує ізолятор свічки запалювання. Як було сказано вище, він формується з глиноземної кераміки. Зовнішня поверхня ребриста, щоб забезпечити зчеплення свічкового чохла, одночасно додаючи захист від спалаху свічки (перехресного вогню).
Шестикутний: шестикутна форма забезпечує точку контакту для торцевого ключа. Шестикутний розмір в основному уніфікований у промисловості та, як правило, пов’язаний з розміром різьби свічки запалювання.
житло: Сталевий корпус виготовляється з точними допусками за допомогою спеціального процесу холодної екструзії. У деяких типах свічок запалювання для виготовлення корпусів використовується сталь (пруток).
Покриття: Корпус майже завжди покритий покриттям. Це підвищує довговічність і забезпечує захист від іржі та корозії. Сталева оболонка виготовляється з точними допусками за допомогою спеціального процесу холодної екструзії або, в інших особливих випадках, виробляється зі сталевої заготовки. Оброблений шестигранник на корпусі дозволяє встановлювати або знімати вилку за допомогою торцевого ключа.
Шайби: у деяких свічках запалювання використовуються шайби, а в інших – без прокладок. Прокладки, які використовуються на свічках запалювання, мають складену сталеву конструкцію, яка забезпечує гладку поверхню для ущільнення. У свічках запалювання без прокладок використовується конічний корпус сідла, який ущільнює свічку запалювання з жорсткими допусками.
Нитки: Різьба свічки запалювання зазвичай згорнута, а не нарізана. Це відповідає специфікаціям, встановленим SAE та Міжнародним інститутом стандартів.
Заземлюючі електроди: Існує багато різних форм і конфігурацій заземлюючих електродів, але найчастіше вони виготовляються зі сталі, легованої нікелем. Заземлюючі електроди повинні мати стійкість до іскрової та хімічної корозії за екстремальних температур.
Центральний електрод: Центральний електрод має бути виготовлений зі спеціального сплаву, стійкого до іскрової та хімічної корозії. Майте на увазі, що температура в камері згоряння буде змінюватися (іноді значно). Центральний електрод повинен працювати в межах цих параметрів.
Зазор між електродом Spark Park: область між електродом заземлення та центральним електродом називається зазором. Центральний електрод повинен бути виготовлений зі спеціального сплаву, стійкого до іскрової та хімічної корозії.
Ізолятор ніс: Існують різноманітні форми та розміри носової ізолятора, але, по суті, носова частина ізолятора повинна бути здатна видаляти вуглець, масло та паливні відкладення на низьких швидкостях. На вищих обертах двигуна передній кінець ізолятора зазвичай охолоджується, знижуючи температуру та корозію електродів.
