Від цієї важливої частини системи запалювання двигуна багато в чому залежить його працездатність. В даний фірми-виробники намагаються довести конструкцію свічок по співвідношенню якості і собівартості до оптимальних меж.
Призначення - перетворення електричної енергії в іскровий розряд для займання робочої суміші в циліндрах бензинового двигуна.
Пристрій свічки запалювання
Мал. 1. Пристрій свічки запалювання з плоскою опорною поверхнею:
- ребра ізолятора;
- струмопровідний (або резистивний) стеклогерметік;
- ущільнювальне кільце;
- тепловідвідними шайба;
- центральний електрод;
- теплової конус ізолятора;
- робоча камера свічки;
- електрод маси (бічний);
- іскровий зазор;
- довжина ввертати частини;
- довжина різьбової частини (цоколь);
- зовнішній діаметр різьби.
Пристрій сучасної свічки запалювання з плоскою опорною поверхнею і кільцем ущільнювача представлено на рис.1. Центральний електрод на найбільш сучасних свічках виготовляють біметалічним (що складається з двох металів) - центральна частина з міді укладена в жаростійкий оболонку.
До габаритно-приєднувальних розмірів свічок запалювання, які строго визначені для кожного двигуна, відносяться: діаметр і крок різьби, довжина різьбової і вкручують частини, розмір шестикутника "під ключ". Плоска опорна поверхня призначена для герметизації свічкового отвори спеціальним кільцем ущільнювача, конічна поверхня сама чудово герметизує з'єднання з головкою блоку.
Свічку з діаметром і кроком різьблення, що не відповідають даному двигуну, просто неможливо встановити. Якщо ж свічка має невідповідну довжину ввертати частини, то можливі два варіанти:
"Коротка" свічка не дозволить електродів зайняти оптимальне положення в камері згоряння, в результаті чого двигун буде працювати нестабільно. Вільна частина різьблення свічкового отвори заб'ється нагаром, що утруднить установку свічки штатної довжини;
"Довга" свічка може послужити перешкодою для руху поршня або клапанів, що призведе до серйозних пошкоджень. Якщо цього не відбудеться, яка виступає в камеру згоряння різьбова частина заб'ється нагаром, що може пошкодити різьблення при вивертанні свічки.
Вимоги до свічок: суворе відповідність типу двигуна по габаритно-приєднувальних розмірів, калильному числу, тепловій характеристиці, искровому зазору; здатність перешкоджати утворенню нагару і самоочищення від нього; швидке досягнення температури самоочищення; безперебійність роботи в широкому діапазоні температур і потужностей двигуна.
Краплинне запалювання - некерований процес запалення робочої суміші розпеченими елементами свічки.
Краплинне число - абстрактна величина, пропорційна середньому тиску повітряно-бензинової суміші, при якому в процесі випробувань свічки на моторному випробувальної установки починає з'являтися краплинне запалювання.
Робоча температурасвечі - температура найбільш розпечених елементів (електродів і теплового конуса ізолятора) свічки в процесі роботи двигуна.
Ефективна потужність - потужність, що знімається з колінчастого вала двигуна.
Холостий хід - робота двигуна без навантаження.
Теплова характеристика - залежність робочої температури свічки від ефективної потужності, що розвивається двигуном. Визначається конструктивними параметрами свічки, якістю її охолодження і параметрами робочого процесу двигуна.
рис.2 Ne - ефективна потужність двигуна (%); Х / Х - холостий хід двигуна; t - робоча температура свічки ° С.
Теплові характеристики свічок з однаковими краплинне число, але різними конструктивними параметрами відрізняються один від одного (рис. 2). Свічка 1 "прогрівається" швидше, ніж свічка 2 і досягає температури самоочищення при меншій потужності, що розвивається двигуном. Таку свічку називають більш термоеластічному.
Термоеластічному - поняття, що характеризує здатність свічки досягати нижньої температурної межi теплової характеристики при найменшій ефективній потужності, що розвивається двигуном.
Верхній температурний межа теплової характеристики - робоча температура свічки, при якій виникає краплинне запалювання. Становить близько 900 ° С.
Нижній температурний межа теплової характеристики- мінімальна температура, при якій свічка почне самоочищатися від нагару. Знаходиться в межах 350-400 ° С.
"Гарячі" свічки (краплинне число 11-14) - відносне поняття, пов'язане з робочою температурою. Призначені для застосування на малофорсованих двигунах, коли потрібно домогтися температури самоочищення від нагару при відносно невеликих теплових навантаженнях. Свічки "гаряче" покладених для даного двигуна викликатимуть краплинне запалювання. Мають менше, ніж "холодні", краплинне число.
"Холодні" свічки (20 і більше) - призначені для використання на високофорсованих двигунах для нагріву менше температури калильного запалювання при максимальній потужності двигуна. Свічки "холодні" для даного двигуна не будуть досягати температури самоочищення від нагару і перестануть працювати через короткий проміжок часу.
При однаковому значенні калильного числа більшою термоеластічному володіє свічка з більш довгим тепловим конусом, але довжина ввертати частини строго визначена для кожного двигуна.
Тенденції удосконалення свічок обумовлені зміною характеристик і конструктивних параметрів двигуна. Для підвищення потужності збільшують ступінь стиснення, максимальне число оборотів колінчастого валу, застосовують наддув повітря, збільшують число клапанів на кожен циліндр двигуна. Це веде до збільшення теплових і механічних навантажень на деталі двигуна і, зокрема, на свічки. Збільшення сорочки охолодження, як і збільшення числа клапанів, залишає менше місця для розміщення свічки на голівці блоку циліндрів. Перераховані вище причини змушують застосовувати більш високоякісні матеріали, зменшувати загальний діаметр свічки і розмір шестикутника "під ключ", використовувати конічну опорну площадку, збільшувати довжину різьбової частини.
Збільшення довжини різьбової частини і застосування конічної опорної поверхні дозволяють підвести сорочку охолодження ближче до свічки.
Вплив конструктивних параметрів на експлуатаційні властивості свічки
Число бічних електродів. В процесі роботи свічки відбувається вигоряння електродів. Найбільш схильна до цього боковий електрод. Введення в конструкцію декількох бічних електродів збільшує ресурс свічки, одночасно погіршуючи обдув теплового конуса ізолятора.
Різьбова частина. Збільшення її довжини разом із застосуванням конічної опорної поверхні дозволяє підвести сорочку охолодження ближче до свічки.
Довжина теплового конуса ізолятора є основним засобом зміни калильного числа. Збільшення довжини теплового конуса веде до зменшення калильного числа. Одночасно з цим збільшується здатність свічки до самоочищення від нагару (через поліпшення обдування теплового конуса ізолятора) і поліпшується ізоляція центрального електрода від маси, що зменшує витік електрики.
Біметалевий електрод дозволяє збільшити довжину теплового конуса на 30% при збереженні калильного числа.
Таблиця 1-4-стандартні типи свічок. Таблиця 5,6- особливі типи свічок.