Свеча зажигания это: Свеча зажигания

Все, что нужно знать о свечах зажигания

Автоликбез

Начнем с определения

Свеча зажигания — это устройство, которое поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Поджиг осуществляется с помощью электрического разряда напряжением в несколько тысяч вольт, проскакивающего между электродами свечи.

При работающем двигателе, они постоянно подвергаются воздействию высокой температуры (до 1000 градусов Цельсия) и давления. Существует множество типов и моделей свечек, от качества которых зависит работа двигателя.

Посмотрите, в каких суровых условиях работают свечи:

• Температура до 1 000 градусов Цельсия. Например, серебро плавится при 960 градусах Цельсия;
• Давление до 4 000 000 Паскаль, что в 20 раз больше давления в шинах;
• Напряжение до 25 000 Вольт. Такое высокое напряжение подается для того, чтобы искра пробила слой воздуха между электродами и зажгла топливную смесь. Для пробивки одного сантиметра воздуха требуется напряжение в 30 000 вольт. Делайте выводы.

Почти все люди знают, как выглядит свеча зажигания, но мало кто догадывается о том, что находится у нее внутри.

Принцип работы очень прост. С катушки зажигания на наконечник 1 подается напряжение, и между электродами 2(+) и 3(-) проскакивает искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Ознакомимся с разновидностями свечей

Свечки классифицируются по конструкции и по материалу электродов.

• По конструкции, свечи зажигания разделяют на двухэлектродные (первая) и многоэлектродные (вторая):

Многоэлектродные свечи служат дольше и они более надежные, сейчас объясню почему. При эксплуатации свеч электроды выгорают, после чего нарушается искрообразование. Боковой электрод выгорает гораздо быстрее. Так вот, в многоэлектродных свечках, искра проскакивает между центральным и одним из боковых электродов, нагрузка распределяется между боковыми электродами, тем самым, увеличивая их срок службы.

• По материалу электродов свечки разделяют на классические и иридиевые. Есть еще и платиновые (платиновая напайка на электродах, которая более устойчива к разрушению), но как класс я их не рассматриваю. С обычными свечками все понятно.

Давайте ознакомимся с иридиевыми.

На рисунке изображена иридиевая свечка (1 — боковой электрод с платиновой напайкой, 2 — иридиевый электрод диаметром 0,6 мм, который приваривается лазерной сваркой). Если присмотреться, то на боковом электроде можно увидеть платиновую напайку. Такие свечи имеют ряд неоспоримых преимуществ перед классическими:

• Центральный электрод очень тонкий, что позволяет «концентрировать» напряжение зажигания;
• Иридий практически не выгорает, на сердечнике практически не скапливаются отложения;
• Благодаря тонкому сердечнику сведен к минимуму гасящий эффект при распространении пламени;
• Иридиевый сердечник прослужит как минимум в два раза дольше.

Свечи зажигания с V-образным разрезом в сердечнике

Довольно интересная разработка и, уверен, довольно эффективная. Как видно на рисунке, на свече с разрезом искра проскакивает на кромке электрода, где топливной смеси скапливается больше. Этот факт свидетельствует о том что смесь будет загораться быстрее, что улучшит качество работы двигателя и снизит расход топлива.

Вот так работает свеча зажигания

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания

Библиографическое описание:

Горюнов, С. С. Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания / С. С. Горюнов, И. Е. Рогов. — Текст : непосредственный // Современные тенденции технических наук : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2017 г.). — Казань : Бук, 2017. — С. 21-26. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/230/12390/ (дата обращения: 10.12.2022).



Статья посвящена вопросам устройства и эксплуатации свечей зажигания в двигателях внутреннего сгорания.

Ключевые слова: свеча зажигания, двигатель внутреннего сгорания, товар, предложения, концепции

The article is devoted to the design and operation of spark plugs in internal combustion engines.

Key words: spark ignition, internal combustion engine, item, suggestion, and concept.

Эксплуатация свечей зажигания

Свеча зажигания — один из важнейших элементов двигателей внутреннего сгорания. Правильно подобранные свечи способны увеличить производительность двигателя, сократить расходование бензина, избежать детонации в двигателе внутреннего сгорания и увеличить срок службы поршней.

Свеча зажигания — это устройство для воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания. Система зажигания реализует подачу высокого напряжения (ВН) через катушку зажигания к свече. На концах электродов создается напряжение несколько киловольт, в искровом промежутке образуется стример, что способствует пробою длинных промежутков между анодом и катодом, и воспламенению смеси в цилиндре.

Рис. 1. Устройство свечи зажигания.

Устройство свечи зажигания (рис.1):

1. Контактный вывод;
2. рёбра изолятора;
3. изолятор;
4. металлическая оправа;
5. центральный электрод;
6. боковой электрод;
7. уплотнитель.

Свеча зажигания состоит из металлической оправы, изолятора и центрального проводника.

Свеча зажигания, кроме выполнения своей непосредственной задачи, представляется указателем на механические и электрохимические процессы, протекающих во время запуска поршневой системы мотора, и дальнейшей его работы.

Свеча, работающая в исправном состоянии, не оставляет налета после воздействия на электроды и керамическая юбка изолятора становится светло-серого цвета либо слегка коричневого (рис.2).

Рис. 2. Нормально работающая свеча зажигания

Катод центрального электрода, покрытый бархатисто-чёрными остатками продуктов сгорания (рис.3), является признаком превышенного максимального значения октанового числа в топливовоздушной смеси, вследствие чего, двигатель страдает от повышенного расхода топлива. Обратный эффект грозит перегревом камеры сгорания, что скажется на цвете электрода (рис.4).

Рис. 3. Катод центрального электрода, покрытый бархатисто-чёрными остатками продуктов сгорания

Рис. 4. Центральный и боковой электроды покрыты налётом пепельного цвета

При красноватом оттенке изолятора наконечника свечи зажигания (рис.5), возможно шунтирование катода через токопроводящий налет на поверхности изоляции. При этом свеча зажигания может стать неисправной из-за плохой напряженности искрового промежутка, это говорит об избыточном количестве присадок содержащихся в топливе, которые оседают в виде металлических отложений.

Рис. 5. Красноватый оттенок изолятора наконечника свечи зажигания

Влажные чёрные маслянистые отложения на кончике изолятора наконечника и электродов, особенно в резьбовой части (рис.6), зачастую наблюдаются при повышенном расходе масле двигателя в следствии чего появляется синий или бело-синий дым из выхлопной трубы машины. Причиной этого может быть сильно изношенные поршневые кольца или стенки цилиндров, или маслосъемные колпачки. Масло, втянутое в камеру из-за чрезмерного зазора в направляющих штока клапана, или сильно изношенных уплотнителей клапанов также указывает на неисправности свечей. Последний вариант по исправлению наблюдаемых негативных признаков, поменять свечи зажигания на другие, у которых калильное число меньше.

Рис. 6. Влажные, чёрные масляные отложения на кончике юбки и электродов

Свечи зажигания, имеющие на тепловом конусе свечи нагар белого или желтого цветов, говорит о перегреве свечи зажигания, который может быть вызван несоответствием типа свечи двигателю, слабой затяжкой свечи или ненадлежащим уплотнением, или неправильно отрегулированным углом опережения зажигания. Как правило, перегрев свечи сопровождается повышенной эрозией электродов и потерей тяговитости двигателя и повышенным расходом бензина. В конечном итоге возможно образование так называемого мостика, между электродами приводящего к выходу из рабочего состояния свечи зажигания и как следствие одного из цилиндров двигателя.

Рис. 7. Наличие на тепловом конусе свечи зажигания нагара белого цвета и соединение электродов с помощью продуктов сгорания и плавления металлов

Активно протекающая реакция свинца, содержащегося в топливно-воздушной смеси, с выступающей вокруг центрального электрода металла свечи зажигания (рис. 8), сопровождаются глянцевыми отложениями на нижней части корпуса свечи зажигания. На высоких оборотах двигателя возможны пропуски зажигания при наблюдаемом воздействии. Также в дальнейшем возможна эрозия бокового электрода, изготовленного из никелевого сплава (рис.9).

Рис. 8. Активно протекающая реакция свинца с выступающей вокруг центрального электрода металла свечи зажигания

Рис. 9. Активно протекающая реакция свинца с боковым электродом

Металлическая «молния» на внешнем изоляторе свечи зажигания указывает на результат того, что искровой зазор между электродами свечи сильно расширился из-за износа электродов, и свече зажигания требуется гораздо более высокое напряжение, при этом, изолятору свечи зажигания недостаточно диэлектрических свойств, чтобы удержать заряд, в ходе чего происходит пробой. Как правило, возникновение искрового промежутка между электродом и верхним контактом штепсельного соединения свечи зажигания наиболее вероятны на двигателях с турбонаддувом.

Рис. 10 Металлическая «молния» на внешнем изоляторе свечи зажигания

Коррозия корпуса свечи зажигания возникает при взаимодействии металлов с водой и другими реагентами, возникает в основном из-за плохой гидроизоляции подкапотного пространства.

Рис. 11. Коррозия корпуса свечи зажигания

Механическое повреждения свечей зажигания (рис. 12) происходит в следствии детонация и образования сверхдавления, которое разрушает нижнюю часть корпуса свечи зажигания из-за малой прочности рабочей поверхности. В ходе эмпирически данных, возникновение подобных случаев наблюдается при неверно настроенном угле опережения зажигания, неисправном клапане рециркуляции выхлопных газов, резком охлаждении свечи или браковке самого изделия.

Рис.12. Нижняя часть корпуса свечи зажигания. Механическое повреждение

Также в результате попадания посторонних предметов в камеру сгорания возможен выход из строя цилиндров двигателя и как результат разрушение бокового электрода или некоторых деталей свечи зажигания целиком (рис. 13).

Рис. 13. Механическое повреждение свечи зажигания

Последний индикаторный признак свечи зажигания — это ее износ. В процессе работы растёт зазор между электродами, что требует большего напряжения для выдачи искры. Нормальные темпы роста зазора для большинства свечей принято считать следующими: для четырёхтактных двигателей: 0.01~0.02 мм на каждые 1 000 км пробега; для двухтактных двигателей: 0.02~0.04 мм на каждые 1 000 км пробега.

Рис. 14. Износ свечи

Исправная топливная система в высокой степени зависит от системы зажигания. При правильном выборе свечей, обычно отталкиваются от геометрических размеров и калильного числа, которое указывает на тепловой режим работы.

Литература:

1. Росс Твег. Руководство. Системы зажигания легковых автомобилей. Издательство: ЗАО «КЖИ» — «За рулем», 2004.
2. Немцов М. В., Немцова М. Л. Электротехника и электроника. Издательство: ИЦ «Академия», 2013.
3. Двигатель НК-8–2У. Руководство по технической эксплуатации. Часть третья. Глава 80 — «Система запуска»
4. Матиешин И. Свечи зажигания: маркировка, характеристика, виды и какие лучше. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://etlib.ru/blog/466-svechi-zazhiganiya-markirovka-harakteristika-vidy-i-kakie-luchshe свободный. Загл. с экрана. — Яз. рус.

Основные термины (генерируются автоматически): свеча зажигания, боковой электрод, внутреннее сгорание, двигатель, искровой промежуток, нижняя часть корпуса свечи зажигания, протекающая реакция свинца, центральный электрод, высокое напряжение, калильное число.

Ключевые слова

двигатель внутреннего сгорания, предложения, товар, свеча зажигания, концепции

Похожие статьи

Исследование влияния количества

электродов на…

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания… При этом свеча зажигания может стать неисправной из-за плохой напряженности искрового промежутка, это говорит об. Как правило, перегрев свечи сопровождается повышенной эрозией электродов и потерей…

Исследование автомобильных бензинов и их влияние на работу…

Свеча соответствует двигателю по калильному числу. Расход топлива, моторного масла и токсичность ОГ соответствуют норме. Очистить свечи от налета и при необходимости отрегулировать искровой зазор.

Герметизация тальком как способ минимизации энергозатрат при…

Рис.1. Конструкция свечи зажигания с герметичным уплотнением стеклогерметиком. Герметизация опрессовкой методом термоосадки относиться к классическому способу герметизации искровых свечей зажигания для поршневых двигателей.

Снижение токсичности выбросов

двигателя внутреннего. ..

Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя…

Основные термины (генерируются автоматически): свеча зажигания, боковой электрод, внутреннее сгорание…

Перспективы повышения износостойкости цилиндров

двигателей…

Исследование влияния количества электродов на… Повышение стабильности искрового разряда сказывается, прежде всего, на содержании в отработавших газах несгоревших

Францев С. М. Влияние величины межэлектродного зазора свечи зажигания на показатели…

Комплексный стенд для проведения автономных ресурсных…

Для современных перспективных двигателей ресурс свечей зажигания должен составлять от 12 до 15 тысяч часов наработки в составе двигателя, при этом искровая наработка должна составлять не менее 120 часов.

Восстановление рабочей поверхности гильз цилиндров…

Отрицательно заряженные ионы перемещаются к положительному электроду-аноду и выделяются на нем.

Рис. 2. Цилиндры двигателя внутреннего сгорания после операции хонингования.

О восстановлении характерных дефектов корпуса водяного насоса.

Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном…

Рис. 1 а. Конструкция двигателя и его расчетная схема (конструкция двухтактного двигателя с кривошипно-камерной продувкой): 1 — свеча зажигания, 2 — камера сгорания, 3 — цилиндр, 4 — выпускной канал, 5 — поршень, 6 — впускное окно в…

Почему свечи зажигания так важны для вашего двигателя?

Большинство людей не думают дважды о своих свечах зажигания, однако эти маленькие детали играют невероятно важную роль в функционировании вашего автомобиля. На самом деле, без правильно работающих свечей зажигания ваш автомобиль, скорее всего, вообще не сможет работать. В этом блоге наши специалисты по ремонту автомобилей более подробно расскажут о том, почему ваши свечи зажигания так важны, в том числе о том, что они делают и как узнать, когда пришло время их заменить.

Что делают свечи зажигания?

Ваш двигатель представляет собой замечательную машину, предназначенную для преобразования источника энергии (бензина) в реальное движение. Но как это сделать? Ответ заключается в принципе, известном как внутреннее сгорание . Чтобы превратить топливо в вашем автомобиле из источника потенциальной энергии в источник кинетической энергии, ваш двигатель должен найти способ выпустить его, и он делает это в процессе сгорания.

Цикл двигателя — это то, что заставляет этот процесс происходить. В цикле вашего двигателя ваши клапаны заполняют цилиндр смесью воздуха и топлива, которые в сочетании являются взрывоопасными. Когда поршень в вашем двигателе движется вверх, он сжимает эту смесь до тех пор, пока она не окажется в очень маленьком пространстве, создавая еще больше потенциальной энергии. На пике этого сжатия ваш двигатель поджигает эту смесь с небольшой искрой, создавая взрыв, который толкает поршень обратно вниз, вращая коленчатый вал в вашем двигателе и создавая мощность, которая заставляет ваш автомобиль двигаться вперед.

Свечи зажигания обеспечивают искру, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь, создавая взрыв, заставляющий двигатель вырабатывать мощность. Эти маленькие, но простые вилки создают электрическую дугу между двумя проводами, которые не соприкасаются, но находятся достаточно близко друг к другу, чтобы электричество могло преодолеть промежуток между ними. Ваши свечи зажигания, а также электрическое и синхронизирующее оборудование, которое их приводит в действие, являются частью того, что известно как ваша система зажигания .

Как правило, ваши свечи зажигания изготавливаются из чрезвычайно прочного материала и способны выдерживать миллионы и миллионы взрывов, прежде чем изнашиваются или требуют замены. Но это правда, что со временем взрывы и коррозия приводят к образованию искр меньшего размера или слабее, что приводит к снижению эффективности вашего двигателя и может привести к другим проблемам, включая пропуски зажигания или отказ от зажигания.

Когда нужно менять свечи зажигания?

В настоящее время большинство производителей устанавливают на заводе свечи зажигания с увеличенным сроком службы. Они лишь ненамного дороже стандартной вилки, и для потребителя звучат очень хорошо. Свечи зажигания с увеличенным сроком службы обычно рассчитаны на срок службы около 100 000 миль. Когда срок службы этих свечей подходит к концу, зазор между двумя выводами начинает увеличиваться, что приводит к снижению эффективности и возможности пропусков зажигания. Если ваша свеча разъедается до такой степени, что она сломается, это может серьезно повредить внутреннюю часть цилиндра вашего двигателя, что приведет к чрезвычайно дорогому ремонту.

Обязательно обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы узнать, на какой срок службы рассчитаны ваши свечи зажигания. Никогда не допускайте, чтобы ваши свечи зажигания превышали номинальный пробег.

Как выбрать новые свечи зажигания

При выборе новых свечей зажигания убедитесь, что они подходят для вашего автомобиля. Большинство магазинов автозапчастей смогут помочь вам сделать это, и у вас будет множество различных моделей на выбор. Те, в которых используются драгоценные металлы, такие как платина или иридий, обычно стоят дороже, чем те, в которых используются обычные металлы, такие как медь, но они, как правило, гораздо лучше выдерживают износ.

Более дешевые свечи зажигания могут стоить около двух-трех долларов, в то время как свечи премиум-класса с драгоценными металлами могут стоить от 20 до 25 долларов за штуку.

Общее практическое правило заключается в том, чтобы выбрать ту же марку и модель, что и автомобиль.

О компании Christian Brothers Automotive

Когда дело доходит до работы двигателя, компания Christian Brothers Automotive знает кое-что о том, как сохранить ваш автомобиль в рабочем состоянии. Уже более 30 лет мы помогаем тысячам клиентов по всей стране поддерживать бесперебойную и эффективную работу двигателя, включая проверку и замену свечей зажигания. Чтобы найти место рядом с вами, выполните поиск по нашей интерактивной карте здесь: https://www.cbac.com/locations/

Автор: Christian Brothers Automotive

Как работают свечи зажигания

Свеча зажигания — это электрическое устройство, которое вставляется в головку цилиндра некоторых двигателей внутреннего сгорания и воспламеняет сжатый аэрозольный бензин с помощью электрической искры. Свечи зажигания имеют изолированный центральный электрод, который соединен сильно изолированным проводом с катушкой зажигания или цепью магнето снаружи, образуя с заземленной клеммой на основании свечи искровой разрядник внутри цилиндра. Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на двигатели с искровым зажиганием, для начала сгорания которых требуются свечи зажигания, и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели), которые сжимают воздух, а затем впрыскивают дизельное топливо в нагретую смесь сжатого воздуха, где оно самовоспламеняется. В двигателях с воспламенением от сжатия могут использоваться свечи накаливания для улучшения характеристик холодного запуска.

 

Для воспламенения воздушно-топливной смеси. Электрическая энергия передается через свечу зажигания, перескакивая через зазор в запальном конце свечи, если напряжение, подаваемое на свечу, достаточно высокое. Эта электрическая искра воспламеняет бензино-воздушную смесь в камере сгорания. Для отвода тепла от камеры сгорания. Свечи зажигания не могут нагреваться, они могут только отводить тепло. Температура конца запального конца свечи должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, но достаточно высокой, чтобы предотвратить загрязнение. Свеча зажигания работает как теплообменник, вытягивая нежелательную тепловую энергию из камеры сгорания и передавая ее системе охлаждения двигателя. Тепловой диапазон свечи зажигания определяется ее способностью рассеивать тепло от кончика.

Эксплуатация :

Штекер подключается к источнику высокого напряжения, генерируемому катушкой зажигания или магнето. Когда электроны текут из катушки, между центральным электродом и боковым электродом возникает разность потенциалов. Ток не может течь, потому что топливо и воздух в промежутке являются изолятором, но при дальнейшем повышении напряжения начинает изменяться структура газов между электродами. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, газы становятся ионизированными. Ионизированный газ становится проводником и позволяет электронам течь через зазор. Свечам зажигания обычно требуется напряжение свыше 20 000 вольт для правильного «зажигания».

По мере того, как поток электронов проходит через промежуток, он поднимает температуру искрового канала до 60 000 К. Сильный нагрев в искровом канале вызывает очень быстрое расширение ионизированного газа, подобное небольшому взрыву. Это «щелчок», слышимый при наблюдении искры, похожий на молнию и гром.

Тепло и давление заставляют газы вступать в реакцию друг с другом, и в конце искрового разряда в искровом промежутке должен образоваться небольшой огненный шар, поскольку газы сгорают сами по себе.