Свеча зажигания

Чтобы узнать о других значениях, см. Свеча зажигания (значения) .

Свеча зажигания с односторонним электродом

Электрическая искра на свече зажигания

Свеча зажигания (иногда, в британском английском , свеча зажигания , и, в просторечии, свеча ) — устройство для подачи электрического тока от системы зажигания в камеру сгорания двигателя с искровым зажиганием для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси электрической искрой , сохраняя при этом давление сгорания внутри двигателя. Свеча зажигания имеет металлический корпус с резьбой центрального электрода керамическим , электрически изолированный от изолятором. Центральный электрод, который может содержать резистор , соединяется сильно изолированным проводом с выходной клеммой катушки зажигания или магнето . двигателя Металлический корпус свечи зажигания ввинчен в головку блока цилиндров и, таким образом, электрически заземлен . Центральный электрод выступает через фарфоровый изолятор в камеру сгорания , образуя один или несколько искровых промежутков между внутренним концом центрального электрода и обычно одним или несколькими выступами или конструкциями, прикрепленными к внутреннему концу резьбовой оболочки и обозначенными стороной , заземленной . или заземляющий электрод(ы).

Свечи зажигания также можно использовать для других целей; в Saab Direct Ignition, когда они не зажигаются, свечи зажигания используются для измерения ионизации в цилиндрах - это измерение ионного тока используется для замены обычного датчика фазы кулачка, датчика детонации и функции измерения пропусков зажигания. Свечи зажигания также могут использоваться в других целях, например, в печах, где необходимо воспламенить горючую топливно-воздушную смесь. В этом случае их иногда называют воспламенителями пламени .

История

В 1860 году Этьен Ленуар (также отдается должное Эдмону Бергеру, который изобрел, но так и не запатентовал свечу зажигания 2 февраля 1839 года) использовал электрическую свечу зажигания в своем газовом двигателе , первом поршневом двигателе внутреннего сгорания. Ленуару обычно приписывают изобретение свечи зажигания.

Среди первых патентов на свечи зажигания были патенты Николы Теслы ( патент США 609 250 на систему угла опережения зажигания, 1898 г.), Фредерика Ричарда Симмса (GB 24859/1898, 1898 г.) и Роберта Боша (GB 26907/1898). Только изобретение первой коммерчески жизнеспособной высоковольтной свечи зажигания как части магнето на основе системы зажигания инженером Роберта Боша Готтлобом Хонольдом в 1902 году сделало возможной разработку двигателя с искровым зажиганием . Последующие улучшения производства можно отнести на счет Альберта Чемпиона . братьям Лоджа , сыновьям сэра Оливера Лоджа , которые развили и воплотили в жизнь идею своего отца а также Кенелму Ли Гиннессу из пивоваренной семьи Guinness , который разработал бренд KLG.Хелен Блэр Бартлетт сыграла жизненно важную роль в создании изолятора в 1930 году.

Операция

Компоненты типичного четырехтактного поршневого двигателя DOHC .

• (E) Распредвал выпускных клапанов
• (I) Впускной распределительный вал
• (S) Свеча зажигания
• (V) Клапаны
• (П) Поршень
• (П) Шатун
• (С) Коленчатый вал
• (W) Водяная рубашка для потока охлаждающей жидкости

Функция свечи зажигания заключается в том, чтобы в нужный момент образовать искру для воспламенения горючей смеси. Свеча подключена к высокому напряжению, генерируемому катушкой зажигания или магнето . По мере протекания тока из катушки между центральным и боковым электродами возникает напряжение. Первоначально ток течь не может, поскольку топливо и воздух в зазоре являются изоляторами, но по мере дальнейшего повышения напряжения начинает меняться структура газов между электродами. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, газы ионизируются . Ионизированный газ становится проводником и позволяет току течь через зазор. Для правильного зажигания свечам зажигания обычно требуется напряжение 12 000–25 000 вольт или более, хотя оно может достигать 45 000 вольт. Они подают более высокий ток во время процесса разряда, что приводит к более горячей и продолжительной искре.

Поскольку ток электронов проходит через зазор, температура искрового канала повышается до 60 К. 000 Сильный нагрев в искровом канале приводит к очень быстрому расширению ионизированного газа, подобно 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. Размер этого огненного шара, или ядра, зависит от точного состава смеси между электродами и уровня турбулентности камеры сгорания в момент возникновения искры. Маленькое ядро ​​заставит двигатель работать так, как будто угол опережения зажигания был задержан, а большой — как если бы момент зажигания был опережен.

Конструкция свечи зажигания

Свеча зажигания состоит из корпуса, изолятора и центрального проводника. Он проходит через стенку камеры сгорания и, следовательно, должен также герметизировать камеру сгорания от высоких давлений и температур, не разрушаясь при длительном использовании.

Свечи зажигания определяются по размеру, резьбе или гайке (часто называемой евро ), типу уплотнения (коническая или раздавленная шайба) и искровому промежутку. Распространенные размеры резьбы (гайки) в Европе составляют 10 мм (16 мм), 14 мм (21 мм; иногда 16 мм) и 18 мм (24 мм, иногда 21 мм). В США распространенные размеры резьбы (гайки) составляют 10 мм (16 мм), 12 мм (14 мм, 16 мм или 17,5 мм), 14 мм (16 мм, 20,63 мм) и 18 мм (20,63 мм).

Части вилки

Терминал

В верхней части свечи зажигания имеется клемма для подключения к системе зажигания . С течением времени производители вносили изменения в конфигурацию терминала. Точная конструкция клеммы варьируется в зависимости от использования свечи зажигания. Большинство проводов свечей зажигания легковых автомобилей прикрепляются к клемме свечи, но некоторые провода имеют разъемы с проушиной, которые крепятся к свече под гайкой. Стандартная конфигурация SAE со сплошной несъемной гайкой характерна для многих легковых и грузовых автомобилей. Вилки, которые используются в этих целях, часто имеют конец клеммы, выполняющий двойную функцию в качестве гайки на тонком резьбовом валу, поэтому их можно использовать для любого типа соединения. Свечи зажигания этого типа имеют съемную гайку или накатку, что позволяет пользователям прикреплять их к чехлам свечей зажигания двух разных типов. Некоторые свечи зажигания имеют оголенную резьбу, что обычно встречается в мотоциклах и квадроциклах. Наконец, в последние годы была представлена ​​чашечная клемма, которая позволяет использовать более длинный керамический изолятор в том же ограниченном пространстве.

Изолятор

Основная часть изолятора обычно изготавливается из спеченного оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ), очень твердый керамический материал с высокой диэлектрической прочностью , на котором напечатано имя производителя и опознавательные знаки, а затем глазурован для повышения устойчивости к отслеживанию искр на поверхности. Его основные функции заключаются в обеспечении механической поддержки и электрической изоляции центрального электрода, а также в обеспечении расширенного пути искры для защиты от пробоя. Эта расширенная часть, особенно в двигателях с глубоко утопленными свечами зажигания, помогает выдвинуть клемму над головкой блока цилиндров, чтобы сделать ее более доступной.

Современная свеча зажигания в разрезе, демонстрирующая цельный изолятор из спеченного оксида алюминия . Нижняя часть неглазурованная.

Еще одной особенностью спеченного оксида алюминия является его хорошая теплопроводность: снижается склонность изолятора светиться от тепла и, следовательно, преждевременно зажигать смесь.

Ребрышки

За счет удлинения поверхности между клеммой высокого напряжения и заземленным металлическим корпусом свечи зажигания физическая форма ребер улучшает электрическую изоляцию и предотвращает утечку электрической энергии по поверхности изолятора от клеммы к металлическому корпусу. Из-за прерывистого и более длинного пути электрический ток сталкивается с большим сопротивлением вдоль поверхности свечи зажигания даже в присутствии грязи и влаги. Некоторые свечи зажигания изготавливаются без ребер; улучшение диэлектрической прочности изолятора делает их менее важными.

Наконечник изолятора

Две свечи зажигания на сравнительных изображениях под разными углами, одна из которых регулярно изнашивается, а у другой сломана изолирующая керамика и укорочен центральный электрод из-за производственных дефектов и/или перепадов температур.

В современных свечах зажигания (после 1930-х годов) кончик изолятора, выступающий в камеру сгорания, представляет собой ту же керамику из спеченного оксида алюминия (глинозема) , что и верхняя часть, просто неглазурованную. Он рассчитан на температуру 650 °C (1200 °F) и напряжение 60 кВ.

В старых свечах зажигания, особенно в самолетах, использовался изолятор, сделанный из сложенных друг на друга слоев слюды , сжимаемых напряжением в центральном электроде.

С появлением в 1930-х годах этилированного бензина отложения свинца на слюде стали проблемой и сократили интервал между чисткой свечей зажигания. в Германии разработала спеченный оксид алюминия . компания Siemens Чтобы противодействовать этому, Спеченный оксид алюминия является материалом, превосходящим слюду или фарфор, поскольку он является относительно хорошим проводником тепла для керамики, сохраняет хорошую механическую прочность и устойчивость к (термическому) удару при более высоких температурах, а эта способность нагреваться позволяет ему работать при « температуры самоочистки без быстрой деградации. Это также позволяет создать простую цельную конструкцию с низкой стоимостью, но с высокой механической надежностью. Размеры изолятора и металлического сердечника проводника определяют тепловой диапазон вилки. Короткие изоляторы обычно представляют собой «более холодные» вилки, а «горячие» вилки изготавливаются с удлиненным путем к металлическому корпусу, хотя это также зависит от теплопроводности металлического сердечника.

Уплотнения

Поскольку свеча зажигания при установке также герметизирует камеру сгорания двигателя, необходимы уплотнения, чтобы гарантировать отсутствие утечек из камеры сгорания. Внутренние уплотнения современных заглушек изготавливаются из спрессованного стеклянно-металлического порошка, но уплотнения старого образца обычно изготавливались с использованием многослойной пайки . Внешнее уплотнение обычно представляет собой раздавливающую шайбу , но некоторые производители используют более дешевый метод конического соединения и простое сжатие, чтобы попытаться герметизировать.

Металлический корпус/корпус

Металлический корпус/оболочка (или оболочка , как ее многие называют) свечи зажигания выдерживает момент затяжки свечи, служит для отвода тепла от изолятора и передачи его на головку блока цилиндров, а также служит заземлением для искры проходят через центральный электрод к боковому электроду. Резьба свечей зажигания подвергается холодной прокатке для предотвращения усталости от термического цикла. Важно устанавливать свечи зажигания с правильным вылетом или длиной резьбы. Свечи зажигания могут иметь разный радиус действия от 0,095 до 2,649 см (от 0,0375 до 1,043 дюйма), например, для автомобилей и небольших двигателей. Кроме того, корпус морской свечи зажигания изготовлен из металла, покрытого хроматом цинка двойной окунания.

Центральный электрод

Центральный и боковые электроды

Центральный электрод подключается к клемме через внутренний провод и обычно через последовательное керамическое сопротивление для уменьшения излучения радиочастотного шума при искрении. Свечи зажигания без резистора, обычно продаваемые без буквы «R» в номере детали свечи, не имеют этого элемента для уменьшения электромагнитных помех в радиоприемниках и другом чувствительном оборудовании. Наконечник может быть изготовлен из комбинации меди , никель - железа , хрома или благородных металлов .

В конце 1970-х годов развитие двигателей достигло той стадии, когда тепловой диапазон обычных свечей зажигания с центральными электродами из твердого никелевого сплава не мог удовлетворить их требованиям. Свеча, которая была достаточно холодной, чтобы справиться с требованиями вождения на высокой скорости, не смогла бы сжечь нагар, образовавшийся в городских условиях с остановкой и запуском, и в этих условиях засорилась бы, что привело бы к пропускам зажигания в двигателе. Точно так же свеча зажигания, которая была достаточно горячей, чтобы плавно работать в городе, могла расплавиться, когда ей пришлось выдержать длительную езду на высокой скорости по автомагистралям. Ответом на эту проблему, придуманным производителями свечей зажигания, было использование другого материала и конструкции центрального электрода, который мог бы отводить тепло сгорания от наконечника более эффективно, чем это мог бы сделать твердый никелевый сплав. Медь была выбрана для этой задачи, а метод изготовления центрального электрода с медным сердечником был разработан компанией Floform .

Центральный электрод обычно предназначен для выброса электронов ( катод , т.е. отрицательная полярность). относительно блока двигателя), поскольку обычно это самая горячая часть свечи; легче испускать электроны с горячей поверхности из-за тех же физических законов, которые увеличивают выбросы пара с горячих поверхностей (см. Термоэлектронная эмиссия ). Кроме того, электроны испускаются там, где напряженность электрического поля наибольшая; это происходит там, где радиус кривизны поверхности наименьший, от острой точки или края, а не от плоской поверхности (см. Коронный разряд ). Использование более холодного и тупого бокового электрода в качестве отрицательного требует до 45 процентов более высокого напряжения. так мало систем зажигания, за исключением бесполезной искры , устроены таким образом. Системы отработанной искры создают большую нагрузку на свечи зажигания, поскольку они поочередно выпускают электроны в обоих направлениях (от заземляющего электрода к центральному электроду, а не только от центрального электрода к заземляющему электроду). В результате автомобили с такой системой должны иметь драгоценные металлы на обоих электродах, а не только на центральном, чтобы увеличить межсервисные интервалы замены, поскольку они быстрее изнашивают металл в обоих направлениях, а не только в одном.

Проще всего было бы вытянуть электроны из заостренного электрода, но заостренный электрод разрушится уже через несколько секунд. Вместо этого электроны испускаются с острых краев конца электрода; по мере того как эти края разрушаются, искра становится слабее и менее надежной.

Когда-то было принято снимать свечи зажигания, очищать их от отложений вручную или с помощью специального пескоструйного оборудования и напиливать конец электрода для восстановления острых кромок, но эта практика стала менее распространенной по трем причинам:

1. очистка с помощью таких инструментов, как проволочная щетка, оставляет на изоляторе следы металла, которые могут создать слабую проводимость и, таким образом, ослабить искру (увеличение выбросов).
2. Свечи настолько дешевы по сравнению с затратами на рабочую силу, что экономика требует замены, особенно на современные долговечные вилки.
3. Иридиевые и платиновые свечи, срок службы которых больше, чем медь, стали более распространенными.

Разработка высокотемпературных электродов из благородных металлов (с использованием таких металлов, как иттрий , иридий , вольфрам , палладий или рутений , а также относительно дорогой платины , серебра или золота ) позволяет использовать центральную проволоку меньшего размера с более острыми краями. но не плавится и не разъедается. Эти материалы используются из-за их высоких температур плавления и долговечности, а не из-за их электропроводности (которая не имеет значения при последовательном соединении со штепсельным резистором или проводами). Меньший электрод также поглощает меньше тепла от искры и начальной энергии пламени.

Полониевые свечи зажигания продавались компанией Firestone с 1940 по 1953 год. Хотя количество излучения от свечей было незначительным и не представляло угрозы для потребителя, польза от таких свечей зажигания быстро уменьшилась примерно через месяц из-за короткого периода полураспада полония, и потому что отложения на проводниках блокировали бы излучение, улучшающее работу двигателя. Идея создания полониевой свечи зажигания, а также свечи Альфреда Мэтью Хаббарда прототипа радиевой , предшествовавшего ей, заключалась в том, что излучение улучшит ионизацию топлива в цилиндре и, таким образом, позволит свече зажигаться более быстро и эффективно.

Боковой (заземляющий) электрод

Боковой электрод (также известный как «заземляющая полоса») изготовлен из стали с высоким содержанием никеля и приварен или подвергнут горячей ковке к боковой части металлического корпуса. Боковой электрод также сильно нагревается, особенно на выступающих носовых пробках. В некоторых конструкциях этот электрод снабжен медным сердечником для увеличения теплопроводности. Также можно использовать несколько боковых электродов, чтобы они не перекрывали центральный электрод. В заземляющий электрод также могут быть добавлены небольшие подушечки из платины или даже иридия для увеличения срока службы.

Зазор в свече зажигания

Датчик зазора: Диск с конической кромкой; край становится толще, двигаясь против часовой стрелки, и за край поддевают свечу зажигания, чтобы проверить зазор.

Свечи зажигания обычно имеют искровой зазор, который может быть отрегулирован техником, устанавливающим свечу зажигания, путем небольшого изгиба заземляющего электрода. Одна и та же свеча может использоваться для нескольких разных двигателей, для каждого из которых требуется разный зазор. Свечи зажигания в автомобилях обычно имеют зазор от 0,6 до 1,8 мм (от 0,024 до 0,071 дюйма). Зазор может потребовать регулировки стандартного зазора.

Измеритель свечей зажигания зазора представляет собой диск со скошенной кромкой или с круглыми проволоками точного диаметра и используется для измерения зазора. Использование щупа с плоскими лезвиями вместо круглых проводов, которые используются на точках распределителя или зазоре клапана , даст ошибочные результаты из-за формы электродов свечей зажигания. Самые простые калибры представляют собой набор ключей различной толщины, которые соответствуют желаемому зазору, и зазор регулируется до тех пор, пока ключ не будет плотно прилегать. При нынешних технологиях двигателей, повсеместно включающих твердотельные системы зажигания и компьютеризированный впрыск топлива , используемые зазоры в среднем больше, чем в эпоху карбюраторов и распределителей прерывателей, до такой степени, что датчики свечей зажигания той эпохи не всегда могут измерить необходимые зазоры. нынешних автомобилей. Транспортным средствам, использующим сжатый природный газ, обычно требуются более узкие зазоры, чем автомобилям, использующим бензин.

Регулировка зазора (также называемая «зазором свечи зажигания») может иметь решающее значение для правильной работы двигателя. Узкий зазор может дать слишком маленькую и слабую искру для эффективного воспламенения топливно-воздушной смеси, но свеча почти всегда срабатывает в каждом цикле. Слишком широкий зазор может вообще помешать зажиганию искры или может привести к пропуску зажигания на высоких скоростях, но обычно искра достаточно сильная, чтобы обеспечить чистое горение. Искра, которая периодически не может воспламенить топливно-воздушную смесь, может быть незаметна непосредственно, но проявится в снижении мощности двигателя и топливной экономичности . Регулировку зазора не рекомендуется производить для иридиевых и платиновых свечей зажигания, поскольку существует риск повреждения металлического диска, приваренного к электроду.

Вариации базовой конструкции

Свеча зажигания с двумя боковыми (заземляющими) электродами.

На протяжении многих лет вариации базовой конструкции свечей зажигания пытались обеспечить либо лучшее зажигание, либо более длительный срок службы, либо и то, и другое. Такие варианты включают использование двух, трех или четырех заземляющих электродов, расположенных на равном расстоянии друг от друга, окружающих центральный электрод. Другие варианты включают использование утопленного центрального электрода, окруженного резьбой свечи зажигания, который фактически становится заземляющим электродом (см. «Свеча зажигания с поверхностным разрядом» ниже). Также предусмотрено использование V-образного выреза на кончике заземлителя. Несколько заземлителей обычно обеспечивают более длительный срок службы, поскольку, когда искровой промежуток расширяется из-за электроразрядного износа, искра перемещается к другому, более близкому заземлителю. Недостаток нескольких заземляющих электродов заключается в том, что в камере сгорания двигателя может возникать экранирующий эффект, препятствующий распространению пламени при горении топливно-воздушной смеси. Это может привести к менее эффективному сгоранию и увеличению расхода топлива. Их также трудно или почти невозможно приспособить к другому единообразному размеру зазора.

Свеча зажигания с поверхностным разрядом

Поршневой двигатель имеет часть камеры сгорания, которая всегда находится вне досягаемости поршня; и в этой зоне расположена обычная свеча зажигания. Двигатель Ванкеля имеет постоянно меняющуюся площадь сгорания; и свеча зажигания неизбежно попадает в уплотнения вершины ротора. Если бы свеча зажигания выступала в камеру сгорания Ванкеля, она бы ударилась о проходящее верхнее уплотнение, но если бы свеча была утоплена, чтобы избежать этого, доступ смеси к искре был бы ограничен, что привело бы к пропускам зажигания или неполному сгоранию. Поэтому был разработан новый тип свечи «поверхностного разряда», имеющей почти плоскую поверхность камеры сгорания. Короткий центральный электрод выступает лишь незначительно, а весь заземленный корпус вилки действует как боковой электрод. Таким образом, электроды находятся за пределами досягаемости проходящего верхушечного уплотнения, а искра доступна для топливно-воздушной смеси. Дуговой зазор остается постоянным на протяжении всего срока службы свечи зажигания с поверхностным зазором, а путь искры будет постоянно меняться (вместо того, чтобы метаться от центра к боковому электроду, как в обычной свече). Еще одним преимуществом конструкции с поверхностным зазором является то, что боковой электрод не может отломиться и потенциально вызвать повреждение двигателя, хотя это не часто случается с обычными свечами зажигания.

Уплотнение головки блока цилиндров

Старая свеча зажигания снята с автомобиля, новая готова к установке.

Большинство свечей зажигания герметизируются с головкой блока цилиндров с помощью одноразовой полой или складчатой ​​металлической шайбы, которая слегка сдавливается между плоской поверхностью головки и свечи, чуть выше резьбы. Некоторые свечи зажигания имеют коническое седло, в котором не используется шайба. Момент затяжки для установки этих заглушек должен быть ниже, чем для заглушек с шайбой. Свечи зажигания с коническими седлами никогда не следует устанавливать в автомобили, головки которых требуют шайб, и наоборот. В противном случае это может привести к плохой герметизации или неправильному досягаемости из-за неправильной посадки резьбы в головках.

Выступ кончика

Разные размеры свечей зажигания. Левая и правая заглушки идентичны по резьбе, электродам, выступу наконечника и тепловому диапазону. Центральная заглушка представляет собой компактный вариант с меньшими шестигранными и фарфоровыми частями снаружи головки, предназначенный для использования в условиях ограниченного пространства. Крайняя правая заглушка имеет более длинную резьбовую часть, предназначенную для использования в более толстой головке блока цилиндров .

Длина резьбовой части заглушки должна точно соответствовать толщине головки. Если свеча заходит слишком далеко в камеру сгорания, поршень может ударить ее, что приведет к повреждению двигателя изнутри. Менее драматично, если резьба свечи проходит в камеру сгорания, острые края резьбы действуют как точечные источники тепла, которые могут вызвать преждевременное зажигание ; кроме того, отложения, образующиеся между открытой резьбой, могут затруднить снятие заглушек и даже повредить резьбу на алюминиевых головках в процессе снятия.

Однако выступ наконечника в камеру также влияет на характеристики пробки; чем центрально расположен искровой промежуток, тем лучше будет воспламенение топливно-воздушной смеси, хотя эксперты считают, что процесс более сложен и зависит от формы камеры сгорания. С другой стороны, если двигатель «сжигает масло», излишки масла, попадающие в камеру сгорания, имеют тенденцию загрязнять кончик свечи и подавлять искру; в таких случаях свеча с меньшим выступом, чем обычно требуется двигателю, часто собирает меньше загрязнений и работает лучше в течение более длительного периода. Продаются специальные переходники «против обрастания», которые устанавливаются между свечой и головкой, чтобы уменьшить выступ свечи именно по этой причине на старых двигателях с серьезными проблемами сгорания масла; это приведет к тому, что воспламенение топливно-воздушной смеси будет менее эффективным, но в таких случаях это имеет меньшее значение.

Диапазон нагрева

Конструкция горячих и холодных свечей зажигания: более длинный наконечник изолятора делает свечу более горячей.

Рабочая температура свечи зажигания — это фактическая физическая температура на кончике свечи зажигания при работающем двигателе, обычно составляющая от 500 до 800 °C (от 932 до 1472 °F). Это важно, поскольку определяет эффективность самоочистки свечи зажигания и определяется рядом факторов, но в первую очередь фактической температурой внутри камеры сгорания. Между фактической рабочей температурой свечи зажигания и напряжением искры нет прямой зависимости. Однако уровень крутящего момента, создаваемого двигателем в настоящее время, будет сильно влиять на рабочую температуру свечи зажигания, поскольку максимальные температура и давление возникают, когда двигатель работает вблизи максимального выходного крутящего момента (крутящий момент и частота вращения напрямую определяют выходную мощность ). Температура изолятора зависит от тепловых условий, которым он подвергается в камере сгорания, но не наоборот. Если кончик свечи зажигания слишком горячий, это может вызвать преждевременное зажигание, а иногда и детонацию/детонацию. , и это может привести к повреждению. Если температура слишком низкая, на изоляторе могут образоваться электропроводящие отложения, вызывающие потерю энергии искры или фактическое короткое замыкание искрового тока.

Свечу зажигания называют «горячей», если она является лучшим теплоизолятором, сохраняющим больше тепла на кончике свечи зажигания. Свечу зажигания называют «холодной», если она может отводить больше тепла от кончика свечи зажигания и снижать температуру кончика. Является ли свеча зажигания «горячей» или «холодной», называется тепловым диапазоном свечи зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания обычно указывается в виде числа: некоторые производители используют возрастающие числа для более горячих свечей, а другие делают наоборот — используют возрастающие числа для более холодных свечей.

На тепловой диапазон свечи зажигания влияет конструкция свечи зажигания: тип используемых материалов, длина изолятора и площадь поверхности свечи, открытой в камере сгорания. При обычном использовании выбор диапазона нагрева свечи зажигания представляет собой баланс между поддержанием достаточно горячего кончика свечи зажигания на холостом ходу, чтобы предотвратить засорение, и достаточно холодным при максимальной мощности, чтобы предотвратить преждевременное зажигание или детонацию двигателя . При параллельном рассмотрении «более горячих» и «холодных» свечей зажигания одного и того же производителя можно очень ясно увидеть принцип действия; более холодные свечи имеют более прочный керамический изолятор, заполняющий зазор между центральным электродом и корпусом, что эффективно позволяет отводить больше тепла корпусом, в то время как более горячие свечи содержат меньше керамического материала, поэтому наконечник более изолирован от корпус вилки и лучше сохраняет тепло.

Тепло из камеры сгорания уходит через выхлопные газы, боковые стенки цилиндра и саму свечу зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания лишь незначительно влияет на камеру сгорания и общую температуру двигателя. Холодная свеча не приведет к существенному снижению рабочей температуры двигателя. (Однако слишком горячая свеча может косвенно привести к неконтролируемому преждевременному зажиганию, что может привести к повышению температуры двигателя.) Скорее, основным эффектом «горячей» или «холодной» свечи является влияние на температуру кончика свечи. свеча зажигания.

До современной эры компьютеризированного впрыска топлива было обычным делом указывать по крайней мере пару различных температурных диапазонов для свечей автомобильного двигателя; более горячая свеча для автомобилей, которые в основном медленно передвигаются по городу, и более холодная свеча для длительного использования на высокоскоростных шоссе. Однако эта практика в значительной степени устарела сейчас, когда топливно-воздушные смеси и температура цилиндров автомобилей поддерживаются в узком диапазоне в целях ограничения выбросов. Однако гоночные двигатели по-прежнему выигрывают от выбора правильного диапазона нагрева свечей. Очень старые гоночные двигатели иногда имеют два комплекта свечей зажигания: один предназначен только для запуска, а другой предназначен для установки после прогрева двигателя.

Производители свечей зажигания используют разные цифры для обозначения теплового диапазона своих свечей зажигания. У некоторых производителей, таких как Denso и NGK, цифры становятся выше по мере того, как становится холоднее. Напротив, Champion, Bosch, BRISK, Beru и ACDelco используют систему теплового диапазона, в которой числа становятся больше по мере нагревания свечей. В результате номера тепловых диапазонов необходимо пересчитывать между разными производителями, и их нельзя случайно поменять местами как равные.

Чтение свечей зажигания

На запальный конец свечи зажигания будет влиять внутренняя среда камеры сгорания. Поскольку свечу зажигания можно снять для проверки, можно изучить влияние сгорания на свечу. Осмотр или «чтение» характерной маркировки на рабочем конце свечи зажигания может указать на состояние работающего двигателя. Производители двигателей и свечей зажигания публикуют информацию о характерных маркировках в таблицах показаний свечей зажигания.

Светло-коричневатое изменение цвета кончика блока указывает на правильную работу; другие условия могут указывать на неисправность. Например, вид кончика свечи зажигания, обработанный пескоструйной обработкой, означает, что постоянная легкая детонация происходит , часто незаметная. Повреждение кончика свечи зажигания также происходит и внутри цилиндра. Сильная детонация может привести к полному разрушению изолятора свечи зажигания и внутренних деталей двигателя, а затем проявиться в виде эрозии после пескоструйной обработки, но ее легко услышать. Другой пример: если свеча слишком холодная, на кончике свечи появятся отложения. И наоборот, если пробка слишком горячая, фарфор будет выглядеть пористым, почти как сахар. Материал, который герметизирует центральный электрод к изолятору, выкипит. Иногда конец пробки кажется запотевшим, поскольку отложения расплавились.

Двигатель, работающий на холостом ходу, оказывает различное воздействие на свечи зажигания, чем двигатель, работающий на полном газу . Показания свечей зажигания действительны только для последних условий эксплуатации двигателя, а эксплуатация двигателя в других условиях может привести к стиранию или затемнению характерных меток, ранее оставленных на свечах зажигания. Самая ценная информация собирается при запуске двигателя на высоких оборотах и ​​полной нагрузке, немедленном выключении зажигания и остановке без работы на холостом ходу или на низких оборотах, а также при снятии свечей зажигания для считывания.

Для улучшения считывания показаний свечей зажигания доступны устройства для просмотра показаний свечей зажигания, которые представляют собой просто комбинацию фонарика и лупы.

Два прибора для просмотра свечей зажигания

Индексация свечей зажигания

«Индексация» свечей при установке предполагает установку свечи зажигания так, чтобы открытая часть ее зазора, не закрытая заземлителем, была обращена к центру камеры сгорания, а не к одной из ее стенок. Теория утверждает, что это максимально увеличит воздействие искры на топливно-воздушную смесь, а также обеспечит равномерное расположение каждой камеры сгорания и, следовательно, приведет к лучшему воспламенению. Индексация выполняется путем маркировки места зазора на внешней стороне заглушки, ее установки и указания направления, в котором расположена отметка. Затем заглушку удаляют и добавляют шайбы, чтобы изменить ориентацию затянутой заглушки. Это необходимо делать индивидуально для каждой пробки, так как ориентация зазора относительно резьбы обечайки произвольная . Некоторые заглушки изготавливаются с неслучайной ориентацией зазора и обычно обозначаются суффиксом к номеру модели; обычно они указываются производителями очень маленьких двигателей, в которых наконечник и электроды свечи зажигания составляют значительную часть формы камеры сгорания. Honda Insight индексирует свечи зажигания на заводе с четырьмя различными номерами деталей, соответствующими разным степеням индексации, для достижения наиболее эффективного сгорания и максимальной эффективности использования топлива.

См. также

• Косо артефакт
• Свеча накаливания (дизельный двигатель)
• Свеча накаливания (модель двигателя)
• Горелка с горячей трубкой
• Список автозапчастей
• Ниндзя скалы