Центральный электрод свечи зажигания

Свечи являются одной из самых важных вещей в машине – без них невозможно запустить двигатель, а, следовательно, начать движение. Им приходится работать в тяжелых условиях – при температуре до 1000 градусов по Цельсию, при напряжении в 40 000 Вольт и давлении на уровне 100 бар! Ниже рассмотрим виды свечей зажигания и их особенности.

Какие и для какого двигателя

При выборе следует особое внимание обращать виды свечей зажигания. Для бензиновых двигателей выбирают зажигания, а для дизельных двигателей — накаливания.

Различают три типа электродов:

Стандартные разновидности свечей зажигания имеют вдвое меньшую прочность, чем иридиевые. Лучшими, но и одновременно самыми дорогими, в настоящее время доступными на рынке являются свечи, изготовленные из платины. По словам производителей, срок их службы определяется пробегом 100 000 километров. Следует также помнить, что от количества и формы электродов зависит их долговечность и характеристика работы двигателя. Поэтому, выбирая свечи для бензинового автомобиля, следует убедиться в том, какие требования имеет двигатель (одноэлектродная или многоэлектродная), а затем проверить, соответствует ли она критериям из каталога данного продукта или проконсультироваться с механиком.

Свеча зажигания служит для переноса в цилиндр двигателя подающегося высокого напряжения, с целью создания искры зажигания и воспламенения рабочей смеси. Кроме того, свеча должна изолировать от блока цилиндров подающееся на нее высокое напряжение (более 30 кВ), снижать пробои и прорывы, а также герметично закрывать камеру сгорания. Кроме того, она должна обеспечивать соответствующий диапазон температур во избежание загрязнения электродов и возникновения калильного зажигания. Устройство типичной свечи зажигания показано на рисунке.

Рис. Свеча зажигания производства фирмы «Bosch»

Стержень клеммы и центральный электрод

Стержень клеммы изготовлен из стали и выступает из корпуса свечи зажигания. Он служит для присоединения провода высокого напряжения или напрямую установленной стержневой катушки зажигания. Электрическое соединение между стержнем клеммы и центральным электродом выполнено с помощью расположенного между ними расплава стекла. К расплаву стекла домешивается наполнитель для улучшения степени обгорания и свойств сопротивления помехам. Так как центральный электрод находится непосредственно в камере сгорания, он подвержен воздействию очень высоких температур и сильной коррозии вследствие контакта с отработавшими газами, а также с остаточными продуктами сгорания масла, топлива и примесей. Высокие температуры искрообразования приводят к частичному расплавлению и выпариванию материала электродов, поэтому центральные электроды изготавливаются из никелевого сплава с добавками хрома, марганца и кремния. Наряду с никелевыми сплавами используются также сплавы серебра и платины, так как они незначительно обгорают и хорошо отводят тепло. Центральный электрод и стержень клеммы герметично закреплены в изоляторе.

Изолятор

Изолятор предназначен для отделения стержня клеммы и центрального электрода свечи зажигания от ее корпуса, чтобы не происходило пробоя высокого напряжения на «массу» автомобиля. Для этого изолятор должен обладать высоким электрическим сопротивления, поэтому он изготовлен из оксида алюминия, содержащего стекловидные добавки. Для снижения токов утечки горлышко изолятора имеет оребрение.

Наряду с механическими и электрическими нагрузками изолятор подвергается также высоким термическим нагрузкам. При работе двигателя на максимальных оборотах у опоры изолятора температура достигает 850 °С, а у головки изолятора — около 200 °С. Данные температуры возникают вследствие цикличных процессов сгорания рабочей смеси в цилиндре двигателя. Для того, чтобы температуры в области опоры не становились высокими, материал изолятора должен обладать хорошей теплопроводностью.

Общее устройство свечи зажигания

Свеча зажигания имеет металлический корпус, который вкручивается в соответствующее отверстие в головке блока цилиндров. В корпус свечи зажигания встроен изолятор, для герметизации которого используются специальные внутренние уплотнения. Изолятор содержит внутри центральный электрод и стержень клеммы. После сборки свечи зажигания выполняется окончательная фиксация всех деталей путем термической обработки. Боковой электрод, изготовленный из того же материала что и центральный, приваривается к корпусу свечи. Форма и расположение бокового электрода зависят от типа и конструкции двигателя. Зазор между центральным и боковым электродами регулируется в зависимости от типа двигателя и системы зажигания.

Существует много возможностей расположения бокового электрода, что влияет на величину промежутка искрового разряда. Чистая искра образуется между центральным электродом и боковым, г-образной формы. При этом рабочая смесь легко попадает в промежуток между электродами, что способствует ее оптимальному воспламенению. Если кольцеобразный боковой электрод устанавливается на одном уровне с центральным, то искра может скользить над изолятором. В этом случае ее называют скользящим искровым разрядом, который позволяет сжигать наслоения и остаточный нагар на изоляторе. Улучшить эффективность воспламенения рабочей смеси можно либо увеличением длительности искрообразования, либо увеличением энергии искрообразования. Рациональной является комбинация скользящего и обычного искровых разрядов.

Рис. Типы свечей зажигания с воздушным скользящим искровым разрядом

Для снижения потребности в напряжении на свече зажигания со скользящим искровым зарядом может быть дополнительно установлен управляющий электрод. При увеличении температуры изолятора искрообразование способно происходить при меньшем напряжении. При длительном промежутке искрового разряда воспламенение улучшается как для бедной, так и для богатой смеси топлива с воздухом.

Для двигателей с впрыском топлива во впускной коллектор предпочтение отдается свече зажигания с траекторией искрового разряда, «растянутой» в камере сгорания, в то время как для двигателей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания и послойным смесеобразованием свеча зажигания с поверхностным разрядом имеет преимущества благодаря лучшей возможности самоочищения.

При выборе подходящей для двигателя свечи зажигания важную роль играет ее калильное число, с помощью которого можно судить о тепловой нагрузке на опору изолятора. Данная температура должна быть примерно на 500 °С выше, чем температура, необходимая для самоочищения свечи от наслоений. С другой стороны, нельзя превышать максимальную температуру около 920 °С, иначе возможно возникновение калильного зажигания.

Если не достичь температуры, необходимой для самоочищения свечи, частицы топлива и масла, скапливающиеся у опоры изолятора, не будут сжигаться, и между электродами на изоляторе могут образоваться токопроводящие полосы, которые способны привести к пропускам искрообразования.

Если опора изолятора нагревается выше 920 °С, это приведет к неконтролируемому сгоранию рабочей смеси вследствие накаленной опоры изолятора во время сжатия. Мощность двигателя снижается, а свеча зажигания вследствие тепловой перегрузки может быть повреждена.

Свеча зажигания для двигателя выбирается согласно ее калильному числу. Свеча с маленьким калильным числом имеет незначительную поверхность поглощения тепла и подходит для двигателей с высокими нагрузками. Если двигатель нагружен слабо, устанавливается свеча зажигания с высоким калильным числом, имеющая большую поверхность поглощения тепла. Конструктивно калильное число свечи зажигания регулируется при ее изготовлении, например, с помощью изменения длины опоры изолятора.

Рис. Определение калильного числа свечи зажигания

При использовании комбинированного электрода, включающего электрод на никелевой основе с медным ядром, улучшается теплопроводность и вследствие этого отвод тепла от электрода.

К важным задачам при разработке свечи зажигания относится увеличение интервалов технического обслуживания. Вследствие коррозии, связанной с искровым разрядом, во время работы зазор между электродами увеличивается, а вместе с тем увеличивается и потребность в напряжении во вторичной цепи системы зажигания. При сильном износе электродов свечу зажигания следует заменить. На сегодняшний сроки службы свечей зажигания, в зависимости от их конструкции и материалов, составляют от 60000 км до 90000 км. Это достигается улучшением материала электродов и использованием большего количества боковых электродов (2, 3 или 4 боковых электрода).

Свеча зажигания — очень важный и довольно капризный элемент двигателя внутреннего сгорания. От правильности выбора свечи зависит стабильность и эффективность работы двигателя. Об основных характеристиках, на которые стоит обращать внимание при покупке, Вы можете узнать далее из статьи.

Свечи зажигания имеют несколько характеристик:

– Величина искрового зазора;
– Калильное число;
– Габаритно-присоединительные размеры;
– Материал центрального электрода;
– Количество боковых электродов;
– Ресурс;
– Способность к самоочищению.

Первые три характеристики — базовые, именно по ним определяется пригодность свечей для того или иного двигателя.

Величина искрового зазора

Это расстояние между центральным и боковым электродами, именно здесь возникает электрический разряд, поджигающий топливно-воздушную смесь. В современных свечах величина зазора составляет 0,5-2 мм.

Свеча зажигания ЗМЗ-40524,406 ЕВРО-3,2 ключ 16 (ОАО УАЗ)

Свеча зажигания ЗМЗ-40524 ЕВРО-3 BRISK DR17YC SUPER комплект (ОАО ЗМЗ)

Свеча зажигания ГАЗ,ЗИЛ АИ-76 А-11 APS

Свеча зажигания NGK

Свеча зажигания DENSO TT универсальная

Свеча зажигания IK20TT IR >

Калильное число

При достижении температуры около 900 градусов искровая свеча становится калильной — поджиг топливно-воздушной смеси производится раскаленным тепловым конусом. Калильное число как раз и показывает способность свечи нагреваться и сохранять тепло при различных тепловых нагрузках. Чем выше калильное число — тем меньше свеча нагревается, чем ниже — тем нагрев сильнее даже при малых тепловых нагрузках.

Свечи принято делить на «горячие» и «холодные». Горячие свечи обладают небольшим калильным числом и быстро нагреваются до высоких температур, поэтому они могут применяться в двигателях с низкой степенью сжатия, использующих низкооктановые топлива. Холодные свечи, напротив, мало нагреваются даже при значительных тепловых нагрузках, а поэтому могут работать в форсированных двигателях высокой мощности. Также существуют унифицированные (или термоэластичные) свечи, сочетающие свойства горячих и холодных свечей.

В настоящее время выпускаются свечи с калильным числом от 8 до 26.

Габаритно-присоединительные размеры

Сюда входит несколько параметров:

• Тип резьбы — автомобильные свечи имеют резьбу М14×1,25;
• Длина резьбы — короткая (12 мм), длинная (19 мм) и удлиненная (25 мм);
• Размер головки под ключ — сейчас наиболее часто встречаются 14, 16 и 21 мм.

Материал центрального электрода

У обычных свечей электрод выполняется из железоникелевых сплавов, однако в последнее время все большее распространение получают свечи с покрытием из благородных и редкоземельных металлов, которые значительно повышают ресурс всей свечи, а также улучшают некоторые ее характеристики. Наиболее часто используются платина и иридий, также находят применение иттрий, палладий и вольфрам.

В среднем, ресурс платиновых и иридиевых свечей в 3-5 раз выше, чем обычных. Однако при всех своих достоинствах такие свечи имеют довольно-таки высокую цену.

Количество боковых электродов

Наиболее часто применяются свечи с одним боковым электродом, однако в последние годы распространение получили свечи с количеством электродов от двух до четырех. Такие свечи обеспечивают более стабильную работу двигателя, так как увеличенное число электродов повышает вероятность возникновения электрического разряда даже при большом пробеге и загрязнении свечи.

Способность к самоочищению

Это неколичественный параметр, показывающий способность свечи препятствовать возникновению нагара и других загрязнений на ее электродах. Нагар очищается при достижении свечи температуры 400 и более градусов. Высокой способностью к самоочищению обладают свечи с биметаллическим центральным электродом, «горячие» свечи и свечи с особой формой центрального электрода.

Ресурс свечей

Продолжительность нормальной работы свечей зажигания зависит от множества факторов, и не в последнюю очередь — от ее конструкции. Считается, что свечи необходимо менять каждые 15-20 тысяч км пробега — это относится к простым недорогим свечам. Свечи с повышенным ресурсом могут работать до 30 и более тысяч км. Однако «рекордсменами» являются свечи с покрытием центрального электрода платиной, иридием и другими металлами — они могут исправно служить 80-100 тысяч км.

Теплое время года, особенно весна и лето — это сезон велосипедов, прогулок на природе и семейного отдыха. В интернет-магазине AvtoALL.RU вы найдете всё, чтобы сделать свой отдых приятным и полезным.

Майские праздники — это первые по-настоящему теплые выходные, которые можно с пользой провести на природе в кругу семьи и близких друзей! Сделать досуг на свежем воздухе максимально комфортным поможет ассортимент продукции интернет-магазина AvtoALL.

Трудно найти ребенка, которому не нравились бы активные игры на улице, и каждый ребенок с самого мечтает об одной вещи — велосипеде. Выбор детских велосипедов — ответственная задача, от решения которой зависит радость и здоровье ребенка. Типы, особенности и выбор детского велосипеда — тема этой статьи.

Теплое время года, особенно весна и лето — это сезон велосипедов, прогулок на природе и семейного отдыха. Но велосипед будет комфортным и принесет удовольствие только в том случае, если он подобран правильно. О выборе и особенностях покупки велосипеда для взрослых (мужчин и женщин) читайте в статье.

Шведский инструмент Husqvarna известен во всем мире, он является символом настоящего качества и надежности. Среди прочего под этим брендом выпускаются и бензопилы — все о пилах Husqvarna, их актуальном модельном ряду, особенностях и характеристиках, а также о вопросе выбора читайте в данной статье.

Отопители и предпусковые подогреватели немецкой компании Eberspächer — известные во всем мире устройства, повышающие комфорт и безопасность зимней эксплуатации техники. О продукции данного бренда, ее типах и основных характеристиках, а также о подборе отопителей и подогревателей — читайте в статье.

Многие взрослые не любят зиму, считая ее холодным, депрессивным временем года. Однако дети совсем другого мнения. Для них зима — это возможность поваляться в снегу, покататься на горках, т.е. весело провести время. И одним из лучших помощников для детей в их нескучном времяпровождении — это, например, всевозможные санки. Ассортимент рынка детских санок очень обширен. Рассмотрим некоторые виды из них.