Свеча зажигания

Содержание

Введение                                                                                                      3    

Глава 1. Свеча зажигания                                                                     4

             1.1. Немного истории                                                                 4                                                              

             1.2. Свеча зажигания. Назначение. Устройство                   5

                   1.2.1. Свеча зажигания. Назначение                                5                        

                   1.2.2. Свеча зажигания. Устройство                                 6

             1.3. Принцип работы                                                              10

Глава 2. Свечи зажигания. Типы. Преимущества                        12                        

           2.1. Типы свечей зажигания                                                  12

              2.2. Маркировка                                                                          14

  Глава 3. Неисправности. Причины                                                     23

            3.1. Снятие и установка                                                           23

            3.2. Неисправности. Причины                                               25

            3.3. Рынок                                                                                   33

Заключение                                                                                             34

Список литературы                                                                               35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Из "Искры возгорелась «Правда», из искры Божьей возгорается яркий талант, а из искры, проскакивающей между электродами свечи зажигания двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением горючей смеси, возгорается вспышка сжатых в цилиндре паров топлива, смешанных с атмосферным воздухом. Бензиновый двигатель давно отпраздновал столетие со дня рождения, а принцип искрового зажигания, запатентованный французским инженером Жаном Лену аром еще в 1860 году, по сей день остается неизменным. И, несмотря на угрозы со стороны турбодизелей и электромоторов, бензиновый двигатель жив, а значит, жива и свеча зажигания. Судя по всему, начало третьего тысячелетия не принесет нам ничего кардинально нового. Но это вовсе не значит, что свеча зажигания пребывает неизменной.

Мало кто из автолюбителей придает особое значение выбору свечей зажигания. Однако свечи являются важнейшим элементом системы зажигания, ведь от устойчивости и своевременности искрообразования зависит стабильность работы всего двигателя. Работа свечи являются заключительным этапом работы всей системы зажигания.

Свечи зажигания являются средством познания вашего двигателя, очевидцами процессов, происходящих в камере сгорания, и могут использоваться как полноценный диагностический инструмент. Как термометр для больного, свечи зажигания выявляют симптомы и условия эксплуатации двигателя. Опытный механик, анализируя эти симптомы, может обнаружить причину, вызывающую множество проблем, или определить соотношение топливовоздушной смеси.

Свечи зажигания – это такая деталь автомобиля, без которой машина просто не заведется и не поедет. Подобные изделия работают в самых экстремальных условиях. Они, то принимают на себя рабочую смесь, образовавшуюся из воздуха и паров бензина, то находятся прямо в раскаленных газах. И так десятки раз за секунду.

Какие требования предъявляются к изготовителям, какие виды свечей бывают, как образуется та самая искра, приводящая в работу двигатели автомобилей и многие другие вопросы будут рассмотрены в данной работе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Свеча зажигания

1.1. Немного истории

Первые изобретатели свечей зажигания столкнулись с большой проблемой: герметичность. В то время не было настолько качественной керамики и в ход шли разные материалы: стекло, слюда и даже некоторые породы дерева, но быстрое разрушение при нагрузках было неизбежно.

Первый прообраз современной свечи зажигания появился на свет 152 года назад. Француз Ленуар, установил систему зажигания на своём первом двигателе, после чего за её доработку взялся немец Отто. Прародители современной свечи зажигания радикально отличались от современных аналогов. Так, например, наиболее распространенная в 1900 году система зажигания с «запальной трубкой» состояла из керамической изоляторной трубки с пропущенным в ней проводом высокого напряжения. Искра от динамо – машины через высоковольтный провод передавалась непосредственно на поршень либо стенки цилиндра, воспламеняя рабочую смесь.

История "нормальных" свечей зажигания, берет начало с приходом двадцатого столетия. Первый патент на свечу зажигания выдан Роберту Бош в 1902 годом. Инженер компании Боша предлагает использование высококачественной керамики для изолятора и находит способ передачи высокого напряжения в четко установленный момент. Конструкция свечей того времени оказалась на столько удачной, что на протяжении нескольких десятилетий эксплуатации, в их конструкцию не пришлось вносить каких-либо глобальных изменений, лишь небольшие, связанные с увеличением срока службы!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Глава 1. Свеча зажигания

 

1.2. Свеча зажигания. Назначение. Устройство

1.2.1. Свеча зажигания. Назначение

 

Задачей свечи зажигания в бензиновом двигателе автомобиля является воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания.

 

Она осуществляет воспламенение смеси воздуха и топлива. На качество этого воспламенения влияют многие факторы, имеющие очень большое значение для эксплуатации автотранспорта и для состояния окружающей среды. Важны такие показатели, как плавность хода, мощность и эффективность двигателя, а также выброс вредных веществ.

Если подумать, что одна свеча зажигания должна зажигать от 500 до 3500 раз в минуту, то становится ясно, насколько значимой является роль современной технологии свечей зажигания, цель которой состоит в соблюдении норм выбросов вредных веществ и в сокращении расхода топлива.

Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, так как от бесперебойности искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработавших газов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Свеча зажигания

1.2. Свеча зажигания. Назначение. Устройство

1.2.2. Свеча зажигания. Устройство

Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень.

Контактный вывод, расположенный в верхней части свечи, предназначен для подключения свечи к высоковольтным проводам системы зажигания или непосредственно к индивидуальной высоковольтной катушке зажигания. Могут встречаться несколько слегка различных вариантов конструкции. Наиболее часто провод к свече зажигания имеет защёлкивающийся контакт, который надевается на вывод свечи. В других типах конструкции провод может крепиться к свече гайкой. Часто вывод свечи делают универсальным: в виде оси с резьбой и навинчивающегося защёлкивающегося контакта.

Рёбра изолятора

Рёбра изолятора предотвращают электрический пробой по его поверхности, образуя лабиринт.

Изолятор

Изолятор, как правило, делается из алюминиево-оксидной керамики, которая должна выдерживать температуры от 450 до 1 000 °C и напряжение до 60 000 В. Точный состав изолятора и его длина частично определяют тепловую маркировку свечи.

Часть изолятора, непосредственно прилегающая к центральному электроду, наиболее сильно влияет на качество работы свечи зажигания. Применение керамического изолятора в свече предложено Г. Хонольдом вследствие перехода к высоковольтному зажиганию.

 

 

 

 

 

 

 

Уплотнители

Служат для предотвращения проникновения горячих газов из камеры сгорания.

Цоколь (корпус)

Служит для заворачивания свечи и удержания её в резьбе головки блока цилиндров, для отвода тепла от изолятора и электродов, а также служит проводником электричества от «массы» автомобиля к боковому электроду.

Боковой электрод

Как правило, изготавливается из легированной никелем и марганцем стали. Приваривается контактной сваркой к корпусу. Боковой электрод, зачастую, очень сильно нагревается во время работы, что может привести к калильному зажиганию. Некоторые конструкции свечей используют несколько боковых электродов. Для увеличения долговечности электроды дорогих свечей снабжают напайками из платины и других благородных металлов.

С 1999 года на рынке появились свечи нового поколения — так называемые плазменно-форкамерные свечи, где роль бокового электрода играет сам корпус свечи. При этом образуется кольцевой (коаксиальный) искровой зазор, где искровой заряд перемещается по кругу. Такая конструкция обеспечивает большой ресурс и самоочистку электродов.

Форма бокового электрода в зоне пробоя напоминает сопло Лаваля, за счёт чего создаётся поток раскалённых газов, истекающих из внутренней полости свечи. Этот поток эффективно поджигает рабочую смесь в камере сгорания, полнота сгорания и мощность увеличивается, токсичность ДВС уменьшается. Эффективность «форкамерных» свеч поставлена под сомнение проведённым экпериментом.

 

 

 

 

 

 

 

 

Центральный электрод

Центральный электрод как правило соединяется с контактным выводом свечи через керамический резистор, это позволяет уменьшить радиопомехи от системы зажигания. Наконечник центрального электрода изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди, хрома и благородных и редкоземельных металлов. Обычно центральный электрод — наиболее горячая деталь свечи. Кроме того, центральный электрод должен обладать хорошей способностью к эмиссии электронов, для облегчения искрообразования (предполагается, что искра проскакивает в той фазе импульса напряжения, когда центральный электрод служит катодом). Поскольку напряжённость электрического поля максимальна вблизи краёв электрода, искра проскакивает между острым краем центрального электрода и краем бокового электрода. В результате этого края электродов подвергаются наибольшей электрической эрозии. Раньше свечи периодически вынимали и удаляли следы эрозии наждаком. Сейчас, благодаря применению сплавов с редкоземельными и благородными металлами (иттрий, иридий, платина, вольфрам, палладий), нужда в зачистке электродов практически отпала. Срок службы при этом существенно вырос.

Зазор

Зазор — минимальное расстояние между центральным и боковым электродом. Величина зазора — это компромисс между «мощностью» искры, то есть размерами плазмы, возникающей при пробое воздушного зазора и между возможностью пробить этот зазор в условиях сжатой воздушно-бензиновой смеси.

Факторы, определяемые зазором:

1. Чем больше зазор — тем больше размеры искры, тем больше вероятность воспламенения смеси и больше зона воспламенения. Всё это    Рис. 1. Зазор.
2. положительно влияет на потребление топлива, равномерность работы, понижает требования к качеству топлива, повышает мощность. Слишком увеличивать зазор тоже нельзя, иначе высокое напряжение будет искать более лёгкие пути — пробивать высоковольтные провода на корпус, пробивать изолятор свечи и т. д.
3. Чем больше зазор — тем сложнее пробить его искрой. Пробоем изоляции называют потерю изоляцией изоляционных свойств при превышении напряжением некоторого критического значения, называемого пробивным напряжением . Соответствующая
4. напряжённость электрического поля , где  — расстояние между электродами, называется электрической прочностью промежутка. То есть чем больше зазор — тем бо́льшее напряжение пробоя необходимо. Там есть ещё зависимость от ионизации молекул, равномерности структуры вещества, полярности искры, скорости нарастания импульса, но это не важно в данном случае. Понятное дело, что высокое напряжение пр мы не можем поменять — оно определяется системой зажигания. А вот зазор мы поменять можем.

5. Напряжённость поля в зазоре определяется формой электродов. Чем они острее — тем больше напряжённость поля в зазоре и легче пробой (как у иридиевых и платиновых свечей с тонким центральным электродом).
6. Пробиваемость зазора зависит от плотности газа в зазоре. В нашем случае — от плотности воздушно-бензиновой смеси. Чем она больше — тем сложнее пробить. Пробивное напряжение газового промежутка с однородным и слабо неоднородным электрическим полем зависит как от расстояния между электродами, так и от давления и температуры газа. Эта зависимость определяется законом Пашена, согласно которому пробивное напряжение газового промежутка с однородным и слабо неоднородным электрическим полем определяется произведением относительной плотности газа на расстояние между электродами, . Относительной плотностью газа называют отношение плотности газа в данных условиях к плотности газа при нормальных условиях (20 °C, 760 мм рт. ст.).