Лада Лapгyc устройство свечи зажигания

7
Лада Лapгyc устройство свечи зажигания

Устройство свечи зажигания

При всем многообразии конструкций, любая искровая свеча зажигания (рисунок.9) включает в себя керамический изолятор, металлический остов, электроды и контактную головку для соединения с высоковольтным проводом.

Центральный электрод размещен в канале изолятора, имеющем переменный диаметр. Головка электрода опирается на коническую плоскость канала изолятора в месте перехода от большего диаметра к меньшему.
Рабочая часть центрального электрода выступает на величину от 1.0 до 5.0 мм из изолятора.
Закрепление электрода в канале изолятора и герметизацию этого соединения осуществляют с применением стеклогерметика. Он представляет собой смесь особого технического стекла и порошка металла.
Стекло обязано иметь показатель термического растяжения идентичный с этим показателем у керамики. В этом случае герметизирующая пробка не разрушится при изменениях температуры в процессе эксплуатации.
Порошок металла (медь или свинец) добавляют в стекло для придания ему электрической проводимости.
Лада Лapгyc устройство свечи зажигания

Рисунок - Устройство искровой свечи зажигания: 1 - контактная гайка: 2 - оребрение изолятора (барьеры для тока уточки): 3 - контактный стержень: 4 - керамический изолятор: 5 - металлический остов, б - пробка стеклогерметика. 7 - уплотнительное колыю: 8 - теплоотводящая шайба: 9 - центральный электрод. 10 - тепловой конус изолятора: 11 - рабочая камора: 12 боковой электрод -массы-: h - искровой зазор

Сборку сердечника (изолятора в сборе с центральным электродом и контактным стержнем) осуществляют в дальнейшем порядке.
Электрод устанавливают в канале изолятора и сверху засыпают порошкообразный стеклогерметик или размещают его в виде таблетки. После этого в канал изолятора устанавливают контактную головку.
До запрессовки стеклогерметик занимает больший размер, чем после этой процедуры, и контактный стержень не может целиком войти в канал изолятора Он приблизительно на треть длины выступает над изолятором.
Заготовку нагревают до температуры 700-900 "С и с давлением в несколько десятков килограммов контактный стержень вводят о размягченный под воздействием температуры стеклогерметик.
При этом он затекает в зазоры между каналом изолятора, головкой центрального электрода и контактной головкой.
После остывания стеклогерметик затвердевает и прочно закрепляет обе части в канале изолятора Между торцами электрода и контактной головки появляется герметизирующая пробка высотой от 1.5 до 7,0 мм, целиком перекрывающая канал изолятора от прорыва газов

В случае необходимости вмонтировать в цепь центрального электрода электрическое сопротивление для подавления электромагнитных помех используют резистивный стеклогерметик.
После остывания герметизирующая пробка приобретает электрическое сопротивление нужной величины.

Сердечник устанавливают в корпусе свечи так, что он соединяется своей конической поверхностью с аналогичной поверхностью внутри основания.
Между этими плоскостями устанавливают герметизирующую -теплоотводящую» шайбу (медную или стальную).

Закрепление сердечника осуществляют завальцовкой буртика основания на поясок изолятора. Герметизацию по соединению изолятор - остов осуществляют способом осадки основания в нагретом состоянии (термоосадкой).

Боковой электрод -массы» прямоугольного сечения приваривают к торцу основания и изгибают в сторону центрального.
На цоколь основания с упором в плоскую опорную плоскость устанавливают уплотнительное кольцо, предопределенное для герметизации соединения свеча - двигатель.

На резьбовую часть контактного вала устанавливают контактную гайку, если это понадобится конструкцией наконечника высоковольтного кабеля.
В определенных свечах контактный стержень не имеет резьбовой головки, она немедленно штампуется в форме контактной гайки.

ИЗОЛЯТОР

Для обеспечения непрерывности искрообразования изолятор обязан обладать нужной электрической прочностью даже при высокой рабочей температуре.
Напряжение, прикладываемое к изолятору в процессе работы двигателя, равно напряжению пробоя искрового зазора.
Это напряжение повышается с увеличением давления и величины зазора и уменьшается по мере возрастания температуры. На двигателях с классической системой зажигания применяются свечи с искровым зазором 0.5-0,7 мм.
Наибольшая величина напряжения пробоя в этих условиях не преувеличивает 12-15 кВ (амплитудное значение). На двигателях с электронными структурами зажигания установочный искровой зазор составляет 0,8-1,0 мм.
В процессе эксплуатации он может увеличиться до 1,3-1,5 мм (у двух систем). При этом напряжение пробоя может доходить 20-25 кВ.

Конструкция изолятора сравнительно примитивна - это цилиндр с осевым отверстием для установки центрального электрода.

в средней части изолятора присутствует утолщение, так называемый -поясок- для соединения с корпусом. Ниже пояска установлена более тонкая цилиндрическая часть - -дульце-, переходящая в тепловой конус.
В месте перехода от дульца к тепловому конусу установлена коническая плоскость, предопределенная для установки между изолятором и корпусом герметизирующей теплоотводящей шайбы.
Выше пояска установлена -головка', а в месте перехода от пояска к головке расположено плечико под завальцовку буртика основания при монтировании свечи.

Возможная, с учетом показателя резерва надежности, толщина стенок определяется электрической прочностью материала изолятора.
По отечественным эталонам изолятор обязан выдерживать испытательное напряжение от 18 до 22 кВ (действующее значение), что больше амплитудного в 1.4 раза Длина головки изолятора определяется напряжением поверхностного перекрытия и производится в пределах от 15 до 35 мм.
У большинства автомобильных свечей эта величина около 25 мм. Последующее повышение непроизводительно и приводит к снижению механической надежности изолятора.
Для исключения возможности электрического пробоя по плоскости изолятора его головку снабжают кольцевыми канавками (барьерами тока) и покрывают особой глазурью для предохранения от допустимого засорения.

Функцию предохранения от поверхностного перекрытия со стороны камеры сгорания исполняет тепловой конус. Эта значимая часть изолятора при сравнительно маленьких размерах выдерживает без перекрытия по плоскости требуемое выше напряжение.

Изначально в качестве материала изолятора использовали обыкновенный фарфор. но такой изолятор нехорошо сопротивлялся тепловому воздействию и имел невысокую механическую крепкость.

С увеличением мощности двигателей понадобились изоляторы более крепкие. чем фарфоровые. Продолжительное время использовали слюдяные изоляторы. Однако при применении топлива с присадкой свинца слюда разрушалась.
Изоляторы вновь стали производить керамическими, но не из фарфора, а из особенно крепкой технической керамики.

Особенно распространенной и экономически рациональной для изготовления изоляторов является спецтехнология изостатического прессования, когда из заблаговременно подготовленных компонентов изготавливают гранулы нужного состава и физических качеств.
Из гранул при высоком давлении прессуют заготовки изоляторов, шлифуют до нужных размеров с учетом усадки при обжиге, а после этого однократно обжигают.

Новые изоляторы изготавливают из высокоглиноземистой конструкционной керамики на основе оксида алюминия. Такая керамика, содержащая около 95% оксида алюминия, способна вынести температуру до 1600 'С и имеет высокую электрическую и механическую крепкость.

Основным превосходством керамики из оксида алюминия является то, что она владеет высокой теплопроводностью.
Это значительно улучшает тепловую характеристику свечи, так как через изолятор поступает главный поток тепла, поступающий в свечу через тепловой конус и центральный электрод.

Основание свечи

Металлический остов предопределен для установки свечи в двигатель и гарантирует непроницаемость соединения с изолятором. К его торцу приваривается боковой электрод, а в конструкциях с кольцевым искровым зазором остов непосредственно исполняет функцию электрода «массы».

Остов изготавливают штамповкой или точением из конструкционных малоуглеродистых сталей.

внутри основания присутствует кольцевой выступ с конической поверхностью. на которую опирается изолятор. На цилиндрической части основания исполнена кольцевая проточка, так называемая термоосадочная канавка.
В процессе сборки свечи верхний буртик основания завальцовывают на поясок изолятора. После этого его нагревают и осаживают на прессе, при этом термоосадочная канавка подвергается пластической деформации, и остов прочно охватывает изолятор.
В итоге термоосадки остов оказывается в напряженном состоянии, что гарантирует непроницаемость свечи на весь период службы.

ЭЛЕКТРОДЫ

Как сказано выше, для совершенствования производительности воспламенения электроды свечи должны быть как можно более тонкими и длинными, а искровой зазор обязан иметь максимально возможную величину.
С противоположный стороны, для обеспечения долговечности электроды должны быть довольно громоздкими.

Следственно, в зависимости от требований к мощности, топливной экономичности и токсичности двигателей, с одной стороны, и требований к долговечности свечи с противоположный стороны, к каждому типу двигателя разрабатывалась своя конструкция электродов.

Происхождение биметаллических электродов допустило в определенной степени решить данную задачу, так как такой электрод имеет довольную теплопроводность.
В отличие от обыкновенного «монометаллического» он при работе на двигателе имеет меньшую температуру и сравнительно больший потенциал. В тех случаях, когда понадобится повысить потенциал, используют 2 электрода массы.
На свечах зарубежного изготовления с этой целью используют три и даже четыре электрода. Отечественная промышленность выпускает свечи с таким числом электродов только для авиационных и индустриальных газовых двигателей.
Следует подметить, что с увеличением числа электродов снижается прочность к образованию нагара и затрудняется чистка от нагара.

К материалу электродов предъявляются следующие требования высокая коррозионная и эрозионная прочность: жаростойкость и окалиностойкость: высокая теплопроводность; хорошая для штамповки пластичность.
Стоимость материала не должна быть высокой.
Максимальное распространение в отечественной промышленности для производства центральных электродов свечей зажигания получили жаростойкие сплавы: сталь-хромтитан, никель-хром-сталь и никельхром с разными легирующими добавками
Свеча А26ДВ-1 с двумя боковыми электродами «массы-

Боковой электрод «массы» обязан обладать высокой жаростойкостью и стойкостью к коррозии.
Он обязан обладать отменной свариваемостью с традиционной конструкционной сталью, из которой изготавливают остов, следственно используют сплав никель - марганец (например. НМц-5).
Боковой электрод обязан обладать отменной пластичностью для обеспечения возможности регулирования искрового зазора.

С целью уменьшения гасящего воздействия электродов при доработке свечей на электродах выполняют канавки, в электроде -массы» выполняют сквозные отверстия.
Изредка боковой электрод разделяют на две части, превращая одноэлектродную свечу в двухэлектродную.

ВСТРОЕННЫЙ РЕЗИСТОР

Искровой разряд является источником электромагнитных помех, в том числе радиоприему.
Для их подавления между центральным электродом и контактной головкой устанавливают резистор, имеющий при температуре 25±10 'С электрическое сопротивление от 4 до 13к0м.
В процессе эксплуатации разрешается изменение величины этого сопротивления в интервале 2-50 кОм после воздействия температуры от -40 до +300 'С и импульсов высокого напряжения.

ДОБАВОЧНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Даже небольшие потери энергии зажигания приводят к ослаблению искры со всеми неприятными последствиями: ухудшение пуска, нестабильная работа на холостом ходу, утрата мощности двигателя, перерасход топлива, рост токсичности отработавших газов и т. д.
Если плоскость изолятора покрыта нагаром, грязищею или легко влагой, совершается протечка тока «на массу».
Она обнаруживается в темноте в виде коронного разряда по плоскости изолятора. Протечка по загрязненной плоскости теплового конуса изолятора в камере сгорания двигателя может привести к отказу в искрообразовании.
Особенно кардинальным методом увеличения электрической надежности изоляции является монтаж между корпусом и контактной головкой свечи добавочного изолятора в виде керамической втулки.
Таким образом, свеча приобретает двойную защиту от протечек тока «на массу».

Это техническое решение защищено патентом и реализовано у нас в стране ЗАО «Автоконинвест» (Москва).

ФОРКАМЕРНЫЕ СВЕЧИ

Форкамерная свеча зажигания

Известны разные варианты устройства свечи, у которых рабочая камера исполнена в виде форкамеры. Их применяют с целью совершенствования сгорания рабочей смеси.
Форкамерные свечи подобны свечам для спортивных форсированных двигателей, где электроды для предохранения от перегрева размещены велико внутри рабочей камеры основания.
Отличие заключается в том. что отверстие. соединяющее рабочую камеру (форкамеру) с цилиндром двигателя, делают особой формы.
При сжатии свежая смесь подается в форкамеру, искровой разряд появляется в области вихревого потока, и образование первичного очага воспламенения становится насыщеннее.
Благодаря этому гарантируется стремительное распространение пламени в форкамере. Давление стремительно вырастает и выбрасывает факел пламени, проникающий в камеру сгорания двигателя и интенсифицирующий воспламенение даже интенсивно обедненной рабочей смеси.

При перетекании горящих газов из форкамеры в цилиндр двигателя, в связи с турбулизацией горючей смеси, ускоряется и становится более результативным процесс сгорания.
Это в свою очередь, может привести к совершенствованию показателей, характеризующих топливную экономичность и токсичность отработавших газов.

Недочеты форкамерных свечей заключаются в том, что крупно гасящее воздействие электродов, а прочность к образованию нагара мала. Вентиляция форкамеры затруднена и горючая смесь в ней включает увеличенное количество остаточных газов.
При перетекании горящих газов из форкамеры в цилиндр появляются добавочные тепловые потери. Один из вариантов форкамерной свечи показан на рисунок.
Следующая страница»»»»»»