Запалителната свещ е измамно просто устройство, въпреки че има няколко различни, но важни задачи. На първо място, той създава (буквално) изкуствена мълния вътре в горивната камера на двигателя (главата на цилиндъра). Той предава електрическа енергия (напрежение) много високо, за да създаде искра и да "запали огъня" в контролирания хаос на горивната камера. Тук напрежението на запалителната свещ може да бъде всичко от 20,000 до над 100,000 волта.
Топлинни свойства на запалителната свещ
Въпреки че инициира искра, за да предизвика горене, запалителната свещ не го поддържа. Това наистина помага за преноса на топлина от горивната камера във водната риза на главата на цилиндъра.
Способността на запалителната свещ да разсейва топлината от горивната камера се определя от "термичния диапазон" на свещта. Температурата в края на запалването на запалителната свещ трябва да се поддържа достатъчно висока, за да се предотврати замърсяване, но достатъчно ниска, за да се предотврати предварително запалване. Производителите на запалителни свещи наричат това "термична ефективност". Термичните характеристики или термичният обхват на запалителната свещ няма нищо общо с енергията, предавана от системата за запалване през свещта. Термичният диапазон на запалителната свещ е областта, в която действа топлината на свещта.
Студени свещи и горещи свещи
„Студените“ запалителни свещи обикновено имат по-къс път на топлинния поток. Това води до много бърза скорост на пренос на топлина. В допълнение, късият изолационен нос на свещта за студено запалване има по-малка повърхност и не й позволява да абсорбира значително количество топлина.
От друга страна, "горещата" свещ има по-дълъг изолационен нос и по-дълъг път на топлопредаване. Това води до много по-бавно пренасяне на топлина към околната глава на цилиндъра (и следователно водна риза).
Термичният диапазон на запалителната свещ трябва да бъде внимателно подбран, за да се постигне оптимална топлинна ефективност. Ако диапазонът на топлина е неправилен, може да се натъкнете на сериозни проблеми. Обикновено подходящата температура в края на огъня е (приблизително) 900-1,450 градуса. Под 900 градуса може да възникне натрупване на въглерод. Освен това прегряването се превръща в проблем.
Напрежението на запалителната свещ се увеличава
По отношение на работата, запалителната свещ е свързана към високото напрежение, генерирано от запалителната бобина (или чрез конвенционален разпределител, или чрез електроника). Когато токът тече от бобината, се създава разлика в напрежението между централния електрод и заземяващия електрод на запалителната свещ.
Запалителната свещ няма да се запали незабавно поради "пролуката" на свещта и сместа въздух/гориво в пролуката (действаща като изолатор).
Когато напрежението се повиши до около 20,000 волта, празнината в запалителната свещ се „счупва“ и се запалва. След като свещта бъде извадена от главата на цилиндъра и правилно заземена за запалване, трябва да чуете определено щракване. Ако условията са достатъчно тъмни, можете да видите искри.
Щракванията, които чувате, са по същество миниатюрен гръм, а искрите, които наблюдавате, приличат на миниатюрни мълнии.
В горивната камера интензивната топлина, генерирана от запалителната свещ, създава малка огнена топка в празнината. Огненото кълбо или „ядрото“ на горенето се разширява и цилиндърът (поне на теория) претърпява пълно изгаряне.
Структура на запалителната свещ:
Структурно запалителните свещи може да не са толкова прости, колкото си мислите. Всъщност те са прецизни устройства.
Ребра: Изолационните ребра осигуряват допълнителна защита срещу вторично напрежение или искра, а също така помагат за подобряване на сцеплението на гумената обувка на свещта върху тялото на щепсела.
Изолатор: Корпусът на изолатора е формован от алуминиева керамика. За производството на тази част от запалителната свещ се използва система за сухо формоване под високо налягане. След формирането на изолатора, той се изпича в пещ до температура, която надвишава точката на топене на стоманата. Процесът произвежда компоненти с отлична диелектрична якост, висока топлопроводимост и отлична устойчивост на удар.
Стрелката показва изолатора на свещта. Както бе споменато по-горе, той се формира от алуминиева керамика. Външната повърхност е оребрена, за да осигури захващане за обувката на свещта, като същевременно добавя защита срещу пламък на свещта (кръстосан огън).
Шестоъгълна: Шестоъгълната форма осигурява контактната точка за торцевия ключ. Шестоъгълният размер е основно унифициран в индустрията и обикновено е свързан с размера на резбата на запалителната свещ.
Жилища: Стоманеният корпус е произведен с точни допуски чрез специален процес на студено екструдиране. Някои видове запалителни свещи използват стоманена заготовка (заготовка) за корпусна конструкция.
Покритие: Корпусът почти винаги е с покритие. Това повишава издръжливостта и осигурява защита срещу ръжда и корозия. Стоманената обвивка се произвежда с точни допуски, като се използва специален процес на студено екструдиране или, в други специални случаи, се обработва от стоманена заготовка. Обработеният шестоъгълник на корпуса ви позволява да монтирате или премахвате щепсела с помощта на гаечен ключ.
Шайби: Някои свещи използват шайби, докато други примери са "без уплътнение". Уплътненията, използвани при запалителните свещи, имат сгъната стоманена конструкция, която осигурява гладка повърхност за целите на уплътняването. Запалителните свещи без уплътнение използват заострен корпус на седалката, който уплътнява с тесни допуски в свещта.
нишки: Резбите на свещите обикновено се навиват, а не се нарязват. Това отговаря на спецификациите, установени от SAE и Международния институт по стандартизация.
Заземителни електроди: Има много различни форми и конфигурации на заземителни електроди, но най-често те са направени от никелова легирана стомана. Заземяващите електроди трябва да могат да издържат на искрова корозия и химическа корозия при екстремни температури.
Централен електрод: Централният електрод трябва да бъде изработен от специална сплав, която е устойчива на искрова и химическа корозия. Имайте предвид, че температурите в горивната камера ще се променят (понякога много). Централният електрод трябва да работи в тези параметри.
Пролука между електродите на Spark Park: Областта между заземяващия електрод и централния електрод се нарича пролука. Централният електрод трябва да бъде изработен от специална сплав, която е устойчива на искрова и химическа корозия.
Изолационен нос: Има различни форми и размери на носа на изолатора, но по същество носът на изолатора трябва да може да отделя въглерод, масло и отлагания от гориво при ниски скорости. При по-високи обороти на двигателя предният край на изолатора обикновено се охлажда, намалявайки температурата и корозията на електродите.
