Искровая свеча зажигания
Категория:
Электрооборудование автомобилей
Публикация:
Искровая свеча зажигания
Читать далее:
Характеристики свечи зажигания
Искровая свеча зажигания
Искровая свеча зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в камере сгорания карбюраторного двигателя путем периодически происходящего между электродами искрового разряда. Современные свечи зажигания представляют собой неразборную конструкцию, в которой изоляция электродов между собой осуществляется керамическим изолятором.
Стальной корпус (рис. 1) с приваренным к нему боковым электродом имеет в нижней части резьбу для ввертывания свечи в отверстие головки двигателя. Герметичность резьбового соединения обеспечивается уплотнительной прокладкой. В корпусе путем завальцовки его верхнего края закреплен керамический изолятор с центральным электродом.
В некоторых конструкциях свечей герметизация соединения между корпусом и изолятором осуществляется под завальцован-ной частью корпуса уплотнительной шайбой и тальковым порошком.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Имея выход в камеру сгорания двигателя, свеча, кроме электрической нагрузки, связанной с подачей на ее электроды высокого напряжения, воспринимает химические, тепловые и механические нагрузки,возникающие в ходе процессов рабочего цикла в цилиндре двигателя. Воздействуют эти нагрузки главным образом на изолятор, который должен иметь высокую электрическую и механическую прочность, быть химически инертным и термостойким.
Электрические нагрузки требуют от изолятора, чтобы он выдерживал без пробоя и поверхностного разряда напряжения не менее 20 кВ. Увеличение искрового промежутка свечи, скругление острых кромок на центральном и боковом электродах из-за износа приводят к увеличению электрической нагрузки на изолятор. Рабочая часть электродов подвергается электрической эрозии в процессе искрообразования. При действии высокого напряжения не должен возникать значительный ток утечки, т. е. изолятор должен иметь высокое электрическое сопротивление. Появление при работе свечи тока утечки по изолятору можно уподобить резистору, который включен параллельно искровому промежутку и шунтирует последний. При появлении во вторичной цепи ток утечки вызывает падение напряжения на сопротивлении вторичной обмотки катушки зажигания. В результате этого вторичное напряжение, подводимое к электродам свечи, уменьшается. Чем меньше шунтирующее сопротивление, тем больше ток утечки и, следовательно, меньше подводимое к свече вторичное напряжение.
Повышение тока утечки в процессе эксплуатации является, как правило, результатом загрязнения изолятора нагаром, а также различными отложениями на внутренней части изолятора при работе двигателя на топливе с антидетонационными добавками.
В тепловом отношении свеча со стороны камеры сгорания подвергается периодическому нагреву сгорающей смесью, температура которой достигает 2500 °С, и охлаждению сйежей смесью. В результате температура нижнего конца изолятора, называемого тепловым конусом, имеет среднее значение 500—700 °С.
Рис. 1. Свеча зажигания: а — общий вид; б — разрез
Механические нагрузки, действующие на изолятор свечи, также носят циклический характер. При каждой вспышке рабочей смеси на изолятор действует значительная ударная нагрузка, стремящаяся вырвать его из корпуса. Давление, развиваемое в цилиндре двигателя при сгорании рабочей смеси, достигает 6 МПа.Одно из важных требований к свече зажигания является ее герметичность между корпусом и изолятором.
Даже самая незначительная ее потеря приводит к прорыву горячих газов. Это может не сопровождаться значительной потерей мощности двигателя, но вызовет резкий перегрев изолятора свечи и его быстрое разрушение.
Для изготовления изоляторов отечественных свечей зажигания применяют керамические материалы с высоким содержанием окиси алюминия: уралит, борокорунд, синоксаль и др. Для улучшения изоляционных свойств наружной части изолятора ее покрывают глазурью.
Стальной корпус свечи для предохранения от коррозии подвергают воронению или цинкованию. Диаметр резьбы ввертной части корпуса современных свечей 14 мм, на автомобилях раннего производства применяются свечи с диаметром ввертной части 18 мм.
Центральный электрод свечей зажигания обычно имеет круглое сечение, а боковой электрод — прямоугольное, с закругленными углами. Центральный электрод подвергается действию более высоких температур, чем боковой. Поэтому его изготовляют из высокохромистых сплавов, а боковой — из никель-марганцевых.
Искровой зазор между электродами в зависимости от характеристик системы зажигания может изменяться в пределах 0,5— 0,9 мм. Имеется тенденция к увеличению искрового промежутка свечей зажигания.
С увеличением искрового промежутка возрастает величина пробивного напряжения свечей зажигания. Однако, кроме него, на пробивное напряжение оказывает влияние целый ряд факторов. К ним относятся степень сжатия, скоростной режим, состав рабочей смеси, угол опережения зажигания, температура электродов свечи, температура рабочей смеси. Так, при увеличении частоты вращения коленчатого вала пробивное напряжение уменьшается. Уменьшается оно также при увеличении температуры центрального электрода. При пуске двигателя, разгоне и работе на режиме полного дросселя пробивное напряжение возрастает.
Мистер Мото | Свечи |
Компания NGK является поставщиком свечей зажигания на заводы ведущих производителей авто и мототехники; она оснащает мощные автомобили Формулы-1 и мотоциклы Moto GP, а так же все виды авто и мототехники окружающие нас.
NGK устанавливает критерии стандартов качества. С помощью прогрессивных технологий NGK обеспечиваем высокий ресурс свечей зажигания даже в экстремальные условия эксплуатации.
Основные принципы действия свечей зажигания
Свеча зажигания играет важную роль в двигателе с принудительным зажиганием. Она осуществляет воспламенение смеси воздуха и топлива. На качество этого воспламенения влияют многие факторы, имеющие очень большое значение для эксплуатации мототехники 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.
Строение свечи зажигания
Свечи зажигания NGK состоят из отдельных компонентов, идеально согласованных друг с другом для обеспечения исправного функционирования и снижения вредных выбросов.
Присоединение
Присоединение выполнено в виде SAE-соединения или в виде резьбы 4 мм. Здесь присоединяется свеча зажигания или штифтовая катушка зажигания. В обоих случаях от точки присоединения высокое напряжение передаётся на другой конец свечи зажигания.
Изолятор
Керамический изолятор выполняет две задачи. Он служит для изоляции, препятствует пробою высокого напряжения на массу мотоцикла и отводит избыточное тепло.
Рёбра на изоляторе свечи зажигания
На наружной стороне изолятора имеются волнообразные рёбра, препятствующие утечке напряжения на массу мотоцикла. Они удлиняют путь прохождения и, таким образом, повышают электрическое сопротивление. Это гарантирует прохождение тока через средний электрод с пониженным сопротивлением.
Помехоподавляющий резистор
Для обеспечения электромагнитной совместимости (EMV) и исправного действия бортовой электроники, внутрь свечи зажигания в качестве помехоподавляющего резистора помещается стекломасса.
Средний электрод с медным сердечником
Средний электрод стандартной свечи зажигания обычно состоит из сплава никеля. С конца этого электрода искра должна проскакивать на боковой электрод. Средние электроды NGK имеют медный сердечник, улучшающий теплоотведение.
Металлический корпус с резьбой
Металлический корпус играет важную роль при теплоотведении свечи зажигания. Его резьба в свечах зажигания NGK всегда накатанная. По сравнению с нарезанной резьбой это имеет свои преимущества, т.к. кромки не острые и не повреждают резьбовое отверстие в головке цилиндра.
Уплотнительное кольцо
Препятствует выделению горючего газа на свече зажигания, даже при высоком давлении сгорания. Кольцо предотвращает потери давления. Кроме того, оно отводит тепло и компенсирует различные характеристики расширения головки цилиндра и корпуса свечи зажигания.
Внутренние уплотнения
Создают герметичное соединение между изолятором и металлическим корпусом.
Между двумя уплотнительными кольцами помещается кольцо из талька, которое разрушается в процессе изготовления свечи зажигания и, таким образом, создаёт оптимальную герметизацию.
Боковой электрод
Боковой электрод стандартной свечи зажигания изготовлен из сплава никеля. Сплав представляет собой противоположный полюс для среднего электрода.
Температурные характеристики
Поскольку развитие температуры в камере сгорания различных двигателей протекает по-разному, необходимы свечи зажигания с различными показателями теплоты сгорания. Теплота сгорания выражается так называемым калильным числом. Это калильное число представляет собой среднюю температуру, измеренную на электродах и изоляторе и соответствующую нагрузке двигателя. Чем выше калильное число, тем выше предельно допустимая температурная нагрузка.
Оптимальное температурное окно
Для оптимального действия свечам зажигания требуется специальное температурное окно. Нижняя граница этого окна составляет 450 °C температуры свечи зажигания, так называемой температуры самоочищения.
Начиная с этого температурного порога на вершине изолятора начинают сгорать скопившиеся частицы сажи. Начиная с температуры 850 °C изолятор так сильно нагревается, что на его поверхности возникают неконтролируемые возгорания — калильное зажигание. Такие неконтролируемые, нетипичные возгорания могут привести к порче двигателя.
Теплоотведение и тепловой поток
Приблизительно на 60% теплоотведение осуществляется через корпус свечи зажигания и резьбу. Чуть меньше 40 % отводит уплотнительное кольцо. Недостающие до 100% доли, утекают через средний электрод. Изолятор воспринимает тепло в камере сгорания и отводит его во внутрь свечи зажигания. Там, где возникает контакт с корпусом, отводится тепло. У свечей зажигания с высокой предельно допустимой температурной нагрузкой контактная поверхность больше. У свечей зажигания с низкой предельно допустимой температурной нагрузкой эта поверхность меньше.
Значение кода NGK
Типовое обозначение состоит из:- Комбинация букв (1-4) перед калильным числом, обозначает диаметр резьбы, раствор шестигранного ключа, а также конструкцию.
- 5-я позиция (цифра) обозначает калильное число.
- 6-я буква обозначает длину резьбы.
- 7-я буква содержит информацию о специальной особенности конструкции свечи зажигания.
- 8-я позиция в виде цифры обозначает межэлектродный зазор.
Диагностика и монтаж
При свободном доступе замена свечей зажигания не представляет собой проблему, но осуществляя замену необходимо учитывать некоторые вещи. Важно иметь нужный инструмент. Иначе существует риск, что свечи будут повреждены при выкручивании или вкручивании. Замену производить только при охлаждённом двигателе. Для компетентного монтажа свечи зажигания требуется динамометрический ключ. Это связано с тем, что крутящий момент состоит из двух величин, умножаемых друг на друга: силы, воздействующей на соответствующий центр вращения и длины рукоятки.
При монтаже необходимо выполнить следующее:
- Отсоединить свечу зажигания.
- Перед демонтажем очистить свечу сжатым воздухом.
- Выкрутить старую свечу зажигания.
- Удалить грубые загрязнения в области отверстия свечи зажигания.
- Вручную вкрутить свечу зажигания, насколько это возможно.
- Не используйте свечи зажигания, упавшие без упаковки на твёрдое покрытие.
- Установить на динамометрическом ключе нужный момент затяжки.
- Надеть звёздочку динамометрического ключа прямо на натяжную гайку свечи зажигания и плотно её затянуть.
| Материал головки цилиндра | Свечи зажигания с плоской посадкой | С конической посадкой | ||||
| Диаметр резьбы | ||||||
| 18 мм | 14 мм | 12 мм | 10 мм | 18 мм | 14 мм | |
|
Чугунная головка |
35-45 Hm | 25-35 Hm | 15-25 Hm | 10-15 Hm | 20-30 Hm | 15-25 Hm |
| Алюминиевая головка | 35-40 Hm | 25-30 Hm | 15-20 Hm | 10-12 Hm | 20-30 Hm | 10-20 Hm |
Техобслуживание свечей зажигания
По старой свече зажигания, демонтированной из двигателя и по виду её износа можно судить о том, хорошо ли работает двигатель.
Свеча зажигания, извлечённая из исправно работающего двигателя, выглядит как «высушенная» — зоны вокруг электродов сухие, сероватые и имеют оттенки от белого, жёлтого до коричневого. Электроды, так же как и выступ изолятора, обычно не имеют явных признаков повреждения.
|
Нормальный внешний вид Так выглядит исправная свеча зажигания. Бело-серое изменение цвета не вызывает опасений. Оно возникает из-за топливных присадок, которые сгорели не полностью и говорит о нормальном процессе сгорания. |
|
|
Отложения Здесь Вы видите свечу зажигания с сильными отложениями. Это может быть из-за плохого качества топлива, высокого расхода масла при механически изношенном двигателе или из-за сгорания охлаждающей жидкости при повреждённом уплотнении головки цилиндра; как следствие возникает калильное зажигание (отложения тлеют). |
|
|
Разрушение изолятора Разрушение изолятора, показанное на фотографии, может привести к повреждению двигателя. |
|
|
Оплавление В этой свече зажигания сплавились вместе средний и боковой электроды. Это происходит в случае перегрева свечи зажигания. При этом не исключено и оплавление поршня. Причиной может быть неправильный подбор свечи зажигания (неверное калильное число) или неисправность двигателя (горение с детонацией или калильное зажигание). |
|
|
Закоптелость Здесь Вы видите закоптившуюся свечу зажигания. Закоптелость возникает, если свеча зажигания часто эксплуатируется при температуре ниже температуры самоочищения (450 °C), например, если мотоцикл проезжает только небольшие расстояния или, если выбрано неверное калильное число (слишком холодное). |
Причиной подобных поломок изолятора может быть применение неправильного крутящего момента или падение свечи зажигания на твёрдое основание (напр., на пол в мастерской).
Патент США на свечу зажигания с заземляющим электродом с механическим замком из драгоценного металла.
Патент (Патент № 7,190,106, выдан 13 марта 2007 г.) № 10/702,378, поданный 5 ноября 2003 г., теперь патент США. № 7 011 560. Полное раскрытие предшествующей заявки Ser. № 10/702,378, из которого предоставлена копия присяги или декларации, считается частью раскрытия прилагаемой заявки и настоящим включен в нее посредством ссылки.ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ Уровень техники
Свечи зажигания для использования в двигателях внутреннего сгорания обычно имеют центральный электрод и боковой электрод с заданным зазором между ними. Желательно поддерживать заданное расстояние зазора, чтобы между двумя электродами могла образоваться предсказуемая и воспроизводимая искра. Известно, что для увеличения срока службы свечи зажигания на электроды наносят драгоценные металлы, т.е. сплавы на основе иридия, сплавы платины или другие драгоценные металлы, чтобы поддерживать заданный зазор и противостоять эрозии при использовании.
Чтобы убедиться, что драгоценный металл сохраняет желаемый зазор, полезно закрепить драгоценный металл на электроде таким образом, чтобы драгоценный металл не смещался или не перемещался из своего фиксированного положения. Для дальнейшего поддержания желаемого зазора желательно максимально увеличить площадь поверхности драгоценного металла, подвергающуюся воздействию зазора. Как раскрыто в патенте США No. В патенте № 4771210 на имя K. Möhle et al. известно, что электроразрядную площадку или запальный наконечник вставляют в сквозное отверстие заземляющего электрода и приваривают запальный наконечник к электроду лазером или аргонной дугой. Кроме того, в этом патенте раскрыто приложение радиальной нагрузки через противоположные стороны заземляющего электрода перпендикулярно оси канала ствола для пластической деформации заземляющего электрода внутрь по направлению к пусковому наконечнику с защемлением для захвата пускового наконечника.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Свеча зажигания для двигателя внутреннего сгорания имеет боковой электрод, расположенный рядом с центральным электродом, образующим искровой промежуток между ними.
Заземляющий электрод имеет сквозное отверстие, проходящее в осевом направлении к центральному электроду в искровом промежутке. Пусковой наконечник, имеющий продольную ось, входит, по меньшей мере, частично в сквозное отверстие, и пусковой наконечник сжимается в осевом направлении вдоль своей продольной оси, образуя выпуклую часть, проходящую радиально наружу от продольной оси, чтобы механически удерживать пусковой наконечник внутри сквозного отверстия. .
В соответствии с другим аспектом изобретения предложена свеча зажигания и заземляющий электрод, в которых воспламеняющий наконечник механически блокируется в сквозном отверстии в заземляющем электроде посредством зацепления увеличенной головки или иным образом расширенной части заземляющего электрода. пусковой наконечник с внешней поверхностью заземляющего электрода на каждом конце пускового наконечника.
Еще один аспект изобретения обеспечивает способ изготовления заземляющего электрода для свечи зажигания.
Способ включает получение отрезка металлической проволоки и формирование сквозного отверстия, проходящего, как правило, между противоположными поверхностями проволоки. Пусковой наконечник, имеющий продольную ось, вставляется в сквозное отверстие и затем сжимается вдоль его продольной оси для механической фиксации пускового наконечника в сквозном отверстии.
Далее будут описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения вместе с приложенными чертежами, на которых одинаковые обозначения обозначают одинаковые элементы, и на которых:
РИС. 1 представляет собой частичный разрез свечи зажигания, выполненной в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
РИС. 2А представляет собой увеличенный частичный вид свечи зажигания по фиг. 1, показывающий запальный наконечник, частично установленный на заземляющем электроде свечи зажигания по фиг. 1;
РИС. 2В представляет собой вид, аналогичный фиг.
2А с пусковым наконечником, полностью установленным на заземляющем электроде; и
РИС. 3 представляет собой вид, аналогичный фиг. 2В, показывающий альтернативный вариант осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
Фрагмент свечи зажигания, выполненной в соответствии с одним предпочтительным в настоящее время вариантом осуществления изобретения, показан на фиг. 1 обычно по телефону 10 . Свеча зажигания 10 имеет металлический корпус или корпус 12 с отходящим от него заземляющим электродом 14 . Заземляющий электрод 14 обычно имеет L-образную форму и проходит от первого конца, приваренного к корпусу 12 , до второго свободного конца 16 . Электроразрядная площадка или пусковой наконечник 18 входит, по меньшей мере, частично в сквозное отверстие 20 , проходящее через заземляющий электрод 14 , в основном рядом со свободным концом 16 .
Стрелковый наконечник 18 механически удерживается в сквозном отверстии 9.0003 20 , сжав пусковой наконечник 18 в осевом направлении вдоль продольной оси 22 , чтобы деформировать его в радиальном направлении и установить посадку с натягом между пусковым наконечником 18 и отверстием 20 . Для дополнительного крепления пускового наконечника 18 к заземляющему электроду 14 пусковой наконечник 18 предпочтительно приваривают к заземляющему электроду 14 .
Свеча зажигания 10 включает ряд других компонентов, которые можно изготовить и собрать обычным способом. Сюда входит узел центрального электрода 9.0003 24 и изолятор 36 . Узел центрального электрода 24 имеет центральный электрод 25 , проходящий вдоль центральной оси 26 свечи зажигания 10 , и может включать дополнительные компоненты (не показаны), такие как один или несколько проводящих, непроводящих или резистивные стеклянные уплотнения, капсульные подавители и соответствующая пружина сжатия, а также клемма, прикрепленная к верхнему концу изолятора 36 .
Центральный электрод 25 имеет пусковой наконечник или электроразрядный элемент 28 , отходящий от конца 30 центрального электрода 24 и заканчивающийся пусковым концом 32 . Запальный конец 32 пускового наконечника 28 центрального электрода и верхняя поверхность 34 пускового наконечника 18 заземляющего электрода образуют искровой промежуток на заданном расстоянии. Желательно сохранять заданный зазор в течение всего срока службы свечи зажигания 9.0003 10 , чтобы его производительность значительно не ухудшилась. Изолятор 36 закреплен в центральном отверстии 37 корпуса 12 . Изолятор 36 , в свою очередь, имеет продольное отверстие, в котором расположен узел центрального электрода 24 .
Как лучше всего показано на РИС.
2А, пусковой наконечник 18 частично собран внутри сквозного отверстия 20 заземляющего электрода 14 . Заземляющий электрод 14 предпочтительно крепится к корпусу 12 , например, посредством контактной сварки, и предпочтительно является прямым и еще не изогнутым в L-образную конфигурацию, показанную на фиг. 1. Кроме того, кожух 12 и заземляющий электрод 14 предпочтительно покрывают, например, никелем или сплавом на основе никеля, перед введением пускового наконечника 18 в сквозное отверстие 20 . Заземлитель 14 , имеет верхнюю поверхность 38 и нижняя поверхность 40 обычно параллельны друг другу со сквозным отверстием 20 , проходящим между верхней и нижней поверхностями 38 , 40 . Предпочтительно зенковка 42 выполнена и проходит по меньшей мере от одной из верхней и нижней поверхностей 38 , 40 , показанных здесь как нижняя поверхность 40 заземляющего электрода 14 , в сквозное отверстие.
20 около 0,005–0,010″. Зенковка 42 показан с конической поверхностью, наклоненной по отношению к верхней поверхности 38 и предпочтительно имеющей фаску около 15°–25° относительно оси 22 , хотя следует признать, что могут быть желательны другие конфигурации , например, вообще ступенчатая конфигурация. Заземляющий электрод 14 предпочтительно изготовлен из материала на основе никеля, например, но не ограничиваясь этим, сплава Inconel или 836, и может быть изготовлен с медным сердечником или без него. Со сквозным отверстием 20 сформирован в заземляющем электроде 14 , запальный наконечник 18 вставлен в сквозное отверстие 20 .
Пусковой наконечник 18 имеет конец 46 , как правило, противоположный концу 34 , причем первая длина, обозначенная как (L 1 ), определяется между концами 34 , 446 90 Наконечник 18 в сжатом состоянии.
Предпочтительно конец 34 имеет увеличенную головку 9.0003 48 для прилегания к верхней поверхности 38 при введении стреляющего наконечника 18 в сквозное отверстие 20 , которое проходит над верхней поверхностью 38 . Как показано на фиг. 2A, конец 46 пускового наконечника 18 выступает ниже нижней поверхности 40 заземляющего электрода 14 предпочтительно примерно на 0,030″–0,040″ перед сжатием пускового наконечника 20 9003 9004 внутри отверстия . .
После введения стреляющего наконечника 18 по крайней мере частично внутри сквозного отверстия 20 , головка 48 предпочтительно поддерживается в контакте с верхней поверхностью 38 , а конец 46 сжат в осевом направлении вдоль продольной оси 22 до определите расширяющуюся часть 50 пускового наконечника 18 (фиг.
2B). Предпочтительно, чтобы головка 48 опиралась на в целом неподвижную поверхность при сжатии конца 46 пускового наконечника 9.0003 18 в целом к голове 48 по оси 22 . Как правило, осевое усилие для сжатия пускового наконечника 18 находится в диапазоне примерно от 300 до 380 фунтов, а предпочтительно в диапазоне от 320 до 360 фунтов. Это осевое сжатие пускового наконечника 18 расширяет материал пускового наконечника на конце 46 наружу, образуя, таким образом, расширяющуюся часть 50 . После завершения сжатия пускового наконечника 18 пусковой наконечник 18 имеет вторую длину, при этом вторая длина, представленная здесь как (L 2 ), короче первой длины (L 1 ) пускового наконечника 18 .
Предпочтительно, чтобы конец 46 был сжат до такой степени, что он обычно находится на одном уровне с нижней поверхностью 40 .
Головка 48 предпочтительно имеет увеличенную площадь поверхности, имеющую диаметр приблизительно 0,120″–0,125″, для дальнейшего улучшения сохранения зазора и, таким образом, продления срока службы свечи зажигания 9.0003 10 .
Увеличенная головка 48 и расширяющаяся часть 50 образуют первую механическую блокировку. Эти элементы 48 , 50 вместе удерживают пусковой наконечник 18 в положении, упираясь в противоположные поверхности заземляющего электрода. В дополнение к этой первой механической блокировке во время операции сжатия также формируется выпуклая часть , 51, . Выпуклая часть 51 обычно расположена между головкой 48 и расширяющуюся часть 50 пускового наконечника, которая по существу центрирована в продольном направлении в этом месте (см. фиг. 2B и 3) и выпирает или проходит радиально наружу примерно на 0,005″–0,010″ по радиусу.
Выпуклая часть 51 дополнительно удерживает пусковой наконечник 18 на месте за счет создания дополнительного взаимодействия (т.е. второй механической блокировки) с заземляющим электродом 14 внутри сквозного отверстия 20 . Либо эта первая механическая блокировка, либо вторая механическая блокировка, либо обе могут использоваться без выхода за рамки объема изобретения.
В альтернативном варианте осуществления, показанном на РИС. 3 элементы, аналогичные показанному выше варианту осуществления, обозначены аналогичными ссылочными номерами, но смещены на 100. Пусковой наконечник 118 вставляется в обычно прямое сквозное отверстие 120 , и после сжатия образуется другая головка 52 . как правило, напротив головки 148 , так что головка 52 определяет разнесенную или увеличенную часть 150 для механического удержания пускового наконечника 118 внутри отверстия 120 .
В противном случае вариант осуществления, показанный на фиг. 3 работает так же, как и вариант осуществления на фиг. 2B, и предпочтительно включает выпуклую часть 151 , которая проходит радиально в расширенную центральную часть сквозного отверстия 120 .
При сжатии пускового наконечника 18 , 118 в отверстии 20 желательно приварить пусковой наконечник к заземляющему электроду 14 , 114 для обеспечения еще одной избыточной блокировки 9 пускового наконечника0003 18 внутри отверстия 20 . Предпочтительно сварка сопротивлением используется для создания сварного соединения между заземляющим электродом 14 , 114 и пусковым наконечником 18 , 118 в обеих областях головки 48 , 148 и4 . сжатый или чеканный конец
46 , 146 .
Другие подходящие процессы сварки могут использоваться для создания сварного соединения, например, процесс лазерной сварки может использоваться для образования стежка вокруг головки 48 , 148 .
После того, как наконечник 18, 118 постоянно прикреплен к сквозному отверстию 20 , 120 , а заземляющий электрод 14 , 114 прикреплен к оболочке свечи зажига между концом 34 , 134 пускового наконечника 18 , 118 и пусковым концом 32 электроразрядного элемента 9 может быть установлен зазор0003 28 путем сгибания заземляющего электрода 14 , 114 до L-образной формы. Механическая фиксация запального наконечника 18 , 118 позволяет сохранить зазор и продлить срок службы свечи зажигания 10 .
Для дальнейшего увеличения срока службы свечи зажигания 10 следует учитывать, что пусковой наконечник 18 , 118 изготовлен из материалов, устойчивых к эрозии, например материалов на основе иридия, материалов на основе платины и т.п. .
Несмотря на то, что раскрываемый вариант исполнения пускового наконечника является цилиндрическим, следует понимать, что он может иметь другие формы поперечного сечения, включая овальные или другие изогнутые формы, прямоугольные или другие многоугольные формы, и что в таких случаях термин «радиальный» и его другие формы не требуют цилиндрической или изогнутой формы, а вместо этого относятся к направлению, ортогональному продольной оси наконечника.
Очевидно, что в свете вышеизложенного возможны многие модификации и вариации настоящего изобретения. Следовательно, следует понимать, что в пределах объема прилагаемой формулы изобретения изобретение может быть реализовано иначе, чем конкретно описано.
Изобретение определяется формулой изобретения.
Конструкция свечи зажигания
В верхней части свечи зажигания находится клемма для подключения к системе зажигания.
Точная конструкция клеммы зависит от использования свечи зажигания. Большинство проводов свечей зажигания легковых автомобилей защелкиваются на контакте свечи, но некоторые провода имеют лепестковые разъемы, которые крепятся к свече под гайкой.
Вилки, которые используются для этих приложений, часто имеют конец клеммы, выполняющий двойную функцию в качестве гайки на тонком резьбовом валу, поэтому их можно использовать для любого типа соединения.
Это необходимая часть свечи зажигания.
Диаметр делителя
Диаметр свечи зажигания берется поперек резьбы. Шаг свечи зажигания для каждого диаметра указан ниже. Эта информация полезна при поиске резьбы в отверстии в головке блока цилиндров для свечи зажигания
M8 x 1,0 мм
М10 х 1,0 мм
М12 х 1,25 мм
М14 х 1,25 мм
М18 х 1,5 мм
M22 x 1,5 мм
Ребра
За счет удлинения поверхности между клеммой высокого напряжения и заземленным металлическим корпусом свечи зажигания физическая форма ребер улучшает электрическую изоляцию и предотвращает утечку электроэнергии вдоль поверхности изолятора от клеммы к металлическому корпусу.
Нарушенный и более длинный путь приводит к тому, что электричество встречает большее сопротивление вдоль поверхности свечи зажигания даже в присутствии грязи и влаги.
Изолятор
Основная часть изолятора изготовлена из фарфора. Его основная функция заключается в обеспечении механической поддержки центрального электрода при изоляции высокого напряжения.
Он играет второстепенную роль, особенно в современных двигателях с глубоко недоступными заглушками, в удлинении клеммы над головкой блока цилиндров, чтобы сделать ее более доступной.
Ребра
За счет удлинения поверхности между клеммой высокого напряжения и заземленным металлическим корпусом свечи зажигания физическая форма ребер улучшает электрическую изоляцию и предотвращает утечку электроэнергии вдоль поверхности изолятора от клеммы к металлическому корпусу. Нарушенный и более длинный путь приводит к тому, что электричество встречает большее сопротивление вдоль поверхности свечи зажигания даже в присутствии грязи и влаги.
Наконечник изолятора
Наконечник изолятора, часть от металлического корпуса свечи до центрального электрода, выступающего в камеру сгорания, должен выдерживать высокие температуры, сохраняя при этом электрическую изоляцию. Чтобы избежать перегрева электрода, он также должен обладать хорошей теплопроводностью. Фарфор основного изолятора не соответствует требованиям, поэтому используется спеченная керамика на основе оксида алюминия, рассчитанная на то, чтобы выдерживать 650 ° C и 60 000 В. Точный состав и длина изолятора определяют диапазон нагрева вилки. Короткие изоляторы — это «более холодные» вилки. «Горячие» вилки изготавливаются с удлиненным ходом к металлическому корпусу, путем изоляции изолятора на большей части его длины кольцевой канавкой. В старых свечах зажигания, особенно в самолетах, использовался изолятор, сделанный из сложенных друг на друга слоев слюды, сжатых под действием напряжения в центральном электроде. С развитием этилированного бензина в 19 в.
30-х годов отложения свинца на слюде стали проблемой и сократили интервал между чисткой свечи зажигания. Спеченный оксид алюминия был разработан Siemens в Германии, чтобы противодействовать этому.
Уплотнения
Поскольку свеча зажигания при установке также герметизирует камеру сгорания двигателя, уплотнения обеспечивают отсутствие утечек из камеры сгорания. Уплотнение обычно изготавливается с использованием многослойного припоя, поскольку не существует припоев, которые смачивают как керамический, так и металлический корпус, и поэтому требуются промежуточные сплавы.
Металлический кейс
Металлический корпус (или «кожух», как его многие называют) свечи зажигания воспринимает момент затяжки свечи, служит для отвода тепла от изолятора и передачи его на головку блока цилиндров, служит основанием для искры, проходящие через центральный электрод к боковому электроду. Поскольку он действует как земля, он может быть вредным, если прикоснуться к нему во время воспламенения.
Центральный электрод
Центральный электрод подключается к клемме через внутренний провод и обычно последовательное керамическое сопротивление для уменьшения излучения радиопомех от искрения. Наконечник может быть изготовлен из комбинации меди, никеля и железа, хрома или драгоценных металлов. В конце семидесятых развитие двигателей достигло стадии, когда «тепловой диапазон» обычных свечей зажигания с центральными электродами из цельного никелевого сплава не мог удовлетворить их требования. Свеча, которая была достаточно «холодной», чтобы справиться с требованиями высокоскоростной езды, не смогла бы сжечь углеродистые отложения, вызванные городскими условиями с частыми остановками, и загрязнилась бы в этих условиях, вызывая пропуски зажигания двигателя.
Точно так же свеча зажигания, которая была достаточно «горячей» для бесперебойной работы в городе, могла фактически расплавиться, когда требовалось справиться с длительной ездой на высокой скорости по автомагистралям, вызывая серьезные повреждения двигателя.
Ответом на эту проблему, придуманным производителями свечей зажигания, стал центральный электрод, который отводил теплоту сгорания от наконечника более эффективно, чем это было возможно с твердым никелевым сплавом.
Медь была выбрана в качестве материала для этой задачи, и компания Floform разработала метод изготовления центрального электрода с медным сердечником.
Центральный электрод обычно предназначен для выброса электронов (катод), потому что это самая горячая (обычно) часть свечи; с горячей поверхности легче испускать электроны из-за тех же физических законов, которые увеличивают испускание пара с горячих поверхностей (см. термоэлектронную эмиссию). Кроме того, электроны испускаются там, где напряженность электрического поля наибольшая; это от любого места, где радиус кривизны поверхности наименьший, то есть от острой точки или края, а не от плоской поверхности (см. коронный разряд). Было бы проще всего вытащить 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 стираются, искра становится слабее и менее надежной.
Когда-то было обычным делом снимать свечи зажигания, очищать отложения на концах вручную или с помощью специального пескоструйного оборудования и подпиливать конец электрода, чтобы восстановить острые края, но эта практика стала реже, поскольку свечи зажигания теперь просто заменены, с гораздо более длительными интервалами. Разработка высокотемпературных электродов из драгоценных металлов (с использованием таких металлов, как иттрий, иридий, платина, вольфрам или палладий, а также относительно обычных серебра или золота) позволяет использовать центральную проволоку меньшего размера, которая имеет более острые края, но не расплавиться или разъесться. Меньший электрод также поглощает меньше тепла от искры и начальной энергии пламени. В какой-то момент Firestone продавала свечи с полонием на наконечнике, исходя из сомнительной теории о том, что радиоактивность ионизирует воздух в зазоре, облегчая искрообразование.