Wprowadzenie
Świece zapłonowe są kluczowe dla zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej w silnikach benzynowych spalinowych; nie są stosowane w silnikach diesla. Silniki spalinowe dzielą się na dwa typy zapłonu: ‘zapłon iskrowy’ (silniki benzynowe) i ‘zapłon samoczynny’ (silniki diesla).
Świece zapłonowe są stosowane zarówno w silnikach dwusuwowych, jak i czterosuwowych.
Świeca zapłonowa
Komponenty świecy zapłonowej
Choć konstrukcje świec zapłonowych mogą się różnić, ich podstawowe elementy pozostają niezmienne.
Świeca zapłonowa z oznaczonymi częściami
Główne elementy świecy zapłonowej obejmują:
- Połączenie terminalowe - punkt dostarczania prądu elektrycznego do świecy zapłonowej.
- Elektroda centralna - przewodnik umieszczony w centrum świecy zapłonowej.
- Elektroda masowa - zakrzywiony przewodnik łączący świecę z masą.
- Rezystor - redukuje zakłócenia elektryczne.
- Luka elektrodowa (przerwa iskrowa) - przestrzeń między elektrodą masową a centralną, gdzie powstaje iskra (łuk elektryczny).
Przerwa elektrodowa
- Bariera prądu pełzającego - zapobiega wyciekom prądu z przewodników do masy.
- Siedzisko - miejsce, gdzie świeca zapłonowa przylega do głowicy cylindra.
- Nakrętka sześciokątna - służy do montażu i demontażu świecy zapłonowej.
Jak działają świece zapłonowe?
Poniższy film jest częścią naszego Internetowego Kursu Podstaw Silników Spalinowych.
Wysokie napięcie (20-40 000 Volt) jest przykładane do połączenia terminalowego na górze świecy zapłonowej, co zwiększa potencjał elektryczny elektrody centralnej. Prąd przepływa przez elektrodę centralną (zwykle miedziany przewodnik) i przez rezystor. Wysokie napięcie w elektrodzie centralnej powoduje jonizację gazów w przerwie elektrodowej. Po zjonizowaniu gazów, stają się one lepszym przewodnikiem, co pozwala elektronom ‘przeskoczyć’ przerwę elektrodową, docierając do elektrody masowej. Ten ‘przeskok’ jest widoczny jako iskra, od której świeca zapłonowa bierze swoją nazwę; technicznie nazywa się to 'łuk'.
Łuk między elektrodą centralną a elektrodą masową generuje wystarczającą ilość energii i ciepła, aby zapalić mieszankę powietrzno-paliwową w komorze spalania. Zapłon paliwa następuje około 5 stopni przed górnym martwym punktem (TDC), co oznacza początek suwa pracy.
Jaki jest cel rezystora w świecy zapłonowej?
Nie wszystkie świece zapłonowe zawierają rezystor, ale większość samochodowych tak. Rezystor zmniejsza ilość zakłóceń elektrycznych generowanych przez świecę zapłonową. Zakłócenia te są również znane jako zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) lub zakłócenia częstotliwości radiowej (RFI). Ponieważ świeca zapłonowa działa jako przewodnik, tworzy własne pole magnetyczne, podobnie jak łuk elektryczny generowany przez świecę. Te pola elektromagnetyczne mogą zakłócać działanie innych pobliskich urządzeń elektronicznych, powodując niepożądane efekty. Aby zminimalizować ryzyko EMI na takich elementach jak jednostka sterująca silnika (ECU), radio samochodowe i inne układy elektroniczne, stosuje się rezystor.
Co to jest 'zakres cieplny' świecy zapłonowej?
Zakres cieplny świecy zapłonowej określa jej zdolność do odprowadzania ciepła. Zwykle używa się skali od 1 do 10, ale skala może się różnić w zależności od producenta, np. 1-11. Świece zapłonowe są klasyfikowane w ramach tego zakresu, np. wartość zakresu cieplnego 4.
Świece zapłonowe są często określane jako gorące lub zimne. Zimna świeca zapłonowa to taka, która szybko odprowadza ciepło i nagrzewa się powoli. Gorąca świeca zapłonowa to taka, która powoli odprowadza ciepło i nagrzewa się szybko. Gorące świece zapłonowe mają długą cienką nos izolatora, podczas gdy zimna świeca zapłonowa ma krótki i gruby nos izolatora.
Gorące i zimne świece zapłonowe
Małe silniki o niskiej wydajności, takie jak te w kosiarkach czy nożycach do żywopłotu, używają gorących świec zapłonowych, ponieważ temperatury i ciśnienia w komorze spalania są stosunkowo niskie. Silniki o wysokiej wydajności, takie jak te w samochodach wyścigowych, używają zimnych świec zapłonowych, ponieważ temperatury i ciśnienia w komorze spalania są stosunkowo wysokie.
Świece zapłonowe w silnikach o niskiej wydajności mogą mieć ocenę zakresu cieplnego między 1 a 4. Silniki o wysokiej wydajności zazwyczaj mają ocenę zakresu cieplnego między 8 a 10.
Co to jest 'zasięg' świecy zapłonowej?
Zasięg świecy zapłonowej odnosi się do długości jej gwintowanej części, mierzonej od miejsca, gdzie korpus świecy spoczywa na głowicy cylindra, do dolnego końca gwintu. Ważne jest, aby zawsze używać świecy zapłonowej o odpowiednim zasięgu. Świece zapłonowe o zbyt długim zasięgu mogą uderzyć w koronę tłoka, gdy tłok zbliża się do TDC. Montaż świecy zapłonowej o zbyt krótkim lub zbyt długim zasięgu może prowadzić do nagromadzenia się osadów węglowych na gwintach oraz nieprawidłowego zapłonu.
Świeca zapłonowa może uderzyć w koronę tłoka, jeśli zasięg jest zbyt długi
Świece zapłonowe są montowane w głowicy cylindra i mocowane przez wkręcenie w głowicę. Należy zachować ostrożność podczas dokręcania świecy zapłonowej, aby uniknąć uszkodzenia gwintu, co mogłoby uniemożliwić jej prawidłowe zamocowanie.
Dodatkowe zasoby
https://www.gsparkplug.com/shop/how-spark-plugs-work
https://auto.howstuffworks.com/spark-plugs.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Spark_plug
Przypisanie obrazu
Przypisanie obrazu gorącej i zimnej świecy zapłonowej: By User:Emmanuel.boutet (File:Dilatation-spark plug-bougie allumage-fr.svg) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) or CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons