Свеча зажигания (иногда, в британском английском , свеча зажигания , [1] и, в разговорной речи, вилка ) — это устройство для подачи электрического тока от системы зажигания к камере сгорания двигателя с искровым зажиганием для воспламенения сжатой топливно-воздушной смеси электрической искрой , при этом удерживая давление сгорания внутри двигателя. Свеча зажигания имеет металлическую резьбовую оболочку, электрически изолированную от центрального электрода керамическим изолятором. Центральный электрод, который может содержать резистор , соединен сильно изолированным проводом с выходной клеммой катушки зажигания или магнето . Металлическая оболочка свечи зажигания ввинчивается в головку цилиндра двигателя и, таким образом , электрически заземлена . Центральный электрод выступает через фарфоровый изолятор в камеру сгорания , образуя один или несколько искровых промежутков между внутренним концом центрального электрода и обычно одним или несколькими выступами или структурами, прикрепленными к внутреннему концу резьбовой оболочки и обозначенными как боковой , заземляющий или заземляющий электрод(ы).
Свечи зажигания также могут использоваться для других целей; в Saab Direct Ignition , когда они не зажигаются, свечи зажигания используются для измерения ионизации в цилиндрах – это измерение ионного тока используется для замены обычного датчика фазы кулачка, датчика детонации и функции измерения пропусков зажигания. [2] Свечи зажигания также могут использоваться в других приложениях, таких как печи, в которых необходимо воспламенить горючую смесь топлива и воздуха. В этом случае их иногда называют воспламенителями пламени . [ требуется цитата ]
В 1860 году Этьен Ленуар (также заслуга Эдмона Берже, который изобрел, но так и не запатентовал свечу зажигания 2 февраля 1839 года) использовал электрическую свечу зажигания в своем газовом двигателе , первом поршневом двигателе внутреннего сгорания. Ленуару обычно приписывают изобретение свечи зажигания. [3] [4]
Ранние патенты на свечи зажигания были получены Николой Теслой ( патент США 609,250 на систему зажигания, 1898), Фредериком Ричардом Симмсом (GB 24859/1898, 1898) и Робертом Бошем (GB 26907/1898). Только изобретение первой коммерчески жизнеспособной высоковольтной свечи зажигания как части системы зажигания на основе магнето инженером Роберта Боша Готтлобом Хонольдом в 1902 году сделало возможным разработку двигателя с искровым зажиганием . Последующие производственные усовершенствования можно отнести к Альберту Чемпиону [5] , братьям Лодж , сыновьям сэра Оливера Лоджа , которые развили и воплотили в жизнь идею своего отца [6] , а также Кенелму Ли Гиннессу из семьи пивоваров Гиннесс , который разработал бренд KLG. Хелен Блэр Бартлетт сыграла важную роль в создании изолятора в 1930 году. [7]
Функция свечи зажигания заключается в создании искры в требуемое время для воспламенения горючей смеси. Свеча подключена к высокому напряжению, генерируемому катушкой зажигания или магнето . По мере того, как ток течет от катушки, между центральным и боковыми электродами возникает напряжение. Первоначально ток не может течь, поскольку топливо и воздух в зазоре являются изолятором, но по мере дальнейшего повышения напряжения оно начинает изменять структуру газов между электродами. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, газы ионизируются . Ионизированный газ становится проводником и позволяет току течь через зазор. Свечам зажигания обычно требуется напряжение 12 000–25 000 вольт или более, чтобы «зажечь» должным образом, хотя оно может достигать 45 000 вольт. Они подают более высокий ток во время процесса разряда, что приводит к более горячей и продолжительной искре.
Когда ток электронов проходит через зазор, он повышает температуру искрового канала до 60 000 К. Интенсивное тепло в искровом канале заставляет ионизированный газ очень быстро расширяться, как небольшой взрыв. Это «щелчок», который слышен при наблюдении за искрой, похожий на молнию и гром .
Тепло и давление заставляют газы реагировать друг с другом, и в конце искрового события в искровом промежутке должен быть небольшой огненный шар , поскольку газы сгорают сами по себе. Размер этого огненного шара, или ядра, зависит от точного состава смеси между электродами и уровня турбулентности камеры сгорания во время искры. Маленькое ядро заставит двигатель работать так, как будто момент зажигания был задержан, а большое — как будто момент зажигания был опережен. [ необходима цитата ]
Свеча зажигания состоит из оболочки, изолятора и центрального проводника. Она проходит через стенку камеры сгорания и поэтому должна также герметизировать камеру сгорания от высоких давлений и температур, не разрушаясь в течение длительного времени и при длительном использовании.
Свечи зажигания определяются по размеру, резьбе или гайке (часто называемой Euro ), типу уплотнения (конусная или дробящая шайба) и искровому зазору. Обычные размеры резьбы (гайки) в Европе составляют 10 мм (16 мм), 14 мм (21 мм; иногда 16 мм) и 18 мм (24 мм, иногда 21 мм). В Соединенных Штатах обычные размеры резьбы (гайки) составляют 10 мм (16 мм), 12 мм (14 мм, 16 мм или 17,5 мм), 14 мм (16 мм, 20,63 мм) и 18 мм (20,63 мм). [8]
Верхняя часть свечи зажигания содержит клемму для подключения к системе зажигания . На протяжении многих лет производители вносили изменения в конфигурацию клеммы. Точная конструкция клеммы меняется в зависимости от использования свечи зажигания. Большинство проводов свечи зажигания легковых автомобилей защелкиваются на клемме свечи, но некоторые провода имеют ушковые соединители, которые крепятся к свече под гайкой. Стандартная конфигурация SAE с твердой несъемной гайкой является общей для многих автомобилей и грузовиков. Свечи, которые используются для этих целей, часто имеют конец клеммы, выполняющий двойную функцию в качестве гайки на тонком резьбовом валу, так что их можно использовать для любого типа соединения. Этот тип свечи зажигания имеет съемную гайку или накатку, что позволяет пользователям прикреплять их к двум различным типам колпачков свечи зажигания. Некоторые свечи зажигания имеют голую резьбу, что является распространенным типом для мотоциклов и квадроциклов. Наконец, в последние годы была введена клемма в виде чашки, которая позволяет использовать более длинный керамический изолятор в том же ограниченном пространстве. [9]
Основная часть изолятора обычно изготавливается из спеченного оксида алюминия (Al 2 O 3 ), [10] [11] очень твердого керамического материала с высокой диэлектрической прочностью , на котором напечатано название производителя и идентификационные знаки, а затем он покрыт глазурью для повышения устойчивости к поверхностному искровому трекингу. Его основными функциями являются обеспечение механической поддержки и электрической изоляции для центрального электрода, а также обеспечение расширенного пути искры для защиты от перекрытия. Эта расширенная часть, особенно в двигателях с глубоко утопленными свечами, помогает расширить клемму над головкой цилиндра, чтобы сделать ее более доступной.
Еще одной особенностью спеченного оксида алюминия является его хорошая теплопроводность, что снижает тенденцию изолятора к нагреву и, следовательно, преждевременному возгоранию смеси.
Удлиняя поверхность между высоковольтным выводом и заземленным металлическим корпусом свечи зажигания, физическая форма ребер улучшает электрическую изоляцию и предотвращает утечку электроэнергии по поверхности изолятора от вывода к металлическому корпусу. Прерывистый и более длинный путь заставляет электричество встречать большее сопротивление вдоль поверхности свечи зажигания даже при наличии грязи и влаги. Некоторые свечи зажигания изготавливаются без ребер; улучшение диэлектрической прочности изолятора делает их менее важными. [ необходима цитата ]
На современных (после 1930-х годов) свечах зажигания кончик изолятора, выступающий в камеру сгорания, представляет собой ту же спеченную керамику из оксида алюминия (глинозема) , что и верхняя часть, просто неглазурованную. Она рассчитана на то, чтобы выдерживать 650 °C (1200 °F) и 60 кВ.
В старых свечах зажигания, особенно в самолетах, использовался изолятор, изготовленный из уложенных друг на друга слоев слюды , сжатых под действием напряжения в центральном электроде.
С развитием этилированного бензина в 1930-х годах свинцовые отложения на слюде стали проблемой и сократили интервал между необходимостью чистки свечи зажигания. Для противодействия этому компания Siemens в Германии разработала спеченный оксид алюминия. [12] Спеченный оксид алюминия является превосходным материалом по сравнению с слюдой или фарфором, поскольку он является относительно хорошим теплопроводником для керамики, он сохраняет хорошую механическую прочность и (термо) ударопрочность при более высоких температурах, а эта способность работать в горячем состоянии позволяет ему работать при температурах «самоочистки» без быстрой деградации. Это также позволяет создать простую цельную конструкцию с низкой стоимостью, но высокой механической надежностью. Размеры изолятора и металлического проводящего сердечника определяют тепловой диапазон свечи. Короткие изоляторы обычно являются «более холодными» свечами, в то время как «более горячие» свечи изготавливаются с удлиненным путем к металлическому корпусу, хотя это также зависит от теплопроводности металлического сердечника.
Поскольку свеча зажигания также герметизирует камеру сгорания двигателя при установке, требуются уплотнения, чтобы гарантировать отсутствие утечки из камеры сгорания. Внутренние уплотнения современных свечей изготовлены из спрессованного стеклянного/металлического порошка, но уплотнения старого образца обычно изготавливались с использованием многослойной пайки . Внешнее уплотнение обычно представляет собой деформируемую шайбу , но некоторые производители используют более дешевый метод конического интерфейса и простого сжатия для попытки герметизации.
Металлический корпус/оболочка (или рубашка , как ее называют многие) свечи зажигания выдерживает крутящий момент затяжки свечи, служит для отвода тепла от изолятора и передачи его на головку цилиндра, а также выступает в качестве заземления для искр, проходящих через центральный электрод к боковому электроду. Резьба свечи зажигания подвергается холодной прокатке для предотвращения усталости от термического цикла. Важно устанавливать свечи зажигания с правильным «вылетом» или длиной резьбы. Свечи зажигания могут иметь вылет от 0,095 до 2,649 см (от 0,0375 до 1,043 дюйма), например, для автомобильных и малогабаритных двигателей. [13] Кроме того, оболочка морской свечи зажигания представляет собой металл с двойным цинково-хромовым покрытием. [14]
Центральный электрод соединен с клеммой через внутренний провод и обычно керамическое последовательное сопротивление для снижения излучения радиочастотного шума от искрообразования. Свечи зажигания без резистора, обычно продаваемые без "R" в номере детали типа свечи, не имеют этого элемента для снижения электромагнитных помех радиоприемникам и другому чувствительному оборудованию. Наконечник может быть изготовлен из комбинации меди , никеля - железа , хрома или благородных металлов .
В конце 1970-х годов развитие двигателей достигло стадии, когда тепловой диапазон обычных свечей зажигания с центральными электродами из цельного никелевого сплава не мог справиться с их требованиями. Свеча, которая была достаточно холодной, чтобы справиться с требованиями высокоскоростной езды, не смогла бы сжечь углеродистые отложения, вызванные городскими условиями остановок и стартов, и загрязнялась бы в этих условиях, вызывая перебои в работе двигателя. Аналогично, свеча, которая была достаточно горячей, чтобы плавно работать в городе, могла бы расплавиться, когда ей пришлось бы справляться с длительной высокоскоростной ездой по автомагистралям. Решение этой проблемы, придуманное производителями свечей зажигания, состояло в использовании другого материала и конструкции для центрального электрода, который мог бы отводить тепло сгорания от наконечника более эффективно, чем это мог бы сделать цельный никелевый сплав. Медь была выбрана в качестве материала для этой задачи, и метод изготовления центрального электрода с медным сердечником был создан Floform.
Центральный электрод обычно предназначен для выброса электронов ( катод , т.е. отрицательная полярность [15] относительно блока двигателя), поскольку обычно это самая горячая часть свечи; легче испускать электроны с горячей поверхности из-за тех же физических законов, которые увеличивают выбросы пара с горячих поверхностей (см. термоэлектронная эмиссия ). [16] Кроме того, электроны испускаются там, где напряженность электрического поля наибольшая; это происходит там, где радиус кривизны поверхности наименьший, с острой точки или края, а не с плоской поверхности (см. коронный разряд ). [16] Использование более холодного, тупого бокового электрода в качестве отрицательного требует до 45 процентов более высокого напряжения, [16] поэтому немногие системы зажигания, за исключением бесполезной искры , спроектированы таким образом. [17] Системы бесполезной искры оказывают большую нагрузку на свечи зажигания, поскольку они попеременно испускают электроны в обоих направлениях (от заземляющего электрода к центральному электроду, а не только от центрального электрода к заземляющему электроду). В результате, автомобили с такой системой должны иметь драгоценные металлы на обоих электродах, а не только на центральном электроде, чтобы увеличить интервалы замены, поскольку они изнашивают металл быстрее в обоих направлениях, а не только в одном. [18]
Было бы проще всего вытянуть электроны из заостренного электрода, но заостренный электрод разрушится всего за несколько секунд. Вместо этого электроны испускаются из острых краев конца электрода; по мере того, как эти края разъедаются, искра становится слабее и менее надежной.
Когда-то было принято снимать свечи зажигания, очищать концы от отложений вручную или с помощью специального пескоструйного оборудования и затачивать концы электродов для восстановления острых кромок, но эта практика стала менее распространенной по трем причинам:
Разработка высокотемпературных электродов из благородных металлов (с использованием таких металлов, как иттрий , иридий , вольфрам , палладий или рутений , а также относительно дорогостоящей платины , серебра или золота ) позволяет использовать меньший центральный провод, который имеет более острые края, но не плавится и не подвергается коррозии. Эти материалы используются из-за их высоких температур плавления и долговечности, а не из-за их электропроводности (которая не имеет значения в последовательном соединении с резистором или проводами свечи). Меньший электрод также поглощает меньше тепла от искры и начальной энергии пламени.
Свечи зажигания с полониевым покрытием продавались компанией Firestone с 1940 по 1953 год. Хотя количество радиации от свечей было незначительным и не представляло угрозы для потребителя, преимущества таких свечей быстро уменьшались примерно через месяц из-за короткого периода полураспада полония, а также из-за того, что накопление на проводниках блокировало излучение, которое улучшало работу двигателя. Предпосылка, лежащая в основе свечи зажигания с полониевым покрытием, а также прототипа свечи зажигания с радиевым покрытием Альфреда Мэтью Хаббарда , которая предшествовала ей, заключалась в том, что излучение улучшит ионизацию топлива в цилиндре и, таким образом, позволит свече срабатывать быстрее и эффективнее. [19] [20]
Боковой электрод (также известный как «заземляющий ремень») изготовлен из стали с высоким содержанием никеля и приварен или прикован горячей ковкой к боковой стороне металлической оболочки. Боковой электрод также сильно нагревается, особенно на выступающих носовых заглушках. Некоторые конструкции снабжают этот электрод медным сердечником, чтобы увеличить теплопроводность. Также можно использовать несколько боковых электродов, чтобы они не перекрывали центральный электрод. Заземляющий электрод также может иметь небольшие подушечки из платины или даже иридия, добавленные к ним для увеличения срока службы. [21]
Свечи зажигания обычно проектируются с искровым зазором, который может быть отрегулирован техником, устанавливающим свечу зажигания, путем небольшого изгиба заземляющего электрода. Одна и та же свеча может быть указана для нескольких разных двигателей, требуя для каждого из них разного зазора. Свечи зажигания в автомобилях обычно имеют зазор от 0,6 до 1,8 мм (от 0,024 до 0,071 дюйма). Зазор может потребовать регулировки от заводского зазора.
Измеритель зазора свечи зажигания представляет собой диск с наклонным краем или с круглыми проводами точного диаметра и используется для измерения зазора. Использование щупа с плоскими лезвиями вместо круглых проводов, как это используется на точках распределителя или зазоре клапана , даст ошибочные результаты из-за формы электродов свечи зажигания. [ необходима цитата ] Простейшие измерители представляют собой набор ключей различной толщины, которые соответствуют желаемым зазорам, и зазор регулируется до тех пор, пока ключ не будет плотно прилегать. При современной технологии двигателей, повсеместно включающей твердотельные системы зажигания и компьютеризированный впрыск топлива , используемые зазоры в среднем больше, чем в эпоху карбюраторов и распределителей точек прерывания, в той степени, что измерители свечей зажигания той эпохи не всегда могут измерить требуемые зазоры современных автомобилей. [ необходима цитата ] [22] Транспортные средства, использующие сжатый природный газ, как правило, требуют более узких зазоров, чем транспортные средства, использующие бензин. [23]
Регулировка зазора (также называемая «зазор свечи зажигания») может иметь решающее значение для правильной работы двигателя. Узкий зазор может давать слишком маленькую и слабую искру для эффективного воспламенения топливно-воздушной смеси, но свеча почти всегда будет зажигаться в каждом цикле. Слишком большой зазор может вообще не допустить зажигание искры или может давать пропуски зажигания на высоких скоростях, но обычно будет иметь искру, которая является сильной для чистого сгорания. Искра, которая периодически не воспламеняет топливно-воздушную смесь, может быть не заметна напрямую, но проявится как снижение мощности двигателя и топливной экономичности . Регулировка зазора не рекомендуется для иридиевых и платиновых свечей зажигания, потому что существует риск повреждения металлического диска, приваренного к электроду. [24]
На протяжении многих лет вариации базовой конструкции свечи зажигания пытались обеспечить либо лучшее зажигание, либо более длительный срок службы, либо и то, и другое. Такие вариации включают использование двух, трех или четырех равномерно распределенных заземляющих электродов, окружающих центральный электрод. Другие вариации включают использование утопленного центрального электрода, окруженного резьбой свечи зажигания, который фактически становится заземляющим электродом (см. «свеча зажигания с поверхностным разрядом» ниже). Также используется V-образная выемка на кончике заземляющего электрода. Несколько заземляющих электродов, как правило, обеспечивают более длительный срок службы, так как когда искровой зазор расширяется из-за износа электрического разряда, искра перемещается на другой, более близкий заземляющий электрод. Недостатком нескольких заземляющих электродов является то, что в камере сгорания двигателя может возникнуть экранирующий эффект, препятствующий пламени при сгорании топливно-воздушной смеси. Это может привести к менее эффективному сгоранию и повышенному расходу топлива. Их также трудно или почти невозможно настроить на другой равномерный размер зазора.
Поршневой двигатель имеет часть камеры сгорания, которая всегда находится вне досягаемости поршня; и эта зона является местом расположения обычной свечи зажигания. Двигатель Ванкеля имеет постоянно изменяющуюся область сгорания; и свеча зажигания неизбежно охвачена уплотнениями вершины ротора. Если бы свеча зажигания выступала в камеру сгорания Ванкеля, она бы попала под проходящее уплотнение вершины, но если бы свеча была утоплена, чтобы избежать этого, доступ смеси к искре был бы ограничен, что привело бы к пропуску зажигания или неполному сгоранию. Поэтому был разработан новый тип свечи «поверхностного разряда», представляющий собой почти плоскую поверхность в камеру сгорания. Короткий центральный электрод выступает лишь очень немного, и весь заземленный корпус свечи действует как боковой электрод. Таким образом, электроды находятся прямо за пределами досягаемости проходящего уплотнения вершины, в то время как искра доступна для топливно-воздушной смеси. Дуговой зазор остается постоянным в течение всего срока службы свечи зажигания с поверхностным зазором, а траектория искры будет постоянно меняться (вместо того, чтобы метаться от центра к боковому электроду, как в обычной свече). [ необходима цитата ] Еще одним преимуществом конструкции с поверхностным зазором является то, что боковой электрод не может отломиться и потенциально вызвать повреждение двигателя, хотя это также нечасто случается с обычными свечами зажигания. [ необходима цитата ]
Большинство свечей зажигания герметизируются головкой цилиндра с помощью одноразовой полой или сложенной металлической шайбы, которая слегка сдавливается между плоской поверхностью головки и свечой, чуть выше резьбы. Некоторые свечи зажигания имеют коническое седло, которое не использует шайбу. Крутящий момент для установки этих свечей должен быть ниже, чем у свечей с шайбой. [25] Свечи зажигания с коническими седлами никогда не следует устанавливать в транспортные средства с головками, требующими шайб, и наоборот. В противном случае может возникнуть плохое уплотнение или неправильный охват из-за неправильной посадки резьбы в головках.
Длина резьбовой части свечи должна быть точно подобрана к толщине головки. Если свеча слишком далеко заходит в камеру сгорания, она может быть ударена поршнем, что повредит двигатель изнутри. Менее драматично, если резьба свечи заходит в камеру сгорания, острые края резьбы действуют как точечные источники тепла, что может вызвать преждевременное зажигание ; кроме того, отложения, которые образуются между открытыми витками резьбы, могут затруднить снятие свечей, даже повредив резьбу на алюминиевых головках в процессе снятия.
Однако выступ кончика в камеру также влияет на работу свечи; чем ближе к центру расположен искровой зазор, тем лучше, как правило, будет воспламенение воздушно-топливной смеси, хотя эксперты считают, что этот процесс более сложен и зависит от формы камеры сгорания. С другой стороны, если двигатель «сжигает масло», избыточное масло, просачивающееся в камеру сгорания, имеет тенденцию загрязнять кончик свечи и подавлять искру; в таких случаях свеча с меньшим выступом, чем обычно требуется двигателю, часто собирает меньше загрязнений и работает лучше в течение более длительного периода. Продаются специальные «противообрастающие» адаптеры, которые устанавливаются между свечой и головкой, чтобы уменьшить выступ свечи именно по этой причине, на старых двигателях с серьезными проблемами сгорания масла; это приведет к тому, что воспламенение топливо-воздушной смеси будет менее эффективным, но в таких случаях это имеет меньшее значение.
Рабочая температура свечи зажигания — это фактическая физическая температура на кончике свечи зажигания в работающем двигателе, обычно от 500 до 800 °C (от 932 до 1472 °F). Это важно, поскольку определяет эффективность самоочистки свечи и определяется рядом факторов, но в первую очередь фактической температурой в камере сгорания. Прямой связи между фактической рабочей температурой свечи зажигания и напряжением искры нет. Однако уровень крутящего момента, который в данный момент вырабатывается двигателем, будет сильно влиять на рабочую температуру свечи зажигания, поскольку максимальная температура и давление возникают, когда двигатель работает вблизи пикового выходного крутящего момента (крутящий момент и скорость вращения напрямую определяют выходную мощность ). Температура изолятора реагирует на тепловые условия, которым он подвергается в камере сгорания, но не наоборот. Если кончик свечи зажигания слишком горячий, это может вызвать преждевременное зажигание или иногда детонацию/стук , и может произойти повреждение. Если слишком холодно, на изоляторе могут образоваться электропроводящие отложения, что приведет к потере энергии искры или фактическому замыканию тока искры.
Свеча зажигания называется «горячей», если она является лучшим теплоизолятором, сохраняя больше тепла в кончике свечи зажигания. Свеча зажигания называется «холодной», если она может отводить больше тепла от кончика свечи зажигания и снижать его температуру. То, является ли свеча зажигания «горячей» или «холодной», известно как тепловой диапазон свечи зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания обычно указывается в виде числа, при этом некоторые производители используют возрастающие числа для более горячих свечей, а другие делают наоборот — используют возрастающие числа для более холодных свечей.
Тепловой диапазон свечи зажигания зависит от конструкции свечи зажигания: типов используемых материалов, длины изолятора и площади поверхности свечи, открытой в камере сгорания. Для нормального использования выбор теплового диапазона свечи зажигания представляет собой баланс между поддержанием наконечника достаточно горячим на холостом ходу, чтобы предотвратить загрязнение, и достаточно холодным на максимальной мощности, чтобы предотвратить преждевременное зажигание или стук двигателя . Рассматривая «более горячие» и «более холодные» свечи зажигания одного и того же производителя бок о бок, можно очень четко увидеть задействованный принцип; более холодные свечи имеют более прочный керамический изолятор, заполняющий зазор между центральным электродом и оболочкой, эффективно позволяя большему количеству тепла отводиться оболочкой, в то время как более горячие свечи имеют меньше керамического материала, так что наконечник более изолирован от корпуса свечи и лучше сохраняет тепло.
Тепло из камеры сгорания выходит через выхлопные газы, боковые стенки цилиндра и саму свечу зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания оказывает лишь незначительное влияние на камеру сгорания и общую температуру двигателя. Холодная свеча зажигания не будет существенно охлаждать рабочую температуру двигателя. (Однако слишком горячая свеча может косвенно привести к неконтролируемому преждевременному зажиганию, которое может повысить температуру двигателя.) Скорее, основной эффект «горячей» или «холодной» свечи зажигания заключается в воздействии на температуру кончика свечи зажигания.
До современной эры компьютеризированного впрыска топлива было принято указывать по крайней мере несколько различных диапазонов нагрева свечей зажигания для автомобильного двигателя: более горячая свеча для автомобилей, которые в основном медленно ездили по городу, и более холодная свеча для постоянного использования на скоростных шоссе. Однако эта практика в значительной степени устарела сейчас, когда топливно-воздушные смеси и температуры цилиндров автомобилей поддерживаются в узком диапазоне в целях ограничения выбросов. Однако гоночные двигатели по-прежнему выигрывают от выбора правильного диапазона нагрева свечей. Очень старые гоночные двигатели иногда имеют два набора свечей зажигания, один только для запуска, а другой для установки для движения после прогрева двигателя.
Производители свечей зажигания используют разные числа для обозначения теплового диапазона свечей зажигания. У некоторых производителей, таких как Denso и NGK, числа становятся выше по мере того, как свечи становятся холоднее. Напротив, Champion, Bosch, BRISK, Beru и ACDelco используют систему теплового диапазона, в которой числа становятся больше по мере того, как свечи нагреваются. В результате числа теплового диапазона необходимо переводить между разными производителями, и их нельзя небрежно заменять как равные.
На запальный конец свечи зажигания влияет внутренняя среда камеры сгорания. Поскольку свечу зажигания можно снять для осмотра, можно изучить воздействие сгорания на свечу. Осмотр или «чтение» характерных отметок на запальном конце свечи зажигания может указать на состояние работающего двигателя. Производители двигателей и свечей зажигания публикуют информацию о характерных отметках в таблицах показаний свечей зажигания.
Светло-коричневатый оттенок кончика блока указывает на правильную работу; другие условия могут указывать на неисправность. Например, пескоструйный вид кончика свечи зажигания означает, что происходит постоянная, легкая детонация , часто неслышимая. Повреждение, которое происходит на кончике свечи зажигания, также происходит на внутренней стороне цилиндра. Сильная детонация может вызвать прямое разрушение изолятора свечи зажигания и внутренних деталей двигателя, прежде чем проявится как пескоструйная эрозия, но ее легко услышать. В качестве другого примера, если свеча слишком холодная, на носике свечи будут отложения. И наоборот, если свеча слишком горячая, фарфор будет пористым, почти как сахар. Материал, который герметизирует центральный электрод к изолятору, выкипит. Иногда конец свечи будет выглядеть глазурованным, так как отложения расплавились.
Двигатель, работающий на холостом ходу, будет оказывать иное воздействие на свечи зажигания, чем двигатель, работающий на полном газу . Показания свечей зажигания действительны только для самых последних условий работы двигателя, а работа двигателя в других условиях может стереть или скрыть характерные отметки, ранее оставленные на свечах зажигания. Наиболее ценная информация собирается при работе двигателя на высокой скорости и полной нагрузке, немедленном выключении зажигания и остановке без работы на холостом ходу или на низкой скорости и снятии свечей для считывания. [ необходима цитата ]
Для улучшения считывания показаний свечей зажигания доступны приборы для считывания показаний свечей зажигания, которые представляют собой комбинацию фонарика и лупы.
«Индексация» свечей зажигания при установке подразумевает установку свечи зажигания таким образом, чтобы открытая область ее зазора, не закрытая заземляющим электродом, была обращена к центру камеры сгорания, а не к одной из ее стенок. Теория гласит, что это максимизирует воздействие топливно-воздушной смеси на искру, а также гарантирует, что каждая камера сгорания будет расположена ровно и, следовательно, приведет к лучшему зажиганию. Индексация выполняется путем маркировки местоположения зазора на внешней стороне свечи, ее установки и отметки направления, в котором обращена метка. Затем свеча снимается и добавляются шайбы, чтобы изменить ориентацию затянутой свечи. Это необходимо делать индивидуально для каждой свечи, так как ориентация зазора по отношению к резьбе корпуса случайна . Некоторые свечи изготавливаются с неслучайной ориентацией зазора и обычно маркируются как таковые суффиксом к номеру модели; как правило, они указываются производителями очень маленьких двигателей, где наконечник свечи зажигания и электроды образуют значительно большую часть формы камеры сгорания. Honda Insight имеет индексированные свечи зажигания с завода, доступны четыре различных номера деталей, соответствующих разным степеням индексации для достижения наиболее эффективного сгорания и максимальной топливной экономичности. [ необходима цитата ]
1860[:] Ленуар изготовил первую свечу зажигания.
