Články


Zapalovací svíčky, jaké jsou a budou.

2005-12-21 Přečteno: 5 327x

obr.1. Zapalovací svíčka



obr.2. Poloha elektrod: a)normální, b)vysunutá, c)zatažená



obr.3. Tepelná hodnota a) tzv. „teplá svíčka“ b) tzv. “studená svíčka“



obr.4. Safírové svíčky



obr. 5. : Sériové jiskřiště zapalovací svíčky



    

Zapalovací svíčka

Zapaluje jiskrou směs vzduchu a paliva ve spalovacím prostoru motoru. Jiskra vzniká mezi dvěma elektrodami svíčky při dosažení určitého napětí (kV) a trvá zhruba 2ms.[1]

Na zapalovací svíčku jsou kladeny velké nároky, stupňující se s neustálým vývojem moderních spalovacích motorů. Je to především mechanické, tepelné, elektrické a chemické namáhání, např.:

  • výkyv teplot během pracovního cyklu 100 až 2500°C
  • výkyv tlaků během pracovního cyklu 0,09 až 6MPa
  • až 66 přeskoků jisker za sekundu
  • zapalovací napětí až 40kV
  • proud špičkově až 300A
  • musí odolávat chemickým vlivům agresivního prostředí [1]

1. Konstrukce zapalovací svíčky

Hlavní části jsou:
  • střední elektroda
  • keramický izolátor
  • kovové pouzdro se závitem
1.1. Elektrody

Každá zapalovací svíčka má střední a jednu nebo více uzemňovacích elektrod.

Střední elektroda: Jí je přiváděno vysoké napětí od zapalovací cívky. Materiálem jsou nejčastěji slitiny ušlechtilých kovů (např. wolfram, iridium, platina, stříbro). Ušlechtilé kovy mají lepší odolnost, ale potřebují vyšší přeskokové napětí. Slitiny jsou tedy kompromisem.

Uzemňovací elektroda: Je upevněna na kovovém pouzdře. Dle konstrukce zapalovací svíčky může být jedna nebo více uzemňovacích elektrod.

Poloha elektrod: Aby jiskra přeskakovala v místě, které je pro spalovaní a zapalovací svíčku nejvýhodnější, existují různé polohy elektrod:

  • normální poloha
  • vysunutá poloha
  • zatažená poloha [1]
1.2. Izolátor

Vyrábí se ze speciálních slitin oxidu hliníku. Pro zvýšenou odolnost proti plazivým proudům se glazuje a je opatřen bariérami proti plazivým proudům. Hlavní vlastnosti izolátoru jsou:

  • vysoká pevnost
  • odolnost proti tlakům
  • odolnost proti chemickým vlivům hoření
  • stejnorodost (nesmí být pórovitý)
  • malá tepelná roztažnost
  • dobré izolační vlastnosti [2]

2. Tepelná hodnota

Každý spalovací motor se vyznačuje jiným jednotkovým výkonem, zatížením, vnitřním chlazením, kompresi atd. Nelze tedy používat univerzální zapalovací svíčku.

Správná teplota špičky izolátoru zapalovací svíčky je 450 až 850°C. 450°C je tzv. samočistící teplota, kdy úsady a zbytky, které by se usazovaly na izolátoru a zvyšovaly tak jeho elektrickou vodivost, shoří. 850°C je horní hranice teploty, kdy by se již palivo mohlo vzněcovat samovolně – vznik samozápalů. [2]

Delší patka izolátoru lépe přijímá a hůře odvádí teplo. Má tedy vysoký součinitel tepelné hodnoty (tzv. „teplá svíčka“). Kratší patka izolátoru naopak hůře přijímá teplo a lépe ho odvádí. Má tedy nízký součinitel tepelné hodnoty (tzv. „studená svíčka“). [1]

3. Vývojové trendy a novinky

3.1. Zapalovací svíčka se safírovou špicí

Safír má o dva řády vyšší elektrický odpor, než klasické slitiny oxidu hliníku, což znamená možnost zvýšit napětí řádově až 100 kV.

Safír vzhledem ke svým optickým vlastnostem (průhlednosti) odvádí padesát až stokrát větší tepelný tok než keramika.

Optické vlastnosti monokrystalického safíru umožní i přesný odečet teploty v kterémkoliv momentu, což napomáhá konstruktérům.

Konstruktéři automobilových motorů vycházejí z předpokladu, že pro dokonalou funkci každého válce je nutné použít šesti ventilů. Toto řešení však často naráží na nedostatek místa. Klasická svíčka má průměr keramické části okolo 12 mm. Použití safíru dovoluje jít konstrukčně až prakticky na polovinu tohoto rozměru. [3]

3.2. Sériové jiskřiště zapalovací svíčka

Špička izolátoru přesahuje ocelové pouzdro svíčky o 6 až 7mm. Špička je opatřena dvěma a více plochými kroužky z elektricky vodivého materiálu. Kroužky jsou od sebe navzájem odizolovány a spojeny s vrcholem špičky izolátoru. Toto uspořádaní pak pracuje jako sériové jiskřiště. Jiskra přeskočí na jednom jiskřišti a za několik mikrosekund na dalších jiskřištích. Výhodou je tedy více jisker na jeden impuls a tím lepší kvalita hoření směsi.

Literatura
  • 1. Gscheidle, R. Příručka pro automechanika. Praha: Sobotáles, 2001. ISBN 80-85920-76-X.
  • 2. Horejš K., Košek J., Motejl, V., Zelinka, B. Učebnice pro řidiče a opraváře automobilů. 2.vydání. Brno: Littera, 2001. ISNB 80-85763-14-1.
  • 3. Matoušek, J. Zapalovací svíčka nové konstrukce [online]. 13.5.2002 [cit. 2004-11 -03] Dostupné z: http://www.technik.ihned.cz/1-10015300-11031850-800000_detail-fb.

    Diskuze o článku Nové téma


    Foto galerie


  • Články