Абсолютно будь-яка свічка запалювання в абсолютно будь-якому автомобілі потрібна тільки для того, щоб запалити паливну суміш, що надійшла в камеру згоряння двигуна.
При запаленні суміші відбувається справжній вибух, енергія якого штовхає поршень вниз, створюючи крутний момент. Як і будь-який інший вибух, він супроводжується високою температурою, яка безпосередньо залежить від тиску, при якому відбувається вибух. У нашому випадку тиск визначається силою стиснення.
У звичайному двигуні амплітуда температур може досягає 2500 градусів за Цельсієм. а при середніх, близько трьох тисяч. оборотах двигуна суміш вибухає близько двадцяти п'яти разів на секунду.
Крім цього всі виникаючі продукти горіння, також впливають на свічку запалювання.
Умови, в яких працює свічка можна сміливо назвати критичними і саме з цієї причини виробники свічок роблять їх строго під певний двигун. Чому це так важливо буде зрозуміло з подальшого матеріалу.
Основне завдання свічки запалювання - забезпечити необхідний зазор між електродами. Крізь цей зазор проходить велика напруга, близько двадцяти тисяч вольт, за рахунок чого утворюється дуга, яка і підпалює суміш. Однак цей зазор повинен залишатися постійним якомога довше. Якщо величина зазору буде змінюватися, то напруга іскрового розряду буде зростати, створюючи навантаження на модуль запалювання. Внаслідок цього пробою іскри буде не постійним і це буде помітно по нестійкої роботи двигуна.
Виробники свічок давно знайшли вирішення проблеми зменшення іскрового зазору. Завдяки конструкції свічки запалювання, все відкладення, викинуті під час, умовно першого вибуху. догоряють на розпечених стінках самої свічки, а при подальшому вибуху їх зносить з електродів вихором займистото газу і далі все повторюється знову.
Проблема в тому, що свічка запалювання не тільки не повинна бути холодною, але і не повинна бути дуже гарячою. Діапазон температур складає всього п'ятсот градусів в періоді від чотирьох сот до дев'ятисот градусів Цельсія. Якщо ж свічка перегріється, то виникне ефект калильного запалювання, коли суміш буде загорятися не в момент підпалу, а довільно, запалюючись від розпечених поверхонь свічки.
Такий розвиток подій цілком може викликати руйнування самого двигуна.
Схема тепловідведення в свічках запалювання давно відома, але саме вона, побічно, впливає на кінцеву вартість свічки.
Після максимальної температурної точки, в камеру впорскується нова порція холодної суміші і ця суміш забирає близько двадцяти відсотків від загальної кількості тепла. Більше половини йде через ізолятор свічки і далі віддається на головку блоку циліндрів, звідки виводиться системою охолодження. Близько десяти відсотків йде в повітря за рахунок зовнішньої частини керамічного ізолятора. Тут не малу роль грає загальна площа необхідна для поглинання тепла. Саме з цієї причини ізолятор більшості свічок гофрований, він захищає і від пробою між проводом і масою.
Краплинне число - грубо, число, що показує температурний діапазон в якому та чи інша свічка буде працювати нормально, визначається саме ставленням площ покликаних відводити тепло від електродів свічки запалювання. По суті, краплинне число це здатність свічки накопичувати тепло в собі.
За краплинне число більшою мірою відповідає нижня частина свічки, та, що вворачивается в двигун. Керамічний ізолятор центрального електрода накопичує тепло і передає його металевому сердечника.
Для більш ефективного тепловідведення сердечник роблять з різних металів. Найчастіше мідну основу покривають сплавом хрому і нікелю. В особливих випадках такий підхід застосовують і до бічних електродів, але це швидше виняток з правил. Застосування декількох металів в центральному електроді наділяє свічку термоеластічному, що дозволяє компенсувати різницю температурних амплітуд, що виникає через різницю частоти обертів двигуна.
Так, наприклад, при малих обертах температура нижнього краю електрода набагато вище, ніж при високих оборотах. Удавана нісенітниця пояснюється тим, що як тільки свічка починає перегріватися на високих оборотах, мідний сердечник починає відводити тепло, більш інтенсивно, компенсуючи, таким чином, збільшення загальної температури свічки.
Виробники свічок запалювання безперервно ведуть боротьбу в двох напрямках поліпшення конструкції свічок. У першому випадку, збільшується струм, що проходить через іскровий зазор, це дає більш повне згоряння суміші, а значить, покращує чистоту вихлопу і разом з тим підвищує потужність. Але при цьому досить швидко руйнуються електроди свічки запалювання. У другому випадку йде боротьба за ресурс свічок, і чим довше вони не вимагають заміни, тим краще.
Компенсувати це протиріччя дозволяє застосування спеціальних матеріалів при виготовленні свічки. Вище ми читали про те, що краплинне число побічно впливає на вартість свічки. Справа в тому, що чим тонше електрод, тим дорожчий матеріал в ньому застосовується, щоб компенсувати занадто раннє руйнування електрода. В даний час застосовують платину, іридій, золото, срібло ... У звичайних свічках найчастіше зустрічається платина і іридій.
Як утворюється іскра.
Якщо створити достатню електричне поле в газоподібному середовищі, то у молекул газу почнеться відділення електронів. Відокремилися електрони неминуче будуть притягнуті до позитивного електрода. В процесі цього руху відбувається іонізація молекул самого газу, і утворення нових електронів ... процес не дарма називають обвальним.
Напруженість електричного поля пропорційна кривизні поверхні провідника.
Так, наприклад, блискавка потрапляє в дерево, тільки по тому, що відносно поверхні землі воно "гостре". Самотній мандрівник в степу теж буде "гострим" щодо землі, і самотній плавець буде "гострим" щодо води.
Напруга пробою залежить від тиску в тому середовищі, в якій цей пробій повинен відбутися.
Середня напруга пробою у свічки запалювання з зазором один міліметр становить близько семисот вольт, при атмосферному тиску і близько п'яти кіловольт при роботі двигуна.
Середня котушка запалювання здатна створити імпульс рівний дванадцяти кіловольт, тобто напруги з запасом повинно вистачити на стабільну іскру в проміжку до двох міліметрів.
Цей запас напруги має одну цікаву особливість. Іскра в свічці запалювання виникає, де попало, що само по собі дестабілізує кут випередження запалювання.
Виробники свічок запалювання вирішують цю проблему кількома методами.
Найдешевший метод, з застосовуваних, зробити просічки в центральному електроді у вигляді латинської букви V. Більш дорогий метод загострити електрод, але тоді доведеться кінчик електрода робити з платини або іридію, що істотно підніме вартість свічки запалювання. Однак в комплексі цей метод теж досить часто застосовують, особливо в свічках, які стоять в багато клапанних моторах і мають невелике перетин центрального електрода, щоб зберегти площу необхідну для охолодження свічки.
На закінчення дам кілька порад.
Вибираючи свічки для свого автомобіля, купуйте тільки ті свічки запалювання, які строго відповідають вашому двигуну. Які правильні, написано і в документації на автомобіль і в каталозі виробника свічок запалювання. Якщо так склалося, що ваші свічки містять платину або іридій, не економте, купуючи свічки, центральний електрод яких зроблений з нікелю або міді.
Повірте! Ви не будете стежити за зносом електрода і в кінцевому підсумку спалите котушки запалювання через збільшення напруги пробою, тому що електрод швидко зноситься і іскровий зазор перевищить допустиме значення.
Не встановлюйте на свій автомобіль свічки, різьбова частина яких довший ніж у ваших старих свічок. У деяких двигунах стирчить кінець різьблення може дістати до поршня. У більшості випадків на зайвої різьбі утворюється нагар, і ви в наслідок не зможете вивернути свічку запалювання.
Не слід ставити свічки, різьблення яких коротше різьблення на ваших старих свічках. Нагар осяде на різьбі головки блоку циліндрів, і коли ви заходите поміняти свічки на рекомендовані ви не зможете їх загорнути до кінця.
Якщо ви не можете, по якійсь причині, зіставити краплинне число вашої старої свічки і свічки, яку ви хочете купити. Зробіть наступне.
Візьміть канцелярську скріпку або тонкий дріт і акуратно введіть її між ізолятором центрального електрода і спідницею вашої старої свічки. Досягнувши дна, загніть про край спідниці решту.
Вийміть дріт і заміряйте загнутий кінчик.
Повторіть дію з тієї свічкою, яку хочете купити. Якщо отримані відрізки збігаються, то краплинне число однаково в обох свічок.
Не допускайте розбіжності довжин більш ніж на два міліметри.