При работе ДВС свеча подвержена высоким тепловым, электрическим, механическим и химическим нагрузкам. Нижняя часть теплового конуса свечи работает в интервале температур от 400°С до 950°С. На саму свечу воздействуют: напряжение до 30 кВ, высокое давление газов до 4 МПа и изменение температуры в диапазоне от -50°С до +2500°С. Тепло, подведенное к свече, отводится от нее через различные элементы ее конструкции (корпус, изолятор, центральный электрод) и поступающую в камеру сгорания горючую смесь. Все свечи характеризуются по тепловым качествам, то есть по их способности выдерживать высокие температуры. Это достигается конструктивно путем использования высокотемпературных электродов и уменьшения внутренней поверхности изоляции, находящейся в прямом контакте с пламенем головки цилиндров.
Нормальная работа свечи происходит при температуре теплового конуса изолятора в диапазоне 400 - 900°С [3,18,21,22,25]. После пуска холодного ДВС и до тех пор, пока он не прогреется, на холодном тепловом конусе изолятора свечи появляются отложения из несгоревших углеводородов. По мере прогрева ДВС температура свечи повышается и при достижении 400°С и выше происходит выгорание нагара ― свеча самоочищается. Если температура свечи превысит 950°С, возникает калильное зажигание, т.е. топливно-воздушная смесь начнет воспламеняться в цилиндре не от искры, а от нагретых частей камеры сгорания (самопроизвольно) в т.ч. и от самой свечи, через которую отводится часть тепла. Поэтому для каждой конкретной модели ДВС необходимо подбирать свечи с определенной тепловой характеристикой, с определенным калильным числом.
Калильное число характеризует способность свечи к самостоятельной очистке и устойчивости к перегреву с нужным балансом. Калильное число свечиопределяют специальным эталонным одноцилиндровым ДВС, степень сжатия которого изменяют до возникновения калильного зажигания. Среднее индикаторное давление, при возникновении калильного зажигания, соответствует калильному числу. Тепловые характеристики свечей нормируются и устанавливаются через ряд калильных чисел. Ряд калильных чисел свечей стандартизован, и в России он включает: 8; 11; 14; 17; 20; 23; 26.
В некоторых странах под калильным числом понимают время работы эталонного ДВС до начала калильного зажигания. Так нормирует калильное число, например, фирма Bosch (германия) [18].
По тепловым качествам свечи делятся на «горячие» ― для двигателей с невысокой температурной нагрузкой и «холодные» ― для работы с высокой рабочей температурой в камере сгорания ДВС с большой степенью сжатия.
Теплоотдача свечи определяется целым рядом параметров и зависит от длины теплового конуса изолятора свечи. Длинный конус затрудняет тепловой отвод тепла, нижняя часть свечи плохо охлаждается.Поэтому такая свеча называется «горячей». Она соответствует малым значениям калильного числа (8, 11) и рекомендуется для низкоскоростных ДВС с малым октановым числом горючего и с малой степенью сжатия. Короткий тепловой конус свечи характерен для «холодной» свечи с большими значениями калильного числа (20, 23, 26). Такие свечи рекомендуются для высокоскоростных, с большой степенью сжатия (форсированных) ДВС с высокооктановым топливом.
Толщина нагара на стенках камеры сгорания ДВС зависит от правильности выбора марки свечи в соответствии с температурным режимом двигателя. В ДВС с высоким температурным режимом нагара отлагается обычно меньше. По этой причине не рекомендуется ДВС долго эксплуатировать без термостата. Это приводит к преждевременному выходу из строя свечей [3,12,18,22,28].
При работе на этилированных бензинах количество нагара увеличивается в несколько раз по сравнению с работой двигателя на чистом бензине. Это происходит по причине накопления свинцовых соединений, которых в нагаре может содержаться до 40 - 60%. Свечи, покрытые таким нагаром, практически коммутируются его сопротивлением, и искрообразование резко ухудшается.
Когда температура свечи менее 400°С, то на тепловом конусе изолятора происходит усиленное нагарообразование. Свеча начинает работать с перебоями, т.к. через образовавший нагар происходит утечка тока высокого напряжения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.