Zasada działania i rola świec w silnikach Diesla
Zawartość
Silniki Diesla pracują doskonale, nie powodują przerw zapłonu w cylindrach i dają dobry moment obrotowy przy wysokiej sprawności, dzięki zastosowanej zasadzie inicjacji spalania. Paliwo jest wtryskiwane pod ciśnieniem do gorącego powietrza z gwałtownego sprężania i natychmiast zapala się w całej objętości. Nie ma tu świec iskrowych, które na tym tle wyglądają jak nielogiczne rozwiązanie. Ale jednym z problemów był zimny rozruch silnika, gdy temperatura pod koniec sprężania nie osiąga pożądanego progu.
Dlaczego świeca zapłonowa w silniku o zapłonie samoczynnym
Aby ułatwić rozruch silnika w temperaturach zbliżonych do zera i niższych, można wstępnie podgrzać powietrze w komorze spalania. Aby to zrobić, umieszcza się w nim grzejniki elektryczne w postaci żarowego żarnika, chronionego ogniotrwałą obudową, która nagrzewa się do czerwono-białej poświaty. Pomimo dużych ilości zimnego powietrza i otoczenia w postaci metalowych ścianek głowy i bloku o niskiej temperaturze, metoda ta okazała się dość skuteczna. Jeśli nie przyłożysz napięcia do świec, silnik w ogóle nie miga, ale jeśli rozgrzejesz je przez kilka sekund, uruchomi się pewnie.
Urządzenie i lokalizacja świec żarowych
Jeśli wszystko jest jasne z przeznaczeniem świecy żarowej, to praktyczne wdrożenie napotkało szereg problemów, przede wszystkim związanych z niezawodnością.
Otwarte spirale nie były tu dobre, ale spalanie w cylindrach jest wybuchowe, destrukcyjne. Filament musi być dobrze zabezpieczony. Aby to zrobić, jest zamknięty w metalowej lub ceramicznej obudowie. Jeśli użyje się metalu, będzie to stop żaroodporny. Aby uniknąć zwarć elektrycznych, przestrzeń między nasadką a gwintem jest wypełniona substancją, która zarówno izoluje prąd, jak i dobrze przewodzi ciepło. Zwykle jest to tlenek magnezu.
Świece ceramiczne charakteryzują się wyższą temperaturą pracy, długą żywotnością i szybszym nagrzewaniem. Ale kosztują też znacznie więcej. Zastosowanie konkretnego typu zależy od charakterystyki silnika, czasem koniecznym środkiem staje się zastosowanie najbardziej zaawansowanych i kosztownych technologii. Tylko ceramiczna świeca zapłonowa na bazie azotynu krzemu poradzi sobie z nowoczesnym, przyjaznym dla środowiska silnikiem wysokoprężnym, który błyskawicznie się nagrzewa i nie pozwala silnikowi przekroczyć poziomu szkodliwych emisji.
Starają się umieszczać świece jak najbliżej miejsca wtrysku oleju napędowego do cylindra. Jeśli jest komora wstępna lub komora wirowa, to w nich. Diesle z wtryskiem bezpośrednim mają geometrycznie małą strefę spalania, cylinder roboczy świecy jest umieszczony z uwzględnieniem turbulencji powietrza podczas sprężania. Korpus świecy ma wydłużony kształt ułatwiający montaż i bezpieczny demontaż. Jest dostarczany z gwintami i krawędziami pod klucz. Styk elektryczny jest wyprowadzony i zaizolowany.
Zarządzanie świecami i algorytm pracy
Każda świeca zużywa znaczny prąd, rzędu dziesięciu amperów z odchyleniami w obu kierunkach. W związku z tym rezystancja powinna wynosić około jednego oma przy napięciu zasilania 12 woltów. Ciężarówki używają świec zapłonowych 24 V.
Taka moc wymaga odpowiedniego przełącznika w postaci przekaźnika kontroli mocy. Jest to urządzenie elektroniczne, które zapewnia włączenie świec podczas rozruchu, a także terminowe wyłączenie lub przejście do trybu wstrzymania zmniejszonej mocy.
Nawet po uruchomieniu silnika wysokoprężnego przez pewien czas utrzymuje się możliwość jego niestabilnej pracy z dymem i przeciążeniem systemów filtracji i neutralizacji. Dlatego sama świeca lub jej urządzenie sterujące muszą, choć z ograniczeniem prądu, nadal podgrzewać mieszankę, aż silnik osiągnie określoną temperaturę.
Z punktu widzenia szybkiego rozruchu i niezawodności tryb szybkiego nagrzewania do temperatury maksymalnej, po którym następuje spadek mocy i stabilizacja na pewien czas, można uznać za optymalny. Odbywa się to automatycznie przez zespół świecy o nieliniowej charakterystyce oraz elektroniczną jednostkę sterującą.
W najnowocześniejszych silnikach świece pełnią dodatkowe funkcje. Wynika to z konieczności utrzymania środków zmniejszających toksyczność, a mianowicie konwerterów, filtrów cząstek stałych i układu EGR. W tym celu, zgodnie z programem jednostki sterującej, świece można również włączać, gdy silnik jest ciepły, co zwiększa temperaturę spalin. Przyspiesza to reakcje utleniania i czyści sprzęt zgodny z wymogami ochrony środowiska.
Cechy i właściwości różnych konstrukcji technicznych
Dążą do tego, aby świeca była jak najbardziej samoregulująca, aby nie komplikować jednostki sterującej, która jest zmuszona do pracy z dużymi prądami, nie marnując energii na własne przegrzanie. Można to osiągnąć, stosując metale elementów grzejnych o różnych zależnościach między temperaturą a oporem elektrycznym.
Istnieje kilka sposobów realizacji pożądanej nieliniowości właściwości elementów grzejnych:
- zastosowanie dodatkowej cewki sterującej (sterującej) o różnej zależności temperaturowej;
- stosować do pojedynczej spirali materiału o danej silnej zależności oporu;
- zastąpienie żarnika ceramicznym prętem przewodzącym o znacznie lepszych właściwościach.
Świece w pełni ceramiczne są w stanie przez długi czas wytrzymać rekordowe temperatury dochodzące do 1400 stopni.
Rozwój energoelektroniki umożliwił przeniesienie wielu funkcji do jednostki sterującej. Takie technologie z łatwością radzą sobie z dowolnym trybem działania świec, zmieniając dostarczaną do nich moc. Wymagania dla samych świec można obniżyć, jednocześnie zmniejszając ich wielkość, a co za tym idzie szybkość reakcji termicznej.
Problemy i awarie
Mimo podjętych środków świece nadal nie różnią się trwałością. Chociaż żywotność niektórych instancji może już przekraczać 100 tysięcy kilometrów. Przyczyny i przejawy niepowodzenia mogą być różne.
- Najprostsze jest wypalenie elementu grzejnego. Cylinder z uszkodzoną świecą zapłonową odmawia pracy przy rozruchu, silnik „troit” i wibruje. Łatwo to ustalić za pomocą zwykłego multimetru.
- Pręt grzejny musi koniecznie zwiększać temperaturę, zaczynając od końca. Następnie blask rozprzestrzenia się na część gwintowaną. Jeśli tak nie jest, świeca jest uszkodzona lub początkowo uszkodzona.
- Czubek świecy (szpilka) może z czasem zmienić swój geometryczny kształt. Takie spuchnięte lub poskręcane świece należy wymienić na czas, podczas gdy nadal można je usunąć. Trudno zauważyć taką wadę, dlatego zaleca się zapobiegawczą wymianę z częstotliwością określoną przez konstrukcję i jakość części. Zwykle to dwa lata.
- Paliwo złej jakości może zniszczyć świecę zapłonową. Zmienia ściśle obliczony reżim termiczny, a część zawodzi. Po drodze silnik ma inne problemy, które są poważniejsze niż uszkodzona świeca zapłonowa.
Świece nie podlegają naprawie. Są one zastępowane nowymi, z konieczności wymiennymi, zgodnie z zasadami demontażu. Z reguły nie jest to łatwe, świece mają czas na przyklejenie się gwintu do metalu lub utknięcie w prowadnicy z powodu przegrzania. Nie ryzykuj skomplikowanych napraw silnika, lepiej natychmiast zwrócić się do doświadczonych profesjonalistów.
