Свечи зажигания

Воспламенение рабочей смеси в цилиндре двигателя осуществляется свечой зажигания. Высоковольтное напряжение, поступающее на электрод свечи от катушки зажигания через распределитель, вызывает искровой разряд (пробой) в зазоре между электродами свечи и воспламеняет рабочую смесь. Зазор между электродами — это воздушный искровой промежуток. Именно свечи с воздушным искровым промежутком наиболее распространены в современных автомобильных поршневых двигателях. В роторно-поршневых и газотурбинных двигателях иногда используют свечи поверхностного разряда, когда искровой разряд проходит частично по воздуху, частично по поверхности изолятора.

При работе в двигателе свеча испытывает на себе большие колебания температуры: от 70 °С для свежей (холодной) порции рабочей смеси до 2700 °С во время рабочего хода поршня. Кроме того, в процессе рабочего хода давление в цилиндре двигателя может достигать 5...6 МПа, и на поверхность (сечение) свечи, установленной в камере сгорания, действует сила 0,5... 1,2 кН. Это давление стремится выдавить свечу из ее резьбового гнезда или выдавить из ее изолятора центральный электрод либо электрод вместе с изолятором, который завальцован с усилием 25...30 кН. При этом на свечу действует постоянная вибрационная нагрузка.

Резьбовое соединение (при установке свечи в двигатель) испытывает преднатяг с крутящим моментом 40...60 Нм. Кроме механических нагрузок свеча испытывает нагрузку от высокого напряжения, вызывающего пробой искрового (воздушного) промежутка и выбивание ионов металла электродов. В результате этого зазор между электродами увеличивается на 0,015 мм на каждые 1000 км пробега автомобиля.

В продуктах сгорания находятся вещества, которые вызывают химическую коррозию электродов. Кроме того, отложение нагара на изоляторе и электродах свечей, вызванное неполным сгоранием топлива, или нагара из-за масла, попадающего на свечу и выгорающего на ней, создает токопроводящую массу. Эта масса шунтирует электроды и приводит к уменьшению напряжения во вторичной цепи системы зажигания или к прекращению искрообразования в зазоре свечи. Такой же эффект дает загрязнение внешнего электрода и изолятора под капотом двигателя.

В случае пуска двигателя при низких температурах возможна конденсация влаги на изоляторе и электродах свечи внутри цилиндра. Это также приводит к невозможности образования искрового разряда в зазоре между электродами. Следовательно, изолятор свечи должен быть стойким к смачиванию и иметь нулевое влагопоглощение. Для этого его покрывают глазурью. Раскаленный высокими температурами нагар может вызвать преждевременное воспламенение рабочей смеси или после выключения зажигания.