Zapalovací svíčky (2. díl)
(tepelná charakteristika, stanovení tepelné hodnoty zapalovací svíčky, stanovení osazení motoru zapalovacími svíčkami)
Základní podmínky pro zajištění dokonalé funkce zapalovací svíčky jsou:
- Dostatečná elektrická izolace mezi střední a vnější elektrodou
- Vyvážená bilance příjmu a odvodu tepla zapalovací svíčky zasahující do spalovacího prostoru
Pro zajištění dostatečného odizolování střední a vnější elektrody v oblasti špičky je nutné zkonstruovat zapalovací svíčku tak, aby v běžných provozních podmínkách vydržela co nejdelší dobu v tepelném rozmezí teplot 500 - 850 °C.
Při teplotách pod 500 °C vlivem spalování paliva ulpívají na povrchu špičky izolátoru elektricky vodivé úsady hoření, které snižují izolační odpor zapalovací svíčky. Pracuje-li špička izolátoru při teplotě nižší než 500 °C nachází se v pásmu úsad.
Při teplotě nad 850 °C má špička izolátoru tendenci samovolně zapalovat v předstihu směs paliva a vzduchu připravenou ve válci motoru. Dalším stlačováním již zapálené směsi vzniká vysoká teplota, která může velmi vážně poškodit zapalovací svíčku nebo i motor vozidla. Této oblasti říkáme pásmo samozápalů.
Oblasti mezi těmito limitními hodnotami říkáme pásmo samočištění a to proto, že při teplotě špičky izolátoru mezi 500 - 850 °C jsou již vzniklé úsady hoření spáleny a nové úsady při této teplotě nevznikají nebo okamžitě shoří pi dotyku se špičkou izolátoru.
Vliv teploty špičky izolátoru na správnou volbu tepelné hodnoty zapalovací svíčky
- - - - - pro daný motor příliš studená zapalovací svíčka
-------- vhodná zapalovací svíčka pro daný motor
-------- příliš teplá zapalovací svíčka pro daný motor
Různé motory produkují různá množství tepla. Pro udržení teploty špičky izolátoru v rozmezí 500 - 850 °C je nutné proto vyrábět řadu zapalovacích svíček s odlišnými tepelnými vlastnostmi. Jiné tepelné vlastnosti musí mít zapalovací svíčka pro málo výkonné motory a jiné jsou vyžadovány od závodních motorů s vysokým litrovým výkonem.
Tepelné vlastnosti můžeme ovlivňovat zejména regulací tepla přijímaného špičkou izolátoru a tepla odváděného ze špičky izolátoru do hlavy válců. Toho lze dosáhnout zejména odstupňováním délek špiček izolátoru a použitím různě tepelně vodivého materiálu střední elektrody.
Pro rozlišení zapalovacích svíček s různými tepelnými vlastnostmi se používá stupnice tepelných hodnot, které jsou vyjádřeny číselnou formou. V systému značení "BRISK" je nejteplejší zapalovací svíčce s nejdelší špičkou izolátoru přiřazeno číslo 19 a naopak nejstudenější zapalovací svíčce s nejkratší špičkou izolátoru číslo 08.
Také na zapalovací svíčku. správně zvolené tepelné hodnoty působí procesy zanášení a samočištění špičky izolátoru. Usazování úsad hoření na špičce izolátoru je způsobeno nedokonalým spalováním, z důvodu "bohaté" směsi vzduchu a paliva. Na druhé straně nanesené úsady hoření shoří, když se teplota špičky izolátoru zvýší nad 500 °C.
Pásma zanášení a samočištění v závislosti na poměru vzduchu a paliva a na teplotě špičky izolátoru
Pásmo zanášení neopařeným palivem - v tomto pásmu se zapalovací svíčky nejvíce zanášejí. Směšovací poměr paliva a vzduchu je zde nízký (bohatá směs). Rozptýlení (atomizace) paliva je malá a palivo hoří ve svém kapalném stavu. Tvorba úsad hoření je značná. Navíc špička izolátoru je vlhká od neodpařeného paliva. Snižující se izolační odpor špičky izolátoru má za následek občasné selhání zapálení. Studené starty a časté rozjíždění vozidla v chladném počasí urychlují zanášení špičky izolátoru.
Pásmo zanášení měkkými úsadami - běh motoru vozidla na volnoběžné otáčky nebo jeho malé zatížení způsobuje usazování měkkých (suchých) úsad hoření na špičce izolátoru i když palivo nehoří v kapalném stavu.
Pásmo inertní - v tomto pásmu nedochází ani k usazování úsad hoření na špičce izolátoru, ani k samočištění. Úsady se neusazují na povrchu špičky izolátoru ani když teplota špičky poklesne pod 500 °C. Nová zapalovací svíčka se nezanáší a již zanesená svíčka se nevyčistí.
Pásmo samočištění - v tomto pásmu nanesené úsady hoření na špičce izolátoru shoří a izolační pevnost špičky izolátoru se vrátí na běžnou hodnotu. Posunutí do samočistícího pásma se obvykle odehrává při akceleraci a při vyšších rychlostech vozidla.
Stanovení tepelné hodnoty zapalovací svíčky
Při provozu motoru je zapalovací svíčka zahřívána na určitou teplotu. Nejvyšší teplota je na konci špičky izolátoru. Tepelná bilance mezi příjmem a odvodem tepla ze svíčky je definována tzv. tepelnou hodnotou zapalovací svíčky. Parametrem tepelné hodnoty je tzv. samozápalná hodnota. Měří se speciálním měrným motorem postupným zvyšováním přeplňovacího tlaku až do vyvolání samozápalů zapalovací svíčky. Samozápaly jsou indikovány pomocí ionizační metody a dále zpracovány systémem řízení se zpětnou vazbou na řízení motoru. Tepelné zatížení se vyjadřuje jednotkami IMEP (Indicated Mean Effective Pressure lb/in2).
Stanovení osazení motoru zapalovacími svíčkami
Osazovací zkouška konkrétního motoru se provádí zařízení, umožňujícím snímání samozápalů, při zvyšování předstihu zapalování, při zatíženém motoru. Tím je zkoumána rezerva tepelné hodnoty zapalovací svíčky na konkrétním motoru. Součástí osazovacích zkoušek bývá i zkouška startovatelnosti v mrazící komoře a provozní zkoušky.
← Zapalovací svíčky (1. díl) | Zapalovací svíčky (3. díl) →
Zdroj: Technický manuál BRISK
