Arbeitsbedingungen und thermischen Eigenschaften der Kerzen

Modern Verbrennungskolbenmotoren Arbeiten an Viertakt-oder Zweitakt-Arbeitszyklus. Car-Motoren, mit seltenen Ausnahmen, sind auf vier Takt arbeiten, fur zwei volle Umdrehungen der Kurbelwelle und der Viertakt durchgefuhrt. Engines fur verschiedene Zwecke sehr kleinen Arbeitsvolumen von der Arbeit auf einem Zwei-Takt, durchgefuhrt fur eine Umdrehung der Kurbelwelle und zwei Schlaganfall. Im Betrieb auf die Motor Funken Variablen der elektrischen, thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen mit einer Frequenz proportional zur Frequenz der Kurbelwelle. Die Last auf die Kerze bei der Arbeit am Zweitaktmotor mindestens zweimal in der Vier-Takt, die erheblich reduziert Lebensdauer der Batterie. Thermischen Belastungen. Candle in den Zylinderkopf so eingestellt, dass ihre Arbeit ein Teil der Brennkammer und der Kontakt wird - in der Motorhaube. Die Temperatur des Gases in die Brennkammer variiert von einigen zehn Grad Celsius an einem Eintritt fur 2 bis 3000 bei der Verbrennung. Die Temperatur unter der Motorhaube eines Autos konnen 150 ° C. Auf vielen Autos, Motorrader und noch mehr zu erreichen, gibt es eine Moglichkeit, Spritzwasser und auf eine Kerze, vor allem bei der Reinigung, die Schaden an der Anlage fuhren kann. Durch die ungleichma?ige Erwarmung der Temperatur in verschiedenen Abschnitten der Kerzen konnen von Hunderten von Grad, was zu thermischen Spannungen und Verformungen fuhrt variieren. Dies wird durch die Tatsache, dass der Isolator-und Metallteilen signifikant unterschiedlich in Gro?e der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt sind. Mechanische Belastungen. Der Druck im Zylinder variiert von weniger als der atmospharische Druck am Einlass bis 50 kg/cm2 und vor der Verbrennung. Gleichzeitig sind die Kerzen zusatzliche Schwingungsbelastungen. Chemische Belastung. Beim Verbrennen bildet einen "Haufen" von chemisch aktiven Stoffen, Oxidation, auch sehr widerstandsfahigen Materialien verursachen kann, vor allem weil die Arbeiterklasse Teil des Isolators und der Elektroden konnen Betriebstemperaturen bis 900 ° C. Elektrische Belastung. Wenn Funken, deren Dauer bis zu 3 ms, ist der Isolator ausgesetzt Hochspannungsimpuls, der maximale Wert, die auf Druck und Temperatur hangt in der Brennkammer und Funkenstrecke Werte zu wecken. In einigen Fallen kann die Spannung erreichen 20 bis 25 kV (Scheitelwert). Einige Arten von Fahrzeugen kann erzeugen Spannung ist viel hoher, aber es schrankt die Durchbruchspannung der Funkenstrecke oder Oberflache Uberschlagsspannung Isolator. In den Lichtbogen Phase der Fordermenge der hohen Strom fuhrt zu einer Gluhkathode Flecken auf der Elektrode. Ein Lichtbogen kann nicht ohne die Elektronen durch die Gluhkathode emittiert Flecken gibt. Low-Spots erreicht 3000 K, die oberhalb der Schmelztemperatur der auch die feuerfesten Metall ist. Dies fuhrt zu dem unvermeidlichen Verdampfung von mikroskopischen Elektrodenmaterial mit jedem Funken. Die Rate der elektrischen Erosion, ceteris paribus, die proportional zur Energie-und Funken der Elektrode Temperatur. Abweichungen von den normalen Prozess der Verbrennung normale Verbrennung des brennbaren Gemisches erfolgt mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn Metern pro Sekunde und ist durch eine relativ glatte Anstieg der Temperatur und der Druck im Zylinder begleitet. Als Ergebnis gebildet Fremdzundung der primare Fokus der Zundung, dann der Flammenfront gebildet, die sich schnell uber das Volumen der Brennkammer verteilt. Unverbrannter Kraftstoff verbrennt in der Flammenfront wird in der parietalen Bereichen in die Lucken zwischen den Kolben und Zylinder. Unter bestimmten Bedingungen der normalen Verbrennung kann gestort werden, was sich auf die Zuverlassigkeit und Lebensdauer der Kerze. Solche Verletzungen sind die folgenden. Wegfall der Zundung. Mai wegen der brennbaren Mischung pereobedneniya, Aussetzern oder schlechter Funken Energie entstehen. Gleichzeitig erhoht die Bildung von Kohlenstoff-Ablagerungen auf dem Isolator und Elektroden. Hitze fernhalten. Unterscheiden Sie vorzeitig abbrechen, bevor der Funke, der das Erscheinungsbild der verzogerten Zundfunken und Kraftstoff-Gemisch durch den uberhitzten Teilen ein Ventil, Kolben, Zylinder oder eine Kerze verursacht begleitet. Daruber hinaus kann eine vorzeitige Zundung durch gluhende Kohlenstoff-Partikel hervorgerufen werden. In vorzeitige Oberflache Zundung erhoht spontane Zundzeitpunkt. Dies fuhrt zu einer Erhohung der Rate von Druckanstieg und mit steigender Temperatur bis zu einem Maximalwert, Uberhitzung des Motors und den Zundzeitpunkt noch weiter steigt. Die Beschleunigung der Prozess dauert Charakter auf den Punkt, wo Zundzeitpunkt sein, dass die Leistung des Motors beginnt zu sinken wird. Wenn Flachenbeflammung wahrscheinlich zu Schaden am Auslassventil, Kolben, Kolbenringe, Zylinder Oberflache und der Zylinderkopfdichtung. Sie Kerzen konnen ganz oder teilweise Elektroden verbrannt, und in einigen Fallen kann sogar Isolator verschmolzen. Detonation. Dieses Phanomen tritt auf, wenn mangelnde Klopffestigkeit Kraftstoff in die entlegensten aus dem Funken Lage in der Nahe hei?er Oberflachen, die sich in der Kompression nicht verbrannt wird brennbares Gemisch der wichtigsten Flammenfront. Detonation breitet sich mit der Geschwindigkeit von 1500-2500 m / s, die die Geschwindigkeit des Schalls ubersteigt. Sto?wellen sind immer wieder von den Wanden und verursachen Vibrationen und lokale Uberhitzung des Zylinder, Kolben, Ventile und Stopfen wider. Eine Beschadigung kann auftreten, wie in der Oberflache Zundung, wie die uberhitzten Teile nicht in der Lage, die erhohte Belastung standhalten. Kerzen-on-Insulator gebildet werden konnen, gechipt und rissig, konnen die Elektroden verschmolzen werden und sogar brennen vollstandig aus. Typische Anzeichen der Detonation sind Metall klopft, erhohte Ruttel-und Verlust der Motorleistung, Kraftstoffverbrauch, und manchmal das Aussehen, schwarzer Rauch aus dem Auspuff. Ein Merkmal der Detonation ist eine zeitliche Verzogerung zwischen dem Eintritt der die Voraussetzungen fur ihr Auftreten. Verzogerung ist notwendig fur die Bildung von Wirkstoffen, die zur Entstehung einer explosionsfahigen Prozess beitragen. In dieser Hinsicht ist Detonation am ehesten bei relativ niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle und Volllast. Der wahrscheinlichste Weg fur diese, wenn das Auto auf dem Vormarsch, wenn voll das Gaspedal gedruckt wird. Wenn dies nicht ausreicht, Motorleistung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Motordrehzahl abnimmt. Bei unzureichender unter diesen Umstanden Oktanzahl Detonation erfolgt durch ein Klingeln metallischen Knall folgte. Zur Beseitigung der Detonation ist ausreichend, um in einen niedrigeren Gang und die Motordrehzahl zu erhohen gehen. Perfekte ist die Anforderung, nur der Kraftstoff der Motor Oktanzahl verwenden. Dizeling. In einigen Fallen eingeschaltet eine sehr ungleiche Job unkontrollierte Benziner mit der Zundung bei sehr niedrigen Drehzahlen. Dieses Phanomen ergibt sich aus der Selbstentzundung des brennbaren Gemisches wahrend der Kompression, wie bei Dieselmotoren. In der russischen Fachliteratur "dizeling" ist ein relativ neuer Begriff, aus dem Englischen (dieseling) entlehnt. Bei Motoren, vor allem Benzin, was nicht ausschlie?t, die Moglichkeit der Kraftstoff in den Zylinder, wenn die Zundung ausgeschaltet ist, tritt dizeling, wenn Sie den Motor zu stoppen versuchen. Beim Ausschalten der Zundung des Motors weiterhin mit sehr niedrigen Umsatzen und sehr ungleichma?ig zu betreiben. Es kann einige Sekunden dauern, manchmal auch langer, dann stoppt der Motor spontan auf. Der einfachste Weg, um dieses Phanomen aus dem uberhitzten Oberflache Zundfunken zu erklaren, aber es ist vollig nicht beteiligt. Dizelinga Grund - in die Design-Merkmale der Brennkammer und als Brennstoff (geringe Bestandigkeit gegen Selbstentzundung unter Druck.) Kerzen durfen nicht die Ursache fur dieses Phanomen zu sein, da ihre Temperatur bei niedrigen Drehzahlen ist eindeutig unzureichend, um ein brennbares Gemisch zu entzunden. Hitze Zundung erfolgt an den Elektroden und Isolator 850-900 ° C, in dieser Gro?enordnung ist es nur erreicht werden kann, wenn der Motor mit maximaler Kapazitat ist. Wenn Sie die Motortemperatur dieser Teile zu stoppen nicht mehr als 350 ° C. Candle in diesen Bedingungen ist nicht die Ursache, sondern eher ein "Opfer" wegen der Unvollstandigkeit der Verbrennung erhoht die Bildung von Ru?. Die Qualitat der Kraftstoff und Ol, um den ordnungsgema?en Betrieb von Kerzen Motorenbenzin gewahrleisten muss ausreichend Detonationstest und minimale Korrosion Auswirkungen haben und keine Neigung zu Ablagerungen. Detonation Stabilitat des Kraftstoffs hangt von ihrer chemischen Zusammensetzung und Struktur von Kohlenwasserstoffen aus der Erdolraffination erhalten. Die Fahigkeit, die Entstehung der Detonation zu widerstehen, hangt von dem Molekulargewicht - je hoher sie ist, desto geringer der Widerstand der Detonation von Kraftstoff und umgekehrt. Widerstand von Benzin zu einer sogenannten Oktanzahl detonieren wird im Labor und Forschung Motors auf eine besondere Art der Montage des Motors, durch den Vergleich der Starke der Test-Benzin-und Isooctan in der Mischung mit Heptan bestimmt. Die Oktanzahl von iso-Octan als gleich 100 gesetzt. Die Zugabe von Heptan auf die instabile Detonation reduziert Oktan-Gemisch. Die industrielle Produktion von Benzin enthalt primare und sekundare Verarbeitung von Ol, durch Mischen der verschiedenen Komponenten der geforderten Eigenschaften zu erhalten, gefolgt. In der ersten Verarbeitung von Erdol (Destillation Linie) sind 10-25% niedriger Qualitat von Benzin mit einer Oktanzahl von 40-50. Als Ol-Recycling bei gro?en Raffinerien, ist es zu einem komplexen technologischen Prozesses mit dem Ziel, das Aufspalten der gro?en Molekule in kleinere unterzogen, die Stabilisierung der chemischen Zusammensetzung und der Entfernung von schadlichen Verunreinigungen, insbesondere Schwefel. Die Ausbeute an Benzin auf 60% erhoht. Dann, indem man die Produkte von primaren und sekundaren Verarbeitung von Ol mit dem Zusatz verschiedener Additive sind kommerzielle Benzin. Motor Benzin der gleichen Marke, die von verschiedenen Firmen hergestellt, aufgrund von Unterschieden in der Technologie, haben verschiedene Formulierungen. Zur Erhohung der Oktanzahl in Benzin zugesetzt antidetonators - chemische Verbindungen, die Detonation zu unterdrucken. So entfernen Sie aus der Brennkammer der Verbrennungsprodukte in die Anwendung von Anti-knock Additive im Kraftstoff ist die so genannte Radikalfanger hinzugefugt - Chemikalien, entfernen Sie die Verbrennungsprodukte zu helfen. Doch die Arbeitsbedingungen bei der Verwendung von Kerzen antidetonators deutlich schlechter. Vollstandig zu entfernen die Produkte der Verbrennung nicht moglich ist, und auf die Elektroden und die thermische Isolierung Kegel Kerzenru? gebildet wird. Unter dem Einfluss von Temperatur, konnen diese Ablagerungen leitend und verursachen eine teilweise oder vollstandige Leugnung der Funkenbildung. Kleine Unternehmen sind hoch-Oktan Benzin A-95 und AI-98 Benzin durch die Zugabe von AI-92 und A-95 bis 12-15% Methyl-tert-Butyl-Ether, wahrend Benzin hat die notwendige Qualitat. Wird von vielen verschiedenen eisenhaltigen Klopffestigkeit antidetonators und traditionellen auf der Grundlage Bleitetraethyl verwendet - Ethanol (in diesem Fall wird der Farbstoff zugesetzt, da Ethanol ist giftig). Leider sind skrupellose Hersteller von low-Oktan Benzin Surrogat Benzin, indem Antiklopfmittel uber die Regeln. Uberschussiges Nutzung (mehr als 37 mg Fe / l) von eisenhaltigen antidetonators wie FERROZ, FC-4 oder APC bewirkt, dass die Ablagerung von leitfahigem Kohlenstoff in die roten Kerzen. Dieser Kohlenstoff wird fast unmoglich zu entfernen, fuhrt dies zu einer vollstandigen und irreversiblen ihr Versagen. Motorenole werden auch die Herkunft von Ol-und Zusatzstoffe enthalten: Widerstand gegen Verschlei?, Stabilisierungs-, Anti-Korrosions-, Reinigungs-, etc. Bei der Verbrennung von Ol, das in den Brennraum fiel gebildet Kesselasche, die als Produkte der unvollstandige Verbrennung Kohlenstoffablagerungen an den Steckern zu bilden. Atzende Wirkung von Benzin ist durch den Gehalt an Sauren, Laugen und Schwefelverbindungen bestimmt. Stark atzend auf Metalle haben die mineralischen Sauren und Basen, ist ihre Anwesenheit in Benzin nicht erlaubt. Schwefelverbindungen sind stark atzend und fordern die Bildung von Lack, sondern um sie los zu werden ist nicht einfach, vor allem in der Verarbeitung von saurem Rohol. Bildung von Ablagerungen und Selbstreinigung auf eine Kerze Glasur - es ist ein fester Kohlenstoff Masse mit einer rauen Oberflache, bei einer Oberflachentemperatur von 200 ° C und hoher gebildet. Eigenschaften, das Aussehen und die Farbe der Kaution ist abhangig von den Bedingungen seiner Entstehung, die Zusammensetzung des Kraftstoff und Motorol. In einigen Fallen, insbesondere fur Zweitaktmotoren, konnen Kohlenstoff-Ablagerungen bilden eine Funkenstrecke elektrisch leitende Brucke und einen Kurzschluss verursachen in der sekundaren Zundanlage. Und in der Tat, und in einem anderen Fall eine teilweise oder vollstandige Einstellung der Funkenbildung. Wenn die Kerze von Ru? reinigen, wird seine Leistung wieder hergestellt. Daher eine der wichtigsten Voraussetzungen, um eine Kerze - die Fahigkeit, sich selbst frei von Schlamm. In vielerlei Hinsicht ist der Grad der Perfektion seiner Ausfuhrung durch diese Eigenschaft bestimmt. Entfernung von Ru? bei der Verbrennung Produkte, wenn es keine brennbaren Stoffen bei einer Temperatur von 300-350 ° C - ist die untere Temperaturgrenze der Effizienz Kerzen. Die Wirksamkeit der Selbstreinigung von Kohlenstoff hangt ab, wie schnell Warmeisolator Konus heizt bis zu dieser Temperatur nach dem Anlassen des Motors. Aus dieser Perspektive auf die Lange der Warmeisolator Kegel so weit wie moglich zu tragen, und die entsprechende thermische Kegel Voraus in den Brennraum. Das gleiche ist erforderlich, um Kriechstrome zu verhindern und damit die Energie Gluhverlust zu reduzieren. Thermische Eigenschaften Thermische Charakterisierung von Kerzen - eine Abhangigkeit der Temperatur der thermischen Isolierung des Kegels oder der Mittelelektrode uber die Funktionsweise. Der Unterschied in der thermischen Eigenschaften von Kerzen erreichen in erster Linie auf die Veranderung der Lange der Warmeisolator Kegel (Abb. 1). Abb.. 1. Der Unterschied zwischen den Kerzen auf die thermischen Eigenschaften: a - die thermischen Eigenschaften von Kerzen: 1 - "hei?e" Kerze (nicht relevant fur dieses Triebwerk seine obere Grenze), 2 - Kerzen, das entspricht einem bestimmten Motor fur die thermische Charakterisierung von 3 - "Cold"-Stecker (nicht zu einem gegebenen Motor der unteren Grenze), 4 - obere Temperaturgrenze von 5 - die untere Temperaturgrenze, A - der Punkt, der Zerstorung, und b - Kerzen mit verschiedenen thermischen Eigenschaften: 1 - "hei?en" Plug mit einer langeren thermischen Kegel, 2 - eine normale Kerze an Optimum fur diese Lange der Warmekraftmaschine des Kegels, 3 - "Cold" Kerze mit einem kurzeren Warme Kegel (die gleichen Zahlen in Abb. 2,. und bezeichnen die entsprechenden Bereiche der Performance-Daten Kerzen) Erweiterung der thermischen Isolator des Kegels fuhrt zu einer Erhohung der Warme in das Licht und auf seine Betriebstemperatur zu erhohen. Maximale Temperatur nicht uber 850-900 ° C, wie dies geschieht Gluhzundung. Dieser Wert ist die obere Temperaturgrenze der Effizienz Kerzen. Temperaturgrenzen der Leistung Funke unverandert bei jeder Motor unabhangig von ihrer spezifischen Kapazitat und Design. Derzeit gibt es keine etablierte wirtschaftlich gerechtfertigt und technologisch machbar fur die Massenproduktion von der Kerze, die in der Lage, auf jedem Motor, unter Beibehaltung der Betriebstemperatur innerhalb akzeptabler Temperaturgrenzen hatte. Um dies zu gewahrleisten Bedingung fur die Motoren, andere als Warme-Intensitat werden die Kerzen mit verschiedenen thermischen Eigenschaften aus. Kontinuierliches Wachstum von spezifischen Motor Standards fur strengeren Emissionsvorschriften erfordern thermischen Eigenschaften der Kerzen verbessert. Derzeit ist die haufigste der folgenden Methoden, um sie zu verbessern. 1. Die Montage erfolgt Kerzen auf dem niedrigsten moglichen Lucken zwischen den Teilen durchgefuhrt. Beseitigen Sie die Lucken kann nicht durch Unterschiede in der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Isolator und Metall. 2. Die zentrale Elektrode wird Bi-Metall: Kupfer hitzebestandige Schale mit Legierung auf Ni-Cr-Fe (Abb. 2). Abb.. 2. Kerze mit Bimetall-Mittelelektrode (Pfeil) 3. Warmeisolator Kegel ragt aus dem Korper macht, 1,5-2,0 mm (Abb. 3). Abb.. 3. Kerzen mit oder ohne Uberstand des Vorsprungs der thermische Isolator fur den Kegel Ende des Falles: 1 bis 1 mit A17DV Kerze fur Endkonus Gehause Warmeisolator, 2 - A20D keine Kerze fur die Ende des Vorsprungs Korper Warmeisolator Kegel erste beiden Methoden eine hohe thermische Leitfahigkeit der Kerze als Ganzes