Thiết bị bugi

Trong động cơ đốt trong xăng, bugi được sử dụng để đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí. Một sự phóng điện với điện áp hàng ngàn volt xảy ra giữa các điện cực của bugi ở mỗi chu kỳ của động cơ, và tại một số thời điểm nhất định đốt cháy hỗn hợp không khí nhiên liệu bên trong xi lanh.

Lần đầu tiên, một bugi, như chúng ta biết cho đến ngày nay, được phát triển vào năm 1902 bởi nhà khoa học Robert Bosch để được cung cấp năng lượng từ một điện từ cao, được thiết kế trong xưởng của công ty cùng tên của ông. Từ thời điểm đó, bugi bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong các động cơ đốt trong và thiết bị bugi vẫn chưa được thay đổi về cấu trúc, chỉ có các vật liệu được sử dụng trong nó đã phát triển.

Về cơ bản, bugi bao gồm các yếu tố chính sau: thân kim loại, chất cách điện và dây dẫn trung tâm. Một số nến còn chứa một điện trở tích hợp giữa điện cực trung tâm và cực tiếp xúc. Trong mọi trường hợp, ba yếu tố được sửa đổi là cơ sở của bất kỳ bugi nào.

Trên đỉnh của ngọn nến là một đầu tiếp xúc, trong đó các dây điện áp cao của hệ thống đánh lửa hoặc một cuộn dây cao áp riêng biệt được kết nối. Thiết kế có thể khác nhau, nhưng thường xuyên hơn một liên lạc snap-on được cố định trên ngọn nến hoặc gắn chặt với một đai ốc. Thông thường, đầu ra dây dẫn trung tâm đến đầu nối tiếp xúc là phổ biến: tiếp điểm gắn vào được gắn trên ren và, nếu cần, có thể dễ dàng tháo ra.

Chất cách điện nến thường được làm bằng gốm oxit nhôm, khả năng chịu nhiệt đạt 1000 ° C và điện áp sự cố ít nhất là 60 kV. Chính thành phần của chất cách điện và kích thước của nó quyết định việc đánh dấu nhiệt của một loại nến cụ thể. Điều quan trọng nhất là phần trên của chất cách điện, tiếp xúc trực tiếp với điện cực, nó quyết định cây nến này sẽ hoạt động tốt như thế nào.

Trên các cạnh của chất cách điện đã làm mở rộng đường đi của các xương sườn hiện tại để làm phức tạp sự cố điện trên bề mặt của nó. Giải pháp này tương đương với việc kéo dài chất cách điện. Ý tưởng sử dụng gốm sứ trong việc chế tạo bugi điện áp cao thuộc về kỹ sư người Đức Gottlob Honold.

Cơ sở của thân nến là cái gọi là Váy váy, dùng để cài đặt và cố định nến trên sợi chỉ trong đầu xi lanh, cũng như để loại bỏ nhiệt từ cả chất cách điện và điện cực. Chiếc váy này dẫn một dòng điện giữa điện cực bên của cây nến và khối lượng mass của hệ thống điện của xe. Một miếng đệm được lắp đặt phía trên váy để bảo vệ chống lại sự đột phá của khí cháy từ buồng đốt ra bên ngoài.

Điện cực bên của nến được làm bằng thép hợp kim với mangan và niken. Nó được hàn vào thân nến bằng cách hàn điện trở. Điện cực này luôn rất nóng trong quá trình hoạt động của động cơ đốt trong, có thể dẫn đến đánh lửa phát sáng. Một số nến có một số điện cực bên.

Độ bền của các điện cực này có thể được cung cấp nếu chúng được phủ một lớp kim loại quý như bạch kim - theo cách này, nến đắt tiền hơn có thể kéo dài 100.000 km, đôi khi có lợi, vì trong động cơ hình chữ V thay thế nến là một quá trình rất tốn thời gian.

Bản thân thân nến cũng có thể đóng vai trò của một điện cực bên, kể từ năm 1999, những cây nến như vậy đã xuất hiện trên thị trường dưới tên bugi plasma prechamber. Chúng được trang bị một vòi phun hình cầu chịu nhiệt đặc biệt.

Khoảng cách tia lửa trong những ngọn nến như vậy là hình tròn, và sự phóng điện di chuyển ở đây theo một đường tròn và sự đánh lửa chính của hỗn hợp khí-khí xảy ra trong prechamber. Giải pháp này cung cấp khả năng tự làm sạch các điện cực, vì chúng liên tục được thổi, đảm bảo kéo dài tuổi thọ của nến. Làm thế nào hiệu quả nến prechamber vẫn là một điểm moot.

Lõi của bugi là điện cực trung tâm. Nó được kết nối với thiết bị đầu cuối tiếp xúc của sản phẩm thông qua chất bịt kín bằng thủy tinh với điện trở. Điều này là để giảm nhiễu vô tuyến gây ra bởi hệ thống đánh lửa. Điện cực trung tâm được trang bị một đầu làm bằng hợp kim sắt-niken với việc bổ sung crôm và đồng. Yttri có thể được phun, hàn bạch kim đôi khi cũng được tìm thấy, hoặc điện cực có thể được tinh chế và làm hoàn toàn bằng iridium.

Các điện cực trung tâm của bugi, về nguyên tắc, là phần nóng nhất của nó. Ngoài ra, anh ta phải đảm bảo mức phát xạ điện tử thích hợp để một tia lửa xuất hiện trên nó, giống như trên cực âm, một cách dễ dàng.

Do điện trường có cường độ cực đại ở các cạnh của điện cực, tia lửa được hình thành chính xác giữa cạnh sắc của điện cực trung tâm và cạnh của điện cực bên, do đó, ở những nơi này có thể thấy được ảnh hưởng lớn nhất của sự ăn mòn điện.

Vào thời xưa, theo thông lệ, người lái xe thỉnh thoảng phải tắt nến và dọn sạch dấu vết xói mòn từ các điện cực. Bây giờ vấn đề được ngăn chặn bởi các hợp kim được sử dụng trong các mẹo (bạch kim, yttri, iridium), cung cấp điện cực với tuổi thọ kéo dài.

Khoảng cách giữa điện cực bên của vỏ và điện cực trung tâm của nến tạo thành một khoảng trống cho tia lửa. Kích thước của khe hở là sự thỏa hiệp giữa khả năng vượt qua khe hở trong hỗn hợp xăng-khí nén và thể tích plasma xảy ra trong quá trình phân hủy. Khoảng cách càng rộng - tia lửa càng lớn, xác suất đánh lửa hỗn hợp nhiên liệu càng cao, yêu cầu về chất lượng nhiên liệu càng thấp.

Nhưng quá nhiều giải phóng mặt bằng có thể dẫn đến sự cố trên thanh trượt, trên dây và trên các bộ phận khác của xe. Một khoảng cách rộng hơn là khó khăn hơn để tia lửa xuyên qua, và nó sẽ có xu hướng thấm qua lớp cách nhiệt.

Khoảng cách lớn hơn đòi hỏi nhiều điện áp hơn cho tia lửa bình thường. Tuy nhiên, hệ thống đánh lửa có giá trị điện áp không đổi, nhưng về nguyên tắc, khoảng cách ở bugi có thể được thay đổi. Ngoài ra, các điện cực càng sắc nét, điện áp cao càng dễ xuyên qua khe hở. Nhưng áp suất trong hỗn hợp nhiên liệu càng cao thì càng khó vượt qua khoảng trống. Một sự thỏa hiệp cũng cần thiết ở đây.

Độ hở của bugi không phải là giá trị không đổi được đặt một lần. Nó phải được điều chỉnh theo chế độ hoạt động hiện tại cụ thể của động cơ. Khi chuyển đổi một chiếc xe hơi thành khí hóa lỏng và khí nén, khoảng cách tia lửa bị giảm do điện áp cao hơn so với hỗn hợp khí-khí.