5. Конструкция и особенность работы искровых свечей для гтд

Конструкция искровой свечи

1-стальной корпус

2-контактная головка

3-пружина контактная

4-демпфирующий резистор

5-центральнйы электрод

6-медная теплоотводящая трубка

7-основной изолятор

8-изоляционная втулка

9-боковой электрод – элемент конструкции воспламенения или камеры, куда вворачивается свеча.

Медная втулка 6 обеспечивает нормальный температурный режим работы изолятора, оптимальная температура около 700 градусов. Если ниже на поверхности изолятора отлагается нагар -> шунтируется разрядный промежуток, при этом через свечу будет протекать ток даже при t₃ -> снижение U на свече и ее отказ. Если температура выше оптимальной, возникает калильное зажигание -> изолятор перегревается и разрушается. Нужный тепловой режим определяют с помощью втулки ( чем больше тем больше отводится тепла, тем свеча “холодная” и наоборот).

Намаг. сила: I, W1; если ток в свече во время t₃, то (i1*w1-i2*w2) -> i1 будет больше

6. Процесс образования разряда в искровой свече, закон Пашена, зависимость пробивного u от различных факторов

В АХ разряда в свече

1. – несамостоятельный разряд

1-2– короткий разряд

2-3 – тлеющий разряд

3-4 – дуговой разряд

Составим мат. модель:

Для того чтобы разряд был самостоятельным:

1. чтобы у катода возник хотя бы один электрон, способнйы создать лавину

2. чтобы при соударении ионов с катодом, из катода выбивались новые электроны, если это осуществляется – случится пробой и разряд станет самост-м.

α – коэффициент ударной ионизации – число ионизации одного электрона на единицу длины

λ – длина свободного пробега электрона

X_u – путь который должен пройти электрон чтобы набрать энергию, достаточную для ионизации

U_u – потенциал ионизации – напряжение между электродами при котором электроны на пути свободного пробега набирают энергию достаточную для ионизации.

Пусть на расстоянии х от катода находится n электронов

→ →

(2)

Пусть d – расстояние между электродами

;

Самой неопределенной величиной является α, , если каждое столкновение приводит к ионизации. К – доля столкновений приводящих к ионизации, тогда (3).

, А – постоянный коэффициент, р – давление → (4)

(5) → (6)

γ – коэффициент ударной ионизации на катоде – число ионов выбиваемых с катодов одним положительным ионом.

(7) - условие самостоятельности разряда.

Определим минимальное напряжение между электродами, при котором неравенство (7) – равенство – границный случай: (это миним U = U_ПР)

(8); подставим (6) в (8):

(9)

;

7. Высоковольтные индуктивные с.З. С искровыми свечами, особенность разрядных процессов

C₂ – распред. емкость втор. цепи ( емкость втор. обм. тр-ра, свечи экранированного кабеля, соед. инд. Катушки со свечой).

t _З – время замкнутого сост. кат. э/м прерывателя

U₂ – напряжение на выходе инд. кат. без свечи

U_P – разрядное напряжение

U_пр – пробивное напряжение свечи

После пробоя свечи разряд имеет 2 состояния: высокочастотные колебания – емкостная стадия ( колебания с разными частотами, так как C₂ распределенная; индуктивная стадия. Наличие емкостной и индуктивной стадии означает работу СЗ в штатном режиме. В штатных условиях возможны аварийные режимы: на высоте возможны следующие сочетания разрядов в свече:

1. за первой емкостной стадии разряда следует вторая, третья – разряд становится повторно-емкостным. Это ухудшает воспламенение смеси, падает ресурс свечи (значительная эрозия электродов). Для снижения эрозии в свечу встраивается демпфирующее сопротивление (активное).

2. смешанный разряд

Под действием среды разрядный процесс может не укладываться во время разомкнутого состояния контактов прерывателя.

Е сли ток в свече не прекращается в момент очередного замыкания контактов прерывателя, то вторичный ток влияет на первичный: вторичный ток падает до нуля, закон изменения первичного стал отличным от экспоненты, первичный ток будет расти не только под действием первичного U, но и под влиянием вторичного тока. Это ведет к увеличению частоты искрообразования -> изменение выходных параметров -> хреново!!!

В опред. условиях в свече могут возникать разряды обратной полярности за счет U₂ во время t_З. В этом случае разряд становится непрерывным -> свеча нагревается -> изолятор разрушается. Это возможно: при малых зазорах свечи; на большой высоте.

Такие системы применяют исключительно для косвенного розжига смеси с помощью пусковых воспламенителей, в которых допускается подача кислорода для компенсации плохих условий воспламенения.