Свечи накаливания

В дизельных двигателях топливо воспламеняется от высокой температуры сжатого воздуха. При запуске двигателя, особенно при низкой температуре окружающего воздуха, температура в камере сгорания недостаточна для надежного самовоспламенения топлива. Для обеспечения надежного запуска дизельного двигателя в его конструкции предусмот-рена система предварительного разогрева с использованием свечей накаливания.  Свечи накаливания разогревают воздух в зоне впрыска топлива до температуры 850…1000°С за 3…4 с, что позволяет значительно улучшить условия запуска и после запуска в течении нескольких минут подогревать поступающий воздух при прогреве охлаждающей жидко-сти до 75°С.

Свечи подразделяются на штифтовые с нагреваемой спиралью и керамические.

В штифтовой свече штифт накаливания герметично запрес¬совывается в корпус 5, обеспечивая хорошее газо¬вое уплотнение. Штифт состоит из термокоррозионностойкого стержня 4 накали¬вания, внутри которого в уплотненном на¬полнителе 9 из порошка оксида магния находится спиральная нить накаливания. Эта нить состоит из двух последовательно соединенных резисторов: размещенной на конце трубки накаливания нагрева¬тельной спирали и регулирующей спи¬рали. Нагревательная спираль имеет практически независимое от тем¬пературы сопротивление, а регулирующая обладает положительным темпе¬ратурным коэффициентом. При работе свечи накаливания она нагревается до температуры 850°С и работает в течение от 4 с до 2 мин. в зависимости от типа свечи и температуры двигателя. Подавае¬мое топливо при этом нагревается до оптимальной температуры горения.

Продолжительность периода подогре¬ва регулируется блоком управления  свечи на-каливания, который контролирует температуру двигателя через темпера¬турный датчик охлаждающей жидкости и изменяет время подогрева.

Установленная на панели контрольная лампочка сообщает водителю, что про-исходит подогрев. Лампочка гаснет, после окончания подогрева, что свидетельствует о возможности запуска двигателя. После запуска двигателя свеча накаливания в зависимо-сти от температуры двигателя может работать еще некоторое время. Это помогает улуч-шить сгорание топлива, пока двигатель прогревается и уменьшает выбросы от¬работавших газов. Обычно, подогрев включается клю¬чом зажигания, поворотом во второе по¬ложение. Однако некоторые модели автомобилей обо¬рудованы системой предпускового подогрева, которая включается только тогда, когда открыта водительская дверь.

 

Рис. Штифтовая свеча накала:

1 – штекер подачи электрического напряжения; 2 – изолирующая шайба; 3 – двойное уп-лотнение; 4 – стержень; 5 – корпус; 6 – уплотнение защитной оболочки; 7 – нагреватель-ная спираль; 8 – трубка накаливания; 9 – наполнитель

Основными элементами керамической свечи накаливания являются контакт, корпус свечи и нагревательный стержень, выполненный из керамики. Нагревательный стержень состоит из изолирующего защитного керамического слоя и внутреннего керамического нагревательного элемента, заменяющего собой нагревательную и регулировочную спи-раль обычных металлических свечей накаливания.

 

Рис. Керамическая свеча накаливания:

1 – соединительный контакт; 2 – корпус свечи; 3 – керамический нагревательный элемент; 4 – защитный керамический слой

Керамические свечи накаливания в течение 2 сек. достигают температуры примерно 1000°C, что обеспечивает такой же быстрый пуск двигателя, как у бензинового ДВС, без присущей дизельным двигателям «раскачки».

Напряжения при разогреве имеет три фазы. Первая фаза имеет напряжение  9,8…11,5 В, при температуре  1000° в течении 2 сек. – быстрый разогрев. В последующие моменты регулировки напряжение постепенно снижается и держится ниже напряжения бортовой сети: фаза 2 …7 В, фаза 3 – 5 В. Для разгрузки бортовой сети штифты свечей накаливания управляются широтно-импульсной модуляцией со смещением фаз.

Кроме указанных фаз для регенерации сажевого фильтра может применяться про-межуточное накаливание. В этом случае  свечи накаливания получают с блока управления двигателя сигнал управления на промежуточное накаливание. Благодаря промежуточному накаливанию улучшаются условия сгорания в процессе регенерации. По причине незначительного старения керамики процесс промежуточного накаливания при регенерации сажевого фильтра не оказывает особого влияния на керамические свечи накаливания.

Основными  преимуществами керамических свечей накаливания, относительно ме-таллических свечей, являются лучшая работа в условиях холодного пуска за счёт высокой температуры предварительного и последующего накаливания, меньшая токсичность ОГ благодаря более высокой температуре накаливания и больший срок службы. По сравне-нию с металлическими свечами накаливания керамические свечи при одинаковой потребности в напряжении обеспечивают гораздо более высокие температуры накала.

В настоящее время отдельные производители в свечи накаливания вставляют датчики давления для корректировки процесса сгорания.