Пробивное напряжение

Свеча зажигания, ввернутая в камеру сгорания двигателя, является своеобразным разрядником. Напряжение, при котором происходит пробой искрового промежутка свечи зажигания, называется пробивным.

Величина пробивного напряжения U_пp для однородных полей, согласно экспериментальному закону Пашена, прямо пропорциональна давлению смеси р и расстоянию между электродами d и обратно пропорциональна температуре смеси Т:

т. е. U_пp = f • ().

Кроме того, на величину U_пp оказывают влияние состав смеси, длительность и форма приложенного напряжения, полярность пробивного напряжения, материал электродов и условия работы двигателя.

Так, например, при пуске холодного двигателя стенки цилиндра и электроды свечи зажигания холодные, всасываемая топливо–воздушная смесь имеет низкую температуру и плохо перемешана. При сжатии смесь слабо прогревается и капли топлива не испаряются. Попадая в межэлектродное пространство свечи зажигания, такая топливо–воздушная смесь увеличивает пробивное напряжение на 15 - 20 %.

На рис. 4.3 приведены зависимости U_пp от давления при различных температурах топливо–воздушной смеси.

Рис. 4.3. Влияние давления и температуры на пробивное напряжение

Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя первоначально вызывает некоторое увеличение пробивного напряжения ввиду роста давления сжатия, однако далее происходит уменьшение U_пp, так как ухудшается наполнение цилиндров свежей топливо–воздушной смесью и возрастает температура центрального электрода свечи зажигания.

Максимального значения пробивное напряжение U_пp достигает при пуске и разгоне двигателя, минимального - при работе на установившемся режиме на максимуме мощности.

В течение первых 2 тыс. км. пробега нового автомобиля пробивное напряжение повышается на 20 - 25 % за счет округления кромок электродов свечи. В дальнейшем напряжение растет за счет износа электродов и увеличения зазора, что требует проверки и регулировки зазора в свечах через каждые 10 - 15 тыс. км. пробега.

Если двигатель работает на неустановившихся режимах в результате неоднородности рабочей смеси, поступающей в цилиндры, пробивное напряжение в отдельных цилиндрах может значительно отличаться, а в некоторых случаях могут наблюдаться даже перебои искрообразования. Для современных систем зажигания коэффициент запаса по вторичному напряжению принимают не менее 1,5, а в экранированных системах 1,8.

На рис. 4.4 показаны зависимости пробивного напряжения U_пp от частоты вращения коленчатого вала двигателя при различных нагрузках.

Рис. 4.4. Зависимость пробивного напряжения от частоты вращения
коленчатого вала при различных нагрузках: 1 - пробивное напряжение
при полной нагрузке; 2 - то же при 1/2 нагрузки; 3 - то же при малой
нагрузке;4 - то же при пуске и холостом ходе