Tændrør

I benzinforbrændingsmotorer bruges tændrør til at antænde luft-brændstofblandingen. En elektrisk udladning med en spænding på tusinder af volt forekommer mellem tændrørets elektroder ved hver motorcyklus og antændes på bestemte tidspunkter brændstof-luftblandingen inde i cylinderen.

For første gang blev en tændrør, som vi kender den i dag, udviklet i 1902 af videnskabsmand Robert Bosch til at blive drevet af en højspændingsmagneto, designet i værkstedet for hans navngivne firma. Fra det øjeblik begyndte tændrørene at blive brugt i vid udstrækning i forbrændingsmotorer, og tændrørsenheden er stadig ikke strukturelt skiftet, kun de anvendte materialer har udviklet sig.

Grundlæggende inkluderer tændrøret følgende hovedelementer: et metalhus, en isolator og en central leder. Nogle stearinlys indeholder desuden en indbygget modstand mellem den centrale elektrode og kontaktterminalen. Under alle omstændigheder er tre modificerede elementer grundlaget for ethvert tændrør.

Øverst på lyset er en kontaktterminal, hvortil højspændingsledningerne i antændingssystemet eller en separat højspændingsspole er forbundet. Design kan variere, men oftere fastgøres en snap-on kontakt oven på lyset eller fastgøres med en møtrik. Normalt er den centrale lederes udgang til kontaktterminalen universel: snap-on-kontakten er monteret på gevindet og skiftes om nødvendigt let af.

Lysisolatoren er normalt fremstillet af aluminiumoxidkeramik, hvis varmemodstand når 1000 ° C, og nedbrydningsspændingen er mindst 60 kV. Det er sammensætningen af ​​isolatoren og dens dimensioner, der bestemmer den termiske markering af et bestemt lys. Den vigtigste er den øverste del af isolatoren, som er i direkte kontakt med elektroden, det bestemmer, hvor godt dette lys vil fungere.

På kanterne af isolatoren udvidet banen til de aktuelle ribber for at komplicere elektrisk sammenbrud på dens overflade. Denne løsning svarer til forlængelse af isolatoren. Ideen om at bruge keramik i konstruktionen af ​​en højspændings tændrør hører den tyske ingeniør Gottlob Honold.

Grundlaget for lyslegemet er det såkaldte “nederdel”, der tjener til at installere og fastgøre lyset på tråden i cylinderhovedet samt til at fjerne varme fra både isolatoren og elektroderne. Nederdelen leder en elektrisk strøm mellem stearinlysets sideelektrode og "massen" i køretøjets elektriske system. En pakning er installeret over nederdelen for at beskytte mod gennembrud af brændbare gasser fra forbrændingskammeret til ydersiden.

Stearinlysets sideelektrode er lavet af stål legeret med mangan og nikkel. Det svejses til lyset på kroppen ved modstandssvejsning. Denne elektrode er altid meget varm under drift af forbrændingsmotoren, hvilket kan føre til glødetænding. Nogle stearinlys har flere sideelektroder.

Holdbarheden af ​​disse elektroder kan gives, hvis de er belagt med en belægning af ædelmetaller som platin - på denne måde fremstilles dyrere stearinlys, der kan vare 100.000 kilometer, hvilket undertiden er fordelagtigt, fordi det i V-formede motorer at udskifte et lys er en meget tidskrævende proces.

Selve lyslegemet kan også spille rollen som en sideelektrode; siden 1999 har sådanne stearinlys dukket op på markedet under navnet plasma-førkammeret tændrør. De er udstyret med en speciel varmebestandig sfærisk dyse.

Gnistgabet i sådanne stearinlys er cirkulært, og den elektriske udladning bevæger sig her i en cirkulær bane, og den primære antændelse af luft-gasblandingen finder sted i forstuen. Denne løsning giver selvrensning af elektroderne, da de konstant sprænges, hvilket sikrer forlængelse af levetiden på lyset. Hvor effektive stammelys er stadig et vigtigt punkt.

Tændrørets kerne er den centrale elektrode. Det er forbundet til produktets kontaktterminal gennem et glasforseglingsmiddel med en modstand. Dette er for at reducere radiointerferens forårsaget af tændingssystemet. Den centrale elektrode er udstyret med en spids lavet af jern-nikkel-legeringer med tilsætning af krom og kobber. Yttrium kan sprøjtes, platinlodning kan også undertiden forekomme, eller elektroden kan raffineres og fremstilles fuldstændigt af iridium.

Tændrørets centrale elektrode er i princippet dens hotteste del. Derudover skal det sikre et passende niveau af elektronemission, så der opstår en gnist på det, som på en katode, let.

Da det elektriske felt har en maksimal intensitet ved kanterne af elektroden, dannes der en gnist nøjagtigt mellem den skarpe kant af den centrale elektrode og kanten af ​​sideelektroden, og derfor observeres den største effekt af elektrisk erosion på disse steder.

I gamle dage var det sædvanligt, at bilisterne tog lys ud fra tid til anden og rensede spor efter erosion fra elektroder. Nu forhindres problemet af de legeringer, der anvendes i spidserne (platin, yttrium, iridium), som giver elektroderne en forlænget levetid.

Afstanden mellem huselektroden på huset og den centrale elektrode af lyset danner et hul til gnisten. Størrelsen på mellemrummet er et kompromis mellem evnen til at bryde gennem et hul i en komprimeret luft-benzinblanding og volumenet af plasma, der opstår under nedbrydning. Jo bredere afstanden er - jo større gnisten, jo større er sandsynligheden for antændelse af brændstofblandingen, jo lavere er kvalitetskravene til brændstoffet.

Men for meget frigang kan føre til sammenbrud på glideren, på ledningerne og på andre dele af bilen. Et større gap er vanskeligere for en gnist at gennembore, og det vil have en tendens til at sive gennem isoleringen.

Den større afstand kræver mere spænding for normal gnistning. Tændingssystemet har imidlertid en konstant spændingsværdi, men mellemrummet ved tændrøret kan i princippet ændres. Desuden, jo skarpere elektroderne er, desto lettere er det for højspænding at bryde gennem spalten. Men jo højere trykket i brændstofblandingen er, desto sværere er det at bryde gennem spalten. Her er også et kompromis nødvendigt.

Tændrørernes frigang er ikke en konstant værdi indstillet en gang. Det skal justeres til motorens specifikke aktuelle driftsform. Ved konvertering af en bil til flydende og komprimeret gas reduceres gnistgabet på grund af en højere sammenbrudspænding end luft-gasblandingen.