Плазменно-форкамерные свечи зажигания

Какими великолепными не были бы свечи, качество работы любого двигателя, прежде всего, зависит от полноты и скорости сгорания топливной смеси в цилиндре. Улучшить же сгорание, а значит и качество работы ДВС можно применением нетрадиционных систем зажигания, таких как форкамерное и плазменное зажигание.

История развития плазменно-форкамерных свечей зажигания

Плазма - четвертое состояние вещества, когда молекулы распадаются на заряженные частицы - ионы. Плазма давно и широко используется в технике - от космических плазменно-ионных двигателей, эффективность которых в десятки раз выше обычных жидкостных, до обычных ламп "дневного" света, которые имеют огромный КПД по сравнению с традиционными лампочками накаливания.

Первые попытки использовать плазму в двигателях внутреннего сгорания относятся к началу 50-х годов, когда были разработаны системы зажигания с коаксиальным резонатором - генератором плазмы и специальным источником электрической энергии высокой частоты. Такие системы использовались и продолжают работать на некоторых американских и японских автомобилях. Сравнивать по мощности плазменную систему зажигания с обычной искровой, все равно, что сравнивать паяльную лампу с простой спичкой.

Главным препятствием широкого внедрения плазменной системы являлась достаточно высокая сложность и дороговизна электронной системы, и коаксиального резонатора, к тому же установка такой системы требует серьезной переделки электрического оборудования автомобиля. И вот в конце 80-х специалистами в области космической техники начались работы по разработке принципиально нового поджигающего устройства для тепловых двигателей.

В 1990 году изобретателями из Днепропетровска под руководством кандидата технических наук Стаценко И. Н. была разработана и запатентована плазменно-форкамерная свеча зажигания, не имеющая аналогов в мировом автомобилестроении (патенты Украины и России), объединившая в одной конструкции форкамеру и импульсный ускоритель плазмы. Электроды такой свечи сконструированы в виде ракетного сопла с форкамерой.

Принцип работы свечей зажигания с форкамерой и плазмой

Строение плазменно-форкамерных свечей зажигания

Плазменно-форкамерная свеча зажигания состоит из следующих основных элементов:

• Центральный электрод. Обычно изготовлен из высококачественного материала, такого как иридий или платина для обеспечения долговечности и стабильной искры.
• Форкамера. Особая камера вокруг центрального электрода, где появляется плазма. Она способствует концентрации энергии и повышению температуры искры.
• Заземленный электрод. Расположенный вокруг форкамеры, он закрывает круг для создания искры между ним и центральным электродом.
• Изолятор. Выполненный из керамики обеспечивает электрическую изоляцию между электродами и корпусом свечи.
• Корпус. Металлический внешний элемент, фиксирующий свечу в гнезде двигателя и обеспечивающий отвод тепла.
• Уплотнительное кольцо. Обеспечивает герметичность и препятствует утечке газов из камеры сгорания.

Принцип работы

При подаче высоковольтного импульса в зазоре между электродами происходит пробой, образовавшийся плазменный сгусток выталкивается в камеру сгорания. Одновременно происходит поджиг топливной смеси в форкамере свечи, и продукты сгорания через сопло с высокой скоростью впрыскиваются в цилиндр ДВС. При этом обеспечивается объемный, в отличие от точечного у обычных свечей, поджиг основного топливного заряда, увеличивается скорость, полнота сгорания топлива, повышается мощность двигателя и уменьшается токсичность выхлопных газов.

Таким образом, в конструкции плазменно-форкамерной свечи одновременно реализованы преимущества форкамерного и плазменного зажигания, причем эти свечи устанавливаются на место обычных без переделок двигателя и системы зажигания. Кроме того, увеличенная рабочая поверхность бокового электрода и медный сердечник центрального электрода увеличивают срок безотказной работы свечи за счет меньшего обгорания электродов, а постоянная очистка от нагара потоками высокотемпературных газов гарантируют безотказную работу в самых экстремальных условиях.

Характеристики плазменно-форкамерных свечей зажигания

Плазменно-форкамерные свечи зажигания имеют несколько ключевых характеристик, отличающих их от обычных свечей.

• Высшая температура искры. Плазма имеет температуру около 20,000 °C, что обеспечивает более полное сгорание топлива.
• Быстрее зажигания. Форкамера позволяет искры распространяться быстрее, что уменьшает время зажигания.
• Экономия топлива. Благодаря более эффективному сгоранию снижается расход топлива.
• Уменьшение выбросов. Плазма способствует более полному сгоранию, уменьшая количество несгоревших частиц в выхлопе.
• Долговечность. Высококачественные материалы и покрытие электродов обеспечивают более длительный срок службы.

Подходят ли плазменно-форкамерные свечи зажигания для всех автомобилей

Несмотря на многие преимущества, плазменно-форкамерные свечи зажигания не подходят для всех автомобилей. Их эффективность зависит от конструкции двигателя и системы зажигания.

В какие авто их лучше установить:

• Современные спортивные автомобили, оборудованные высокопроизводительными двигателями часто используют плазменно-форкамерные свечи. Это позволяет максимально раскрыть потенциал двигателя, повышая его мощность и уменьшая расход топлива.
• Подержанные автомобили с карбюраторными двигателями могут не извлечь значительной пользы от плазменно-форкамерных свечей. Их система зажигания не рассчитана на работу с такой высокой температурой искры, что может привести к преждевременному износу компонентов.

Чтобы убедиться, подходят ли плазменно-форкамерные свечи для вашего автомобиля, рекомендуется проконсультироваться с производителем или опытным механиком. Некорректный выбор свечей может привести к нестабильной работе двигателя, повышенному износу деталей и даже к аварийным ситуациям.

Плазменно-форкамерные свечи зажигания – это инновационное решение для современных автомобилей, обеспечивающее улучшенную эффективность двигателя и снижение вредных выбросов. Однако важно учитывать совместимость этих свечей с вашим автомобилем во избежание возможных проблем.

Полезно знать. Свечи зажигания: что это такое и для чего нужны.