av Wayne Scraba, automedia.com
Tändstiftet är en till synes enkel enhet, även om det har flera olika men viktiga uppgifter. Först och främst skapar den (bokstavligen) en artificiell blixt i motorns förbränningskammare (cylinderhuvud). Den elektriska energi (spänning) som den överför är extremt hög för att skapa en gnista och ”tända elden” inom det kontrollerade kaoset i förbränningskammaren. Här kan spänningen vid tändstiftet vara från 20 000 till mer än 100 000 spänningar.
Termiska tändstift
Tändstiftet startar visserligen gnistan för att skapa en förbränning, men det upprätthåller den inte. Det bidrar dock till att överföra värme från förbränningskammaren till vattenmanteln i cylinderhuvudet.
Förmågan hos ett tändstift att avleda värme från förbränningskammaren definieras av tändstiftets ”värmeområde”. Temperaturen i tändstiftets tändslut måste hållas på en nivå som är tillräckligt hög för att förhindra nedsmutsning, men tillräckligt låg för att förhindra förantändning. Tillverkare av tändstift kallar detta för ”termisk prestanda”. Tändstiftets termiska prestanda, eller värmeområde, har inget att göra med den energimängd som överförs från tändsystemet genom tändstiftet. Tändstiftets värmeområde är det område inom vilket tändstiftet fungerar termiskt.
Kalla tändstift jämfört med varma tändstift
”Kalla” tändstift har normalt en kort värmeflödesväg. Detta resulterar i en mycket snabb värmeöverföring. Dessutom har den korta isolatornäsan på kalla tändstift en liten yta, vilket inte möjliggör en stor mängd värmeabsorption.
Å andra sidan har ”varma” tändstift en längre isolatornäsan och en längre värmeöverföringsväg. Detta resulterar i en mycket långsammare värmeöverföring till det omgivande cylinderhuvudet (och följaktligen till vattenmanteln).
Tändstiftets värmeområde måste väljas noggrant för att skapa optimala termiska prestanda. Om värmeområdet inte är korrekt kan man förvänta sig allvarliga problem. Typiskt sett är den lämpliga sluttemperaturen för tändningen (ungefär) 900-1 450 grader. Vid lägre temperaturer än 900 grader är det möjligt att det uppstår kolföroreningar. Över det blir överhettning ett problem.
Spänningshöjning i tändstiftet
När det gäller driften är tändstiftet anslutet till den höga spänning som genereras av en tändspole (med hjälp av en konventionell fördelare eller med hjälp av ett elektroniskt hjälpmedel). När elektricitet strömmar från spolen utvecklas en spänningsdifferens mellan mittelektroden och jordelektroden på tändstiftet.
På grund av tändstiftets ”gap”, tillsammans med luft/bränsleblandningen (som fungerar som en isolator) inom gapet, kan tändstiftet inte omedelbart tändas.
När spänningen ökar till cirka 20 000 volt kan gapet inom tändstiftet ”brytas” och tändstiftet tänds. När ett tändstift har avlägsnats från cylinderhuvudet och är korrekt jordat för att kunna tändas, kan man höra ett definitivt klick. Om det är tillräckligt mörkt kan du se gnistan.
Det klick du hör är i princip en miniatyr av en åskknall, och den gnista du observerar liknar en miniatyr av ett blixtnedslag.
I förbränningskammaren skapar den intensiva värmen från tändstiftet en liten eldboll i springan. Eldklotet eller förbränningskärnan expanderar och cylindern upplever (åtminstone i teorin) fullständig förbränning.
Tändstiftets konstruktion
När det gäller konstruktionen är tändstiften kanske inte riktigt så enkla som ungdomsljus. I själva verket är de precisionsutrustning.
Tack vare folket på Champion Spark Plug kan vi ge dig en fullständig uppdelning av de olika tändstiftsfunktionerna. Tänk på att de allra flesta tändstift har en liknande (men inte nödvändigtvis identisk) konstruktion.
I de bifogade bilderna kan du se hur många av ovanstående tändstiftsegenskaper faktiskt ser ut. Kolla in dem.
Ribbar: Isolatorribbor ger extra skydd mot sekundärspänning eller gnistflaskskovel och bidrar också till att förbättra greppet för gummistöveln för tändstiftet mot tändstiftskroppen.
Isolatorkroppen är gjuten av aluminiumoxidkeramik. För att tillverka denna del av tändstiftet används ett högtrycks- och torrformningssystem. När isolatorn är gjuten bränns den i ugnen till en temperatur som överstiger stålets smältpunkt. Denna process resulterar i en komponent som har exceptionell dielektrisk styrka, hög värmeledningsförmåga och utmärkt motståndskraft mot stötar.
Insulator:Isolatorkroppen är gjuten av aluminiumoxidkeramik. För att tillverka denna del av tändstiftet används ett högtrycks- och torrformningssystem. När isolatorn är gjuten bränns den i ugnen till en temperatur som överstiger stålets smältpunkt. Denna process resulterar i en komponent med exceptionell dielektrisk styrka, hög värmeledningsförmåga och utmärkt motståndskraft mot stötar.