vžigalne svečke
Manjše, a bolj učinkovite
Sodobne vžigalne svečke morajo
v bencinskih motorjih na notranje
zgorevanje prenesti čedalje večje
temperaturne in elektro-mehanske
obremenitve, zaradi pomanjkanja
prostora med motornimi ventili pa
morajo biti tudi vse manjše
Vžigalna svečka sistema Advanced
Corona Ignition System (ACIS)
nima klasične negativne elektrode,
ampak namesto nje izkorišča pretok ionov med pozitivno elektrodo
in stenami zgorevalne komore
Proizvajalci avtomobilov se
morajo hitro odzivati na okoljske
zahteve zakonodajalcev, ki bi radi
izpuste ogljikovega dioksida do
leta 2020 spustili pod 95 gramov
na kilometer. Določene rezultate
so dosegli z zmanjševanjem teže
motorjev in zmanjšanjem trenja
med gibljivimi deli ter zmanjševanjem števila motornih vrtljajev. K
večji učinkovitosti so pripomogli
prisilno polnjenje motorjev in
neposreden vbrizg goriva v valje,
povečana kompresijska razmerja
in prilagodljivi časi odpiranja ventilov ter izboljšano delovanje drugih komponent, kar pa s seboj
prinaša nove zahteve.
MATIJA JANEŽIČ
Foto Federal Mogul
cije, hkrati pa zmanjšuje premer
njihovega navoja. Zaradi manjšega
navoja so predvsem hladilni kanali
v motorni glavi lahko večji, večji
so lahko tudi premeri sesalnih in
izpušnih ventilov. Ker bi inženirji
hkrati radi precej povečali tudi električno napetost vžigalnega sistema,
morajo poskrbeti, da imajo svečke
boljše elektroizolacijske lastnosti,
zaradi zmanjšanih dimenzij pa bodo
obrabi veliko bolj izpostavljene tudi
same elektrode.
Pri koncernu Federal Mogul
oziroma njegovemu specialistu
za vžigne sisteme Championu, so
na povečane zahteve odgovorili
z novimi zmogljivimi svečkami, ki
imajo trgovsko ime SureFire Plus.
nega zgorevanja v zgorevalnih
komorah se je povečala tudi tlačna, Sposobne so prevajati višje elektemperaturna in korozijska obreme- trične napetosti in so bolj trpežne,
nitev komponent. Pomembno vlogo hkrati pa zavzamejo tudi manj
pri tem igra tudi vžig gorivne zmesi, prostora na vse bolj prenatrpanih
motornih glavah, na katerih je več
ki ga opravijo vžigalne svečke.
ventilov, vse pogosteje pa se jim
pridružijo tudi injektorji goriva.
Višje napetosti
in obremenitve
Razvoj vžigalnih svečk gre v
več smeri. Predvsem se povečuje
trdnost njihove keramične izola-
trične napetosti iskre z dosedanjih
36 kilovoltov na 42 kilovoltov. Zato
lahko v motorjih uporabijo siromašnejše gorivne zmesi, ki se slabše
vžigajo, in hkrati povečajo zmogljivost motorjev in njihovo gospodarnost. To seveda pripomore tudi k
zmanjšanju izpustov ogljikovega dioksida. Izboljšane lastnosti keramike
hkrati omogočajo prilagajanje premerov svečk posameznemu motorju
in premeri bi se lahko s sedanjih
standardnih 14 zmanjšali na 12 ali
celo 10 milimetrov.
Večja vsebnost
aluminijevega oksida
Izolacijsko keramiko vžigalnih
sveč navadno sestavlja 95 odstotkov aluminijevega oksida. Preostali
del tvori steklo, ki olajša proizvodnjo takšne keramike, hkrati pa
žal oslabi tudi njene električne in
mehanske lastnosti. Pri Federal
Mogulu so v zmesi keramične
izolacije na svečkah SureFire Plus
Izboljšane izolacijske sposobno- nekoliko povečali vsebnost alumisti keramičnih materialov, ki so edina nijevega oksida, hkrati pa tudi steizolacija med pozitivno in negativno klo nadomestili z zmesjo različnih
oksidov, ki povečujejo elektroizoelektrodo, omogočajo porast elek-
Motorji namreč
postajajo manjši, njihovih komponent
pa je več. Zaradi
večjih tlakov in
temperatur
ter upočasnje-
Keramika za
svečke »SureFire
Plus« zdrži večje
obremenitve kot
konvencionalna.
4
Mehanik in voznik • oktober 2013
Sistem ACIS omogoča enakomerno zgorevanje gorivne
zmesi po celotni zgorevalni komori.
Vžigalne svečke s sistemom ACIS nimajo tradicionalnih
elektrod.Tvorba ionskih tokov s svečkami sistema ACIS.
lacijske lastnosti in odpornost na
visoke temperature. To je še toliko
bolj pomembno, ker elektrode skupaj z izolacijo v sodobnih motorjih
v prid učinkovitejšemu vžigu prodirajo vse bolj globoko v zgorevalne
komore in so seveda izpostavljene
večjim mehanskim obremenitvam.
Razvoj teče v smer, da bo v keramiki več kot 99-odstotna vsebnost
aluminijevega oksida.
nost takšne zasnove. Za uspešno
odvajanje toplote je sicer poskrbljeno tudi z bakrenimi jedri elektrod.
Razlika med tvorbo plamena v zgorevalni komori
s konvencionalno vžigalno svečko in v zgorevalni komori
s sistemom ACIS.
Nova smer v razvoju
Razvoj vžigalnih svečk gre
sicer tudi v popolnoma novo smer,
ki jo pri Federal Mogulu imenujejo »Advanced Corona Ingnition
System« oziroma ACIS. Gre za
novo tehnologijo, ki ima menda
Tvorba plamena okoli različnih tipov elektrod.
Visokim temperaturam in
občutno boljše lastnosti od konmehanskim obremenitvam so
vencionalnih vžigalnih svečk.
konvencionalnem vžigu mešanice Federal Mogulu, sistem obeta še
izpostavljene tudi same elektrode,
v bencinskem motorju razširi po
nadaljnje izboljšave gospodarnosti
predvsem negativne. Te segajo
V nasprotju s klasičnimi vžiizgorevalni komori. Ker je takšno
motorjev. Med drugim pa je z njim
bolj globoko v zgorevalne komore
galnimi svečkami sistem ACIS, ki
zgorevanje veliko bolj izčrpno,
mogoče brez posebnih prilagoditev
zato, da bi se izognili vplivu sten
deluje pri napetostih do 72 kiloomogoča tudi napredne strategije nadgraditi že obstoječe motorje.
na zgorevalni proces in omogočili
voltov, izkorišča visokoenergetsko zgorevanja, kakršne so počasno
bolj homogeno širjenje plamena.
visokofrekvenčno električno polje, zgorevanje močno osiromašene
Pri Championu so širjenje plames pomočjo katerega ustvari pona- gorivne zmesi in uporabo visoke
na sicer izboljšali tudi tako, da so
vljajočo se nadzorovano ionizacijo, stopnje povratnega toka izpušnih
negativno elektrodo namesto pod
kar se v praksi kaže kot curek
plinov, ki seveda še dodatno prinamestili ob pozitivno elektrodo, z
ionov oziroma isker, ki se širijo v
pomorejo k zmanjšanju porabe
razvojem pa se bo tudi spremenila vse strani in na svoji poti po vsej
goriva. Ker ni klasičnih elektrod,
sama oblika elektrod, da bo imela
izgorevalni komori sočasno vžiga- je manjša tudi stopnja korozije.
širše stične ploskve. Ker je s tem
jo gorivno zmes. Vžig tako ni ome- Materiali, ki so potrebni za izdelanekoliko odmaknjena od središča
jen le na oblok v ozki vrzeli med
vo takšnega sistema, so menda
razvoja plamena, negativna elekelektrodama svečke, ampak deluje tudi že dodobra preizkušeni.
troda ni izpostavljena tako visokim na veliko večjem območju. Plamen
temperaturam, kar je dodatna pred- se ob vžigu bolj kot ob kateremkoli
Inženirji so sistem v laboratorijskih
razmerah preskusili na 1,6-litrmanjši premer odprtine za svečko
skem turbobencinskem motorju z
neposrednim vbrizgavanjem goriva
v valje in dognali, da omogoča do
Konstruktorji vžigalnih svečk
10-odstotno zmanjšanje porabe
težijo tudi k zmanjšanju izpostagoriva in izpustov ogljikovega
vljenih kovinskih površin.
dioksida v ozračje. Kot pravijo pri
večji premer ventila
Svečke, ki imajo manjše premere, omogočajo vgradnjo
večjih hladilnih kanalov in uporabo večjih ventilov.
Z drugačnimi zasnovami se lahko občutno zmanjša
temperaturna obremenitev elektrod.
Mehanik in voznik
5