lexus400
28.04.05, 07:27
Przewody zapłonowe (przygotowała firma Sentech)
Układ zapłonowy w samochodzie jest jednym z najważniejszych. Bez niego
funkcjonowanie silnika jest po prostu niemożliwe. Niemal wszystkie
rozwiązania techniczne opierają się na przewodach wysokiego napięcia, które
doprowadzają energię elektryczną niezbędną do zapalenia mieszanki w
cylindrze.
Konstrukcja przewodów, podobnie jak innych elementów samochodu ulegała przez
lata ewolucji. Postaramy się przedstawić Państwu tę historię i omówić
dlaczego stosowano poszczególne technologie.
Pierwszą konstrukcją przewodów zapłonowych były przewody z żyłą miedzianą.
Podobnie jak zwykły przewód elektryczny częścią przewodzącą był skręcony z
kilku cienkich drucików przewodnik. Izolacja ze względu na występujące
wysokie napięcie (przy mieszance etyliny z powietrzem podczas uruchamiania
silnika napięcie wynosi ok. 15 kV i spada w trakcie pracy do ok. 7 kV)
izolacja była odpowiednio gruba osiągając wartość najczęściej 7 mm. W kilka
lat później pojawił się problem zakłóceń elektromagnetycznych, które miały
wpływ na odbiór radia i telewizji. Przewody przesyłając wysokie napięcie są
doskonałą anteną emitującą ogromną ilość niepożądanych zakłóceń. Okazało się,
że wstawienie oporników na końcach przewodów rozwiązuje problem zakłóceń.
Niestety nie do końca. Problem polega na tym, że możemy skutecznie eliminować
zakłócenia wstawiając coraz większe oporniki, ale niestety ograniczamy tym
również wielkość i jakość iskry na świecy. Iskra staje się słabsza, a jej
czas zapłonu staje się krótszy. W konsekwencji zapłon się pogarsza.
Rozwój technologii materiałowych spowodował, że opracowano przewody z
rozłożonym oporem wzdłuż rdzenia. Pojawiły się przewody z rdzeniem węglowym,
a dalej w wyniku rozwoju technologii z rdzeniem kevlarowym i później
silikonowym, które to przewody są jedynie pewną modyfikacją przewodów
węglowych. Czynnikiem przewodzącym w tych przewodach był odpowiednio
modyfikowany grafit (chemiczna postać węgla), który jest półprzewodnikiem.
Niestety przewody tego typu mają dwie główne wady. Po pierwsze względnie
wysoki opór (większy niż 15 kiloomów na metr długości przewodu). Praktycznie
nie ma możliwości technicznych zmniejszenia tego oporu oraz istnieją
technologiczne trudności z uzyskaniem równomiernego oporu wzdłuż przewodu.
Drugą największą wadą takich przewodów jest fakt wzrostu oporu elektrycznego
w trakcie ich eksploatacji. Dzieje się tak na skutek zjawiska podobnego do
wypalania cząstek grafitu w rdzeniu na skutek przepływu wysokiego napięcia.
Powoduje to wzrost oporu czyli coraz to większe osłabianie iskry na świecy a
w konsekwencji jej zanik. Dodatkowym problemem pojawiającym się w wyniku
wzrostu oporu rdzenia węglowego jest to, że prąd próbując znaleźć najkrótszą
drogę przepływu zaczyna przebijać izolację. Próbowano z tym walczyć stosując
grubszą izolację jak 8 mm oraz stosując coraz to nowsze materiały takie jak
np. silikon. Silikon pomimo wielu swoich zalet nie jest najlepszym materiałem
na przewody i powinien być stosowany tylko w specjalnych warunkach. Ze
względu na bardzo niską odporność mechaniczną silikonu producenci samochodów
zaczęli umieszczać przewody w specjalnych listwach. Dodatkowo okazuje się, że
jest on przysmakiem dla niektórych gryzoni, zwłaszcza w rejonach górzystych.
Trzeba jednak przyznać, że poszukiwania inżynierów przyniosły wiele
pozytywnych zmian i ulepszeń w technologii materiałów stosowanych na izolacje
przewodów zapłonowych.
Ponieważ dwie przedstawione powyżej technologie posiadały liczne wady zaczęto
zastanawiać się w jaki sposób można przesyłać energię elektryczną do świec w
taki sposób, aby ograniczyć zakłócenia. W końcu po długich staraniach
znaleziono rozwiązanie. Opracowano specjalną konstrukcję opierając się na
znanych prawach fizyki.
Na osnowie mocnej nici zapewniającej wytrzymałość mechaniczną oparty jest
rdzeń ferrytowy. Zadaniem ferrytowego rdzenia jest podobnie jak w
transformatorze koncentracja linii pola elektromagnetycznego, czyli tłumienie
zakłóceń. Właściwym przewodnikiem jest gęsto, spiralnie nawinięty, wysokiej
jakości cienki drut stalowy. Ilość spiralek wynosi 50 na każdy centymetr
rdzenia. Taka konstrukcja zapewnia względnie niski opór elektryczny (5.6
kilooma na metr przewodu) oraz ze względu na fakt, że przewodnikiem jest
metal, wyeliminowano zjawisko wzrostu oporu w czasie eksploatacji przewodów.
Cały układ zachowuje się jak cewka z rdzeniem (transformator) ułożony wzdłuż
przewodu. Dodatkowo okazało się, że taki układ ma szereg zalet polegających
na jego elastyczności. Przewód potrafi niejako dostosować się do pracy układu
zapłonowego. Dzieje się tak dlatego, że dzięki konstrukcji powstał układ RLC
(opór, cewka, kondensator), który dostosowuje się do systemu zapłonowego.
Dodatkowo, ze względu na magazynowanie energii w rdzeniu ferrytowym czas
trwania iskry wydłuża się powodując lepszy zapłon i spalanie mieszanki.
Jak widać przewody z rdzeniem ferrytowym są obecnie najlepszym pod względem
technicznym rozwiązań. W przypadku zasilania silnika gazem jest to
szczególnie ważne. Trudniejsza do zapalenia mieszanka gazowa potrzebuje
silniejszej i dłużej trwającej iskry, co zapewniają właśnie takie przewody.
Więcej informacji o tym jak dbać o przewody oraz jak często i w jaki sposób
je wymieniać znajdziecie Państwo na stronie www.sentech.pl
