A központi elektróda egy változó átmérőjű szigetelőcsatornába van beépítve. Az elektróda feje a szigetelőcsatorna kúpos felületén nyugszik a nagyobb átmérőről a kisebbre való átmenetnél. A központi elektróda működő része 1,0–5,0 mm-rel kiáll a szigetelőből. Az elektróda rögzítve van a szigetelőcsatornában, és ezt a csatlakozást üvegszálas tömítőanyaggal tömítik. Speciális műszaki üveg és fémpor keveréke. Az üveg hőtágulási együtthatójának meg kell egyeznie a kerámiáéval. Ebben az esetben a tömítődugót nem károsítja a működés közbeni hőmérséklet-változás. Mohalla por (réz vagy ólom) üveghez adják, hogy elektromosan vezetővé tegyék.
9. ábra - Gyertyaszerkezet: 1 - érintkezőanya: 2 - szigetelő bordája (kacsaáramlat-gátlók): 3 - érintkezőrúd: 4 - kerámia szigetelő: 5 - fémház, 6 - üveg tömítődugó. 7 - tömítőgyűrű: 8 - hőelvezető alátét: 9 - központi elektróda. 10 - a szigetelő hőkúpja: 11 - munkatér: 12 oldalelektróda -tömeg-: h - szikraköz
A mag összeszerelése (szigetelő szerelvény központi elektródával és érintkezőrúddal) a következő sorrendben hajtják végre. Az elektródát a szigetelőcsatornába szerelik, és porított üvegtömítőanyagot öntenek rá, vagy tabletta formájában helyezik el. Ezután az érintkezőfejet a szigetelőcsatornába kell beszerelni. Préselés előtt az üvegtömítőanyag több helyet foglal el, mint a művelet után, és az érintkezőrúd nem tud teljesen behatolni a szigetelő csatornájába. Hosszának körülbelül egyharmadával kiáll a szigetelő fölé. A munkadarabot 700-900°C hőmérsékletre hevítik, és több tíz kilogrammos erővel a kontaktrudat a hőmérséklet által meglágyult üvegtömítőanyagba helyezik. Ebben az esetben a szigetelőcsatorna, a központi elektróda feje és az érintkezőfej közötti résekbe áramlik. Lehűlés után az üvegtömítő csavarg megkeményedik és mindkét alkatrészt biztonságosan rögzíti a szigetelőcsatornában. Az elektróda végei és az érintkezőfej között egy 1,5–7,0 mm magas tömítődugó alakul ki, amely teljesen elzárja a szigetelőcsatornát a gáz áttörésétől
Ha az elektromágneses interferencia elnyomása érdekében elektromos ellenállást kell beépíteni a központi elektróda áramkörébe, akkor rezisztív üvegtömítő csavargot használnak. Lehűlés után a tömítődugó eléri a kívánt elektromos ellenállást.
A magot a gyújtógyertya házába úgy szerelik be, hogy kúpos felülete érintkezzen a ház belsejében lévő megfelelő felülettel. Ezen felületek közé egy tömítő "hőelvezető" alátétet szerelnek be (réz vagy acél).
A magot a ház peremének a szigetelőszalagra való feltekerésével rögzítik. A szigetelőház csatlakozásának tömítését a ház fűtött állapotba helyezésének módszerével végezzük (termikus csapadék).
A téglalap keresztmetszetű "tömeg" oldalsó elektródáját a ház végéhez hegesztik, és a középső felé hajlítják. A ház aljára egy tömítőgyűrű van felszerelve, amely egy sík tartófelülethez ütközik, és a gyújtógyertya és a motor közötti csatlakozás tömítésére szolgál.
Az érintkezőrúd menetes részére érintkezőanyát kell felszerelni, ha ezt a nagyfeszültségű vezeték hegyének kialakítása megköveteli. Néhány gyújtógyertyánál az érintkezőrúdnak nincs menetes feje, hanem közvetlenül érintkezőanya alakban van kinyomva.
Szigetelő
A zavartalan szikraképződés biztosítása érdekében a szigetelőnek magas üzemi hőmérsékleten is rendelkeznie kell a szükséges elektromos szilárdsággal. A motor működése közben a szigetelőre kapcsolt feszültség megegyezik a szikraköz átütési feszültségével. Ez a feszültség a nyomás és a résméret növekedésével növekszik, és a hőmérséklet emelkedésével csökken. Klasszikus gyújtásrendszerrel rendelkező motorokon 0,5-0,7 mm-es szikraközű gyújtógyertyákat használnak. A letörési feszültség maximális értéke ilyen körülmények között nem haladja meg a 12-15 kV-ot (amplitúdóérték). Elektronikus gyújtásrendszerrel felszerelt motoroknál a szikraköz 0,8-1,0 mm. Működés közben 1,3-1,5 mm-re nőhet (mindkét rendszer). Ebben az esetben a lebontási feszültség elérheti a 20-25 kV-ot.
A szigetelő kialakítása viszonylag egyszerű - egy henger, amelynek axiális lyuka van a központi elektróda beszereléséhez.
a szigetelő középső részén egy megvastagodás, az úgynevezett "öv" található a testtel való csatlakozáshoz. Az öv alatt egy vékonyabb hengeres rész található - a nyak -, amely hőkúppá alakul. A száj és a hőkúp közötti átmeneti ponton egy kúpos felület található, amelyet a szigetelő és a tömítő hőelvezető alátét teste közé kell beépíteni. Az öv felett egy "fej" található, az öv és a fej közötti átmeneti ponton pedig egy váll, amely a gyújtógyertya összeszerelésekor a ház peremét peremezi.
A megengedett falvastagságot, figyelembe véve a biztonsági tényezőt, a szigetelőanyag elektromos szilárdsága határozza meg. A hazai szabványok szerint a szigetelőnek 18–22 kV-os tesztfeszültséget kell elviselnie (effektív érték), ami 1,4-szer nagyobb, mint az amplitúdó. A szigetelőfej hosszát a felületi átfedési feszültség határozza meg, és 15-35 mm tartományon belül történik. A legtöbb autó gyújtógyertya esetében ez az érték körülbelül 25 mm. A további növelés hatástalan, és a szigetelő mechanikai szilárdságának csökkenéséhez vezet. A szigetelő felületén fellépő elektromos átütés lehetőségének kiküszöbölése érdekében a feje gyűrű alakú hornyokkal van ellátva (jelenlegi akadályok) és speciális mázzal bevonva védi az esetleges szennyeződésektől.
A hőkúp védelmet nyújt az égéstér oldalán a felület átfedése ellen. A szigetelő ezen legfontosabb része, viszonylag kis méretei ellenére, képes ellenállni a fent említett feszültségnek anélkül, hogy átfedné a felületet.
Kezdetben a közönséges porcelánt szigetelőanyagként használták. de egy ilyen szigetelő rosszul ellenállt a hőhatásoknak és alacsony mechanikai szilárdságú volt.
A motor teljesítményének növekedésével megbízhatóbb szigetelőkre volt szükség. mint a porcelánok. A csillámszigetelőket sokáig használták. Ólomadalékokkal rendelkező üzemanyagok használatakor azonban a csillám megsemmisült. A szigetelőket ismét kerámiából kezdték gyártani, de nem porcelánból, hanem különösen erős műszaki kerámiából.
A szigetelők előállításának legelterjedtebb és gazdaságilag legmegvalósíthatóbb technológiája az izosztatikus préselés, amikor előre elkészített komponensekből a kívánt összetételű és fizikai tulajdonságú granulátumokat állítják elő. A szigetelőlapokat nagy nyomás alatt granulátumból préselik, a kívánt méretekre őrlik, figyelembe véve az égetés során fellépő zsugorodást, majd egyszer kiégetik.
A modern szigetelők nagy alumínium-oxid tartalmú, alumínium-oxid alapú szerkezeti kerámiákból készülnek. Ez a kerámia, amely körülbelül 95%-ban alumínium-oxidot tartalmaz, akár 1600°C-os hőmérsékletet is elvisel, és nagy elektromos és mechanikai szilárdsággal rendelkezik.
Az alumínium-oxid kerámiák legfontosabb előnye a magas hővezető képesség. Ez jelentősen javítja a gyújtógyertya hőtulajdonságait, mivel a fő hőáram áthalad a szigetelőn, és a hőkúpon és a központi elektródán keresztül jut be a gyújtógyertyába (10. ábra).
Keret
A fémház a gyújtógyertya motorba történő beszerelésére szolgál, és szoros csatlakozást biztosít a szigetelővel. Egy oldalsó elektróda van a végére hegesztve, és gyűrűs szikraközzel ellátott kivitelekben a test közvetlenül "föld" elektródaként működik.
A testet alacsony széntartalmú szerkezeti acélokból sajtolással vagy esztergálással készítik.
a test belsejében egy gyűrű alakú, kúpos felületű kiemelkedés található. amelyen a szigetelő nyugszik. A test hengeres részén egy gyűrűhorony, az úgynevezett hőülepítő horony található. A gyújtógyertya összeszerelése során a ház felső pereme feltekercselődik a szigetelőszalagra. Ezután felmelegítik és összenyomják, aminek következtében a hőre száradó horony képlékeny alakváltozáson megy keresztül, és a ház szorosan befedi a szigetelőt. A termikus kicsapódás következtében a test feszültség alatt áll, ami biztosítja a gyújtógyertya tömítettségét a teljes élettartama alatt.
10. ábra. Hőáramlás a gyújtógyertya szigetelőjében
Elektródák
Amint fentebb említettük, a gyújtás hatékonyságának javítása érdekében a gyújtógyertya elektródáinak a lehető legvékonyabbnak és leghosszabbnak kell lenniük, a szikraköznek pedig a megengedett legnagyobb értékkel kell rendelkeznie. Másrészt a tartósság biztosítása érdekében az elektródáknak kellően masszívnak kell lenniük.
Ezért, egyrészt a motorok teljesítményére, üzemanyag-hatékonyságára és toxicitására vonatkozó követelményektől, másrészt a gyújtógyertya tartósságára vonatkozó követelményektől függően, minden egyes motortípushoz kidolgozták az elektródák speciális kialakítását.
A bimetál elektródák megjelenése lehetővé tette ennek a problémának a megoldását bizonyos mértékig, mivel egy ilyen elektróda elegendő hővezető képességgel rendelkezik. A szokásos "monometál" motorral ellentétben alacsonyabb hőmérsékleten működik, amikor a motoron működik, és ennek megfelelően hosszabb élettartammal rendelkezik. Azokban az esetekben, amikor az erőforrás növelése szükséges, két "föld" elektródát használnak (11. ábra). Erre a célra a külföldi gyártású gyújtógyertyák három vagy akár négy elektródát használnak. A hazai ipar ilyen számú elektródával rendelkező gyújtógyertyákat csak repülőgép- és ipari gázmotorokhoz gyárt. Meg kell jegyezni, hogy az elektródák számának növekedésével csökken a szénlerakódásokkal szembeni ellenállás, és a szénlerakódásoktól való tisztítás nehezebbé válik.
Az elektróda csavargával szemben a következő követelményeket támasztják: magas korrózió- és erózióállóság: hőállóság és vízkőállóság: magas hővezető képesség; elegendő plaszticitás a sajtoláshoz. Az csavargköltség nem lehet magas. A hőálló ötvözeteket a hazai iparban a legszélesebb körben használják gyújtógyertyák központi elektródáinak gyártásához: vas-króm-titán, nikkel-króm-vas és nikkel-króm különféle ötvöző adalékokkal
11. ábra. A26DV-1 gyertya a két "tömeg" oldalon elektródákat
A földelőoldali elektródának nagy hőállósággal és korrózióállósággal kell rendelkeznie. Jó hegeszthetőséggel kell rendelkeznie a testet tartalmazó hagyományos szerkezeti acéllal, ezért nikkel-mangán ötvözetet használnak (például. NMC-5). Az oldalsó elektródának jó plaszticitással kell rendelkeznie, hogy biztosítsa a szikraköz beállításának lehetőségét.
Az elektródák csillapító hatásának csökkentése érdekében a gyújtógyertyák módosításakor hornyokat készítenek az elektródákon, és átmenő furatokat készítenek a "föld" elektródán. Az oldalsó elektródát néha két részre osztják, így az egyelektródás gyújtógyertya kételektródássá alakul.
Beépített ellenállás
A szikra kisülés elektromágneses interferencia forrása, beleértve a rádióvételt is. Elnyomásukra egy ellenállást szerelnek a központi elektróda és az érintkezőfej közé, amelynek elektromos ellenállása 4-13 kOhm 25±10°C hőmérsékleten. Működés közben ennek az ellenállásnak a értéke 2-50 kOhm tartományban változhat -40 és +300°C közötti hőmérsékletnek és nagyfeszültségű impulzusoknak való kitettség után.
További szigetelő
Már a gyújtási energia kis vesztesége is a szikra gyengüléséhez vezet, aminek minden kellemetlen következménye van: rosszabb indítás, instabil alapjárat, motorteljesítmény-csökkenés, túlzott üzemanyag-fogyasztás, fokozott kipufogógáz-toxicitás stb. Ha a szigetelő felületét koromlerakódások, szennyeződés vagy egyszerűen nedvesség borítja, áramszivárgás keletkezik "a föld felé". Ezt sötétben koronakisülésként észleli a szigetelő felületén. A motor égésterében lévő szigetelő szennyezett hőkúp felülete mentén fellépő szivárgás a szikraképződés meghibásodásához vezethet. A szigetelés elektromos szilárdságának növelésének legradikálisabb módja egy további szigetelő beszerelése kerámia hüvely formájában a gyújtógyertya teste és érintkezőfeje közé. Így a gyújtógyertya kettős védelmet nyújt a "testbe" történő áramszivárgás ellen.
Előkamrás gyújtógyertyák
12. ábra. Előkamrás gyújtógyertya
A gyújtógyertyák kialakításának számos ismert változata létezik, amelyeknél a munkakamra előkamraként van kialakítva. Ezeket a munkakeverék égésének javítására használják. Az előkamrás gyújtógyertyák hasonlóak a sport nagy teljesítményű motorjainak gyújtógyertyáihoz, ahol az elektródák a ház munkakamrájába vannak beépítve a túlmelegedés elleni védelem érdekében. A különbség az. micsoda lyuk. a munkakamrát (előkamrát) a motorhengerrel összekötő összekötő elem speciális alakú. A sűrítés során friss keverék jut be az előkamrába, szikra kisülés történik az örvényáramlás területén, és az elsődleges gyújtóforrás kialakulása intenzívebbé válik. Ez biztosítja a láng gyors terjedését az előégéstérben. A nyomás gyorsan megnő, és lángot lövell ki, amely áthatol a motor égésterén, és fokozza még a nagyon sovány munkakeverék gyulladását is.
Amikor az égő gázok az előkamrából a motorhengerbe áramlanak, az éghető keverék turbulenciája miatt az égési folyamat felgyorsul és hatékonyabbá válik. Ez viszont jobb üzemanyag-fogyasztáshoz és kipufogógáz-toxicitáshoz vezethet.
Az előkamrás gyújtógyertyák hátrányai, hogy az elektródák csillapító hatása nagy, és a szénlerakódásokkal szembeni ellenállásuk alacsony. Az előégéskamra szellőztetése nehézkes, és a benne lévő éghető keverék megnövekedett mennyiségű maradékgázt tartalmaz. Amikor az égőgázok az előégéstérből a hengerbe áramlanak, további hőveszteség keletkezik. Az előkamrás gyújtógyertya egyik változata az ábrán látható 12.