Wie wird der Funke von einer Zündkerze in einem Verbrennungsmotor erzeugt?
Balasore, Orissa
Eine Zündkerze ist ein elektrisches Gerät, das in den Zylinderkopf einiger Verbrennungsmotoren passt und komprimierte Brennstoffe wie Aerosol, Benzin, Ethanol und Flüssiggas mittels eines elektrischen Funkens zündet.
Zündkerzen haben eine isolierte Mittelelektrode, die durch einen stark isolierten Draht mit einer Zündspule oder einem Magnetkreis auf der Außenseite verbunden ist und mit einem geerdeten Anschluss an der Basis des Steckers eine Funkenstrecke im Inneren des Zylinders bildet.
Zündkerzen erzeugen keine Hochspannung, sie erzeugen nur Funken mit Hochspannung.
Eine Zündspule ist eine Induktionsspule im Zündsystem eines Automobils, die die 12 Volt der Batterie in tausende Volt (20 bis 30 Tausend Volt oder mehr) umwandelt, die zum Zünden der Zündkerzen benötigt werden. Der Draht, der von der Zündspule zum Verteiler führt, und die Drähte, die vom Verteiler zu jeder der Zündkerzen führen, werden als Zündkerzendrähte bezeichnet.
Diese spezielle Form des Spartransformators wandelt zusammen mit dem Kontaktschalter und einem Kondensator die Niederspannung einer Batterie in die Hochspannung um, die von Zündkerzen in einem Verbrennungsmotor benötigt wird.
Wenn der Kontaktschalter schließt, kann sich ein Strom aus der Batterie in der Primärwicklung der Zündspule aufbauen.
Sobald der Strom sein volles Niveau erreicht hat, öffnet der Kontaktschalter. Da darüber ein Kondensator angeschlossen ist, bilden die Primärwicklung und der Kondensator einen Schwingkreis, und wenn die gespeicherte Energie zwischen der von der Spule gebildeten Induktivität und dem Kondensator oszilliert, induziert das sich ändernde Magnetfeld im Kern der Spule eine viel größere Spannung in der Sekundärwicklung der Spule.
Wenn die Elektronen aus der Spule fließen, entsteht eine Spannungsdifferenz zwischen der Zentralelektrode und der Seitenelektrode. Es kann kein Strom fließen, da der Brennstoff und die Luft in dem Spalt ein Isolator sind, aber wenn die Spannung weiter ansteigt, beginnt sie, die Struktur der Gase zwischen den Elektroden zu verändern.
Sobald die Spannung die Spannungsfestigkeit der Gase überschreitet, werden die Gase ionisiert. Das ionisierte Gas wird zum Leiter und lässt Elektronen über den Spalt fließen. Zündkerzen benötigen normalerweise eine Spannung von 12.000–25.000 Volt oder mehr, um richtig zu feuern, obwohl sie bis zu 45.000 Volt betragen kann.
Sie liefern während des Entladevorgangs einen höheren Strom, was zu einem heißeren und länger anhaltenden Funken führt.
Wenn der Strom der Elektronen über die Lücke strömt, erhöht er die Temperatur des Funkenkanals auf 60.000 K. Die intensive Hitze im Funkenkanal bewirkt, dass sich das ionisierte Gas sehr schnell ausdehnt, wie eine kleine Explosion.
SS UJWAL
(Mitglied der American Society of Mechanical Engineers)
Maschinenbau
Andhra Universität
Visakhapatnam
Andhra Pradesh