hur gnistan produceras av ett tändstift i en förbränningsmotor?
Balasore, Orissa
en tändstift är en elektrisk anordning som passar in i cylinderhuvudet på vissa förbränningsmotorer och tänder komprimerade bränslen som aerosol, bensin, etanol och flytande petroleumgas med hjälp av en elektrisk gnista.
tändstift har en isolerad central elektrod som är ansluten med en kraftigt isolerad tråd till en tändspole eller magnetokrets på utsidan och bildar, med en jordad terminal på pluggens botten, ett gnistgap inuti cylindern.
tändstift producerar inte högspänning, de gör bara gnistor med högspänning.
en tändspole är en induktionsspole i en bils tändsystem som omvandlar batteriets 12 volt till de tusentals volt (20 till 30 tusen volt eller mer) som behövs för att gnista tändstiften. Tråden som går från tändspolen till distributören och ledningarna som går från distributören till var och en av tändstiften kallas tändstiftstrådar.
denna specifika form av autotransformatorn, tillsammans med kontaktbrytaren och en kondensator, omvandlar lågspänning från ett batteri till den högspänning som krävs av tändstift i en förbränningsmotor.
när kontaktbrytaren stängs tillåter den en ström från batteriet att byggas upp i tändspolens primära lindning.
när strömmen har byggts upp till sin fulla nivå öppnas kontaktbrytaren. Eftersom den har en kondensator ansluten över den, bildar primärlindningen och kondensatorn en avstämd krets, och när den lagrade energin svänger mellan induktorn som bildas av spolen och kondensatorn, inducerar det föränderliga magnetfältet i spolens kärna en mycket större spänning i spolens sekundära.
när elektronerna flyter från spolen utvecklas en spänningsskillnad mellan den centrala elektroden och sidelektroden. Ingen ström kan strömma eftersom bränslet och luften i gapet är en isolator, men när spänningen stiger ytterligare börjar den ändra gasens struktur mellan elektroderna.
när spänningen överstiger gasernas dielektriska styrka joniseras gaserna. Den joniserade gasen blir en ledare och tillåter elektroner att strömma över gapet. Tändstift kräver vanligtvis spänning på 12 000-25 000 volt eller mer för att ’elda’ ordentligt, även om det kan gå upp till 45 000 volt.
de levererar högre ström under urladdningsprocessen vilket resulterar i en varmare och längre varaktighet gnista.
när strömmen av elektroner stiger över gapet höjer den gnistkanalens temperatur till 60 000 K. Den intensiva värmen i gnistkanalen gör att den joniserade gasen expanderar mycket snabbt, som en liten explosion.
S. S. UJWAL
(medlem av American Society of Mechanical Engineers)
Maskinteknik
Andhra University
Visakhapatnam
Andhra Pradesh