Вопрос

Насколько зазор в свечах зажигания влияет на эффективность использования топлива?

Я читал противоречивые отзывы о том, как зазор в свечах зажигания может влиять на эффективность использования топлива. Например, я читал, что слишком маленький зазор не обеспечит полного сгорания топлива, а слишком большой зазор может привести к пропускам зажигания из-за недостаточного напряжения для пробоя.



Помимо рекомендованного производителем диапазона зазоров, существуют ли какие-либо достоверные данные об оптимизации зазора между свечами зажигания для достижения максимальной топливной эффективности?



Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/15565/how-much-does-spark-plug-gap-affect-fuel-efficiency

4 Комментария

  1. Я наткнулся на статью в научном журнале, в которой приводятся некоторые утверждения с конкретными данными и дополнительными ссылками:


    Влияние количества заземляющих электродов свечи зажигания на стабильность работы двигателя



    С другой стороны, считалось, что меньшее количество материала вблизи зазора является основным фактором, способствующим более быстрому росту ядра пламени. Это означает, что чем больше электроды, тем выше теплопотери от начального ядра пламени, при этом скорость развития начального ядра пламени снижается [2] и [3]. Хервег и Циглер [2] обнаружили, что уменьшение площади контакта между ядром пламени и свечой зажигания, которого можно добиться, уменьшив диаметр электрода и/или увеличив зазор, приводит к более быстрому развитию ядра пламени.


    Несмотря на то, что уменьшение диаметра электрода противоречит его долговечности, различные исследователи [2], [3], [4], [5] и [6] использовали конструкцию с тонким наконечником, чтобы уменьшить влияние поверхности на контакт пламени с наконечником электрода и ядром пламени.


    Хори и др. [3] сообщили, что использование тонкого заземляющего электрода повысит эффективность, но также отметили, что требования к долговечности затрудняют изготовление заземляющего провода из тонкой проволоки.


    Результаты, представленные в [3] и [7], показали, что свеча зажигания с тонким центральным электродом и заземляющим электродом обеспечивает более стабильное сгорание, снижая коэффициент неполноты сгорания примерно на 3,1 % и расход топлива на 2,4 % по сравнению с обычными свечами зажигания.


    Общепризнано, что раннее развитие пламени оказывает значительное влияние на последующую фазу горения [8]. Соответственно, небольшие различия в скорости или месте образования ядра могут привести к существенным колебаниям давления в цилиндре [9]. Пишингер и Хейвуд [10] обнаружили, что циклические изменения в распространении пламени вблизи свечи зажигания влияют на количество тепла, выделяемого в свечном зазоре, а это, в свою очередь, сильно влияет на так называемый угол опережения зажигания.



    Дальше там написано:



    Результаты показали, что степень пересечения заземляющего ремня, его размеры и ширина зазора являются основными факторами, влияющими на возникновение искры, воспламенение и рост ядра.



    Итак, если я правильно понимаю, на эффективность горения негативно влияет гашение на ранних стадиях развития пламени. Два основных способа уменьшить гашение — это уменьшить массу металла вокруг ядра пламени или увеличить зазор (что, как я полагаю, также эффективно уменьшает количество металла, контактирующего с ядром пламени). Несмотря на то, что они приводят только конкретное число — 2,4 % — по отношению к первому показателю, у меня сложилось впечатление, что вы можете предположить аналогичные результаты и для второго, хотя было бы неплохо получить и конкретное числовое значение для него.


  1. Я просто подумал... не о зазоре, а о диапазонах нагрева. Возможно, есть какой-то способ использовать разные диапазоны нагрева на вилке, чтобы улучшить сгорание, но я тоже не знаю наверняка.
  1. Обобщённые утверждения о том, что слишком маленький зазор приводит к недостаточному сгоранию, а слишком большой — к слабой искре, верны. Если вы увеличиваете зазор, вам нужно повысить напряжение, чтобы преодолеть этот зазор. Кроме того, если вы увеличиваете давление в верхней точке такта сжатия, вам нужно либо повысить напряжение, подаваемое на свечу зажигания, либо уменьшить зазор свечи зажигания. В противном случае искра не будет преодолевать зазор с достаточной эффективностью, и вы не получите максимальной отдачи от своего автомобиля.



    Я не знаю, сможет ли этов точности ответить на ваш вопрос, но это лучшее, что я нашёл на данный момент (если я найду что-то ещё, я дополню ответ), но мне это кажется вполне логичным:




    Как правило, свеча зажигания с правильным зазором будет гореть ярко, но не будет давать пропуски зажигания на высоких оборотах. По иронии судьбы, рекомендуемый производителем автомобиля зазор в свечах зажигания не является оптимальным! Рекомендуемый зазор в свечах зажигания рассчитан на то, чтобы обеспечить запуск двигателя в холодную погоду и плавную езду на автомобиле, который нуждается в настройке двигателя. Если вы водите машину в обычном режиме и регулярно настраиваете двигатель, вы можете увеличить зазор в свечах зажигания примерно на 0,010 дюйма для повышения производительности и экономии топлива. Однако если вы большую часть времени ездите на полной мощности, вам следует уменьшить зазор примерно на 0,010 дюйма для повышения производительности. Сама свеча зажигания и образующийся на ней нагар указывают на то, слишком большой или слишком маленький зазор установлен. Светло-коричневое изменение цвета кончика фарфорового изолятора указывает на правильную работу свечей зажигания с идеальным или близким к идеальному зазором для текущих оборотов двигателя. Таким образом, чтобы проверить зазор свечи зажигания на высоких оборотах двигателя, нужно дать полный газ и сразу же выключить зажигание, не давая двигателю поработать на холостом ходу. Но в конечном счёте вам нужно будет запустить двигатель на динамометрическом стенде, чтобы подобрать оптимальный зазор между свечами зажигания и правильный угол опережения зажигания для вашего двигателя.




    На странице есть гораздо больше информации о том, как этот пробел влияет на ситуацию, так что, на мой взгляд, её стоит прочитать.



    Однако я бы сказал, что максимальный диапазон зазора для одного автомобиля будет отличаться от диапазона для другого. Как указано в конце отрывка, вам нужно будет проверить свой автомобиль на динамометрическом стенде, чтобы определить оптимальный зазор между свечами зажигания. У каждого автомобиля свои особенности. Некоторые производители устанавливают оптимальный зазор, в то время как другие подходят к этому вопросу более консервативно.



    В целом я не нашёл никаких эмпирических данных, которые бы точно показывали разницу между зазорами на разных автомобилях, но, как я уже говорил, каждая линейка автомобилей уникальна. Из-за этого сложно прийти к однозначному выводу.


  1. Хороший вопрос. Я не встречал достоверных данных на этот счёт, но знаю, что слишком большой зазор в свече зажигания может повредить систему зажигания. Чтобы повысить производительность, можно перенастроить свечи зажигания. По сути, это означает, что зазор должен быть направлен в сторону камеры сгорания, что способствует развитию пламени внутри камеры сгорания. Этот метод используют те, кто стремится повысить производительность двигателя. Это также выравнивает давление в каждом цилиндре, благодаря чему двигатель работает более плавно.
Вы уже ответили на этот вопрос