Metody badań właściwości elektrycznych izolatorów świec zapłonowych funkcjonujących w warunkach zabrudzeniowych, AZ#7A8AE548EB/DL-ebwm/pdf (Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej)

W monografii zaprezentowano rzadko poruszany w literaturze naukowej temat funkcjonowania świec zapłonowych w warunkach bocznikowania elektrod wskutek zanieczyszczenia zewnętrznej powierzchni górnej części izolatora, znajdującej się poza komorą spalania.

Treść monografii została podzielona na sześć rozdziałów, spośród których rozdziały trzeci, czwarty i piąty zawierają opracowane modele matematyczne, metody pomiarowe, a także wyniki analiz i badań stanowiące oryginalny dorobek autora.

Rozdział pierwszy jest wprowadzeniem, w którym wyznaczono przedmiot i cel pracy i jej strukturę. W oparciu o treść analiz zawartych w dokumentach będących wynikiem aktualnych prac organów administracji rządowej uzasadniono celowość prowadzenia badań w zakresie konstrukcji świec zapłonowych jako składników posiadających bezpośredni wpływ na działanie, właściwości eksploatacyjne i bezawaryjność silników o zapłonie iskrowym.

W rozdziale drugim omówiono zagadnienie rozwoju technice produkcji izolatorów świec zapłonowych i dokonano przeglądu literatury wraz z charakterystyką obecnego stanu wiedzy na temat cechy, metod wytwarzania i badań izolatorów świec zapłonowych.

Zawarto także wiadomości dotyczące tworzyw ceramicznych wykorzystywanych w procesie produkcji izolatorów i opis powszechnie stosowanych sposobów ich kształtowania i obróbki. Podano także przykłady innowacyjnych rozwiązań w zakresie technologii wytwarzania izolatorów, objętych nieraz ochroną patentową,, a także opisano charakterystyki warunków pracy izolatorów świec zapłonowych, metody kontroli ich jakości na etapie produkcji i problemy diagnozowania uszkodzeń występujących podczas eksploatacji.

Przedmiotem rozdziału trzeciego są procedury modelowania matematycznego rozkładu pola elektrycznego w izolatorach świec zapłonowych działających w warunkach zabrudzeniowych. Przedstawiono wykorzystane w pracy analityczne i numeryczne metody rozwiązania równań Laplace’a i Poissona, stanowiących podstawową formę matematycznego opisu rozkładu potencjału i natężenia pola elektrycznego wewnątrz i w najbliższym otoczeniu ceramicznego izolatora świecy zapłonowej zainstalowanej w cylindrze silnika.

Rozpatrzono przypadki braku zanieczyszczeń i ich występowaniu na zewnętrznej powierzchni izolatora. Rozważania przeprowadzono dla dwóch typów aktualnie wykonanych izolatorów świec zapłonowych – o przygładzonej powierzchni zewnętrznej, a także mających ukształtowane bariery dla prądu upływu.

W dalszej części przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych oraz omówienie przykładów demonstrujących rozkład pola elektrycznego izolatorów świec zapłonowych otrzymany dzięki symulacji komputerowej. W rozdziale czwartym zawarto rozważania dotyczące cechy elektrycznych izolatorów świec zapłonowych.

Zwrócono uwagę na fakt mniejszej wytrzymałości powierzchniowej izolatora w stosunku do wytrzymałości skrośnej, przy założeniu jednorodności materiału ceramicznego i braku wtrącin. Przedstawiono także modele rezystancji skrośnej, powierzchniowej i zabrudzeniowej, na podstawie których przeprowadzono obliczenia natężenia prądu upływu wynikającego z występowaniu skażeń przewodzących na zewnętrznej powierzchni ceramicznego izolatora świecy zapłonowej.

Zaprezentowano ponadto rezultaty badań rezystancji skrośnej, powierzchniowej i zabrudzeniowej przeprowadzonych dla świec zapłonowych nowych (nieużywanych) i zanieczyszczonych. Na ich podstawie dokonano weryfikacji wyników otrzymanych na drodze modelowania.

Przedmiotem rozważań zawartych w treści rozdziału piątego jest objętość świec zapłonowych i jej wpływ na działanie układu zapłonowego. Przedstawiono wyniki modelowania i obliczeń objętości świec zapłonowych, które poddano weryfikacji na podstawie rezultatów badań doświadczalnych.

Wprowadzono świeże pojęcie pojemności powierzchniowej zezwalające scharakteryzować w sposób ilościowy stopień zanieczyszczenia powierzchni izolatora świecy. Zaproponowano metodę pomiaru obszerności świec zapłonowych, w tym obszerności powierzchniowej, za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego sigma-delta.

Wykazano jeszcze przydatność tej metody w pomiarach przenikalności elektrycznej materiału ceramicznego izolatora. Wnioski końcowe i podsumowanie zamieszczono w rozdziale szóstym. W uzupełnieniu przekazano wykaz literatury cytowanej w treści pracy.