Конструкция стандартной и резисторной свечей зажигания. Сопротивление свечи зажигания

Диагностика свечей зажигания -

Являясь важным элементом системы зажигания, свеча требует к себе пристального внимания при проведении диагностических работ.

К сожалению, не на всех современных автомобилях представляется возможным выкрутить свечу без применения значительного объёма работ по демонтажу элементов двигателя, а иногда и двигателя в целом (автомобили Subaru). Но в большинстве случаев свечи более или менее доступны, поэтому необходимо снять их и провести анализ их состояния. При этом лучше не путать свечи, а раскладывать их по порядку цилиндров.

Любые диагностические работы рекомендуется начинать с визуального контроля, и свеча не является исключением.

Диагностика свечей зажигания: визуальный контроль

1. Первое, что нужно сделать, - убедиться в отсутствии механических разрушений: трещин, деформаций, сколов и т.п. Свечи с деффектами подлежат безоговорочной замене.

2. Возьмите все свечи в руки, сравните состояние тепловых конусов, оцените количество сажи на них. В идеальном случае количество сажевого нагара будет примерно одинаковым на всех свечах. Это говорит о равномерной подаче топлива в цилиндры и о нормальном его сгорании.

Обучение Автодиагностике

Если же свеча одного из цилиндров явно покрыта нагаром больше остальных, это повод к дальнейшему поиску проблемы в данном цилиндре. Как показывает практика, если двигатель вышел в нормальный тепловой режим и проработал в нём хотя бы 15-20 минут, то сажа на тепловом конусе попросту отсутствует. Она наблюдается только в случае нарушения нормальной топливоподачи либо в том случае, когда двигатель не успел проработать достаточное время после холодного запуска.

Обучение Автодиагностике

Сажа может откладываться также и на тыльной поверхности бокового электрода, причём на кончике электрода она выгорит быстрее. Сажевый нагар оказывает значительное негативное влияние на запуск при отрицательных температурах воздуха. Чаще всего на автомобилях клиентов, практикующих короткие поездки на непрогретом двигателе, свечи не успевают выйти на режим самоочищения и покрываются значительным слоем нагара. В итоге это может привести к невозможности запуска двигателя. В таких случаях можно рекомендовать клиенту периодически совершать поездки с большой нагрузкой двигателя, например, по загородной трассе.

3. Наличие масляного нагара на свечах говорит о необходимости механического ремонта двигателя, такие свечи не в состоянии обеспечить надёжное воспламенение топливно-воздушной смеси и подлежат замене.

4. Следующий этап визуального контроля – проверка изоляторов свечей на предмет наличия следов высоковольтного пробоя наконечников. Они представляют собой дорожки чёрного цвета и фактически являются разрушением покрывающей изолятор глазури.

Обучение Автодиагностике

Как показывает практика, при обнаружении следов пробоя необходима как замена свечей зажигания, так и высоковольтных проводов. Если заменить только свечи, то через непродолжительное время дефект возникнет вновь, и дорожки появятся на новых свечах. Если же заменить только провода, то опять-таки через небольшой промежуток времени произойдёт пробой новых проводов.

Столь несложный в обнаружении на первый взгляд дефект, как показывает опыт, известен далеко не всем мастерам авторемонтных станций. Проявляется дефект в рывках при движении автомобиля. Как уже упоминалось, при увеличении наполнения цилиндров повышается нагрузка на систему зажигания, и её неисправности проявляются более чётко. Поэтому подобный дефект возникает не на холостом ходу, а в движении, вызывая пропуски воспламенения и соответственно, рывки в движении.

Диагностика свечей зажигания: проверка сопротивления встроенного резистора

Большинство современных свечей зажигания содержат встроенный резистор, предназначенный для подавления возникающих при работе системы зажигания радиопомех. Значение сопротивления можно определить, воспользовавшись базой данных либо справочной литературой. Применительно к свечам отечественного производства можно отметить, что о наличии встроенного резистора информирует буква «Р» в маркировке свечи. Например, А17ДВРМ.

Если на двигатель ошибочно установлены свечи, не содержащие встроенного резистора, могут возникнуть совершенно непредсказуемые явления: бессистемные спорадические коды неисправностей, нестабильность частоты вращения на холостом ходу, пропуски воспламенения и т.п. Их появление вызвано высоким уровнем электрических помех, нарушающих нормальную работу блока управления двигателем.

Проверка встроенного резистора осуществляется электрическим тестером. Для ее выполнения необходимо подключить щупы тестера к кончику центрального электрода и высоковольтному контакту. Сопротивление должно соответствовать справочным данным. В случае значительного отклонения свеча подлежит замене.

Диагностика свечей зажигания: проверка искрового зазора

В процессе эксплуатации искровой зазор свечи увеличивается вследствие эрозионного разрушения электродов. Увеличение зазора приводит к росту пробивного напряжения. Соответственно, растет вероятность выхода из строя элементов системы зажигания вследствие высоковольтного пробоя. Поэтому контроль искрового зазора при диагностике системы зажигания совершенно необходим.

Не все конструкции свечей зажигания позволяют это сделать. Зазор не регулируется на многоэлектродных свечах, а также на свечах с тонкими электродами из сплавов благородных металлов. Необходимый рабочий зазор можно определить, воспользовавшись базами данных либо справочной литературой.

Измерение зазора производится с помощью специального инструмента или набора щупов. При необходимости зазор регулируется путем подгибания бокового электрода.

Еще раз обратите внимание на то, что необходима установка зазора, заданного производителем двигателя или свечи. Недопустимо самовольное увеличение либо уменьшение значения зазора. И в том, и в другом случае возникнут нежелательные отклонения в нормальном протекании процессов в двигателе.

Диагностика свечей зажигания: проверка свечей на аппарате Э203П

С высокой долей достоверности определить пригодность свечи к дальнейшей эксплуатации возможно с применением специальных диагностических приборов.

Такие приборы дают возможность визуально наблюдать процесс искрообразования. При этом свеча находится под давлением, соответствующем рабочему давлению в цилиндре. Существует несколько моделей таких устройств.

Рассмотрим один из самых массовых приборов, выпускаемый уже много лет и достаточно широко распространенный – Э203П.

Прибор содержит встроенный ручной насос для создания давления и манометр для его контроля. Кроме этого, имеется генератор, формирующий высоковольтные импульсы для подачи их на исследуемую свечу зажигания. Сама свеча заворачивается с резиновым уплотнителем в специальную камеру, снабженную смотровыми окнами и зеркалом. В камеру подается давление, создаваемое ручным насосом.

Обучение Автодиагностике

Оценка состояния свечи производится следующим образом. Установив свечу в прибор, надев на нее высоковольтный провод и включив тумблер, необходимо ручным насосом создать в камере давление, контролируя при этом процесс искрообразования визуально.

Зеркало позволяет наблюдать процесс одновременно с двух сторон. На исправной свече процесс пробоя должен происходить строго между центральным и боковым электродами свечи.

Недопустимо возникновение поверхностного пробоя по тепловому конусу, пробоя внутри свечи либо полное отсутствие пробоя. Недопустимы и перебои в процессе искрообразования, наблюдаемые визуально и даже на слух.

Также следует признать дефектом свечи ситуацию, когда пробой происходит не внутри измерительной камеры, а между высоковольтным наконечником и корпусом прибора. Такое явление означает, что пробой искрового промежутка под давлением сильно затруднен.

Несколько слов следует сказать о той таблице, которая нанесена на лицевую панель прибора. Эта таблица позволяет оценить качество свечи по соответствию искрового зазора и рабочего давления, при котором наблюдается устойчивое искрообразование.

Например, свеча считается качественной, если устойчивое искрообразование происходит при зазоре 1.0 мм и давлении 5 атм. Как показывает многолетняя практика, пользоваться этой таблицей попросту нельзя.

Можно установить следующий критерий: свеча является качественной, если стабильное искрообразование происходит при рабочем зазоре, установленном производителем, и давлении в измерительной камере, равном 10..11 атм. Только в этом случае свеча будет полноценно воспламенять смесь на реальном двигателе.

Почему так происходит? Дело в том, что размещенная на корпусе прибора таблица составлялась достаточно давно. В ней учитывается факт, что напряжение пробоя чистого воздуха, не содержащего паров бензина, будет выше. Поэтому считается, что если свеча пробивает чистый воздух при давлении 5 атм, то топливно-воздушную смесь она пробьет при гораздо более высоком давлении. Однако не учитывается тот факт, что современные двигатели работают на обедненных смесях, имеют более высокую рабочую температуру, степень сжатия и литровую мощность, чем двигатели, выпускавшиеся 20-30 лет назад.

Требования к свечам зажигания с тех пор значительно возросли. Именно поэтому настоятельно рекомендуется применять описанный выше критерий качества свечи, не обращая внимания на таблицу.

Диагностика свечей зажигания: подведем итоги

Диагностика свечей зажигания включает в себя обязательный визуальный контроль для выявления механических повреждений, пробоев по изолятору и наличия нагара на рабочей части свечи.

Необходима проверка внутреннего сопротивления и контроль искрового зазора. Полноценная проверка возможна под давлением, на специальных приборах. Она должна проводиться при установленном рабочем зазоре и давлении 10..11 атм.

pakhomov-school.ru

Как измерить сопротивление свечей зажигания. | автомобиль

Сохранили к себе

wlt-PictureRepostsList wlt-PictureRepostsList wlt-PictureRepostsList

и ещё 9 человек

Текст из видео:

00:04: всем привет сегодня будем пользоваться снова нашим мультиметром и будем мы сегодня замерять сопротивление свечей зажигания выкручиваем выкрутили наши наши свечи у нас у меня стоит на автомобиле вот стоят сейчас в данный момент вот такие свечи
00:30: будем их замерять и заодно замеряем всеми вам известны и вот этим вот свечи лежат они у меня в запасе в багажнике на всякий пожарный кстати они стояли раньше у меня до до этих свечей в общем то претензий к ней не к ним не было но как бы посоветовали мне dance а вот эти tt купить типа
01:01: хорошо они с газом дружат но давайте теперь переведем для замера сопротивления мультиметр на шкалу 20 килоом вот так вот берем одну из свечей но тут для удобства прикрепил я вот такие вот на один щуп
01:32: крокодильчик удобно брать и он держится сам и мире сопротивления на на центральном электроде вот так вот перед этим конечно возьмите над мотыльком те места зачистите чтобы был контакт хороший ну вот 742

02:05: килоома давайте дальше хотя допустимые значения 4 до 6 но тут примерно так же такие же показания
02:30: 3 свеча тут вот меньше и показания насколько вы видите 4 свече нет контакта но такие показания значит сразу скажу
03:01: вам в чем смысл вот этой вот одного из способов диагностики которые этот способ входит но можно сказать им в большой комплект по диагностике свечей из много способов этот способ в основном предназначен для того чтобы подобрать идеальную пару по сопротивлению провод высоковольтный и свеча то есть вот мы знаем каждой свечи
03:32: сопротивление у этой больше в этой меньше так самым мы подбираем к ней провод switch с большим сопротивлением мы подберем провод с меньшим сопротивлением соответственно видео уже по замеру сопротивления высоковольтных проводов я вам показывал видите вы что провода тоже у нас имеют разные значения поэтому мы подбираем вот такую вот как
04:00: сказать идеальную пару и в каком в какой-то мере у нас еще лучше стабилизируется работа двигателя в основном на холостых в нагрузке на оборотах как бы она не так явно заметно вот на холостых у нас дело с этим будет обстоять получше давайте замеряем brisk of ski и свечи что они нам скажут

04:38: ноль все но 76 07 08 пускай контакт контакт контакт ну что же эта свеча в
05:01: общении так давайте эту свечу отложим чтобы долго не ерзать и и не ну блин короче я так понял эти свечи идут без резисторные или с резистором но малого сопротивления
05:30: я не понимаю может кто знает подскажите хотя можно он может найти них информацию конечно после этого я информацию о них поищу но как видите у них малое сопротивление получается что идеальный вариант для контактного зажигания вот эти вот брызг of ski и свечи с малым сопротивлением потому как видите вы у этих немцев какое сопротивление и у свечей brisk то есть соответственно падение мощности
06:00: искры не так будет падать на этих свечах понятно что для уста при установке бесконтактного зажигания я оставлю эти свечи хотя я и на них сейчас еду то есть особых каких-то нареканий нету но данные вы видите на лицо еще завтра внимание конечно это не основная как я уже говорил проверка работоспособности свечей
06:30: основная проверка и я считаю это в специальных приборах которые замеряют свечи искру свечей тарба спаду работоспособность при созданном давление под давлением так сказать в будущем я вам покажу этот прибор и как проверяется свеча еще один у нюанс при замере так как я вам показывал желательно
07:01: не браться за два электрода руками дабы показания были у нас более точными потому как сопротивление тела тоже может сбивать точные показания но на сегодня все как я уже вам говорил проверяйте свечи подбирайте как бы идеальную пару свеча провод подписывайтесь на мои каналы подписывайтесь на группу вконтакте в одноклассниках все
07:30: все ссылки будут в описании видео всем удачи на дорогах удачи в ремонтах до следующих видео

postila.ru

Конструкция стандартной и резисторной свечей зажигания

Конструкция свечи зажигания

Рис. Конструкция свечи зажигания

На рисунке показана стандартная и резисторная свечи зажигания. Центральный электрод связан с главным выводом стержня. Электрод сделай из сплава на основе никеля. В некоторых случаях используются даже серебро и платина. Если в электроде использован медный сердечник, это улучшает отвод тепла.

Изоляционный материал — керамика очень высокой чистоты, обычно окись алюминия Аl2O1, (чистота 95%). Изолятор заключен в металлический корпус и по внешней поверхности покрыт материалом со следующими свойствами:

модуль Юнга: 340 кН/мм3;
коэффициент теплового расширения: 7,8*10 К
тепловая проводимость: 5—15 Вт/мК (диапазон температур 200-900 «С).
электрическое сопротивление: более 10^13 Ом/м.

Вышеупомянутый список дан только для справки, поскольку реальные значения при относительно небольших производственных изменениях могут широко меняться. Электропроводный стержень из стеклокерамики между центральным электродом и выводом используется в качестве резистора. Этот резистор имеет две функции:

предотвратить выгорание центрального электрода
снизить радиопомехи

В обоих случаях достигается желательный эффект, потому что резистор ограничивает ток искры в момент зажигания.

Пробой, или разряд, по внешней стороне изолятора свечи предотвращается ребрами, которые эффективно увеличивают поверхностное расстояние от вывода свечи до металлической крепежной гайки, которая, конечно, электрически связана с корпусом двигателя, то есть землей.

ustroistvo-avtomobilya.ru

зазор и сопротивление свечи Мазда

Проверка свечей зажигания: зазор и сопротивление свечи Мазда В первую очередь следует визуально проверить элементы системы зажигания и если Вы увидели любые отклонения перечисленные ниже, то замените свечу зажигания.

а) Поломка изолятора;

б) Износ электрода;

в) Повреждения прокладки;

г) Сильно сожженный изолятор (сторона искры).

Проверка зазора свечей зажигания Мазда

Вот и вся визуальная проверка свечей зажигания на автомобиле Mazda.

Проверяем зазор свечей автомобиля Мазда

Обязательно измерьте зазор свечи зажигания, при помощи щупа. Если показания больше максимальных показателей, то их замена просто неизбежна.

Зазор свечей на двигателе Мазда должен соответствовать следующим требованиям:

дв. Z6 = 1.0-1.1 мм
дв. LF = 1.25-1.35 мм

Проверка сопротивления свечи Мазда

Измерить сопротивление свечи автомобиля, используя тестер, как показано на рисунке ниже.Если показания не в пределах спецификации, заменить свечку на новую.

Проверка сопротивления свечи зажигания Мазда

Сопротивление должно соответствовать: 3.0-7.5 кОм [25°C]

Поделитесь с друзьями в соцсетях:

mazda-x.ru

Испытание свечи зажигания на сопротивление

Необходимо установить искровой промежуток в разряднике на нулевое деление и, постепенно увеличивая его, наблюдать за моментом исчезновения искры. Сопротивление свечи должно быть пропорционально величине искрового промежутка.

Если величина искрового промежутка окажется больше получаемого обычно на данном типе двигателя при хорошем состоянии свечей зажигания, то это указывает на повышенное сопротивление, т. е. на наличие большого зазора.

Очистка свечей зажигания от нагара и проверка их на бесперебойность искрообразования под давлением производится прибором ОПС. Прибор позволяет производить очистку и проверку свечей зажигания, имеющих диаметр резьбовой части 10; 14 и 18 мм.

Прибор состоит из металлического корпуса, разделенного внутри на две камеры: нижнюю, и верхнюю. В нижней камере помещена индукционная катушка (Б-17, КП-24 или КП-471Б) с электромагнитным прерывателем (зуммером). В верхней камере имеется пескоструйный аппарат, состоящий из форсунки и резервуара с кварцевым песком. Сжатый воздух к форсунке подается шлангом от компрессора или баллона.

На верхней части корпуса имеется матерчатый фильтр для улавливания песка во время работы пескоструйного аппарата.

Подача воздуха в пескоструйный аппарат и продувка свечи зажигания от абразива после очистки производится трехходовым краном.

На верху корпуса прибора имеется третья камера (барокамера), которая предназначена для испытания свечей зажигания на ценообразование после очистки от нагара и регулировки зазора между электродами. Для наблюдения за появлением искрового разряда в свече зажигания, расположенной в барокамере, имеется смотровое окно и зеркало. Величина давления в барокамере контролируется манометром.

Нормально работающая под давлением свеча зажигания должна давать бесперебойное яркое свечение с синеватым оттенком на электродах.

Индукционная катушка питается от источника постоянного тока и включается кнопкой. При этом провод высокого напряжения вначале соединяется с контрольной свечой, а затем с испытуемой.

Проверка приборов зажигания на стенде УКИС-М-1. Катушка зажигания проверяется подключением к стенду по схеме. При этом клеммы ВК и ВК-Б должны быть соединены между собой. При испытании катушки зажигания с включенным дополнительным сопротивлением на стенд должна устанавливаться аккумуляторная батарея напряжением 12 в.

Порядок испытания катушки на стенде следующий:1) устанавливают искровой промежуток между электродами разрядников - 7-9 мм; 2) включатель конденсатора стенда переводят в положение «включено»; 3) включают электродвигатель и устанавливают по тахометру число оборотов 500-600 об/мин. Прерыватель стенда с четырехгранным кулачком производит при этом 2000-2400 размыканий в минуту).

Поворачивая ручку реостата по часовой стрелке, устанавливают по амперметру в первичной обмотке катушки зажигания ток в 1-2 а. При включении дополнительного сопротивления максимальное потребление тока катушкой зажигания не должно превышать 3 а при температуре ее не выше 25°.

Исправность катушки зажигания определяется по бесперебойности и интенсивности искрообразования на электродах разрядников стенда. Отсутствие или перебои в искрообразовании указывают на неисправность катушки зажигания.

driverplanet.ru

Свечи зажигания - краткий справочник

ВВЕДЕНИЕ

В магазинах запчастей можно найти огромное количество разнообразных свечей зажигания. Доля импортных изделий, по самым скромным оценкам, достигает 30 %. а в некоторых регионах и того выше. Это во многом связано с увеличением количества автомобилей, ввезенных из-за границы. На них, как правило, устанавливают свечи зарубежных фирм. Свечи отечественного производства существенно дешевле импортных, но их применение на иномарках носит ограниченный характер, несмотря на экономическую и техническую целесообразность. Причин этого явления много, но можно выделить три основные.Номенклатура выпуска свечей в бывшем СССР была существенно ограничена, технический уровень изделий уступал мировому. Значительную долю в объеме производства занимали свечи устаревших конструкций, изготовленные с использованием технологий 50-60-х годов. В начале перестройки, на фоне общего спада производства в стране, качество продукции ухудшилось. В результате у многих потребителей сложилось мнение, что отечественные свечи менее надежны, чем зарубежные.Вторая причина в том, что условия эксплуатации на отечественных автомобилях. где в основном используются свечи российского производства, значительно жестче, чем на иномарках, если учесть реальное техническое состояние этого сектора автопарка и качество используемых топлив и моторных масел. Опыт по применению свечей зарубежного производства показал, что их надежность при применении на отечественных автомобилях, особенно не новых, также значительно снижается, даже при условии правильного подбора по тепловой характеристике.Очень существенно то, что объем информации, предназначенный для большинства потребителей свечей, явно недостаточен. Имеющаяся техническая информация носит специфический характер и содержится в стандартах и номенклатурных справочниках, мало доступных массовому читателю. В отличие от за-рубежных фирм, отечественные производители только осваивают выпуск рекламных проспектов и каталогов.Потребители недостаточно информированы о том, что в настоящее время, в связи с растущим спросом производство свечей зажигания в России активно развивается. Расширяется номенклатура выпуска для обеспечения потребностей внутреннего и внешнего рынка. Увеличивается объем экспорта в страны не только ближнего, но и дальнего зарубежья. Большинство производимых в настоящее время отечественных свечей соответствуют зарубежным аналогам по качеству и техническому уровню.

• • •

Свечи являются важнейшим элементом систем зажигания двигателей внутреннего сгорания. Они предназначены для воспламенения горючей смеси в цилиндрах при помощи искрового разряда. Искровой разряд, создаваемый системой

svechi_zazhiganija_bass_1

зажигания, должен обладать энергией, необходимой для воспламенения горючей смеси на любом режиме работы двигателя при всех условиях эксплуатации.

Свечи различаются по конструкции, размерам и тепловым характеристикам (калильным числам). Они могут быть неэкранированными. когда их контактная часть выступает из металлического корпуса, и экранированными, у которых контактная часть расположена внутри металлического экрана.

Искровой разряду большинства свечей образуется непосредственно в искровом зазоре между электродами. При «скользящей искре» разряд происходит по поверхности изолятора, установленного между электродами. Существуют свечи с комбинированным разрядом, в которых одна часть искры образуется между электродами, а другая — по поверхности изолятора.

При высоких значениях давления и температуры, возникающих в процессе работы двигателя, свечи должны надежно противостоять воздействию химически агрессивных продуктов сгорания. При этом изолятор должен выдерживать высокое электрическое напряжение.

В процессе работы из-за неполноты сгорания в пристеночной зоне на рабочих деталях свечи образуется нагар. В связи с возможностью шунтирования системы зажигания и отказа в искрообразовании, свечи должны самоочищаться, автоматически поддерживая необходимую рабочую температуру в температурных пределах, обеспечивающих удаление нагара и исключающих возможность калильного зажигания.

Свечи должны обеспечивать свою работоспособность в условиях, когда электрические. механические и химические нагрузки соперничают между собой по своейинтенсивности. За весь срок службы свечи должны выдержать десятки миллионов рабочих циклов. Непрерывный рост удельных мощностей двигателей при ужесточении норм токсичности отработавших газов предъявляет к свечам все более жесткие требования по надежности и долговечности.

От совершенства конструкции, качества изготовления и правильности подбора свечи к двигателю существенно зависят его пусковые свойства, надежность, мощность, топливная экономичность, а также токсичность отработавших газов.

В свою очередь, работоспособность свечи зависит от ее соответствия двигателю по конструкции, основным размерам, величине искрового зазора и тепловой характеристике. Решающее влияние на надежность и долговечность свечи оказывает техническое состояние двигателя, характер и условия эксплуатации, качество топлива и моторного масла.

Отечественные производители свечей зажигания способны полностью обеспечить внутренний рынок и традиционные экспортные поставки качественными современными изделиями в необходимой номенклатуре. Особенность современного этапа развития отечественного производства свечей заключается в том, что наряду с крупными специализированными предприятиями, изготавливающими десятки миллионов свечей в год. существуют более мелкие производители. Важным фактором создания конкурентной среды является то, что некоторые зарубежные фирмы не только ввозят готовую продукцию, но и осваивают производство свечей на территории России.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕРМИНЫ

Верхний температурный предел тепловой характеристики — величина, равная рабочей температуре свечи, при которой возникает калильное зажигание.

«Горячая» или «холодная» свечи — при прочих равных условиях имеющие соответственно большую или меньшую рабочую температуру.

Детонация — аномальный процесс сгорания, имеющий взрывной характер с резким местным повышением температуры и образованием ударной волны. Сопровождается звонким металлическим стуком, вызванным вибрацией деталей двигателя.

Искрообраэование — возникновение искрового разряда в искровом зазоре свечи в период от пробоя до угасания.

Искровая свеча зажигания (свеча зажигания, свеча) — электрический ввод в комбинации с искровым разрядником, предназначенный для воспламенения горючей смеси в цилиндре двигателя при помощи искрового разряда в зазоре между электродами.

Искровой зазор — промежуток между изолированным центральным электродом и боковым электродом массы.

Искровой разряд (электрическая искра, искра) — нестационарный электрический разряд в газе, возникающий в электрическом поле.

Калильное зажигание — воспламенение горючей смеси, вызванное отдельными перегретыми участками поверхностей выпускного клапана, поршня, цилиндра или свечи.

Калильное число свечи — условная величина, численно равная среднему индикаторному давлению в цилиндре двигателя испытательной установки, при котором появляется калильное зажигание.

Контактная часть свечи — элементы со стороны высоковольтного провода: головка изолятора, контактная головка и контактная гайка.

Нагар — образовавшиеся на поверхности рабочей части свечи продукты неполного сгорания.

Нижний температурный предел тепловой характеристики — величина, равная температуре рабочей части свечи, при которой нагар выгорает.

Работоспособность свечи — обеспечение бесперебойного новообразования и герметичности в условиях, предусмотренных нормативно-технической документацией и стандартами.

Рабочая камера свечи — полость, образуемая внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью теплового конуса изолятора, сообщающаяся с камерой сгорания двигателя.

Рабочая температура свечи — температура рабочей части свечи на данном режиме работы двигателя.

Рабочая часть свечи — элементы, расположенные непосредственно в камере сгорания: тепловой конус изолятора, торец центрального электрода и боковой электрод.

Тепловой конус изолятора (юбка изолятора) — часть изолятора, расположенная в рабочей камере свечи, воспринимающая своей поверхностью поток тепла от пламени и раскаленных сгоревших газов.

Тепловая характеристика свечи — зависимость рабочей температуры свечи от режимов работы двигателя.

Цоколь свечи — часть корпуса с резьбой, предназначенная для установки свечи в двигателе и для связи электрической цепи высокого напряжения системы зажигания с «массой».

Шунтирование системы зажигания — короткое замыкание высоковольтной цепи системы зажигания на «массу» при утечке тока по нагару на поверхности теплового конуса изолятора и (или) по токопроводящему мостику в искровом зазоре.

Электропроводный (токопроводящий) мостик — нагар, частично или полностью заполняющий искровой зазор, обладающий проводимостью и создающий электрическую цепь, замыкающую изолированный центральный электрод на «массу».

ИСКРОВОЕ ЗАЖИГАНИЕ

Газы и их смеси являются идеальными изоляторами. Но при приложении к электродам свечи достаточно высокого напряжения происходит пробой газа, и в искровом зазоре образуется ионизированный канал, проводящий электрический ток.

Явление пробоя газа высоким напряжением обусловлено тем. что случайные электроны, появление которых вызвано проникающим ионизирующим космическим излучением, под воздействием электромагнитного поля получают ускорение в сторону положительного электрода. При столкновении с молекулами газа происходит цепная реакция ионизации, газ становится проводником, и образуется проводящий канал. Это явление называется пробоем, первой фазой существования искры. После пробоя электрическое сопротивление канала стремится к нулю, сила тока увеличивается до сотен ампер, а напряжение уменьшается. Первоначально процесс протекает в очень узкой зоне, но вследствие быстрого нарастания температуры канал расширяется со сверхзвуковой скоростью. При этом образуется ударная волна, воспринимаемая на слух как характерный треск, создаваемый искрой.

Протекание сильного тока приводит к появлению электрической дуги, при этом температура в канале разряда при определенных условиях может достигнуть величины до 6000 К. Скорость расширения проводящего канала стабилизируется, а затем уменьшается до нормальной скорости распространения пламени. При силе тока ниже 100 мА возникает тлеющий разряд, и температура уменьшается до 3000 К. По мере убывания энергии, запасенной во вторичной цепи системы зажигания, искровой разряд угасает.

Тлеющий разряд более продолжителен, чем дуговой, и плазма разряда может перемещаться относительно электродов свечи с потоком смеси газов в цилиндре, возникающим вследствие движения поршня. Эффективная длина искры возрастает, а напряжение разряда увеличивается. Если напряжение оказывается недостаточным для поддержания искры, появляется вероятность ее угасания и повторного возникновения. Из-за остаточной ионизации в искровом зазоре повторная искра возникает при значительно меньшем напряжении, она по целому ряду причин менее эффективна для воспламенения.

В горючей смеси невозможно разделить процессы образования искрового разряда и воспламенения. Уже на этапе пробоя можно обнаружить продукты химических реакций горения. Эффективность первичного очага воспламенения определяется энергией искрового разряда и дополнительной энергией химических реакций горения.

Если скорость расширения плазмы разряда превышает скорость распространения пламени, большее значение имеет энергия искры. Когда скорость расширения канала уменьшается, большее значение приобретает энергия химических реакций.

УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СВЕЧИ

Современные поршневые двигатели внутреннего сгорания работают по четырехтактному или двухтактному рабочему циклу. Автомобильные двигатели, за редким исключением, работают по четырехтактному циклу, осуществляемому за два полных оборота коленчатого вала и четыре хода поршня. Двигатели различного назначения особо малого рабочего объема работают по двухтактному циклу, осуществляемому за один оборот коленчатого вала и два хода поршня.

В процессе работы двигателя на свечи воздействуют переменные электрические. тепловые, механические и химические нагрузки с частотой, пропорциональной частоте вращения коленчатого вала. Нагрузка на свечу при работе на двухтактном двигателе по меньшей мере вдвое больше, чем на четырехтактном, что существенно уменьшает срок ее службы.

Тепловые нагрузки. Свечу устанавливают в головке блока цилиндров так, что ее рабочая часть находится в камере сгорания, а контактная — в подкапотном пространстве. Температура газов в камере сгорания изменяется от нескольких десятков градусов Цельсия на впуске до двух-трех тысяч при сгорании. Температура под капотом автомобиля может достигать 150 ‘С.

На многих автомобилях, и тем более мотоциклах, не исключена возможность попадания воды на свечу, особенно при мойке, что может привести к повреждению изолятора.

Из-за неравномерности нагрева температура в различных сечениях свечи может отличаться на сотни градусов, что приводит к тепловым напряжениям и деформациям. Это усугубляется тем, что изолятор и металлические детали значительно отличаются по величине коэффициента термического расширения.

Механические нагрузки. Давление в цилиндре двигателя изменяется от давления ниже атмосферного на впуске до 50 кгс/смг и выше при сгорании. При этом свечи дополнительно подвергаются вибрационным нагрузкам.

Химические нагрузки. При сгорании образуется целый «букет» химически активных веществ, способных вызвать окисление даже весьма стойких материалов. тем более что рабочая часть изолятора и электродов может иметь рабочую температуру до 900 ‘С.

Электрические нагрузки. При новообразовании, длительность которого может составлять до 3 мс, изолятор свечи оказывается под воздействием импульса высокого напряжения, максимальное значение которого зависит от давления и температуры в камере сгорания и величины искрового зазора. В некоторых случаях напряжение может достигать 20-25 кВ (амплитудное значение).

Некоторые типы систем зажигания могут создавать напряжение значительно выше, но его ограничивает пробивное напряжение искрового зазора или напряжение поверхностного перекрытия изолятора.

В дуговой фазе разряда протекание сильного тока приводит к появлению горячих катодных пятен на электроде. Электрическая дуга не может существовать без электронов, излучаемых горячими катодными пятнами. Температура пятен достигает 3000 К, что выше температуры плавления любого материала электродов. Это приводит к неизбежному микроскопическому испарению материала электрода с каждой новой искрой. Скорость электрической эрозии при прочих равных условиях пропорциональна энергии искрового разряда и температуре электрода.

ОТКЛОНЕНИЯ ОТ НОРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ

Нормальное сгорание рабочей смеси происходит со скоростью нескольких десятков метров в секунду и сопровождается относительно плавным нарастанием температуры и давления в цилиндре двигателя. В результате искрового зажигания образуется первичный очаг воспламенения, затем формируется фронт пламени, который быстро распространяется по всему объему камеры сгорания. Несгоревшее топливо догорает уже за фронтом пламени, в пристеночных зонах, в зазорах между поршнем и цилиндром.

При некоторых условиях нормальный процесс сгорания может нарушаться, что отражается на надежности и сроке службы свечи. К таким нарушениям можно отнести следующие.

Пропуски воспламенения. Могут возникнуть из-за переобеднения горючей смеси, пропусков искрообразования или недостаточной энергии искры. При этом усиливается процесс образования нагара на изоляторе и электродах.

Калильное зажигание. Различают преждевременное, до появления искры, сопровождающее появление искры и запаздывающее, возникающее после воспламенения горючей смеси, вызванное перегретыми участками поверхностей выпускного клапана, поршня, цилиндра или свечи. Преждевременное воспламенение может быть вызвано тлеющими частицами нагара. При преждевременном калильном зажигании самопроизвольно увеличивается угол опережения зажигания. Это приводит к росту скорости нарастания давления и температуры, увеличивается их максимальное значение, детали двигателя перегреваются и угол опережения зажигания еще больше увеличивается. Процесс принимает ускоряющийся характер до момента, когда угол опережения зажигания станет таким, что мощность двигателя начнет стремительно падать.

При калильном зажигании вероятны повреждения выпускного клапана, поршня, поршневых колец, поверхности цилиндра и прокладки головки блока цилиндров. У свечи могут полностью или частично сгореть электроды, а в некоторых случаях может даже оплавиться изолятор.

Детонация. Это явление возникает при недостаточной детонационной стойкости топлива в наиболее удаленном от свечи месте у горячих поверхностей, в результате сжатия еще не сгоревшей горючей смеси основным фронтом пламени. Ударные волны при детонации распространяются со скоростью 1500-2500 м/с, что превышает скорость звука. Они многократно отражаются от стенок и вызывают вибрацию и локальный перегрев цилиндра, поршня, клапанов и свечи. Возможны повреждения, как при калильном зажигании, так как перегретые детали становятся неспособными выдерживать возросшую нагрузку. На изоляторе свечи могут образоваться сколы и трещины, электроды могут оплавиться и даже полностью выгореть. Характерными признаками детонации являются металлические стуки, вибрация и потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива и иногда появление черного дыма из выпускной трубы.

Особенностью детонации является некоторая задержка по времени от момента наступления необходимых условий до ее возникновения. Задержка необходима для образования активных веществ, способствующих возникновению взрывного процесса. В связи с этим детонация более вероятна при относительно небольших оборотах коленчатого вала и полной нагрузке. Наиболее вероятен выход на этот режим при движении автомобиля на подъеме при полностью нажатой педали газа. Если при этом мощность двигателя оказывается недостаточной, скорость автомобиля и частота вращения коленчатого вала уменьшаются. При недостаточном в данных условиях октановом числе топлива возникает детонация, сопровождаемая звонким металлическим стуком.

Для устранения детонации достаточно перейти на пониженную передачу и увеличить обороты двигателя.

Безусловным является требование использовать только топливо, соответствующее двигателю по октановому числу.

Дизелинг. В некоторых случаях возникает крайне неравномерная неуправляемая работа бензинового двигателя с выключенным зажиганием при очень малой частоте вращения коленчатого вала. Это явление возникает из-за самовоспламенения горючей смеси при сжатии, подобно тому, как это происходит в дизелях, В русской технической литературе -дизелинг» является сравнительно новым термином, взятым из английского языка (dieseling).

На двигателях, преимущественно карбюраторных, где не исключена возможность подачи топлива в цилиндр при выключенном зажигании, дизелинг возникает при попытке остановить двигатель. При выключении зажигания двигатель продолжает работать с очень малыми оборотами и крайне неравномерно. Это может продолжаться несколько секунд, иногда дольше, затем двигатель самопроизвольно останавливается. Объяснять это явление калильным зажиганием от перегретой свечи было бы неправильно, она тут ни при чем.

Причина дизелинга — в особенностях конструкции камеры сгорания и в качестве топлива (то есть дизелинг наступает при низкой стойкости топлива к самовоспламенению при сжатии). Свечи не могут являться причиной этого явления, так как их температура при малых оборотах явно недостаточна для воспламенения горючей смеси. Калильное зажигание возникает при температуре электродов и изолятора 850-900 ‘С, такой величины она может достигнуть только при работе двигателя с максимальной мощностью. При остановке двигателя температура этих деталей не превышает 350 ‘С. Свеча в этих условиях не причина, а скорее -жертва», так как из-за неполноты сгорания усиливается процесс образования нагара.

КАЧЕСТВО ТОПЛИВА И МОТОРНОГО МАСЛА

Для обеспечения нормальной работы свечей автомобильные бензины должны иметь достаточную детонационную стойкость, минимальное коррозионное воздействие и не иметь склонности к отложениям.

Детонационная стойкость топлива зависит от его химического состава и структуры углеводородов, полученных при переработке нефти. Способность сопротивляться появлению детонации зависит от молекулярной массы — чем она выше, тем ниже стойкость топлива к детонации и наоборот. Стойкость бензина к детонации, так называемое октановое число, определяется в лабораторных условиях моторным и исследовательским методом на специальной моторной установке, путем сравнения стойкости испытуемого бензина и изооктана в смеси с гептаном. Октановое число изооктана принимают равным 100. Добавка гептана, нестойкого к детонации, снижает октановое число смеси.

Промышленное производство бензина включает первичную и вторичную переработку нефти с последующим смешением различных компонентов для получения необходимых свойств.

При первичной переработке нефти (прямой перегонке) получают 10-25% бензина невысокого качества с октановым числом 40-50. При вторичной переработке нефти на крупных нефтеперерабатывающих заводах ее подвергают сложной технологической обработке с целью расщепления крупных молекул на мелкие, стабилизации химического состава и удаления вредных примесей, особенно серы. Выход бензина увеличивается до 60 %. Затем, путем смешения продуктов первичной и вторичной переработки нефти с добавлением различных присадок получают товарные бензины. Автомобильные бензины одной марки, производимые на разных предприятиях. в связи с разницей в технологии, имеют несколько различные составы.

Для повышения октанового числа в бензин добавляют антидетонаторы — химические соединения, подавляющие детонацию. Для удаления из камеры сгорания продуктов сгорания при применении антидетонационных присадок в топливо добавляют так называемые выносители — химические вещества, способствующие удалению продуктов сгорания. Тем не менее, условия работы свечи при использовании антидетонаторов существенно ухудшаются.

Полностью удалить продукты сгорания не удается, и на электродах и тепловом конусе изолятора свечи образуется нагар. Под воздействием температуры эти отложения могут стать электропроводящими и вызвать частичный или полный отказ в искрообразовании.

Небольшие фирмы получают высокооктановые бензины АИ-95 и АИ-98 путем добавки в бензины АИ-92 и АИ-95 до 12-15 % метил-трет-бутилового эфира, при этом бензин имеет необходимое качество. Достаточно широко используются различные железосодержащие антидетонаторы и традиционный антидетонатор на основе тетраэтилсвинца (ТЭС). В бензин добавляют краситель, так как ТЭС ядовит.

К сожалению, недобросовестные производители изготавливают суррогатный бензин из низкооктановых бензинов, добавляя антидетонационные присадки свыше действующих норм.

Сверхнормативное использование (более 37 мг Fe/л) содержащих железо антидетонаторов, например ФерРоз. ФК-4 или АПК вызывает отложение токопроводящего нагара красного цвета на свечах. Этот нагар практически невозможно удалить, он приводит к полному и необратимому их отказу.

Коррозионное воздействие бензина определяется содержанием кислот, щелочей и сернистых соединений. Сильным коррозионным воздействием на металлы обладают минеральные кислоты и щелочи, их наличие в бензинах недопустимо. Сернистые соединения обладают высокой коррозионной активностью и способствуют образованию нагара, однако полностью избавиться от них непросто, особенно при переработке сернистой нефти.

Большинство моторных масел имеют нефтяное происхождение и содержат присадки: противостоящие износу, стабилизирующие, антикоррозионные, моющие и т. д. При сгорании масла, попавшего 8 камеру сгорания, образуются зольные остатки, которые, как и продукты неполного сгорания топлива, могут образовывать нагар на свечах.

ОБРАЗОВАНИЕ НАГАРА И САМООЧИЩЕНИЕ

Нагар на свече — это твердая углеродистая масса с шероховатой поверхностью, образующаяся при температуре поверхности 200 ‘С и выше. Свойства, внешний вид и цвет нагара зависят от условий его образования, состава топлива и моторного масла. В некоторых случаях, особенно на двухтактных двигателях, нагар может образовать в искровом зазоре электропроводный мостик и вызвать короткое замыкание во вторичной цепи системы зажигания. И в том, и в другом случае происходит частичное или полное прекращение искрообразования. Если свечу очистить от нагара, то ее работоспособность восстанавливается. Поэтому одно из важнейших требований к свече — способность самоочищаться от нагара. Во многом степень совершенства ее конструкции определяется именно этим свойством.

Удаление нагара, если в продуктах сгорания нет несгораемых веществ, происходит при температуре 300-350 ‘С — это нижний температурный предел работоспособности свечи. Эффективность самоочищения от нагара зависит от того, как быстро тепловой конус изолятора нагреется до этой температуры после пуска двигателя. С этой точки зрения длину теплового конуса изолятора необходимо выполнять как можно большей, а сам тепловой конус целесообразно выдвигать в камеру сгорания. То же самое требуется для предотвращения утечек тока и соответственно для снижения потерь энергии зажигания.

ТЕПЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Тепловая характеристика свечи — это зависимость температуры теплового конуса изолятора или центрального электрода от режима работы двигателя.

Различие в тепловых характеристиках свечей достигают в основном за счет изменения длины теплового конуса изолятора (рис. 2).

Удлинение теплового конуса изолятора приводит к увеличению подвода тепла в свечу и к росту ее рабочей температуры. Максимальное значение температуры не может превышать 850-900 ‘С, так как при этом возникает калильное зажигание. Эта величина является верхним температурным пределом работоспособности свечи.

svechi_zazhiganija_2

Температурные пределы работоспособности свечи неизменны на любом двигателе вне зависимости от его удельной мощности и особенности конструкции.

В настоящее время еще не создана экономически обоснованная и технологически выполнимая в массовом производстве свеча, которая была бы способна работать на любом двигателе, поддерживая рабочую температуру в допустимых температурных пределах. Для обеспечения этого условия на двигателях, отличающихся тепловой напряженностью, свечи изготавливают с различными тепловыми характеристиками.

Непрерывный рост удельных мощностей двигателей при ужесточении норм токсичности отработавших газов требует улучшения тепловых характеристик свечей. В настоящее время наиболее распространены следующие методы их улучшения.

Сборку свечей осуществляют с минимально возможными зазорами между деталями. Полностью устранить зазоры не удается из-за различия коэффициентов термического расширения изолятора и металлических деталей.
Центральный электрод изготавливают биметаллическим: из меди с жаростойкой оболочкой из сплава на основе Ni-Cr-Fe .
Тепловой конус изолятора делают выступающим из корпуса на 1,5-2,0 мм .

Первые два метода обеспечивают высокую теплопроводность свечи в целом, позволяют существенно увеличить длину теплового конуса изолятора без увеличения его максимальной рабочей температуры и. следовательно, улучшить тепловую характеристику. Выступание изолятора за торец корпуса ускоряет прогрев теплового конуса в зоне нижнего температурного предела.

svechi_zazhiganija_3

svechi_zazhiganija_4

Выступание теплового конуса изолятора за торец корпуса рекомендуется только для тех двигателей, где это не приводит к перегреву в зоне верхнего предела. В некоторых случаях, например на форкамерных или двухтактных двигателях, выступающий тепловой конус изолятора может оказаться в потоке горючей смеси, переобогащенной топливом или моторным маслом, что приводит к усилению нагарообразования.

Чем меньше шестигранник и диаметры корпуса и изолятора и чем больше длина цоколя, тем лучше охлаждение свечи на двигателе. В связи с этим наибольшее распространение получили свечи с плоской опорной поверхностью, резьбой на корпусе М14х1.25 мм. длиной резьбовой части 19,0 мм и шестигранником подключ 16,0 или 20,8 мм. При таких размерах изолятор еще имеет достаточную электрическую и механическую прочность, а размеры электродов позволяют обеспечить необходимую долговечность без применения дорогостоящих материалов. Свечи с конической опорной поверхностью позволяют дополнительно уменьшить диаметр корпуса. Их применение на отечественных автомобилях ограничивается механической прочностью, меньшей, чем у свечей с плоской опорной поверхностью.

Страницы: 1 2 3