Свеча зажигания - неотъемлемый атрибут двигателя внутреннего сгорания с легким топливом. Свеча появилась на свет более 160 лет назад сначала в первом двигателе (без сжатия) француза Ленуара, а затем в более эффективном двигателе со сжатием немца Отто.
Свеча служит для воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя. Классическая свеча, знакомая всем автолюбителям, содержит стальной корпус с резьбой и шестигранником, изолятор с центральным электродом, образующий искровой зазор с боковым электродом. Свеча по-прежнему является одним из самых напряженных узлов двигателя. Причина - в тяжелейших условиях эксплуатации: циклические воздействия высоких напряжений, температуры, давления, широкий диапазон режимов двигателя, отложения продуктов сгорания, электроэрозия и др. На совершенствование свечи тратились и до сих пор тратятся большие ресурсы. За последние пять лет в Патентном фонде США зарегистрировано более 7 тысяч "свечных" патентов.
Бытует мнение, что свеча и система зажигания достигли определенного совершенства, что от них мало что зависит, лишь бы были исправны. А главное - "железо" и объем двигателя. Так ли это?
Оценим, какая часть электрической энергии высоковольтного импульса выделяется в искре свечи. Как известно, основная доля энергии искры в современных двигателях выделяется на этапе индуктивной фазы разряда. Источником высоковольтной электрической энергии является катушка зажигания. Количество накапливаемой энергии пропорционально величине индуктивности катушки, поэтому последняя получается весьма тяжелой и материалоемкой. Суммарное сопротивление высоковольтной цепи системы зажигания составляет около 20 кОм. Оценим сопротивление искрового зазора. Учитывая, что напряжение между электродами после пробоя падает до 300 В, а ток разряда в среднем равен 300 мА, то сопротивление искрового зазора примерно равно 1 кОм. Отсюда следует, что электрический к.п.д. искры составляет около 5%.
Рассмотрим тепловой к.п.д. Ток разряда в искре превращается в джоулево тепло, которое и осуществляет поджигание воздушно-топливной смеси. Расчет возникающих потерь далеко не прост, поэтому согласимся с мнением других авторов, которые оценили потери тепла на разогрев электродов величиной около 70%.
Но электроды - не единственные паразиты, пожирающие драгоценное тепло искры. Сам вихрь, бушующий в камере сгорания, уносит тепло. Скорость вихря максимальна именно у стенок камеры сгорания, где расположен искровой зазор свечи. С учетом этого к.п.д. искры осторожно оценим величиной порядка 15%.
Приходится только удивляться, как двигатель с такими потерями еще работает. Но самое удивительное впереди. Из-за асимметрии горения возникают механические потери. Свеча является пассивным точечным источником тепла. Конфигурация фронта пламени при развитии горения воздушно-топливной смеси определяется вихревыми потоками. На первом этапе пламя от искры распространяется в виде постоянно расширяющейся трехмерной спиральной поверхности вдоль стенки в один из углов камеры, а оттуда в центр. Центром камеры сгорания является центр дна поршня в положении верхней мертвой точки (ВМТ). На втором этапе фронт пламени начинает распространяться практически равномерно во все стороны. Возникшая на первом этапе "спираль" продолжает поддерживаться от искры, поэтому горение завершается в другом углу камеры сгорания, противоположном "спирали".
Горение происходит в замкнутом, практически неизменном по объему пространстве. Поэтому по мере сгорания топлива давление в камере увеличивается, а это дает прогрессивный рост скорости распространения пламени. Из-за быстротечности процессов в камере фактически нарушается закон Паскаля, поскольку в области завершения горения кратковременно давление будет заметно превосходить давление в других областях камеры сгорания. Другими словами, высокое давление генерируется со скоростью большей, чем скорость выравнивания давления в замкнутом объеме.
Напомню читателям об эффекте, открытом австрийским физиком Махом: "При завершении горения воздушно-топливной смеси в замкнутой камере температура сгоревших газов в зоне источника зажигания наибольшая и уменьшается к границам зоны горения". Опираясь на выполненные автором исследования, можно сформулировать положение, дуальное эффекту Маха: "В момент завершения в замкнутой камере горения воздушно-топливной смеси со скоростью, близкой к скорости звука, давление сгоревших газов в зоне завершения горения наибольшее и уменьшается по мере удаления от нее". Чем выше скорость завершения горения, тем больше указанная разница в давлениях.
К чему это приводит? Посмотрите внимательно на поршень, находящийся в области ВМТ. По сути, это балансирующая система с точкой опоры практически в центре поршня. По мере увеличения реакции нагрузки данная балансирующая система приближается к стационарной. Между тем, балансирующие системы обладают очень важным свойством: малая асимметрия может привести к большим последствиям.
Аналогично, когда через 15° поворота коленвала, после прохода ВМТ завершается горение воздушно-топливной смеси, поршень, наряду с равномерным давлением на все дно, получает импульс по одному краю. Ему "ничего не остается", как повернуться относительно точки опоры, что приведет к кратковременному заклиниванию поршня в цилиндре. Двигатель перед тем, как заглохнуть, может "козлить". Это объясняется тем, что поршни по очереди "проскакивают" через заклиненное состояние. У холодного двигателя заклинивающий эффект максимален.
В мировой практике с этим явлением начали бороться не сразу. Когда в авиации из соображений надежности стали применять две симметричные свечи на цилиндр, то это повысило мощность двигателя на 5 %. Такое решение в автомобильной практике первой использовала HONDA, так как убедилась в значительном повышении крутящего момента на "низах". Далее к такому же решению прибегла Alfa-Romeo. И совсем недавно - Daimler-Chrysler. Однако внедрение дублированной системы зажигания - недешевое удовольствие и, кроме того, оно фактически означает необходимость разработки нового двигателя. А что делать с сотнями миллионов автомобилей, которые уже колесят по всему свету?
Кроме того, применение двух свеч на цилиндр не устраняет другой недостаток. Длина пути распространения фронта пламени в реальных камерах сгорания составляет не менее трех радиусов поршня. Большая протяженность пути фронта пламени приводила к тому, что при высокой частоте вращения вала приходилось поджигать воздушно-топливную смесь задолго до ВМТ (увеличивать угол опережения зажигания), а фаза сжатия заканчивалась уже после зажигания воздушно-топливной смеси. Если рассматривать индикаторную диаграмму, то при этом тепловая энергия нарастает в фазе сжатия и, естественно, уменьшается в фазе расширения. Таким образом, с ростом частоты вращения вала крутящий момент падает "с удвоенной скоростью". Затем наступает момент, когда двигатель "визжит, но тянуть уже не может", так как способен обслуживать только сам себя. И все это, в основном, из-за долгого горения или неверного способа зажигания.
В итоге мы можем сделать вывод, что системы зажигания современных двигателей грешат принципиальными недостатками.
Все недостатки, рассмотренные выше, устраняются, если горение воздушно-топливной смеси начать в центре камеры сгорания.
И сделать это разумнее всего с помощью факельного зажигания по аналогии с лучшими форкамерными двигателями. Первый форкамерный двигатель был предложен Рикардо в 1918 г., а последний был снят с производства в начале 80-х. И это удивительно, так как форкамерные двигатели были лучше обычных по всем показателям, кроме одного - они были сложнее, особенно в отношении системы питания и газораспределения. Вероятно, последнее и перевесило в извечном компромиссе: цена - качество.
Главное достоинство факельного зажигания - активность. Факел способен преодолеть заметные расстояния как поперек, так и навстречу вихрю.
В 1994 г. автором и его коллегами были начаты исследования по созданию системы зажигания и свечи с факельным эффектом.
Мы остановились на принципиально новом решении. У нашей свечи центральный искровой зазор симметрично окружен конусным резонатором. Конус изготовлен из жаростойкого сплава, обладающего антикалильными свойствами.
В чем неочевидность решения? Конструкция свечи полуоткрытая, но при этом свеча обладает факельным эффектом. Академик А.Е. Акимов назвал нашу свечу "торсионным генератором". Но главное все же не в том, как назвать, а в том, какими качествами обладает новая свеча.
Копия из книги: "Сгорание в быстроходных поршневых двигателях" Автор: Воинов А.Н.; Издательство: "Москва, Машиностроение" 1977 г.
Снимки Камеры сгорания, произведённые специальной оптико-телевизионной системой.
Динамика развития области горения:
Верхний ряд - при штатной системе зажигания.
Нижний ряд - со свечей, обеспечивающей факельное зажигание.
Именно благодаря "полуоткрытости" свечи ей не страшны проблемы вентиляции и засорения продуктами неполного сгорания.
Она работает лучше обычной свечи, лучше форкамерной свечи на всех режимах двигателя, так как формирует более мощный расходящийся факел.
В ходе одного из экспериментов проверялась приемистость двигателя со штатной и новой свечой без нагрузки. Двигатель со штатной системой зажигания набирал максимальную частоту вращения вала в течение примерно 3 с. После замены свечи на новую мотор без видимой задержки буквально "взрывается", при этом частота вращения вала "зашкаливает".
В процессе экспериментов были установлены зависимости к.п.д. новой свечи от ряда характеристик: формы камеры сгорания, положения, энергии и длительности искры, качества воздушно-топливной смеси.
Наши исследования позволяют констатировать, что факельное зажигание улучшает одновременно все параметры двигателя и автомобиля: скорость, приемистость, экономичность, экологичность. Особенно важным достижением представляется снижение уровня выбросов окислов азота. Резко уменьшилась тепловая нагруженность двигателя, появилась возможность осуществлять разгон с переходом от 1-й на 5-ю передачу. Машина "не замечает" подъемов, т.е. не снижает скорости на подъеме. Расход топлива сокращается и перестает зависеть от скорости, поэтому при движении со скоростью 120 км/ч и выше экономия нередко достигает 50%.
Замечено, для автомобилей с большей массой и двигателей с увеличенным диаметром поршней выигрыш увеличивается.
Многое еще предстоит исследовать, эволюция новой свечи только начинается. Надеюсь, что новинка заинтересует и автопром, и настоящих автолюбителей. В заключение автор выражает особую благодарность и признательность российскому изобретателю Г.Н. Березовскому, который первый предложил использовать свечу с конической поверхностью.
Источник: журнал "Двигатель
www.ronl.ru
Зазор между электродами свечи должен составлять 1,0+0‘ мм
Диагностика состояния двигателя по внешнему виду свечей зажигания
Нормальная Симптомы. Коричневый или серовато-желтоватый цвет и небольшой износ электродов. Точное тепловое значение для двигателя и рабочих условий. Совет. При замене свечей на новые устанавливайте свечи с теми же характеристиками
Отложения сажи Симптомы. Отложение сухой копоти указывает на богатую топливно-воздушную смесь или позднее зажигание. Вызывает пропуски зажигания, затрудненный пуск двигателя и неустойчивую работу двигателя. Совет. Проверьте, не забит ли воздушный фильтр, уровень топлива в поплавковой камере карбюратора, установку момента зажигания, используйте более ―горячую‖ свечу … (удлиненный изолятор с центральным
электродом).
Масляные отложения Симптомы. Замасленные электроды и изолятор свечи. Причина — попадание масла в камеру сгорания. Масло попадает в камеру сгорания через направляющие клапанов или через поршневые кольца. Вызывает затрудненный пуск, пропуски в работе цилиндра и подергивания работающего двигателя. Совет. Произвести необходимый ремонт головки цилиндров и поршневой группы двигателя. Заменить свечи зажигания.
Перегрев Симптомы. Глянцевый белый изолятор центрального электрода, обгоревшие электроды и отсутствие отложений. Приводит к сокращению ресурса свечей. Совет. Причинами могут быть: несоответствие типа свечи зажигания рекомендуемому для двигателя вашего автомобиля, раннее зажигание, бедная смесь, подсос воздуха во впускной трубопровод. Проверьте уровень охлаждающей жидкости и не забит ли радиатор.
Раннее зажигание Симптомы. Оплавленные электроды. Изолятор белый, но может быть загрязнен из-за пропусков искры и попадающих на него отложений из камеры сгорания. Может приводить к повреждению двигателя. Совет. Проверить соответствие типа свечи зажигания, установку момента зажигания, состав топливно-воздушной смеси, работу систем охлаждения и смазки.
Пепельные отложения Симптомы. Светло-коричневые отложения, покрывающие коркой центральный и боковой электроды. Выделяются из присадок к маслу или бензину. Большое их количество может привести к изоляции электродов свечи, вызывая пропуски в искрообразовании и перебои при разгоне. Совет. Если чрезмерные отложения образуются за короткое время или при небольшом пробеге, замените маслосъемные колпачки направляющих клапанов, чтобы предотвратить попадание масла в камеру сгорания. Если причина в качестве бензина, смените место заправки.
Механические повреждения Симптомы. Повреждения могут быть вызваны инородными предметами, попавшими в камеру сгорания, а в случае использования слишком длинной свечи ее электроды может зацепить поршень. Это приводит к разрушению свечи, отключению цилиндра и может повредить поршень. Совет. Удалите инородный предмет из цилиндра и (или) замените свечу.
Глазурь Симптомы. Изолятор желтоватый, покрытый глазурью. Указывает на то, что температура в камере сгорания неожиданно поднимается во время резкого ускорения автомобиля. Нормальные отложения превращаются в токопроводящие. Вызывает пропуски в искрообразовании при высоких скоростях. Совет. Установите новые свечи. Попробуйте установить более ―холодные‖ свечи, если не хотите поменять манеру вождения.
Мостик между электродами Симптомы. Отложения из камеры сгорания попадают между электродами. ―Тяжелые‖ отложения собираются в зазоре между электродами и образуют мостик. Свеча перестает работать и цилиндр выключается из работы. Совет. Выявите неисправную свечу и удалите отложения между электродами.
Пятнистые отложения Симптомы. Нагар, который отложился в камере сгорания, после правильной регулировки начинает выгорать и при больших оборотах двигателя отрывается от поршня и прилипает к изолятору свечи, вызывая отдельные пропуски в ее работе. Совет. Замените свечи на новые или очистите старые.
Детонация Симптомы. Изолятор может быть растрескавшимся или со сколами. Это может привести к повреждению поршня. Совет. Убедитесь, что октановое число бензина соответствует требуемому.
Износ Cимптомы. Закругленные электроды с небольшим количеством отложений на рабочих концах. Нормальный цвет. Вызывает трудный пуск в холодную или влажную погоду и плохую топливную экономичность. Совет. Заменить на новые свечи с теми же характеристиками.
Высоковольтные провода. Сопротивление каждого отдельного высоковольтного провода не должно превышать 15000 ОМ.
refac.ru
.
Неисправная или неподходящая свеча может повлиять и на продолжительность жизни всего мотора…
В момент зажигания на свече возникает электрическая искра, воспламеняющая топливную смесь в цилиндре. Если на одной из свечей в результате дефекта искры нет или она слабая цилиндр халтурит и не работает. Результат очевиден: потеря мощности и динамики, повышенный расход топлива. Неработающая свеча может вывести из строя и другие элементы системы зажигания, а в определенных случаях и катализатор (несгоревшая в цилиндрах топливная смесь взорвется внутри катализатора, забьет его ячейки и сильно затруднит жизнь мотору).
Для любой свечи зажигания основными параметрами считаются калильное число, диаметр и длина резьбы. Информация об этих величинах всегда зашифрована в маркировке свечи. К сожалению, разные производители используют разные маркировки, и не будучи специалистом без каталогов не разобраться. Например, свеча с одинаковыми параметрами может иметь следующие обозначения: А17ДВ, BP6ES, N9YCC, W7DC.
Юбка изолятора нормально работающей свечи нагревается до 600–800 градусов. При этой температуре масло, попадающее на детали свечи, полностью сгорает, практически не оставляя нагара. Используемые в форсированных моторах свечи работают при более высоких температурах и должны иметь более высокое калильное число. Такие свечи называют «холодными», поскольку у них обеспечен интенсивный отвод тепла от центрального электрода. И наоборот, в менее форсированных двигателях применяются «горячие» свечи зажигания. Тепловой поток к деталям свечи в таких моторах относительно невелик, и калильное число должно быть небольшим. При установке «горячих» свечей на современный форсированный двигатель их температура может достигнуть 1000 и больше градусов. Последствия такого эксперимента могут оказаться весьма дорогими — детали свечей оплавятся, а в худшем случае (при сравнительно продолжительной работе двигателя в таких условиях) погибают клапана, кольца и поршни. Невеселая картина получится и при обратной установке — «холодные» свечи в малофорсированный двигатель. Температура деталей свечей не превысит 400 градусов, и масло, попадающее на них, не сможет выгорать полностью. В результате свечи просто выходят из строя.
При замене свечей каждый может провести блиц-анализ своего автомобиля. Дело в том, что по внешнему виду свечей можно сделать несколько выводов о работе системы зажигания и двигателя в целом. Светло-коричневый или светло-серый цвет изолятора свидетельствует о нормальной работе двигателя. Если на изоляторе и электродах появились разноцветные отложения — качество топлива неудовлетворительное и/или в топливе или моторном масле слишком много присадок. Бархатисто-черный сухой налет копоти — слишком богатая воздушно-топливная смесь, засорение воздушного фильтра. Черный маслянистый нагар — вероятность износа деталей двигателя (направляющих втулок клапанов, сальников клапанов, цилиндров, колец) или свеча слишком «холодная». Изолятор «снежно-белой» окраски — свеча работает в предельно допустимом тепловом режиме. Возможно, что свеча слишком «горячая» для вашего двигателя. Трещина на керамической юбке — детонация, неправильно установленное зажигание, топливо с низким октановым числом.
Последнее время кроме обычных свечей в продаже появились и более дорогие — платиновые и с несколькими электродами. В отличие от обычных, в платиновых свечах на электроды наносится специальная наплавка, содержащая этот драгоценный металл, либо центральный электрод выполнен из тонкой нити платинового сплава. Дело в том, что платина намного устойчивее к коррозии и электрохимическому разрушению, чем традиционные хромоникелевые сплавы. У таких свечей ниже порог калильного зажигания (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси раскаленными элементами свечи), а срок службы в 2–3 раза больше.
Новый тип (долгоиграющих) свечей оснащается двумя, тремя или четырьмя боковыми электродами. Неверно полагать, что такие свечи в момент зажигания образуют нечто большее, чем обычную искру. Их плюс в другом — искра образуется между центральным и ближайшим боковым электродом. Его поверхность понемногу изнашивается, и эстафету подхватывает следующий — тот, расстояние до которого окажется кратчайшим. Работа по очереди нескольких боковых электродов существенно продлевает срок службы свечи. Однако нам радоваться по этому поводу не стоит. Что хорошо старушке-Европе — нам не подходит вовсе. Вполне возможно, что очень дорогие, вовсю рекламируемые свечи с несколькими электродами прослужат даже меньше обычных. Виной тому будут наш бензин, условия эксплуатации и климат.
Виды свечей:
| Платиновая одноэлектродная свеча зажигания | Платиновая двухэлектродная свеча зажигания | Трехэлектродная свеча зажигания | Четырехэлектродная свеча зажигания |
И еще о бензине. Последнее время недобросовестные производители добавляют в топливо красную гадость (антидетонационный химический состав на основе окислов железа). Экологи могут спать спокойно — состав не вредит окружающей среде. Он вреден для автомобилистов. Бензин с такой присадкой образует токопроводящую пленку на свечах зажигания, вызывая преждевременную смерть последних. Результат мгновенный — всего за несколько километров свечи могут полностью выйти из строя и заставить вас ломать голову над внезапно «уснувшим» мотором. Характерная примета — красный нагар на свечах.
Понятно, что свечи зажигания должны строго соответствовать предписаниям изготовителя вашего автомобиля, и перед заменой нелишне заглянуть в инструкцию. Ни в коем случае нельзя использовать одновременно свечи с разным калильным числом. Вообще, менять свечи рекомендуется только комплектом, сразу во всех цилиндрах. Рекомендуемый срок службы свечей зажигания обычно составляет 20–30 тысяч километров. Если производитель рекомендует свечи одной фирмы, а вы склонны доверять другой — подобрать любой комплект именно для вашего двигателя не составит труда. Продавцы в магазинах имеют каталоги с таблицами совместимости свечей разных марок.
На Мондео используется два типа свечей (Моторкрафт Платина): двойная платина и обычная платина. Те свечи, что двойная платина (по спецификации Форд AYRF22PP), должны работать на большем зазоре — 1,3 мм., а обычная платина (AYFS22PP1) работает на меньшем зазоре 1 мм. Зазор на свечах регулировать нельзя, так как может нарушиться платиновый элемент, родные (Моторкрафт) свечи идут с правильным установленым зазором 1 мм или 1,3 мм. Родные Моторкрафт двойная платина — крайне редкие и дорогие свечи, в России их практически нет.
Обозначение РР в маркировке свечи Motorcraft обозначает «двойную платину» (см www.motorcraft.com). Есть 3 вида — P, PP, E, EE, F. Р и Е — «одинарная платина», РР и ЕЕ — «двойная», F и FE — особая (отличная, или вообще просто класс — синонимов много)(finewire) — последний писк (читай, самый дорогой).
Свеча AYRF рекомендована для Зетеков, которые ставили на Мондео AYFS идет на новые Фокусы с тем же двиглом. Технологически, концы электродов на обоих одинаковы — из платины там две нашлепки, через которые искра и подается. Технологически обе взаимозаменяемы, поэтому первая встречается реже, по цене отличаться не должны, просто у нас если чего-то реже встречается — сразу цена скачет...
Есть мнение что Регулировать зазор на свечах МОЖНО, просто, как все изящные и дорогие изделия свеча с платиновой накладкой требует бережного и внимательного обращения — ее можно повредить и щеткой при чистке, например. При работе с контактом важно не допустить деформации площадки, на которую наварен платиновый пятак — иначе слетит из-за напряжений металла.
www.ronl.ru
Тема урока: «Назначение и устройство свечей зажигания» Цели урока: Образовательная. Научиться: 1) Определять причину неисправностей приборов свечей зажигания и способы их устранения. 2) Проводить их плановое техническое обслуживание. Развивающая. Формирование умений различать типы свечей зажигания
Воспитательная. Воспитание заинтересованности в определении причин неисправностей свечей зажигания, продления срока службы приборов этой системы, бережного отношения к технике и любви к своей профессии.
Тип урока – комбинированный
Ход урока I. Организационная часть (5 мин.)
Проверка наличия учащихся.
Проверка наличия спецодежды.
Проверка наличия тетрадей и чертёжных принадлежностей.
II. Вводный инструктаж и тренировочные упражнения (60 мин.)1. Опрос учащихся по пройденной теме: «Устройство и работа центробежного и вакуумного регуляторов, октанкоректора» 2. Изложение нового материала: «Назначение и устройство свечей зажигания»
Свеча зажигания – это устройство, предназначенное для воспламенения топливно-воздушной смеси с разных типах двигателей. В бензиновых двигателях используют искровые свечи. Задачей свечи зажигания является подача высокого напряжения к камере сгорания и воспламенения воздушно-топливной смеси. Качественные свечи зажигания должны надежно работать при высоких напряжениях, иметь хорошие изоляционные свойства, иметь большую сопротивляемость химическим воздействиям и агрессивным отложениям в камере сгорания, а так же изолятор и электроды должны обладать хорошей теплопроводностью. Важный параметр в свечи зажигания – капильное число. Это число показывает, при каком давлении в цилиндре двигателя возникает капильное зажигание – воспламенение смеси от контакта с нагретыми участками свечи. Для каждого двигателя существует своё рекомендованное число.
Строение свечи зажигания можно посмотреть на приведенной ниже картинке
1. Контактный стержень – необходим для подключения свечи к проводам системы зажигания. Чаще всего имеет строение защелкивающегося контакта, который одевается на вывод свечи. В других типах конструкции может крепится к свече гайкой.
2. Изолятор – обычно изготавливается из алюминиево-оксидной керамики. Выдерживает температуру до 1 000 С и напряжение до 60 000 В.
3. Уплотнение – служит для предотвращения проникновения горячих газов из камеры сгорания.
4. Резистор - представляет собой токопроводящую стекломассу, которой заливается промежуток между электродом и стержнем.
5. Уплотнительная шайба – для более плотного и герметичного соединения.
6. Резьба. 7. Центральный электрод - соединяется с контактным стержнем через резистор. Изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди.
8. Корпус – служит для заворачивания свечи и удерживания её в резьбе головки блока цилиндров.
9. Боковой электрод – изготавливается из никелевого сплава. Приваривается контактной сваркой к корпусу. 
Ресурс современной свечи зажигания - от 30 000км и более, вплоть до 60 000км. Но надо помнить, что существуют факторы, влияющие на долговечность свечей зажигания – это конечно же качество бензина, качество заливаемого масла, манера езды владельца. И очень важно приобретать свечи зажигания проверенных брендов, так как дешевые свечи долго не прослужат, а так же могут навредить вашему двигателю.
Основными элементами свечи зажигания являются керамический изолятор, металлический корпус, контактный стержень и электроды. Подробнее про назначение и устройство свечей зажигания можно узнать из этой статьи.
Устройство свечи зажигания
Корпус свечи ввинчивается в головку цилиндров. Высокопрочная техническая керамика служит материалом изолятора. Внутри керамической части свечи закреплены контактный стержень и центральный электрод. Между ними может быть расположен резистор, который подавляет радиопомехи. К корпусу приварен боковой электрод.
Из-за особенностей конструкций центрального электрода и конструктивных особенностей изолятора свечей, делятся они на холодные и горячие.
Горячие свечи зажигания имеют большую поверхность изолятора, которая выдается в камеру, и «доступна» для обогрева горящими газами, а зону перехода от изолятора к оболочке - маленькую.
Холодные имеют большую зону для отвода тепла, и их рабочие поверхности нагреваются меньше. Калильным числом свечи характеризуется способность накапливать тепло.
Чтобы правильно подобрать свечу, нужно использовать таблицу взаимозаменяемости или фирменный каталог, потому что каждая фирма – изготовитель применяет свою систему кодировки.
Чтобы двигатель работал, необходимо, чтобы воспламенялась смесь в цилиндрах. Воспламенение происходит от искры, возникающей между электродами свечи.
Активизировать мышление учащихся.
Объяснение и показ трудовых приёмов и способов выполнения учебно-производственных работ, организации рабочих мест.
Тренировочные упражнения.
Объяснение характера и назначения предстоящей на уроке работы, порядка выполнения самостоятельной работы учащихся.
Разбор чертежей, схем, технических требований, демонстрация образцов (эталонов) предстоящих учебно-производственных работ.
Ознакомление учащихся с материалами, инструментами, приборами, приспособлениями и другими средствами выполнения работ, которые будут применяться на уроке.
Объяснение и показ наиболее рациональных приёмов, способов и последовательности выполнения заданий, а также способов контроля качества работы.
Рассмотрение типичных ошибок, способов их предупреждения и устранения.
Объяснение и показ способов рациональной организации рабочих мест при выполнении заданий.
Рассмотрение правил безопасности труда учащихся.
Закрепление и проверка усвоения учащимися материала вводного инструктажа, дополнительные повторные пояснения и показ приёмов и способов работы:
- каким должен быть зазор между электродами свечей батарейной системы зажигания, контактно-транзисторной, электронной?
- как определить неработающую свечу на двигателе?
Выдача заданий и распределение учащихся по рабочим местам.
ІІІ. Самостоятельная работа и текущее инструктирование (190 мин.)
Проверка (замена) свечей зажигания При снятии свечей будьте осторожны - если двигатель горячий, можно получить ожоги. Не тяните за провод. Прилагайте усилие к наконечнику. Зазор регулируйте только подгибанием бокового электрода. Во избежание повреждения резьбы в головке блока при установке свечей заверните их сначала от руки, затем дотяните штатным свечным ключом. Не затягивайте свечи слишком сильно. Зазор между электродами свечей для контактной системы зажигания должен быть 0, 5-0,6 мм, для бесконтактной - 0,7-0,8 мм.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ1.Откройте капот. Снимите со свечи наконечник.
2.Очистите от грязи пространство вокруг свечи 3.Ослабьте затяжку и выверните ее. свечи... 4. Очистите электроды
5. Проверьте зазор между электродами шкуркой щупом.
6. Если зазор отличается от рекомендованного, отрегулируйте его, подгибая боковой электрод.
IV. Заключительный инструктаж (15 мин.).
Проверить работы учащихся.
Отметить лучшие работы.
Указать на типичные ошибки, выяснить причину их возникновения.
Выставить оценки.
Подвести итог занятия. Задать домашнее задание
infourok.ru
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
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.
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».
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.
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.
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.
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.
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 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.
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.
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.
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
www.avtodiagnostika.info
