Каталог :: Транспорт

Реферат: Свечи зажигания

              Министерство образования Российской Федерации              
          Московский Государственный Индустриальный Университет          
                     Кафедра «Автомобили и двигатели»                     
                    Реферат на тему: Свечи зажигания.                    
                                                              Группа     
                                                                 Студент 
                                                           Преподаватель.
                               Москва 2004                               
                             Свечи зажигания                             
Свеча может рассказать о состоянии двигателя почти все, если, конечно, вы ее
вывернули и осматриваете. Поводом для осмотра свечей, не считая очередного
обслуживания, обычно являются откло­нения в работе двигателя. Устройство
обычной свечи зажигания показано на рис. 1.
Все  нормально,  если:
резьба  1   сухая,  а не мокрая;
ободок 2 — темный с тонким слоем нагара (копоти);
цвет электродов 3, 4 и изолятора 5 — от светло-коричневого до светло-желтого,
светло-серого, белесого.
О неисправностях говорит: мокрая резьба (бензин, масло); ободок покрыт черным
рыхлым нагаром с пятнами; электроды и изолятор темно-коричневые с пятнами,
иногда на сгибе бокового электрода жел­тое пятно. У не работающей свечи
ободок, электроды и конус изолятора покрыты нагаром и мокрые. Если свеча
негерметична, появляется
                              
               Рис. 1. Основные элементы свечи за­жигания:               
1 — резьба; 2 — торец корпуса (ободок): 3 — боковой электрод: 4 — центральный
элект­род; 5 — тепловой конус изолятора («юбочка»)
         темный ободок и снаружи изоля­тора  у металлического  корпуса.         
Состояние свечей, когда они "мокрые" (в бензине) или "замас­ленные",
встречается редко, осо­бенно если двигатель не новый. Как правило, на свече —
смесь бензина и масла. При попадании масла в камеру сгорания ухудша­ется и
процесс сгорания бензина.
Воспламенение смеси бензи­на с воздухом происходит сле­дующим образом.
Высокое на­пряжение на электродах иони­зирует пространство между ними и
вызывает проскакивание ис­кры. Искра нагревает некоторое небольшое по объему
количе­ство смеси до температуры воспламенения. Далее пламя распрост­раняется
по всему объему камеры сгорания. При нормальных усло­виях (состав смеси,
давление, влажность, температура) для воспла­менения смеси требуется весьма
незначительная энергия и "пробив­ное" напряжение не более 10 кВ. В целях
получения более надежно­го зажигания смеси при любых условиях применяют
системы зажи­гания высокой энергии (энергия увеличена в 100 и более раз,
"пробивное" напряжение — до 25 кВ).
Условия работы свечи очень напряженные. На работающем двигателе она контактирует
с продуктами сгорания при температуре до 2700°С и давлении 5...6 МПа (50...60
кгс/см2). В камере сгорания температура газовой среды колеблется от
70 до 2000...2700°С. Окружающий изолятор воздух подкапотного пространства может
иметь температуру от -60 до +80°С.
При всем этом температура нижней части изолятора у современ­ных свечей должна
быть в пределах 400—900°С (ранее 500—600°С). Диапазон 400—900°С — тепловые
пределы работоспособности (темпе­ратуры самоочистки и перегрева) свечей
зажигания.
При температуре ниже 400°С даже при нормальном составе смеси,
маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе возмож­но отложение
нагара. Искры между электродами временами вообще не будет — в работе
двигателя появятся перебои.
При температуре теплового конуса более 900°С происходит воспла­менение
рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раска­ленным изолятором,
электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает калильное
зажигание. Двигатель продолжает "работать" и при выключенном зажигании. Из-за
перегрева начинают выгорать (оплавляться) электроды, изолятор, появляется
эрозия торца корпуса.
Общий тепловой баланс свечи представлен на рис. 2. Основной поток тепла — до
67% воспринимает торец корпуса свечи (ободок). Уходит же тепло в основном в
головку блока цилиндров через резьбу — 91%. Резьба свечи (М14х1,25-6е) должна
быть сухой и чистой.
                              
     Рис. 2. Тепловой баланс свечи зажига­ния: тепло получают — 67% торец
корпуса свечи в камере сгорания, 21% — тепло­вой конус изолятора, 12% —
электроды свечи центральный и боковой; тепло от­дается — 91% от корпуса к
головке ци­линдра, 9% — в окружающий воздух
Иногда рекомендуют смазывать ее тонким слоем графитовой смазки.
Попадание твердых частиц (пе­сок) на резьбу приводит к смеще­нию ее в
резьбовом отверстии головки, в результате чего отвод тепла от свечи
ухудшается.
Момент затяжки резьбы све­чи, например, для автомобилей ВАЗ составляет
3,2—4,0 кгс-м. У автомобилей зарубежного произ­водства момент затяжки обычно
меньше и находится в пределах 1,5—3,0 кгс-м. У автомобиля ЗАЗ-1102 'Таврия"
свечи А17ДВ-10 (сте­пень сжатия 9,5) рекомендуют за­тягивать моментом 1,5—2,0
кгс-м.
Герметичность свечи (по резь­бе) зависит не только от момента затяжки, но и
от состояния резьб (в головке, на свече) и уплотни-тельного кольца.
Затягивать свечи с использованием воротка большей длины, чем штатный, не
рекомен­дуется. При отворачивании чрез­мерно затянутой свечи ее можно просто
сломать. Если свеча про­пускает газы через резьбу, уп-лотнительное кольцо, то
гнездо в головке всегда будет грязное. Про­пуск газов при достаточной
осве­щенности можно увидеть (это иду­щие из-под уплотнительного коль­ца
пузырьки). При осмотре необ­ходимо соблюдать осторожность, ибо были случаи,
когда свечи "вы­летали" из цилиндров.
Для затяжки свечей использу­ется только специальный — "свеч­ной ключ". Его
размер ~ 20,6 мм (20,638 мм=13/16 дюйма).
Оценить неисправность, которая "показывает себя" на свече, можно по рис. 29.
Для некоторых иномарок могут быть полезны данные, при­веденные в табл. 1
     Таблица   1.   Характерные случаи  состояния  свечей  зажигания
     
Электроды Тепловой конус изолятора* Эксплуатационное состояние
Темные, светло-ко­ричневые, светло-се­рые Светло-коричневый Свечи, карбюратор, двигатель в нор­мальном состоянии
Черные или закоп-ченые Черный или закоп-ченый Смесь слишком богатая, слишком боль­шой зазор между электродами
Серые, мелкие сле­ды оплавления Светло-серый, белый Смесь слишком бедная, свечи негерме­тичны или вывернулись, клапаны закры­ваются негерметично
Замаслены Замаслен Неплотные поршни, кольца, вышли из строя свечи
* При применении бензинов с добавками свинцовых соединений (этилированных) изолятор свечи в нормальном состоянии должен быть серого цвета . При этом необ­ходимо иметь ввиду, что оцениваются только штатные (рекомендуемые) свечи. Черной копотью покрыты корпус, изолятор и электроды (рис. 3,а). Возможные причины: длительная работа на холостом ходу, переобога- Рис. 3. Характерные случаи ненормаль­ного состояния свечей: а — черный нагар (копоть) на всех элементах свечи; б — наличие масла; в — выгоревшие, корродированные электроды, поясок; г — оплав­ленные электроды, поврежденный тепловой ко­нус изолятора щение смеси, неправильная регулировка угла замкнутого состояния контактов (или зазора в прерывателе), неисправность конденсатора, нарушение зазоров между электродами свечи, неисправность свечи. Замасленная свеча (рис. 3,б). Если двигатель с большим пробегом и все свечи примерно в одинаковом состоянии, вероятнее всего "виноват" износ цилиндров, поршней, колец. Бывает появление масла в период обкатки двигателя, но это явление временное. Если масло обнаружено на одной свече, — скорее всего подгорел выпускной клапан. При этом двигатель работает на холостом ходу нерав­номерно. Ремонт лучше не откладывать, так как за клапаном может обгореть седло. Выгоревшие или сильно корродированные электроды, поясок, изъ­язвленный тепловой конус изолятора (рис. 3,в) говорят о перегреве свечи. Перегрев бывает при низкооктановом бензине, неверной уста­новке момента зажигания, слишком бедной смеси. Оплавленные электроды, поврежденный тепловой конус изолятора (рис. 3,г) — такое происходит при слишком раннем зажигании. Поменяв свечи местами, можно узнать нечто большее. Если свеча продолжает "заростать" нагаром и в другом цилиндре — значит, она неисправна. А если нормальная свеча из соседнего цилиндра в данном цилиндре покрылась нагаром, как и предыдущая, значит неисправность в кривошипно-шатунном механизме цилиндра. При покупке иностранных свечей необходимо иметь ввиду, что, например, свечи Bosch производства Германии или Индии могут существенно отличаться и не только в цене. Свечи зажигания существенно различаются своей теплонапряжен-ностью, т.е. способностью работать при разной степени нагрева. Например, свечи с большой теплоотдачей называются "холодными", а с меньшей теплоотдачей — "горячими". Тепловой режим в камере сгорания двигателя зависит в первую очередь от степени сжатия. Для двигателей с малой степенью сжатия применяются свечи более "горячие", иначе они не будут самоочищать- ся. Двигатели с высокой степенью сжатия имеют более напряженный тепловой режим. Существует опасность в перегреве свечей, поэтому применяются свечи более "холодные". Теплоотдача свечи определяется целым рядом параметров: длиной резьбы и теплового конуса, зазором между тепловым конусом и корпусом, длиной верхней части изолятора и ребра (канавки) на нем, теплопроводностью материалов (изолятора, электродов, корпуса и т.д.). Теплоотдача свечи характеризуется калильным числом (входит в обозначение свечи). Калильное число условно означает время в секун­дах, по истечении которого на свече, установленной на специальном двигателе (работающем в определенном режиме), возникает калильное зажигание, т.е. воспламенение рабочей смеси не от искры, а от раска­ленных изолятора, электродов, корпуса. Выпускаются свечи с калильными числами: 8, 10, 11, 13, 14, 17, 20, 23, 26. Например, на автомобиле ГАЗ-21 "Волга" применялись свечи А8НГ с калильным числом 8. Наиболее "холодные" свечи типа А23 и А26ДВ были необходимы для двигателей МеМЗ-968 и опытных ротор­ных моторов ВАЗ-311. Ранее и у нас считалось, что даже для одного и того же двигателя в зависимости от времени года, режима работы, качества бензина и масла, степени износа должны применяться свечи зажигания с разной тепловой характеристикой (диапазон нормальной работы свечи состав­лял всего 100°С,т.е. 500—600°). Современные свечи сохраняют работо­способность, если даже при пожаре оплавится и сгорит головка блока цилиндров. Свечи с длиной резьбовой части 19 мм (выпускаемые в России примерно шестью заводами) представлены в табл. 2. Расшифровка обозначения свечей следующая: А — резьба М14х1,25-6е; цифра после буквы — калильное число; буквы после цифры Д — длина резьбы 19 мм ("длинная резьба"); В — выступающий за торец 2 (см. рис. 1) тепловой конус 5; через черточку сообщается порядковый номер раз­работки. Кроме этого, в таблице указаны аналогичные свечи иностран­ного производства. Известно, что применение свечей Bosch типа W7DC и тем более W7DTC вместо "вазовских" А17ДВ снимало многие проблемы в эксплуатации автомобилей. Для контактной (классической) системы зажигания зазор между электродами свечи обычно рекомендуется 0,5—0,6 мм для ВАЗ и 0,8—0,9 для АЗЛК, а для систем с высокой энергией — 0,7—0,8 мм. Таблица 2. Маркировка и применение отечественных и зарубежных свечей зажигания с резьбой М14х1,25-6е длиной 19мм
Россия Германия BOSCH Англия США MOTOR KRAFT Италия MARELLI Франция AC Япония NGK Применение
LODGE CHAMPION KLG
А14Д W8CC HBLN N5 FE70 AG3, AG31 CW5L 45XL ГАЗ-3102 "Волга", с двигат. ЗМЗ-4022.10
А17ДВ W7DC HLNY N10Y FE65P AG252 CW7LP 42XLS BP6ES ВАЗ 2101-2107, АЗЛК-2141 с двигат. ВАЗ-21 06-70
А17ДВ-10 W7DC HLNY N9Y FE65P AG252 CW7LP 42XLS BP6ES ВАЗ 2108, -2109
А17Д W7CC HLN N4 FE75 AG2, AG21 CW6L C44XL B6ES Дефорсированный двигатель УЗАМ-412ДЭ (степень сжатия 6.7)
А20Д-1 А20Д-2 W6CC 2HLN N3 FE80 FE85P AG4 CW7L 43XL B7ES

;'Москвич"-412, 2140, 21412, ИЖ-2125 с двигат. УЗАМ-412, -331.10

При уменьшенном зазоре получается слабая искра, не обеспечиваю­щая воспламенение смеси. При увеличенном — между электродами свечи напряжение тока становится недостаточным для проскакивания искры. Зимой, а также во влажную погоду для снижения пробивного напряжения лучше использовать минимальные зазоры (0,5 или 0,7 мм). Рекомендуется даже еще уменьшить зазоры на 0,1...0,2 мм. Объ­ясняется это тем, что длительное прокручивание двигателя стартером при низкой температуре окружающего воздуха настолько может разря­дить даже новый аккумулятор, что его напряжения не хватит для обра­зования искры в нормальном зазоре между электродами свечей. В дождливую погоду ток высокого напряжения может стечь в "лю- бом месте" системы зажигания. Такие условия эксплуатации автомо­биля, как частые пуски двигателя, длительная работа на холостом ходу всегда отрицательно влияют на свечу. Особенно она "зарастает" нагаром зимой при поездках в городе. Состояние штатной исправной свечи говорит об условиях сгорания рабочей смеси. Оптимальные условия могут быть нарушены: неправильной регулировкой зазора в контактах прерывателя, не­точным моментом зажигания, неисправностью автоматов опережения; выходом из строя конденсатора, катушки зажигания, проводов, крышки и ротора прерывателя-распределителя; нарушением зазоров между электродами свечей; неисправностями системы питания, переобеднением или переобога­щением смеси; неисправностями в связи с износом двигателя и длительностью эксплуатации систем зажигания и питания (засорение, загрязнение, обгорание контактов и т.д.). Сухая черная копоть на свече говорит о слишком богатой смеси (много бензина), о неисправных контактах прерывателя, о пробое изо­ляции высоковольтных проводов, о длительной работе двигателя с не­большой нагрузкой, при которой свечи прогревались недостаточно. Черный маслянистый нагар указывает на забрасывание свечей мас­лом, проникающим через маслосъемные колпачки впускных клапанов в камеру сгорания или через изношенные поршневые кольца. Белесый или светло-серый цвет теплового конуса изолятора и значи­тельное обгорание электродов свидетельствует о перегреве свечей вслед­ствие неправильной установки момента зажигания, низком октановом числе топлива, бедном составе рабочей смеси, продолжительной работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала. Существенно уменьшить отказы помогает соблюдение известных простых правил: тщательное квалифицированное обслуживание через каждые 10 или 15 тыс.км; при возникновении неисправности "разбираться до конца", при этом направление "разбирательства" должно быть от простого к сложно­му, внимательным и специальным, чтобы "не навредить"; не торопитесь, тщательно анализируйте любые советы, все подвер­гайте сомнению, не давайте другим лицам разбирать все подряд, если вы не уверены в их компетентности; чаще двигатель не пускается или останавливается на ходу летом (особенно при повышенной влажности) из-за неисправности системы зажигания; зимой, напротив, остановка двигателя обычно связана с неисправ­ностью системы питания. В первом случае (летом) часто бывает достаточным "просушить" свечи, крышку прерывателя-распределителя (изнутри) и гнездо высоко­вольтного провода катушки зажигания. "Высыхание" происходит само­произвольно, достаточно подождать 10—15 мин. Во втором случае (зимой) необходимо удалить ледяную пробку, мешаю­щую прохождению бензина. Простейший способ удаления воды из бензина — заправка через воронку с сеткой из канистр, которые стояли на морозе. Рис. 4. Нерациональное (слева) и рациональное положение свечи зажигания (справа) Процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре можно улучшить, практически "ничего не делая". При ремонте двигателя, когда снята головка, но не вывернуты свечи, было замечено следующее. Если боковой электрод находится в положении, как показано на рис. 4 слева, то нагар темного цвета покрывает все стенки камеры сгорания. В случае же, как показано на рис. 4 справа — нагар только на краю днища поршня. Второе положение электродов свечи (рис. 4, справа) более благо­приятно сказывается на устойчивой работе двигателя на холостом ходу, мощности, экономичности. Установить боковой электрод в раци­ональное положение можно, пометив краской положение бокового электрода на верхней части корпуса свечи, а далее соответственно на свечном ключе. Выбор положения свечи при затяжке определяется допустимым моментом 30,67—39 Н-м (3,13—3,99 кгс-м) (для двигате­лей ВАЗ). Интересным оказался эксперимент со свечами Bosch W7DTC SUPER. Двигатель автомобиля Audi-ЮО работал более или менее равномерно при частоте вращения коленчатого вала 1100 мин1. Свечи были с одним боковым электродом, положение электрода в камере сгорания — произвольное. При установке свечей с тремя боковыми электродами (рис. 5) двигатель стал сохранять равно­мерное вращение даже при 500 мин1. Конечно, в этом случае сказалось не только положение "поджигателя" смеси, но и его величина. При наблюдении в темноте за искрообразованием у свечи с тремя боковыми эле­ктродами складывается впечат­ление, что образуется искровое (светящееся) кольцо. И последнее: покупая прово­да высокого напряжения с рас­пределенным по длине сопротив­лением, имейте в виду, что про­вода красного цвета (ПВВП-8) име- Рис.5 Свеча W7DTC ют сопротивление 2000±200 Ом/м, а провода синего цвета (ПВППВ-40) — 2550±270 Ом/м. В свечах зажигания типа А17ДВР, FE65PR, FE65CPR сопротивление 4000—10000 Ом. В роторе устанавливают резистор на 1000 Ом. Все перечисленные сопротивления предназначены для подавления радиопомех. Повышенные сопротивления в рассмотренных элементах особенно отрицательно могут сказаться на запуске и работе двигателя зимой. В табл. 5 представлено применение свечей фирмы Bosch на ряде автомобилей различных марок, причем все свечи разбиты на две группы. Первая группа — свечи для всех условий эксплуатации. "Соответствие" свечи двигателю (автомобилю) около 80%. Вторая группа свечей обеспечивает максимальное "соответствие" (98%) усло­виям эксплуатации, но для "каждого условия" нужна "своя свеча". Соответствие свечи двигателю и условиям эксплуатации — это легкий пуск, хорошая приемистость. В табл. 3 и 4 соответственно для автомобилей ВАЗ и АЗЛК пред­ставлены последние рекомендации фирмы Bosch. В примечаниях к таблицам приводятся обозначения моделей автомобилей, принятые в Германии. Таблица 3. Свечи BOSCH SUPER, BOSCH PLATIN для автомобилей Lada, эксплуатируемых в Европе
Модель Рабочий объем двигателя, л Время выпуска Свечи
SUPER PLATIN зазор, мм
Nova 1200 (ВАЗ-21013, -21051) 1,2 09.81—06.88 07.88— W7DC WR7DC W7DP WR7DP 0,7 0,7
Nova 1300 (ВАЗ-21011, -21021, -2105)) 1,3 05.81—06.88 07.88— W7DC WR7DC W7DP WR7DP 0,7 0,7
Nova 1500 (ВАЗ-21043, -21053) 1,5 09.86—06.88 07.88— W7DC WR7DC W7DP WR7DP 0,7 0,7
Nova (ВАЗ-21074) 1,6 05.81—06.88 07.88— W7DC WR7DC W7DP WR7DP 0,7 0,7
Samara (ВАЗ-2108, -2109) 1,1—1,5 01.86—06.88 07.88— W7DC W7DTC WR7DC W7DP WR7DP 0,7 0,8 0,7
Forma 1500 (ВАЗ-21099) 1,5 09.91 — WR7DC WR7DP 0,7
Niva 1600 (ВАЗ-2121) 1,6 07.88— WR7DC WR7DP 0,7
Таблица 4. Свечи BOSCH SUPER, BOSCH PLATIN для автомобилей ИЖ и АЗЛК
Модель Рабочий объем двигателя, л Время выпуска Свечи
SUPER PLATIN зазор, мм
ИЖ-2125, -2126 1,5 09.87— W7DC W7DP 0,7
2140 1,5 11.74—12.86 W7DC W5DP 0,7
21412 1,5 12.86— W7DC W7DP 0,7
2141 1,6 12.86— W7DC W5DP 0.7
Какие можно сделать выводы, рассматривая все приведенные табли­цы? Для всех наших наиболее массовых автомобилей рекомендуются свечи: W7DC, W7DP, WR7DC, WR7DP и WR7DS (С-Си, медь; P-Pt, платина; S-Siber, серебро; R-свеча с помехоподавительным резистором). Свечи W7DTC (три боковых электрода) рекомендуются для двига­телей 21081 (1,1 л), 2108 (1,3 л), 21083 (1,5 л) с бесконтактной системой зажигания высокой энергии, имеющей датчик-распредели­тель. Для двигателей с МСУД, где процессор зажигания (момент и энергия искрообразования) осуществляется по более оптимальным характеристикам, рекомендуются свечи W7DC и WR7DC (W7DP и WR7DP). Применять свечи с помехоподавательным сопротивлением (буква R в обозначении) при обычной (контактной) системе зажигания не следу­ет. Если еще вдобавок используются и синие высоковольтные провода (вместо красных), то "подавить" можно не только помехи, но и саму искру между электродами свечи. Свечи W7DTC можно применять при КТСЗ (TSZk, HKZk), KC3 с электронным блоком, а также при БТОЗ (TSZi, TSZh, HKZi, HKZh). При МСУД использование свечей W7DTC большого эффекта не даст. Свечи с платиновым напылением электродов (W7DP, WR7DP) и тем более с серебряным (WR7DS) более дорогие и долговечные. Свечи с серебряным напылением чаще применяют для двигателей с наддувом и довольно большой мощности. Фирмой Bosch рекомендуется момент затяжки свечей — 20 Н • м (1,96 кгс-м), но после затяжки следует "доворот" свечи. Если уплотни-тельное кольцо плоское, доворот — 90°; если уплотнительное кольцо имеет коническую посадочную поверхность, то доворот всего 15°. В табл. 5 приведены сведения по взаимозаменяемости свечей А17ДВ, А17 ДВ-10 на соответствующие им свечи зарубежного произ­водства. Таблица 5. Свечи зарубежных фирм, которые можно применять вместо свечей А17ДВ и А17ДВ-10
Фирма Обозначение свечей Фирма Обозначение свечей
ROBERT BOSCH W7DC, W7DP, W7DTC, W7D NIPPONDENSO W16EP, W16EP-U, W20EP, W20EP-U, W20EX-U
AC DELCO 41-8XLS, 42-XLS CHAMPION N9Y, N79YC, N89Y, N10Y, N-11V, N-9VC
ISOLATOR 6D, FM 14- 175/2 UNI PART GSP151, GSP163, GSP4362, GSP4362X
MARELLI CW7LP, CW78LP, CW8LP DUCELLIER 599250, 599252, 599304, 599314
MOTORCRAFT AG22, AG22C, AG32, AG32C, AG252, AG252C EYQUEM C62LS, 75LS, 707LSX, 750LS, 755LJS
BAKONY FE65P HITACHI 45PW-11, 45PX
KLG FE55R, FE65R LODGE L6Y, M6Y, 2HLE, 15HLNY, HLNY, HLN, 2HLNY
NGK BP5EA-L. BP5ES-L, BP6E, BP6EK, BP6EY. BP6EZ, BP6E, BP7ES ISKRA FE55R, FE65R, W6DC, W6DP, W6D
MARCHAL GT345H, GT355HA, 8H, 9H
PRESTDLITE 14G32 PAL 14-7V
BERU 14-7D, 14-7DU, 175/14/3A, 0001335403, 0001335702, 0001335709
Список использованной литератур 1. Энциклопедия эксплуатации Автомобиля ВАЗ Издательство За рулем. А.М. Ладыгин. 2. Системы зажигания легковых автомобилей Издательство За рулем А.Б.Константинов.