Оценка работоспособности двигателя по состоянию свечей зажигания, подбор свечей по иностранному аналогу

Цель работы: Изучение принципа работы системы зажигания, назначения отдельных деталей, способов восстановления работоспособности свечей зажигания. Ознакомление с обозначением свечей в различных странах.

Оборудование и материалы: Свечи зажигания, набор щупов для проверки зазора в межэлектродном промежутке, прибор для проверки свечей Э-230, справочник-каталог по свечам.

Рисунок 11. Свеча зажигания: 1-боковой электрод; 2 и 5 – прокладки; 3-корпус; 4-изолятор; 6-центральный электрод.

Теоретические сведения о свечах зажигания: Работа свечи зажигания на двигателе характеризуется крайне тяжелыми условиями [6-8, 16]. Она подвергается действию высокого напряжения (до 25 кВ), тепловых нагрузок, изменяющихся в широких пределах (от 40 до 2500°С), высокого давления газов (до 40 кгс/см²). Наиболее ответственной деталью свечи является изолятор, который должен обладать значительной электрической и механической прочностью при высоких температурах. Для изготовления изоляторов отечественных свечей зажигания применяют керамические материалы с высоким содержанием окиси алюминия; уралит, борокорунд, синоксаль и др. Для улучшения изоляционных свойств изоляторы покрывают глазурью.

Стальной корпус свечи для предохранения от коррозии подвергают воронению или цинкованию. Диаметр резьбы ввертной части корпуса современных свечей 14 мм, на автомобилях раннего производства применяются свечи с диаметром ввертной части 18 мм.

Центральный электрод свечей зажигания обычно имеет круглое сечение, а боковой прямоугольное с закругленными углами. Центральный электрод подвергается действию более высоких температур, нежели боковой. Поэтому его изготавливают из высокохромистых сплавов, а боковой из никель-марганцевых. Искровой зазор между электродами в зависимости от характеристик системы зажигания может изменяться в пределах 0,5-1,0 мм.

Для бесперебойной работы свечи нижний (тепловой) конус изолятора должен иметь температуру в пределах 500-600°С. При температуре теплового конуса ниже указанного значения масло будет сгорать не полностью, образуя слой нагара. В результате свеча начнет работать с перебоями, так как через нагар возникнет утечка тока высокого напряжения и потребуется частая чистка.

При слишком высокой температуре изолятора и центрального электрода (более 800°С) возникает калильное зажигание, когда рабочая смесь воспламеняется от соприкосновения с накаленным концом изолятора и центральным электродом. В результате происходит слишком раннее воспламенение рабочей смеси. Признаком значительного перегрева свечи служат белый цвет нижней части теплового конуса и оплавление глазури изолятора и металла центрального электрода. Внешними признаками калильного зажигания являются падение мошностид звонкие стуки, напоминающие детонацию, а также более или менее длительная работа двигателя на малых частотах вращения коленчатого вала при холостом ходу с выключенным зажиганием.

Для обеспечения оптимальной температуры изолятора необходимо, чтобы свеча обладала определенной теплоотдачей. Так как в камерах сгорания различных двигателей выделяется различное количество тепла, для них требуются свечи с различной теплоотдачей.

Правильно подобранная по тепловой характеристике свеча должна иметь слегка закопченную рабочую камеру корпуса и чистую юбку коричневого цвета. Следует помнить, однако, что после длительной работы двигателя на холостом ходу при малой частоте вращения коленчатого вала на свече всегда появляется увеличенный слой нагара.

Теплоотдача свечей определяется в основном длиной теплового конуса изолятора. Характеристикой тепловых качеств свечей зажигания является калильное число, которое задается из ряда условных единиц 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, Чем больше калильное число, тем меньше длина теплового конуса изолятора и больше теплоотдача свечи. Свечи с малой теплоотдачей называют горячими. Они предназначаются для тихоходных двигателей с небольшой степенью сжатия.. Свечи с большой теплоотдачей называют холодными. Они устанавливаются на быстроходные двигатели с высокой степенью сжатия. Калильное число определяется на специальном тестовом двигателе для каждой марки свечи и означает время работы прогретого двигателя за счет самовоспламенения топлива от нагретой кромки свечи при отключенном зажигании (высокое напряжение на центральный электрод не подаётся).

Свечи зажигания маркируются в соответствии с ГОСТ 2043-74 буквами и цифрами на корпусе в следующем порядке: первые буквы обозначают размер резьбы: А - резьба М14x1.25, М - резьба М18x1.5. Калильное число обозначается одной или двумя цифрами: Длина резьбовой части буквами Н - 11 мм, Д - 19 мм, при отсутствии буквы 12 мм. Буква В обозначает, что тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса, а буква Т, что соединение изолятора с центральным электродом герметизировано термоцементом.

Например, свеча А17ДВ (ГОСТ 2043-74) имеет peзьбy M14xI.25, калильное число 17, длину ввертной части 19 мм, тепловой конус изолятора выступает за торец корпуса. Свеча А9Н (ГОСТ 2043-74) имеет резьбу М14x1.25, калильное число 9, длину ввертной части 11 мм, тепловой конус не выступает.

Кроме основных типов свечей (табл.1), отечественная промышленность выпускает специальные свечи (водонепроницаемые, экранированные, высококалильные и др.). Данные свечей иностранного производства приведены в табл.2.

При эксплуатации свечей следует поддерживать величину искрового промежутка в пределах, указанных в табл.1, или в соответствии с заводской инструкцией, замеряя искровой промежуток при помощи круглого щупа. Перед установкой в двигатель желательно смазать резьбу свечи графитовой смазкой для предохранения от пригорания. Свечу следует завертывать до начала деформации уплотняющего кольца. Более сильное завертывание может привести к повреждению резьбы и нарушению герметичности свечи. Гарантийный срок службы свечи один год при наработке на бензинах без антидетонационных присадок 35 тыс. км пробега, а с антидетонационными присадками 25 тыс. км пробега автомобиля. Гарантийный срок службы действителен только при условии использования свечи типа, указанного в заводской инструкции.

Срок службы свечей зажигания в значительной степени определяется режимами и условиями эксплуатации автомобилей. При работе автомобилей с повышенными нагрузками, которые характеризуются полным использованием грузоподъемности автомобиля, высоким скоростным режимом движения, тяжелыми дорожными условиями, нагрузка на свечи также возрастает, что приводит к снижению их срока службы. Кроме того, свечи быстрее выходят из строя при применении топлив с октановым числом, не соответствующим инструкции по эксплуатации.

Свечи зарубежных фирм обозначаются по правилам, действующим только в пределах данной торговой марки. Нельзя правила обозначения свечей Bosch применять для расшифровки марки свечей NGK. Многие фирмы вкладывают совершенно разный смысл в понятие калильного числа, в частности калильное число по каталогу NGK надо умножить на 3, чтобы получить приблизительное обозначение по ГОСТ.

Порядок выполнения работы:

Варианты выполнения работы для всех студентов одинаковы. Различаются только вопросы на защиту работ. Задание:

1. Изучить состояние теплового конуса свечи и сделать вывод о качестве смеси в процессе работы ДВС. Указать причину рекламации на свечу.

2. Сопоставить обозначение свечи (см. Приложение) с отечественным по каталогу и найти возможный ее аналог.

3. Проверить работоспособность свечи на приборе Э-230 и сделать вывод о ее работоспособности.

4. Очистить свечу от загрязнения и повторить проверку.

5. Оценить зазор в межэлектродном промежутке и при необходимости отрегулировать его.

Отчет должен содержать титульный лист, эскиз свечи, расшифровку ее обозначения, выводы по работе.

Контрольные вопросы и вариант свечи на расшифровку

1. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BP7ES. Допускается ли использование бывших в употреблении свечей зажигания?

2. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BKR6EK. Из-за чего может происходить отказ свечи со срывом резьбы при работе двигателя?

3. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог PZFR5D-11. Из-за чего может в процессе работы появляться на поверхности свечи следы воды?

4. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог DR8EVX. Какая свеча считается холодной, с более высоким калильным числом или более низким?

5. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог ZFR5E-11. Для чего изготавливают многоэлектродные свечи, ведь искра проходит только по одному электроду в один момент времени?

6. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог PFR7B. Почему возможен отказ коммутатора и катушки зажигания, если не подсоединить высоковольтный провод к свече зажигания?

7. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог TR55VX. Чем опасно использование свечи без уплотнительного кольца?

8. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог PTR5A-3. Чем вредно применение футорок к свечам с целью увеличения объема камеры сгорания (для использования бензина АИ-80)?

9. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог ZGR5A. Почему свеча, лежавшая на холоде не проходит теста на испытательном приборе?

10. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог PMR7A. Какой + или - электрод изнашивается быстрее и почему?

11. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог DCPR9EVX. Если вы перевели двигатель ВАЗ на 80-й бензин, то какая свеча должна быть применена?

12. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог С8Е. Как определить, что свеча отказала из-за присадок в бензин?

13. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог D8EV. Зависит ли износ электродов свечи от полярности высоковольтного импульса зажигания?

14. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BCR8ES. Почему чистка изолятора свечи пескоструйной обработкой лучше, чем металлической щеткой?

15. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог APR6FS. Для чего перед чисткой свечей их прокаливают?

16. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог ZFR6F-11. Почему в современных двигателях диаметр резьбы свечи стал меньше?

17. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог AP6-FS. Почему резистор часто встраивают в свечу, не проще ли его разместить в наконечнике?

18. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BCPR7ES. Влияет ли степень сжатия на напряжение пробоя искрового промежутка?

19. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог FR5-1. Почему мокрые от бензина свечи не «дают» искру?

20. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог PMR8A. Можно ли свечу использовать в качестве датчика состояния газов в камере сгорания? Как?

21. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BP8ES. Для чего делают многоэлектродные свечи?

22. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BKR5EKUP. Почему изолятор свечи делают только из фарфора?

23. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог B8EV. Почему в экранированной системе зажигания энергия искры становится меньше, чем у стандартных систем, хотя само оборудование то же.

24. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог BP6ESZ. Почему на 16-и клапанных моторах применяют свечи с маленьким шестигранником?

25. Расшифровать обозначение свечи и привести отечественный аналог UR4. Почему мотоциклетные свечи работают меньший срок, чем автомобильные?