Лекция 5,6 Системы зажигания
Анализ систем зажигания. Основные узлы и элементы систем зажигания.
Анализ систем зажигания. В настоящее время широко применяются несколько типов различных систем зажигания. Простейшая контактная система зажигания (КСЗ) — система с катушкой зажигания или с накоплением энергии в индуктивности. В Германии имеет обозначение KSZ (kontaktgesteuerte Spulenzundung). Более сложная контактно-транзисторная система зажигания (КТСЗ) — система зажигания с накоплением энергии в индуктивности обозначается TSZk (kontaktgesteuerte Transistor-Spulenzundung). Бесконтактно-транзисторная система зажигания (БТСЗ или БСЗ) отличается тем, что в системе вместо контактов используются датчики импульсов — чаще магнитоэлектрические, индукционные и датчики Холла. Эти системы имеют обозначение: TSZi (Transistor-Spulenzundung mit Jnduktionsgeber) — транзисторная система зажигания с накоплением энергии в индуктивности с индукционным датчиком и TSZh — система с датчиком Холла, где энергия, необходимая для искрообра-зования, накапливается в магнитном поле катушки зажигания (в индуктивности). Применяются системы зажигания и с накоплением энергии в емкости (конденсаторе). Они получили обозначение HKZ, HKZk, HKZi, HKZh (Hochspannungs-Kondensator-zundung) — конденсаторная система зажигания высокой энергии. На современных автомобилях работают системы зажигания, максимально учитывающие технические параметры двигателей. Для обработки информации о состоянии двигателя и протекающих в нем процессах, поступающих от различных датчиков, двигатели оснащаются специальными микро-ЭВМ (процессор, контроллер). Микро-ЭВМ обрабатывает всю поступающую информацию по заложенным в него алгоритмам (программам) и обеспечивает соответствующее воздействие как на систему зажигания, так и систему питания двигателя. Системы с единой мини-ЭВМ, управляющей системами питания и зажигания, называются микропроцессорными системами управления двигателей — МСУД. Система зажигания МСУД полностью электронная и " статическая". Обозначение системы VSZ (Volltransistorisierte Spulenzundung) — полностью электронная " статическая" с накоплением энергии в индуктивности. Название системы " статическая" объясняется тем, что в ней отсутствуют вращающиеся детали (кулачок, ротор). На каждую свечу " работает" своя катушка зажигания, а у коммутатора число выходных каскадов равно числу цилиндров. Одной из простейших МСУД оборудуется часть автомобилей ВАЗ-2108 (ВАЗ-21088-02). Есть и более сложные системы. Такие как, например, система Motronic 3.1* фирмы Robert Bosch. В этой системе каждый цилиндр двигателя имеет свою катушку зажигания, управляемую одним из выходных каскадов контроллера. Катушка подает на свечу напряжение до 32 кВ. Система позволяет быстро изменять угол опережения зажигания в каждом цилиндре независимо от других. Благодаря отсутствию вращающихся частей рабочий диапазон регулирования угла опережения зажигания увеличен примерно на 10° и составляет — 59° по коленчатому валу для каждого цилиндра. Во многих странах мира, в том числе и в России, продолжается выпуск автомобилей с обычной контактной системой зажигания. Для улучшения ее характеристик выпускаются самые различные электронные блоки, которые позволяют от КСЗ перейти к КТСЗ (от KSZ — к TSZk). Возможен переход от КСЗ к БТСЗ (от KSZ — к TSZh). И, наконец, для БТСЗ (TSZh) также выпускаются дополнительные электронные приставки. Такие, как, например, блоки аварийного зажигания (на случай выхода из строя датчика или коммутатора в системе TSZh) и октан-корректоры. Система зажигания (рис. 1) предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси в камере сгорания двигателя электрической искрой, возникающей между электродами свечи зажигания. Искра образуется в результате подачи импульса тока высокого напряжения на электроды свечи. Возможные случаи изменения высокого напряжения при КСЗ показаны на рис.1.
Рис. 1. Контактная система зажигания (KC3-KS2) с трехклеммовой катушкой. Обозначения клемм катушки зажигания в скобках применяются на иномарках: 1 — свечи зажигания: 2 — прерыватель-распределитель: 3 — выступ кулачка; 4 — упор: 5 — аккумуляторная батарея: 6 — генератор: 7 — выключатель зажигания: 8 — катушка зажигания Функции генератора импульсов тока высокого напряжения выполняет катушка зажигания. Она работает по принципу трансформатора, имеет вторичную обмотку (тонкий провод, много витков), намотанную на железный сердечник и первичную обмотку (толстый провод, мало витков), намотанную сверху на вторичную. При прохождении тока по первичной обмотке катушки зажигания (см. рис. 1) в ней создается магнитное поле. При размыкании цепи первичной обмотки прерывателем магнитное поле исчезает, при этом его силовые линии пересекают витки первичной и вторичной обмоток. Во вторичной обмотке индуцируется ток высокого напряжения (до 25000 В), а в первичной — ток самоиндукции (напряжением до 300 В), который имеет то же направление, что и прерываемый ток. Вторичное напряжение зависит от величины магнитного поля и интенсивности его уменьшения, т.е. от силы и скорости уменьшения тока в первичной обмотке. Ток самоиндукции сохраняет ток в первичной обмотке, вызывает искрение и соответственно обгорание контактов прерывателя. Рис. 3. Зависимость высокого (вторичного) напряжения (Ug) от времени (t): Для повышения вторичного на- пряжения и уменьшения обгора ния контактов прерывателя параллельно контактам подключают конденсатор. При размыкании контактов прерывателя, когда зазор еще минимальный и вполне может проскочить искра, идет зарядка конденсатора. Далее конденсатор будет разряжаться через первичную обмотку катушки, создавая в начальный момент импульс тока обратного направления, что ускоряет исчезновение магнитного потока и способствует, как отмечалось выше, росту вторичного напряжения.
Для каждой системы зажигания подбирается свой конденсатор. Обычно емкость конденсаторов лежит в пределах 0, 17—0, 35 мкФ. Любое отклонение в емкости конденсатора уменьшает вторичное напряжение. Вторичное напряжение (напряжение пробоя) должно быть тем больше, чем больше зазор между электродами свечи и чем выше давление в камере сгорания. Обычно оно составляет 8—12 кВ, но для повышения надежности воспламенения смеси применяют системы зажигания, развивающие вторичное напряжение 16—25 кВ. Такой двухкратный запас необходим как в связи с изменениями в процессе работы самой системы зажигания (например, увеличение зазора между электродами свечи), так и в связи с изменением состава рабочей смеси. Только обеднение рабочей смеси, связанное с неисправностями в системе питания, может потребовать (для надежной работы двигателя) наличие напряжения во вторичной цепи до 20 кВ. Основные узлы и элементы систем зажигания Реле-прерыватель-распределитель. Основные части распределителя зажигания: прерыватель, центробежный и вакуумный регуляторы опережения зажигания и распределитель. Прерыватель состоит из кулачка 22 с четырьмя выступами и стойки 24 с контактами, которые кулачок размыкает при вращении. Кулачок смазывается войлочным фильцем 9, пропитанным маслом. К стойке приклепана ось, на которой на текстолитовой втулке установлен рычажок 23 с контактом, прижатым пластинчатой пружиной к контакту стойки, соединенному с массой. К рычажку прикреплена текстолитовая колодка, соприкаса ющаяся с выступами кулачка. Эта колодка и втулка оси изолируют рычажок с пружиной от «массы». Напряжение к контакту рычажка подводится от винта 34 через провод и пружину. Стойка 24 закреплена двумя винтами 33 на подвижной пластине 26 прерывателя, которая установлена в корпусе 28 на шарикоподшипнике 31 и может поворачиваться относительно корпуса тягой 7 вакуумного регулятора. Нижний конец оси рычажка входит в отверстие подвижной пластины 26. Поэтому при регулировке зазора между контактами, стойку можно поворачивать вокруг оси рычажка после ослабления затяжки винтов крепления стойки. Центробежный регулятор опережения зажигания состоит из опорной (ведомой) 10 и ведущей 19 пластин с двумя стяжными пружинами и двух грузиков. Опорная пластина 10 центробежного регулятора опережения зажигания припаяна к верхнему концу втулки кулачка. К ней приклепаны оси металлокерамических грузиков 20 и стойки пружин. Другим концом пружины крепятся к стойкам, приклепанным к ведущей пластине 19 центробежного регулятора. При работе двигателя под действием центробежных сил грузики расходятся, упираются в ведущую пластину 19 и, преодолевая сопротивление пружин, поворачивают опорную пластину 10 (а вместе с ней и кулачок 22) по часовой стрелке относительно валика распределителя зажигания. Вакуумный регулятор опережения зажигания состоит из корпуса 4 б крышкой 6, между которыми зажата гибкая диафрагма 5. С одной стороны к диафрагме крепится тяга 7, а с другой — находится пружина, отжимающая диафрагму с тягой в направлении вращения кулачка 22. Тяга шарнирно соединена с подвижной пластиной 26 прерывателя. Под действием разрежения диафрагма изгибается и через тягу поворачивает пластину с контактами прерывателя против часовой стрелки.
Рис. 2. Распределитель зажигания 30.3706 1 - валик распределителя зажигания; 2 - провод подвода тока к распределителю зажигания; 3 - защелка крепления крышки; 4 - корпус вакуумного регулятора; 5 - диафрагма; 6 - крышка вакуумного регулятора; 7 - тяга вакуумного регулятора; 8 - патрубок для вакуумного шланга от карбюратора; 9 - смазочный фитиль (фильц) кулачка; 10 - опорная (ведомая) пластина регулятора опережения зажигания; 11 - ротор распределителя зажигания; 12 - боковой электрод с клеммой для провода к свече зажигания; 13 - крышка распределителя зажигания; 14 - центральная клемма для провода от катушки зажигания; 15 - центральный угольный электрод с пружиной; 16 - центральный контакт ротора; 17 - резистор для подавления радиопомех; 18 - наружный контакт ротора; 19'- ведущая пластина центробежного регулятора; 20 - грузик центробежного регулятора опережения зажигания; 21 - ось рычажка; 22 - кулачок прерывателя; 23 - рычажок прерывателя; 24 - стойка с контактами прерывателя; 25 - контакты прерывателя; 26 - подвижная пластина прерывателя: 27 - конденсатор; 28 - корпус распределителя зажигания; 29 - маслоотражательная муфта валика; 30 - стопорная пластина подшипника; 31 - подшипник подвижной пластины прерывателя; 32 - корпус масленки; 33 - винты крепления стойки с контактами прерывателя; 34 - винт клеммового зажима; а -канавка для отличия распределителей зажигания 30.3706; б - паз для перемещения стойки с контактами Распределитель состоит из пластмассового ротора 11 и электродов, находящихся в пластмассовой крышке 13. Ротор прикреплен двумя винтами к опорной пластине 10. Причем его можно закрепить только в определенном положении, что обеспечивается пазом и круглым отверстием в пластине 10, в которые входят соответствующие выступы ротора. К ротору приклепаны центральный 16 и наружный 18 контакты ротора, между которыми в специальном углублении находится резистор 17 сопротивлением 5-6 кОм для подавления радиопомех. В центральный контакт ротора упирается подпружиненный угольный электрод 15, передающий импульсы высокого напряжения от катушки зажигания к ротору. При вращении ротора эти импульсы передаются от наружного контакта 18 к боковым электродам 12. залитым в крышке и, далее к свечам зажигания.
Катушка зажигания. На автомобилях с классической системе зажигания применяется катушка зажигания типа Б-117А. Она находится в моторном отсеке и крепится на двух болтах, приваренных к левому брызговику. Катушка зажигания служит для преобразования прерывистого тока низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (11-20 кВ) для пробоя воздушного зазора между электродами свечей зажигания. Катушка представляет собой трансформатор на «железных» сердечнике 17 (рис. 3) и кольцевом наружном магнитопроводе 16. Сердечник находится в картонном каркасе, на котором намотана сначала вторичная обмотка 5, а поверх нее первичная 4. Слои обмоток отделены друг от друга изоляционной бумагой. Обмотки вместе с магнитопроводом и сердечником помещены в алюминиевый корпус и залиты трансформаторным маслом. Заливка маслом повышает надежность изоляции и улучшает охлаждение обмоток. Обмотки вместе с сердечником установлены на чашеобразном керамическом изоляторе 1.Сверху корпус катушки закрыт пластмассовой крышкой 10, буртик которой завальцован в корпусе и уплотнен прокладкой из маслостойкой резины. К залитым в крышке клеммам присоединяются выводы обмоток. К клемме 11, имеющей маркировку «+Б», припаяны выводы начала первичной и конца вторичной обмотки, а к клемме 7 (без маркировки) припаян вывод конца первичной обмотки. Вывод начала вторичной обмотки (вывод высокого напряжения) соединен с пластинами сердечника и, далее, через пружину 12 и винт 8 с клеммой 9.
Рис. 3. Катушка зажигания Б-117А; 1 -изолятор; 2 - корпус катушки зажигания; 3 - изоляционная бумага обмоток; 4 -первичная обмотка; 5 - вторичная обмотка; 6 - изоляция между обмотками; 7 - клемма вывода конца первичной обмотки; 8 - контактный винт; 9 - клемма высокого напряжения; 10 - крышка; 11 - клемма «+Б» вывода начала первичной и конца вторичной обмоток; 12 - пружина центральной клеммы; 13 - каркас.вторичной обмотки; 14 - наружная изоляция первичной обмотки; 15 - скоба крепления катушки; 16 - наружный магнитопровод; 17 – сердечник
Свечи зажигания. Электрическую энергию в автомобилях используют для зажигания рабочей смеси в цилиндрах, вращения коленчатого вала при пуске двигателя, внутреннего и наружного освещения, звуковой и световой сигнализации, а также для питания контрольных приборов и аппаратуры. Основными приборами любой системы зажигания являются: катушка зажигания, прерыватель тока в цепи низкого напряжения, конденсатор, распределитель тока высокого напряжения, свечи, выключатель тока, источник энергии (аккумуляторная батарея, а не аккумулятор, или генератор). Свеча зажигания - это в упрощенном понятии электрический разрядник, между электродами которого находится воздух, сопротивление которого велико, поэтому, чтобы ионизировать воздух в этом промежутке и получить между электродами дуговой разряд, необходимо во вторичной обмотке катушки зажигания индуктировать ЭДС не менее 12000 В. Свеча состоит из изолятора 8 (рис.4) с центральным электродом 15 и корпуса 10 с боковым электродом 14, соединенным с массой (корпусом). В момент, когда свеча зажигания находится под высоким напряжением, между электродами образуется искра, воспламеняющая рабочую смесь в цилиндре. Для установки свечи зажигания в головку блока на нижней части корпуса 10 имеется резьба. По длине теплового конуса изолятора можно судить о тепловой характеристике свечи зажигания. Свечи с коротким тепловым конусом (рис.4, в) длиной 7, 5 мм лучше отводят теплоту от изолятора к корпусу, т.е. обладают более высокой теплоотдачей, и их называют холодными. Такие свечи применяют на двигателях с большой степенью сжатия и высоким тепературным режимом. Свеча с удлиненным тепловым конусом (рис.4, б), например длиной 16 мм, поглощает много теплоты, медленно остывает, обладает малой теплоотдачей, и ее называют горячей. Такие свечи применяют на двигателях с небольшой степенью сжатия и умеренным температурным режимом.
Рис. 4. Свечи зажигания:
а – устройство; б – горячая свеча; в–холодная свеча; 1 – корпус наконечника; 2 – вывод; 3 – контактная пружина; 4 – подавительный резистор; 5 - контакт; 6 - стопорная пружина; 7 – стержень центрального электрода; 8 – изолятор; 9 – уплотняющий порошок; 10 – корпус свечи; 11 – медная шайба; 12 – медно-асбестовая шайба; 13 – тепловой конус (юбка); 14 – боковой электрод; 15 – центральный электрод; 16 – контактная гайка; 17 – контактная головка; 18 – токопроводящий стеклогерметик.
Что отличает одну свечу от другой? На первый взгляд, все они одинаковы. Внутри стального корпуса установлен керамический изолятор, в который встроен центральный электрод из специального термостойкого сплава. Боковой электрод (электрод " массы") приварен к торцу корпуса. И вся конструкция. А вот тонкости работы... Конечно понятно, что дело не во внешнем виде свечи. Продукция солидных фирм, таких, как " Бош" или " Чемпион", радует глаз изяществом. Спартанский облик наших свечей напоминает о сражении при Халхин-Голе и будит патриотические чувства, но... важнее все же содержание свечи (точнее, материалы, качество исполнения и, наконец, тепловые характеристики). Скажем, в двигатель дефорсированный (под бензин А-76), вы по ошибке ввернули свечи А20ДВ. Что ж, ничего страшного не случится, мотор не пострадает. Но результат такого " эксперимента" вас скорей всего огорчит. Пуск холодного двигателя, особенно зимой, усложнится. Эти свечи могут сразу отказать либо начнут давать сбои при прогреве мотора после пуска. Особенно характерны " фокусы" не для только что ввернутых, чистых свечей, а, скажем, на другой день после, вроде бы, успешной поездки. В чем дело? Если их вывернуть, можно заметить что тепловой конус изолятора (" юбка") наверняка окажется, покрыт чем-то похожим на ваксу. Значит, для данных условий свеча, говорят специалисты, " холодна". Под условиями надо понимать не только температуру воздуха, но и все особенности двигателя: его степень сжатия, фактическую компрессию, число оборотов и т. п. Если тепловой конус не нагревается до 350-400 ˚ С попадающее на него масло плохо сгорает и вместе с сажей здесь скапливается. Чем толще слой отложений, тем больше утечка высокого напряжения с центрального электрода на " массу" в обход искрового промежутка - в конце концов искрообразование вообще прекращается, свеча отказывает. Окажись эта же свеча в двигателе, для которого она и предназначена, ее детали - электроды, корпус, юбочка - нагрелись бы с ней. У нормально работающей свечи юбка изолятора нагревается до 500-600 ˚ С (иногда несколько выше), масло сгорает полностью, почти не оставляя нагара: как говорят, самоочищается. Тепловой конус сухой, цвет от светло-серого до коричневого. Если окажется, что и нормальные данного типа двигателя свечи замасливаются, это часто признак начинающихся неполадок, из-за которых в камеру сгорания проникает излишек масла: изношены цилиндр, поршень, кольца, маслоотражательные колпачки. Почему в одном и том же двигателе " холодная" и " горячая" свечи нагреваются по-разному? Причина - в особенностях теплообмена между свечой, головкой цилиндра, камерой сгорания и внешней средой. Чем больше тепла (при прочих равных условиях) получает юбка изолятора, тем горячей свеча. Чем больше этого тепла отводится во внешнюю среду - тем она холодней. Баланс этих двух процессов и дает тепловую характеристику свечи. Например, по данным фирмы " Чемпион" (США), из 100% тепла, получаемого одной из свечей фирмы, 67% идет на торец корпуса в камере сгорания, 21% - на тепловой конус, остальное - на электроды. Отдает же свеча тепло так: 91% - от ее корпуса к головке цилиндров, остальные 9% - непосредственно воздуху. Как видите, достаточно лишь плохо, неплотно завернуть свечу в гнездо, чтобы она стала нагреваться больше нормы. Представим, что свечу А17ДВ ввернули в двухтактный двигатель воздушного охлаждения (например, мотоциклетный). Количество тепла, поступающего в тепловой конус, резко увеличится (число рабочих ходов при тех же оборотах вдвое выше), охлаждение же свечи ухудшится. И для этих новых условий данная свеча окажется недопустимо " горячей". Свечи А17ДВР. Зазор между электродами свечи должен быть 0, 5-0, 6 мм. Буква А в обозначении отечественных свечей указывает, что резьба ввертной части М14х1, 25. Цифры (17) характеризуют калильное число свечи. Вторая буква (Д) означает, что длина резьбовой части корпуса свечи зажигания равна 19 мм. Третья буква (В) означает, что тепловой конус (юбка) изолятора выступает за торец корпуса. Свечи имеют встроенный помехоподавительный резистор величиной 4-10 кОм, о чем говорит буква «Р» в обозначении свечи. Роль резистора выполняет стеклогерметик специального состава, залитый между центральным электродом 7 (рис. 5) и стержнем 3. Конструкция свечей неразборная. В стальном корпусе 4 (см. рис. 5) завальцован керамический изолятор 2. В отверстии изолятора находится составной центральный электрод, состоящий из собственно электрода 7, изготовленного из жаростойкого хромоникелевого сплава, и стального стержня 3. Этот стержень залит в изоляторе токопроводным стеклогерметиком, не допускающим прорыва газов через отверстие изолятора. Зазор между корпусом свечи и изолятором герметизирован завальцовкой корпуса вокруг буртика изолятора, а также стальной шайбой 6, которая одновременно служит и для отвода тепла от изолятора к корпусу, поддерживая температуру юбки изолятора на определенном уровне.
Рис. 5. Свеча зажигания: 1 - контактная втулка; 2 - изолятор; 3 - контактный стержень; 4 - корпус свечи; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - теплоотводящая шайба; 7 - центральный электрод; 8 - боковой электрод
Нагрев деталей свечи в основном определяется размерами и формой теплового конуса, окружающей его части корпуса, центрального и бокового электродов. Немалую роль играют и свойства материалов, из которых выполнены эти детали и элементы уплотнения. Чем более форсирован двигатель по степени сжатия, литровой мощности, числу оборотов, тем сложней подобрать для него свечи, так как при этом расширяется диапазон рабочих температур, в котором они обязаны безотказно работать. Например, при холодном зимнем пуске малофорсированного двигателя его штатная, " горячая" свеча может продемонстрировать прекрасные пусковые свойства (на то она и " горячая", чтобы не бояться забрызгивания маслом при пуске!), в то же время будет хорошо работать и после прогрева двигателя, на режиме максимальной мощности. Необходимая для высокофорсированного двигателя " холодная" свеча может стать виновницей затрудненного пуска - ее забрасывает маслом. Вот почему одна из самых актуальных задач, стоящих перед фирмами - производителями свечей зажигания, - расширение температурного диапазона их применения. Например, свечи " Супертермоэластик" фирмы " Бош" имеют центральный электрод из меди с термостойким наконечником и длинный, выступающий тепловой конус. Эта конструкция позволила удовлетворить противоречивые требования - обеспечить должное охлаждение центрального электрода и в то же время получить хорошие пусковые свойства свечи. Тепловой конус самоочищается даже при длительной работе на холостом ходу или с небольшими нагрузками. Возникает вопрос: нельзя ли установить заведомо " горячие" свечи, чтобы избежать замасливания? В двигатель " девятки" можно, например, ввернуть свечи от самосвала (они " горячие"), если ездить на ней, как на инвалидной коляске: не допускать, чтобы двигатель выходил на режимы номинальной, а тем более максимальной мощности! Если же прибавить обороты, центральный электрод и конус изолятора быстро (в считанные секунды) нагреются до 800 °С, превысят 900 °С... - и вот уже мотор работает не от искрового, а от калильного зажигания - когда рабочая смесь в цилиндре воспламеняется от соприкосновения с горячими деталями свечи, значительно раньше пробоя искрового промежутка. Сама искра уже перестает играть существенную роль, мотор работает, даже если выключить штатную систему зажигания, но радоваться этому не стоит. Режим крайне опасный, десятка секунд порой достаточно, чтобы привести к серьезным повреждениям клапанов, поршней, колец. Если тепловой конус белый от перегрева (а то и оплавленный), расплавившиеся электроды с мелкими шариками остывшего металла - значит, бедняжке пришлось туго: ее детали нагревались уже не до 800 °С, а в два-три раза больше. Тепловая характеристика указывается в маркировке свечи. К сожалению, до сих пор не выработано единой для разных стран и фирм системы обозначений. Следует помнить, что на двигателе устанавливают только марки свечей зажигания (обязательно с прокладками), рекомендованные заводами-изготовителями. При работе любой системы зажигания нижняя часть изолятора свечи с течением времени покрывается нагаром. Чем толще слой нагара, тем меньше его электрическое сопротивление. А так как слой нагара в свече будет включен параллельно искровому промежутку с очень большим сопротивлением, то часть тока высокого напряжения будет течь мимо воздушного промежутка через катар, поэтому энергия искрового разряда уменьшается, что и служит причиной появления перебоев в зажигании сжатой в камере сгорании горючей смеси. Образовавшийся нагар со свечи зажигания очищают на пескоструйном аппарате. При отсутствии аппарата нагар снимают медной пластинкой или деревянной лопаточкой. Выполнять эту операцию острым стальным инструментом нельзя, так как на поверхности изолятора остаются царапины, приводящие свечу зажигания в негодность. Для обнаружения неработоспособных свечей зажигания вследствие шунтирующих нагароотложений или иных загрязнений на тепловом конусе изолятора при эксплуатации на автомобилях, мотоциклах, мопедах, а также на лодочных моторах и т. д. без аккумуляторных двигателях предназначен искровой пробник «Тест-М». Использование пробника производится при проверке свечей зажигания преимущественно без демонтажа их из двигателя. Принцип действия пробника основан на пьезоэлектрическом эффекте. Встроенный в пробник пьезоэлектрический генератор высокого напряжения обеспечивает подачу испытательного напряжения на контрольную свечу при силовом воздействии рукой на клавишу пробника. Для соединения с контролируемой свечой пробник снабжен накидной втулкой, закрепленной на гибком соединителе, и подпружиненном щупом в носовой части. В тыльной части корпуса пробника установлена сигнальная лампа – индикатор состояния свечи. Электрическая цепь пробника, в нормальном положении (при хранении) закорочена подпруженным щупом, а элементы соединения со свечей обесточены. Электрическая цепь подготавливается к работе при утапливании подпруженного щупа в корпус. Для проверки свечи необходимо снять со свечи наконечник с высоковольтным проводом, а на его место установить втулку гибкого соединителя пробника и натянуть до упора. Пробник прижать щупом носовой части к массе двигателя, проконтролировав частичное утапливание щупа в корпусе до упора. Нажать и отпустить несколько раз клавишу пробника, контролируя наличие или отсутствие вспышек сигнальной лампы и характерного треска искровых разрядов. Вспышки отсутствуют, если свеча неработоспособна. На отечественных автомобильных двигателях применяют неразборные искровые свечи зажигания, обладающие лучшими тепловыми и электрическими свойствами, большей прочностью и долговечностью. Новые изоляционные материалы: хилумин, боркорунд и синоксаль – в настоящее время начинают заменять уралит. Для свечи зажигания введено понятие калильного числа – условная величина, пропорциональная среднему индикаторному давлению (среднее давление газов на поршень в течение полного цикла), при котором во время испытания свечи на моторной тарировочной установке в цилиндре начинает появляться калильное зажигание, т.е. зажигание (до искры) рабочей смеси от постороннего источника теплоты – перегретых частей свечи или поршня. Калильное зажигание вызывает перегрев двигателя и снижение его мощности. Предусмотрен определенный ряд калильных чисел: 8; 11; 14; 17; 20; 23; 26. Чем больше калильное число, тем холоднее свеча зажигания. Введена следующая маркировка свечей. Все свечи имеют метрическую резьбу; диаметр их ввертываемой части обозначают буквами А и М. Буква А соответствует резьбе M l4 х 1, 25, а буква М – резьбе M l8 х 1, 5. Если тепловой конус выступает за корпус свечи, то в марке ставят букву В. Длину резьбовой части также обозначают буквами: Н – соответствует длине 11 мм, а Д – длине 19 мм. Буква Т показывает, что по соединению изолятор – центральный электрод герметизация выполнена термоцементом. Если длина резьбовой части корпуса равна 12 мм, тепловой конус не выступает за корпус и герметизация выполнена другим материалом, то в маркировке свечи это не обозначено. Например, свеча А17ДВ имеет резьбу M l4 х 1, 25, калильное число 17, длину резьбовой части 19 мм, выступающий тепловой конус; свеча М8Т имеет резьбу M 18 х 1, 5, калильное число 8, длину резьбовой части 12 мм, не выступающий тепловой конус и герметизацию термоцементом. Конец провода высокого напряжения, присоединяемый к свече зажигания, укрепляется контактной гайкой 16. Он может быть снабжен защитным наконечником вертикального или горизонтального типа (рис.1, а), в котором установлен подавительный резистор 4 для устранения радиопомех, вызываемых работой системы зажигания. Ресурс свечей зажигания составляет около 20 тыс. км пробега автомобиля и ограничен этой цифрой не столько из-за износа электродов, сколько происходящим в течение более длительного времени эксплуатации постепенным снижением ее надежности в обеспечении воспламенения рабочей смеси, что приводит к перебоям в работе двигателя, ухудшению его пуска. Если замечаются перебой в зажигании, особенно в одном или нескольких цилиндрах, проверяют состояние свечей. Перед испытанием свечи зажигания с нагаром или загрязненные очищают на специальной установке струей песка и продувают сжатым воздухом. Если нагар светло-коричневого цвета то его не удаляют, так как он появляется на исправном двигателе и не нарушает работу системы зажигания. Если нагар сухой и черный – слишком богатая смесь, неисправные контакты прерывателя, пробой изоляции высоковольтных проводов, длительная работа двигателя с невысокой частотой вращения коленчатого вала, при которой не происходит достаточного прогрева свечей зажигания. Если нагар черный и маслянистый – попадание масла из картера двигателя через изношенные поршневые кольца. При обкатке нового или ремонтированного двигателя до приработки колец также может наблюдаться замасливание свечей. Если цвет теплового конуса изолятора белый или светло-серый и значительное обгорание электродов, то это свидетельствует о перегреве свечей вследствие неправильной установки зажигания, низком октановом числе топлива, бедной смеси воздуха с бензином, заедании клапанов, продолжительной работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала. После очистки осматривают свечи и регулируют зазор между электродами. Если на изоляторе свечи имеются сколы, трещины или повреждения, приварка бокового электрода, то свечу заменяют. Зазор между электродами свечи проверяют круглым проволочным щупом. Проверять зазор плоским щупом нельзя, так как при этом не учитывается выемка на боковом электроде, которая образуется при работе свечи. Зазор регулируют подгибанием только бокового электрода свечи. Центральный электрод не подгибают, так как этим можно вызвать поломку керамического изолятора. Периодически, через 10 тыс. км пробега автомобиля следует проверять состояние свечей и, при необходимости, регулировать зазор между электродами. Перед установкой свечи зажигания на двигатель необходимо осмотреть и убедиться в отсутствии каких-либо повреждений изолятора и корпуса (сколов, трещин, помятых ниток резьбы). Камера свечи и электроды должны быть чистыми. Следует убедиться в наличии на ввертной части свечи уплотнительного кольца. Сегодня многих автомобилистов волнует вопрос – какие свечи зажигания предпочесть – отечественные или импортные? Для ответа на этот вопрос специалистами была произведена сравнительная экспертиза свечей. На экспертизу были представлены свечи зажигания с одним боковым электродом. Наиболее важным испытанием была - проверка бесперебойности искрообразования с нормальным искровым промежутком в течение 30 с в стандартных условиях: давление в барокамере 8, 5 кгс/см2, амплитудное значение напряжения разряда 22 кВ. Результаты испытаний показали, что все свечи безупречно выдержали тест. Как ни странно, такой результат был вполне предсказуем. Специалисты хорошо знают, что технология изготовления свечей зажигания, а зачастую и применяемое оборудование у большинства производителей разнятся несущественно. Почему же тогда при очень близких технологических процессах и потребительских свойствах дорогие импортные свечи " ходят" дольше, чем дешевые отечественные? Одна из причин этого - нестабильность качества отечественной продукции. Другая - может быть в том, что человек, покупающий более дорогие импортные товары, обычно владеет довольно новым или, во всяком случае, находящимся в хорошем состоянии автомобилем, регулярно заливает в него дорогое масло, имеет нормальный аккумулятор и т. д. Вполне очевидно, что и проблем с машиной у него немного. Нормальное функционирование свечей зажигания зависит зачастую от общего технического состояния автомобиля. Вот и получается, что положенные 30 тыс. км дорогие импортные свечи обычно отрабатывают, а дешевые отечественные - не всегда.
Литература: 1. Басс Б.А. Свечи зажигания. Краткий справочник. – М.: ООО Книжное издательство «За рулем», 2006. – 120 с. 2. Данов Б.А., Рогачев В.Д. Электрооборудование автомобилей КамАЗ. – М.: Транспорт, 2000. – 126 с. 3. Дэниэлс, Дж. Современные автомобильные технологии. – М.: АСТ: Астрель, - 2007. – 213 с. 4. Литвиенко В.В.Электрооборудование автомобилей ВАЗ. – М.: издательство «За рулем», 2000. – 240 с. 5. Литвиенко В.В.Электрооборудование автомобилей ВАЗ. – М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2003. – 240 с. 6. Набоких В.А. Эксплуатация и ремонт электрооборудования автомобилей и тракторов: учебник для студ. высш. учеб. заведений – М.: Изд. центр «Академия», 2006. – 240 с. 7. Соснин Д.А. Автотроника. Электрооборудование и системы бортовой автоматики современных легковых автомобилей: Учебное пособие. М.: СОЛОН-Р, 2005, 272с. 8. Туревский И.С., Соков В.Б., Калинин Ю.Н. Электрооборудование автомобилей: учебное пособие. - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА – М, 2008. – 368с. 9. Ходасевич А.Г., Ходасевич Т.И. Справочник по устройству и ремонту электронных приборов автомобилей. Часть 5. Электронные системы зажигания. – М. ДМК Пресс, 2006. – 208 с. 10. Чумаченко Ю.Т. Автомобильный электрик: Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 352 с. 11. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: Учеб. для студентов вузов. – М.: Транспорт, 2003. – 320 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА для выполнения индивидуальных заданий Основная
|
