Техническа информация - Запалителни свещи - Обзорен преглед
Запалителните свещи са едни от най-погрешно разбираните компоненти на двигателя. През годините се появиха множество въпроси, които оставят много хора объркани.
Настоящото е предназначено в помощ на технически лица, хоби-майстори или рали-механици как да разберат, използват и диагностицират запалителните свещи. Информацията в настоящото ръководство се отнася до всички видове двигатели с вътрешно горене.
Запалителните свещи са “прозореца” към двигателя и могат да се използват като ценно средство за диагностика. Също като термометъра на пациента, запалителната свещ показва симптомите и състоянието на двигателя. Опитният настройчик може да анализира тези симптоми за откриване на основната причина за много проблеми, както и да определи съотношението въздух/гориво.
ОСНОВНИ ФУНКЦИИ НА ЗАПАЛИТЕЛНИТЕ СВЕЩИ:
Запалителната свещ има две основни функции:
Запалване на сместа въздух/гориво
Предаване на топлина от горивната камера
Запалителните свещи пренасят електрическа енергия и превръщат горивото в работна енергия.
Запалителната система трябва да достави достатъчен волтаж, за да предизвика искра между полюсите на свещта. Това се нарича “Електрическа производителност”.
Температурата в запалващия край на свещта трябва да се поддържа ниска за предотвратяване на преждевременно запалване, но достатъчно висока, за да предотврати нагар. Това се нарича “Топлинна производителност” и се определя от избрания топлинен диапазон.
Важно е да се помни, че запалителните свещи не създават топлина, а само я отнемат.
Запалителната свещ работи като топлообменник, чрез изтегляне на нежеланата топлинна енергия от горивната камера и предаване на топлината към охладителната система на двигателя. Топлинният диапазон се определя като възможността на свещта да разпръсва топлината.Степента на топлопредаване се определя от:
Дължината на изолатора
Обема газ около изолатора
Материалите/конструкцията на централния електрод и порцелановия изолатор
Топлинният диапазон на запалителната свещ няма никакво взаимоотношение към фактическото напрежение, предавано по свещта - по-скоро топлинният диапазон е мярка на възможността на свещта да отстранява топлина от горивната камера. Измерването на топлинния диапазон се определя от няколко фактора: дължината на централния керамичен изолатор и способността да поглъща и предава топлината от горенето, състава на материалите на изолатора и материала на централния електрод.
Топлинно число и път на топлинния поток на запалителните свещи NGK Дължината на изолатора е разстоянието от запалителния му връх до точката, в която изолатора среща металната гилза. Тъй като върха на изолатора е най-горещата част на запалителната свещ, температурата му е основен фактор за преждевременно запалване и нагар. Независимо дали запалителните свещи са монтирани на косачка, лодка или състезателен автомобил, температурата на върха трябва да остане между 500-850°C. Ако температурата на върха е по-ниска от 500°C, зоната на изолатора около централния електрод няма да бъде достатъчно топла за изгаряне на саждите и отлаганията в горивната камера. Натрупаните отлагания могат да доведат до нагар на свещта, при което тя няма да пали. Ако температурата на върха е по-висока от 850°C, свещта ще се прегрее, което може да доведе до напукване на керамиката около централния електрод и стапяне на електрода. Това може да причини преждевременно запалване/детонация и скъпа повреда на двигателя. При идентични типове запалителни свещи разликата в топлинния диапазон е възможността да се отнемат приблизително 70°C дo 100°C от горивната камера. Температурата на издаден тип запалителна свещ се повишава с 10°C дo 20°C.
Температура на върха и запалителния край
Формата на запалителния край също зависи от температурата на върха на свещите. Има три основни диагностични критерия за запалителните свещи: добри, нагорели и прегрети. Граничната линия между зоната на нагар и оптималната работна зона (500&def;C) се нарича температура на самопочистване. Температурата в тази точка е тази, при която натрупаните сажди и отлагания от горенето изгарят.
Помнете че дължината на изолатора е определящ фактор за топлинния диапазон на запалителната свещ: колкото по-дълъг е изолатора, толкова по-малко топлина се поглъща и толкова по-дълъг път трябва да измине топлината във водните ризи на главата на цилиндъра. Това означава че свещта има по-висока вътрешна температура и такава свещ се нарича “гореща” свещ. Горещата свещ поддържа по-висока вътрешна работна температура за изгаряне на отлаганията от масло и сажди и това няма никакво отношение към качеството или интензивността на искрата.
Обратно, “студената” запалителна свещ има по-къс изолатор и поглъща повече топлина от горивната камера. Топлината изминава по-късо разстояние и позволява на свещта да работи при по-ниска вътрешна температура. По-студен температурен диапазон е необходим когато двигателят се преустройва за тежки натоварвания или ако работи при високи обороти за значителни периоди от време. “Студените” запалителни вещи по-бързо отнемат топлината и намаляват възможността от преждевременно запалване/детонация. Ако не се използва по-студен топлинен диапазон при модифицирани приложения може да доведе до отказ на свещите и значителна повреда на двигателя.
Следва списък на външните въздействия върху работната температура на запалителната свещ.
Следните симптоми или условия могат да окажат влияние върху фактическата температура на запалителната свещ. Самата свещ не може да създаде тези условия, но трябва да може да се справя с нивата на топлина... иначе ще пострада производителността и самият двигател може да се повреди.
Смес въздух/гориво: сериозно влияе върху работата на двигателя и работната температура на запалителните свещи.
Богатата смес въздух/гориво понижава температурата на върха, причинява нагар и слаба производителност на двигателя
Бедната смес въздух/гориво повишава температурата на върха на свещта и на цилиндъра и води до преждевременно запалване, детонации и възможни сериозни повреди на свещите и на двигателя.
За постигане на оптималната смес въздух/гориво по време на центровката трябва многократно да се отчитат запалителните свещи.
По-високо съотношение Компресия/Принудителна индукция повишава температурата на върха на свещите и вътре в цилиндъра.
Компресията може да се повиши чрез една от следните модификации:
a) намаляване обема на горивната камера (т.е. куполовидни бутала, по-малки глави на камерата, фрезовани глави и др.)
б) добавяне на принудителна индукция (азотно, турбонагнетяване, свръхнагнетяване)
в) смяна на разпределителния вал
С повишаване на компресията се налага използване на свещ от по-студен диапазон, по-високо октаново число на горивото и особено внимание при настройката времето на запалване и съотношението въздух/гориво. Ако не бъде избрана по-студена свещ може да доведе до повреда на свещите/двигателя.
Настройка на изпреварващо запалване
Изпреварване на запалването с 10° повишава температурата на върха на свещта приблизително със 70°-100° C
Скорост и натоварване на двигателя
Повишенията на температурата в запалителния край са пропорционални на скоростта и натоварването нха двигателя. При пътуване с продължителна висока скорост или носене/тласкане на тежки товари трябва да се монтират свещи от по-студен диапазон.
Температура на околната среда
С понижаване на температурата на въздуха обема/плътността на въздуха се повишава и води до по-бедна смес въздух/гориво
Това създава по-висока температура/налягане в цилиндъра и води до повишаване на температурата на върха на запалителната свещ. Затова трябва да се увеличи притока на гориво.
С повишаване на температурата на въздуха, плътността на въздуха се понижава, както и обема му и притока на гориво трябва да се намали.
Влажност
С повишаване на влажността обема на входящия въздух се намалява
В резултат се намалява налягането и температурата на изгаряне, което води до намаляване на температурата на запалителната свещ и намаляване на мощността.
Сместа въздух/гориво трябва да бъде по-бедна, в зависимост от температурата на околната среда
Атмосферно налягане/Надморска височина
Също влияят върху температурата на върха на свещта
Колкото по-голяма е надморската височина, толкова по-малко става налягането в цилиндрите. С намаляването на температурата в цилиндъра се намалява и температурата на върха на свещта
Много механици се опитват да правят “настройка” чрез смяна на топлинния диапазон на свещите
Истинският отговор е да се настрои сместа въздух/гориво чрез смяна на дюзите в опит да се вкара повече въздух в двигателя.
Видове анормално изгаряне
Преждевременно запалване
Определя се като запалване на сместа въздух/гориво преди зададената маркировка на запалването
Причинява се от горещи точки в горивната камера... може да се причини (или завиши) от прекалено голямо изпреварване, много гореща свещ, гориво с ниско октаново число, бедна смес въздух/гориво, много висока компресия или недостатъчно охлаждане на двигателя
Редна е смяна към гориво с по-високо октаново число, по-студена свещ, по-богата горивна смес или по-ниска компресия
Може да се наложи също забавяне на запалването и проверка на охладителната система на автомобила
Преждевременното запалване обикновено води до детонация; преждевременно запалване и детонация са две отделни неща
Детонация
Най-големия враг на запалителните свещи! (освен нагара)
Може да пробие изолатора или да откъсне електродите
Преждевременното запалване най-често води до детонация
Температурата във върха на свещите по време на процеса на запалване може да надхвърли 3000°F (при състезателен двигател)
Причинява се най-често от горещи точки в горивната камера. Горещите точки позволяват преждевременно запалване на сместа въздух/гориво. При повдигането на буталото от механичното действие на мотовилката експлозията от преждевременното запалване се опитва да го избута надолу. Ако буталото не може да се повдигне нагоре (под влиянието на преждевременната експлозия), и не може да слезе надолу (поради движението на мотовилката нагоре), буталото започва да се лашка странично. Причинената ударна вълна създава осезаем неравномерен звук - това е детонацията.
Повечето от повредите по двигателя при детонация се дължат на прекомерна топлина.
Запалителната свещ се поврежда както от повишената температура, така и от съпътстващата ударна вълна, или сътресение.
Прекъсване в запалването
Казва се, че запалителната свещ прекъсва когато не е подаден достатъчен волтаж за запалване на цялото количество гориво, намиращо се в горивната камера в подходящия момент на работния ход (няколко градуса преди горна мъртва точка)
Запалителната свещ може да подаде слаба искра (или изобщо никаква) поради редица причини...дефектна намотка, твърде висока компресия с неправилно разстояние между полюсите, сух или мокър нагар, недостатъчно време на запалване и др.
Слаби прекъсвания в запалването могат да причинят загуба на мощност поради очевидни причини (ако горивото не се запали, не може да се създаде енергия)
Значителни и прекъсвания в запалването могат да причинят преразход на гориво, слаба производителност и да доведат до повреда на двигателя
Нагар:
Появява се когато температурата на върха на свещта не е достатъчна да изгори саждите, горивото, маслото или други отлагания
Искрата се предава по металната втулка, между полюсите няма искра и води до прекъсване в запалването
Свещи с мокър нагар трябва да се сменят... те няма да запалят
Свещите със сух нагар понякога могат да се почистят чрез постигане на работната температура на двигателя
Преди да смените нагорелите свещи, отстранете основната причина за нагара
Техническа информация - Запалителни свещи - Обзорен преглед Запалителните свещи са едни от най-погр.....