Нормальная работа искровых свечей зажигания оказывает существенное влияние на надежность, мощность и топливную экономичность двигателей внутреннего сгорания. Свечи во время работы подвергаются значительным тепловым, динамическим, механическим, электрическим нагрузкам и воздействию агрессивных химических агентов. Это и предопределяет необходимость систематической проверки технического состояния свечей во время эксплуатации.
У свечи, соответствующей по тепловой характеристике двигателю, во время работы температура теплового конуса достигает 400 - 900 °С, при которой на нем не будет наблюдаться образования нагара. При этом будет происходить в основном только электрическая эрозия электродов в процессе новообразования, что потребует периодической регулировки зазора между электродами.
Неполное сгорание топливной смеси, неправильный тепловой режим или неверная установка момента зажигания, попадание в камеру сгорания избыточного количества смазочного масла и другие неисправности двигателя приводят к отложению электропроводящего нагара на поверхности теплового конуса изолятора и электродах свечи. При этом будет происходить утечка тока по нагару и может нарушаться искрообразование, а двигатель будет работать с перебоями. Такие свечи необходимо очищать от нагара и устранять причины его образования путем восстановления нормального технического состояния двигателя или его систем.
Нарушение герметичности соединений свечи или разрушение изолятора могут произойти из-за превышения крутящего момента при вворачивают свечи в головку блока или других механических воздействий и ударов.
Пробой или поверхностное перекрытие изолятора свечи могут произойти из-за загрязненности его поверхности или образования поверхностных трещин.
Большую часть дефектов свечей в условиях эксплуатации можно обнаружить и устранить с помощью комплекта изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203.
1. Цель работы: Оценка технического состояния и техническое обслуживание искровых свечей зажигания.
- изучить устройство комплекта изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203 (комплект Э203);
- изучить порядок диагностирования искровых свечей зажигания с помощью комплекта Э203;
- изучить порядок технического обслуживания искровых свечей зажигания с помощью комплекта Э203;
- провести техническое обслуживание искровых свечей зажигания (очистку нагара на корпусе, тепловом конусе изолятора и электродах свечей);
- провести контроль и регулирование зазоров между электродами свечей;
- провести испытание свечей на бесперебойность искрообразования и герметичность.
комплект изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203, свечи зажигания.
4. Содержание и порядок выполнения работы:
Комплект модели 3203 предназначен для технического обслуживания перед диагностированием и диагностирования во время эксплуатации искровых свечей зажигания двигателей внутреннего сгорания с резьбой на корпусе М14 х 1,25 и М18 х 1,5 и длиной резьбовой части от 12 до 19 мм.
Комплект обеспечивает:
- очистку песком нагара на корпусе, тепловом конусе изолятора и электродах свечи;
- сдув частиц песка после проведения очистки;
- контроль и регулирование зазоров между электродами свечей в диапазоне от 0,6 до 1 мм с интервалом через 0,1 мм;
- испытание свечей на бесперебойность искрообразования;
- испытание свечей на герметичность.
С помощью комплекта могут быть выявлены следующие дефекты свечей:
- перебои в искрообразовании между электродами;
- трещины, внутренние пробои или поверхностные перекрытия изолятора;
- потеря герметичности.
4.2. Техническая характеристика
Тип конструкции - стационарный двухблочный.
Электропитание прибора для проверки свечей - от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.
Потребляемая от сети мощность - не более 15 Вт.
Давление сжатого воздуха, создаваемое воздушным насосом в испытательной камере, за 10 рабочих ходов поршня - не менее 1 МПа (10 кгс/см^2 ).
Диапазон измерений встроенного манометра - от 0 до 1,6 МПа (от 0 до 16 кгс/см 2 ).
Искровой промежуток (зазор между электродами) контрольного разрядника - 12 мм.
Время непрерывной работы при испытаниях свечей на бесперебойность искрообразования - не более 30 с.
Питание сжатым воздухом приспособления для очистки свечей — от сети сжатого воздуха давлением от 0,4 до 0,6 МПа (от 4 до 6 кгс/см 2 ) с допускаемым содержанием в воздухе примесей - по классу загрязненности 3 ГОСТ 17433-80.
Расход сжатого воздуха при очистке свечей - не более 6 м 3 /ч.
Применяемый для очистки песок - природный кварцевый формовочный основной фракции категории Б сосредоточенной зерновой структурой (марки 1 КО 16Б по ГОСТ 2138-84).
Среднее время очистки свечей от нагара - 10 с.
Средний срок службы комплекта - не менее 6 лет.
Габаритные размеры - не более, мм (длина ширина высота)
прибора для проверки 350 260 105
приспособления для очистки 215 176 288
Масса прибора для проверки - не более 7 кг.
Масса приспособления для очистки - не более 4 кг.
4.3. Устройство и принцип работы
Конструктивно комплект выполнен в виде двух отдельных блоков: прибора для проверки свечей и приспособления для очистки. Для контроля и регулирования зазоров между электродами свечей в комплекте имеются комбинированный щуп и ключ для регулировки искрового промежутка.
Принцип действия прибора для проверки свечей Э203 основан на визуальном наблюдении искрообразования между электродами свечей через смотровые стекла воздушной камеры при заданном давлении воздуха, окружающего электроды. Испытательное напряжение подается на свечу от источника высокого напряжения, имитирующего систему зажигания автомобиля, с накоплением энергии в зарядной ёмкости и передачей её с помощью тиристорного коммутатора в катушку зажигания. Принципиальная электрическая схема прибора приведена на рисунке.
Рис. Схема электрическая принципиальная прибора Э203
Давление сжатого воздуха в камере создается с помощью ручного пневматического поршневого насоса. Контроль создаваемого давления осуществляется с помощью манометра, а сброс (регулирование) давления - с помощью выпускного вентиля.
Отличительной особенностью конструкции данного прибора является то, что наблюдение за искрообразованием возможно через отражающее зеркало и смотровое стекло как с торца, так и сбоку свечей.
Герметичность свечей проверяется по падению давления в воздушной камере за заданное время.
Для контроля исправности электрической схемы в приборе имеется трехэлектродный игольчатый разрядник , к которому может подключатся провод от источника высокого напряжения. При этом визуально проверяется бесперебойность искрообразования на разряднике.
Защита питающей сети от радиопомех осуществляется с помощью экранной обмотки трансформатора и проходных конденсаторов, а защита от излучения помех в эфир - наличием в схеме помехоподавительного резистора, находящегося в наконечнике высоковольтного провода, и ограничением длительности работы прибора до 30 с.
Очистка от нагара и сдув частиц песка в приспособлении для очистки проводятся последовательно при одной установке свечи в отверстие манжеты пескоструйной головки. Песок при нажатии на кнопку "Очистка" засасывается эжектором из мешка-фильтра и через сопло под давлением подается на свечу. Сдув частиц песка со свечи после проведения очистки производится струей сжатого воздуха, подаваемого через другое сопло головки, при нажатии на кнопку "Обдув".
4.4. Подготовка комплекта к работе
Прибор для проверки свечей рекомендуется устанавливать в наиболее затемнённой части помещения, так чтобы на воздушную камеру не падал свет, так как это затруднит визуальное наблюдение за искрообразованием при проверке свечей.
Просушить песок в мешке при температуре 70-80 °С в течение не менее 24 ч.
Извлечь из гнёзд приспособления для очистки заглушки, закрывающие крепёжные винты, и вывинтить эти винты. Отделить головку от корпуса.
Установить корпус на стол или верстак рабочего места и закрепить его с помощью двух винтов.
Снять с головки мешок-фильтр, поворачивая шплинт вокруг оси до ослабления стяжной ленты. Удалить транспортную заглушку, закрывающую отверстие для установки свечи.
Надеть конец гибкого шланга воздушной магистрали на штуцер приспособления, обозначенный символом "ввод". Закрепить шланг на штуцере с помощью стяжной ленты, скобы и шплинта из комплекта монтажных частей. Открыть вентиль воздушной магистрали и убедиться в отсутствии утечки воздуха через соединение. При необходимости затянуть соединение более плотно, вращая шплинт. Последовательно нажать на кнопки "Очистка" и "Обдув" и убедиться в интенсивном выходе струи воздуха через сопла.
Засыпать в мешок-фильтр просушенный песок примерно на одну четверть его объёма и установить на головку, закрепив стяжной лентой.
Установить на корпус головки защитный экран и, надев защитные очки, убедиться в работе приспособления, нажав на кнопку "Очистка" на 2-3 с. При этом должен наблюдаться интенсивный выброс песка наружу.
Закрепить прибор на столе или верстаке с помощью двух винтов в резьбовые втулки, находящиеся в нижней части корпуса.
Включить прибор в сеть, открыть крышку, закрывающую разрядник, и присоединить наконечник высоковольтного провода к выводу контрольного разрядника. Нажать кнопку "Проверка" и наблюдать за искрообразованием между электродами. Искрообразование должно быть бесперебойным в течение 30 с. Отпустить кнопку "Проверка".
Плотно закрыть вентиль выпуска воздуха, вращая головку винта по часовой стрелке. Качать рукоятку насоса, следя за нарастанием давления воздуха в системе по манометру.
Давление не менее 1 МПа (10 кгс/см^2) в системе должно создаваться не более чем за 10 рабочих ходов поршня.
Если будет наблюдаться спад давления, то необходимо найти и устранить неплотности в соединениях.
Пневматическая система может считаться нормальной, если не будет по манометру обнаруживаться падение давления от первоначального значения за время 30с.
Выпустить воздух из системы, вращая головку винта вентиля против часовой стрелки.
4.5.1. Визуальная оценка технического состояния свечей перед техническим обслуживанием и диагностированием
При снятии с двигателя свечей необходимо убедиться, что их тип и зазор соответствует инструкции по эксплуатации автомобиля (двигателя).
При осмотре снятых с двигателя свечей следует обратить внимание на состояние и цвет теплового конуса изолятора.
Если при осмотре на конусе изолятора будет наблюдаться незначительный слой нагара кремовато-коричневого цвета, то можно сделать вывод о том, что тепловая характеристика (тип) свечи соответствует типу двигателя, а его системы работают нормально. Такой нагар не нарушает работу свечей, и они не нуждаются в очистке. При работе двигателя на этилированном бензине на тепловом конусе, при нормальном состоянии свечей, будет наблюдаться порошкообразный налёт сероватого оттенка, который также не нарушает работу свечей.
Если при осмотре на тепловом конусе и электродах свечи буде обнаружен значительный слой нагара чёрного цвета, то она нуждается в очистке, а предположительными причинами образования нагара будут следующие:
- рыхлый черно-матовый нагар является следствием неполного сгорания топливной смеси из-за переобогащения её топливом или следствием длительной работы двигателя в режиме холостого хода;
- твёрдый нагар чёрного цвета является следствием несоответствия типа свечи двигателю по тепловой характеристике. В этом случае свеча остаётся холодной и температура теплового конуса ниже температуры самоочищения.
Причинами нагара чёрного цвета могут быть также неисправная работа системы зажигания или избыточное попадание смазочного масла в камеру сгорания из-за неудовлетворительного состояния двигателя.
В случае наличия значительного слоя нагара свеча должна быть подвергнута очистке.
Наличие на тепловом конусе нагара белого, светло-серого или светло-жёлтого цвета свидетельствует о том, что свеча при работе перегревается. Перегрев может вызываться не только несоответствием типа свечи двигателю, но и недостаточно плотной затяжкой свечи в гнезде, отсутствием или порчей уплотнительной прокладки или наличием грязи под ней, так как в этих случаях ухудшается отвод тепла от свечи. Это также может следствием установки слишком позднего момента зажигания или следствием неисправностей в системе охлаждения. Как правило, перегрев свечи сопровождается повышенной эрозией электродов.
Свечи, имеющие видимые механические повреждения, следует выбраковывать.
4.5.2. Порядок проведения технического обслуживания свечей
Если рабочая камера свечи имеет слой нагара, её очищают песком в приспособлении для очистки, а затем обдувают сжатым воздухом. Для этого необходимо:
- просушить свечи при температуре не превышающей 400 °С;
- рассортировать свечи на группы по диаметру резьбы на корпусе;
- подобрать соответствующую по диаметру манжету и установить её под крышку приспособления для очистки, закрепить её с помощью винтов;
- вставить свечу в отверстие манжеты и нажать кнопку "Очистка" на 10 с. При этом свечу следует покачивать, отклоняя от вертикального положения на угол около 5 ° в разные стороны;
- не вытаскивая свечу из манжеты, отпустить кнопку "Очистка" и нажать кнопку "Обдув" на время 10-15 с для сдува частиц песка;
- отпустить кнопку "Обдув" и вытащить свечу из манжеты.
Визуально проверить качество очистки от нагара и, если нагар удалён не полностью, очистку следует повторить.
Не рекомендуется увеличивать время очистки свыше 10 с, так как песок абразивно изнашивает электроды и поверхность теплового конуса.
Не рекомендуется также просушивать свечи на открытом пламени или в печи при температуре свыше 400 "С, так как это может привести к нарушению герметичности её соединений или к порче изолятора.
Если после очистки осмотром будут обнаружены остатки нагара между центральным и боковым электродами, их следует удалять вручную.
Если поверхность торца центрального электрода имеет округлую форму, а поверхность бокового электрода углубление вследствие эрозии, их надо удалить надфилем.
Установить с помощью ключа и универсального щупа, входящих в комплект, нормальный зазор между электродами, путём подгибки бокового электрода.
4.5.3. Порядок проведения диагностирования свечей
Подобрать переходник (при необходимости) и уплотнительные кольца из комплекта принадлежностей в соответствии с проверяемой партией свечей, ввернуть проверяемую свечу в воздушную камеру прибора. Плотно затянуть.
Плотно закрыть вентиль выпуска воздуха, вращая головку винта вентиля по часовой стрелке до упора.
Качать рукоятку насоса, следя за нарастанием давления по манометру. Если будет наблюдаться спад давления, то следует увеличить усилие затяжки свечи в камере.
Создать давление воздуха в камере 1,05 ± 0,05 МПа (10,5 ± 0,5 кгс/см 2 ) и наблюдать при этом за показаниями манометра.
Допускаемое падение давления на 0,05 МПа (0,5 кгс/см 2 ) от первоначального для свечей с герметизацией соединения изолятор - центральный электрод на основе термоцемента - 10 с, остальных типов - 1 мин. Быстрый спад давления свидетельствует о том, что свеча не обладает нужной герметичностью.
Включить прибор в сеть питания и надеть наконечник высоковольтного провода на вывод свечи.
Установить с помощью вентиля давление в камере, соответствующее рабочему давлению цилиндра двигателя. В табл. 1 приведены усреднённые данные испытательного давления.
Таблица 1
Усредненные данные испытательного давления
| Зазор между электродами | 0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
1.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Испытательное давление, МПа | 1.0 |
0.9 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
| кгс/см^2 | 10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
Нажать кнопку "Проверка" и наблюдать за искрообразованием между электродами свечи через верхнее смотровое стекло и боковое отражающее зеркало. У нормально работающей свечи визуально должно наблюдаться бесперебойное искрообразование между электродами. Через боковое зеркало должен наблюдаться светлый ореол вокруг центрального электрода.
При пробое изолятора через боковое зеркало будут видны искры пробоя.
Через верхнее смотровое стекло у неисправной свечи будут наблюдаться перебои в образовании искр. Пробой изолятора по поверхности также будет обнаруживаться визуально.
При бесперебойном искрообразовании при заданном давлении свечи исправны и пригодны для дальнейшей эксплуатации.
Если будут обнаружены перебои в искрообразовании, следует с помощью вентиля снизить давление в воздушной камере, руководствуясь табл. 2 и снова нажать кнопку "Проверка".
Таблица 2
Усредненные данные испытательного давления (сниженного)
| Зазор между электродами | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 |
0.9 | 1.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Испытательное давление, МПа | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.45 | 0.4 | 0.35 |
| кгс/см^2 | 7 |
6 |
5 |
4.5 |
4 |
3.5 |
Если при этом искрообразование будет бесперебойным, то свечу можно устанавливать на двигатель для дальнейшей эксплуатации, но при этом её ресурс будет ниже, чем у исправной.
Если и при уменьшенном давлении будут наблюдаться перебои в искрообразовании, то такие свечи следует выбраковывать.
Дня удобства пользования на панели прибора нанесена таблица, содержащая нормативные значения испытательного давления воздуха в зависимости от зазора между электродами.
назначение комплекта изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203;
краткая техническая характеристика комплекта изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203;
порядок технического обслуживания искровых свечей зажигания с помощью комплекта Э203;
порядок диагностирования искровых свечей зажигания с помощью комплекта Э203;
результаты диагностирования искровых свечей зажигания с помощью комплекта Э203.
Список использованных источников
1. Ютт В.Е. Электрооборудование автомобилей: Учебник для вузов.- М.: Транспорт, 2000.- 320 с.
2. Чижков Ю.П., Акимов С.В. Электрооборудование автомобилей: Учебник для вузов.- М.: За рулем, 1999.- 384 с.
3. Комплект изделий для очистки и проверки искровых свечей зажигания модели Э203. Паспорт.- Новгород: ГАРО, 2003.- 20 с.