Файл: Барабанов, В. Е. Электрооборудование тракторов и автомобилей.pdf

5.Механические повреж­ 5. Необходимо: дения магнето:

9+

Г Л А В А VI

АВТОТРАКТОРНЫЕ СВЕЧИ

По назначению автотракторные свечи подразделяют на искровые зажигательные и пусковые. Пусковые свечи делятся на искровые свечи подогрева и пусковые свечи накаливания.

ИСКРОВЫЕ ЗАЖИГАТЕЛЬНЫЕ СВЕЧИ

Для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах карбю­ раторных двигателей используют электрическую искру (разряд), возникающую между электродами искровой за­ жигательной свечи.

Искровые зажигательные свечи различаются одна от другой размерами, формой, материалом изоляторов, спо­ собом крепления изолятора в корпусе свечи, формой сер­ дечника, конструкцией и материалом электродов.

До недавнего времени выпускались главным образом разборные искровые зажигательные свечи (рис. 139, а). Изоляторы этих свечей делали из глинозема или талька (стеатита), механическая и электрическая прочность ко­ торых была небольшой. Центральные и боковые электроды изготовляли из никельмарганцевого сплава. Вследствие плохой герметичности разборных свечей, сокращающей срок их службы, такие свечи стали заменять неразбор­ ными.

В настоящее время для автомобильных и тракторных двигателей применяют только неразборные свечи (рис. 139,6).

Чтобы система зажигания действовала надежно, за­ жигательные свечи должны образовывать бесперебойную искру при всех режимах работы двигателя; изоляция све­ чей должна обладать достаточной электрической прочностью при температуре 600° С. Зазор между электродами свечи должен быть определенной величины, мало изменяющейся

260

цилиндрах двигателя и от системы применяемого зажигания. Чем выше степень сжа­

тия, тем меньше должен быть зазор, так как при увели­ ченном зазоре затрудняется пуск двигателя. При системе зажигания от магнето без пускового ускорителя зазор устанавливают наименьшим. Однако зазор меньше 0,4 мм обычно не устанавливают. Зажигательная свеча должна быть газонепроницаемой. В цилиндрах двигателя в момент сгорания рабочей смеси создается высокое давление газов, если же между изолятором и корпусом или стержнем и изо­ лятором будут проходить газы, то свеча быстро перегреется и выйдет из строя, а двигатель при этом потеряет часть мощности. Если газы будут проходить по резьбе между кор­ пусом свечи и головкой цилиндра, то герметичность цилинд­ ра также нарушится и двигатель не будет развивать номи­ нальной мощности. Между корпусом свечи и головкой ци­ линдров двигателя устанавливают уплотнительное кольцо.

Искровые зажигательные свечи во время испытания должны давать бесперебойную искру при давлении воз­ духа вокруг электродов 8—9 кгс/см3; обладать герметич­ ностью при разности давления воздуха в 10 кгс/см2, а изо­ лятор — электрической прочностью при испытании напря­ жением 20—22 кВ.

Искровая зажигательная свеча состоит из стального корпуса 4 (рис. 140) с приваренным к нему боковым элек-

261

8

I

тактная гайка.

тродом 1. В нижней части корпуса нарезана резьба для ввертывания свечи в отверстие головки цилиндра двига­ теля. В корпусе свечи укреплен сердечник 6 (изолятор). Для крепления его применяют стойкий герметик, состоя­ щий из молотого талька и соляной кислоты. Внутри кера­ мического изолятора 2 (рис. 141) проходит стальной стер­ жень 1, на верхнем конце которого нарезана резьба для контактной гайки, а в нижней части к нему приварен цен­ тральный электрод 3. Для плотного соединения стержня с изолятором свечи используют цементную массу, приго­ товленную из термически стойкого цемента и жидкого стекла. Сердечник центрируется в корпусе свечи цилиндрической частью (пояском). Нижняя шайба 3 (см. рис. 140) не только отводит тепло от изолятора, но и дополнительно гермети­ зирует корпус свечи. Уплотнительное кольцо 2 служит для герметизации резьбовой части свечи при установке ее на двигатель. Раньше шестигранник корпуса изготовляли под ключ 26 и 22 мм. В настоящее время в целях экономии

262

материалов выпускают свечи, у которых шестигранник корпуса размером под ключ 24 мм вместо 26 мм.

Благодаря применению в зажигательных свечах изо­ ляторов повышенной электрической, тепловой и механи­ ческой прочности были уменьшены размеры корпуса. Кор­ пус свечи для предохранения от коррозии подвергают воронению или цинкованию.

В последнее время наибольшее распространение полу­ чили свечи с диаметром резьбы 14 мм; ранее же чаще при­ менялись свечи с диаметром резьбы 18 мм. Повышение ка­ чества изоляторов позволило делать свечу меньшего диа­ метра при тех же ее характеристиках.

Свеча меньшего диаметра благодаря уменьшению массы изолятора быстрее нагревается и охлаждается, а следова­ тельно, температура изолятора быстрее изменяется вслед за изменением температуры двигателя; поэтому после пуска двигателя, когда свеча еще не успела достаточно прогреться, нагар на электродах свечи откладывается незначительно. Искровые зажигательные свечи меньшего диаметра более устойчиво работают в широком диапазоне изменения темпе­ ратуры в цилиндрах двигателя. Применению свечей мень­ шего диаметра способствует меньшая стоимость свечи и широкое распространение двигателей с небольшими диа­ метрами цилиндров.

Изолятор свечи является основной и наиболее ответствен­ ной деталью, поэтому к нему предъявляют высокие требо­ вания. Изоляторы для свечей, выпускаемые по ГОСТ 8344—57, должны быть работоспособными в течение 1000 ч и обладать высокой механической прочностью. Так как на изолятор действуют высокая температура и электри­ ческий ток высокого напряжения, то он должен выдержи­ вать нагрев до 600° С, быстрое охлаждение до +20° С и напряжение 25 кВ переменного тока в течение 1 мин без разрушения. Поверхность изолятора должна быть ровной, гладкой и чистой, без трещин, вздутий, выбоин и других дефектов, снижающих его качество.

Для того чтобы изоляторы удовлетворяли этим требо­ ваниям, их изготовляют из специальных керамических масс и покрывают глазурью белого цвета. В настоящее время широко применяют высокоглиноземистую керамическую массу, называемую уралитом. Пробивное напряжение уралитовых изоляторов 25 кВ. Для форсированных двигателей изоляторы изготовляют из особо прочных керамических масс — синоксаля и боркорунда.

263

Центральный электрод зажигательных свечей обычно круглый, а боковые электроды сплюснутые, что уменьшает обгорание и позволяет получить более стойкий искровой промежуток между ними.

Материал, из которого делают электроды, должен хо­ рошо сопротивляться окислению при повышенной темпера­ туре п быть термически стойким.

Для изготовления центрального и бокового электродов применяли никельмарганцевую проволоку диаметром 2 мм. Применение высококачественной проволоки было вызвано тяжелыми условиями, в которых работают электроды све­ чей. При работе двигателя на электроды непрерывно воз­ действуют высокая температура, пары, отработанные газы и электрические разряды, вызывающие электроэрозионный износ. На скорость износа электродов влияют также имеющиеся в топливе свинец и сера. Наиболее тяжелые условия работы у центрального электрода, который при работе свечи нагревается сильнее, чем боковой. Опыт эксплу­ атации свечей при использовании топлива с повышенным содержанием серы и свинца показал, что свечи быстро вы­ ходят из строя из-за сгорания никельмарганцевых электро­ дов. При этом первым сгорает центральный электрод, вследствие чего разрушается конус изолятора свечи в месте выхода из него центрального электрода. Установлено, что большей стойкостью против вредного действия свинца и серы обладают высокохромистые сплавы Х25Т и Х18Н9Т. Однако наибольшую стойкость имеют центральные элек­ троды из стали Х25Т. Стойкость этих электродов в три раза выше стойкости электродов из никельмаргаицевой стали и на 15—20% выше, чем из стали Х18Н9Т.

В настоящее время все автомобильные и тракторные искровые зажигательные свечи выпускают с центральным электродом из сплавов Х25Т или Х18Н9Т.

Провод, идущий от магнето или распределителя к свече, крепится контактной гайкой. В зависимости от способа крепления проводов гайки бывают различных типов. В не­ которых случаях свечи выпускают без гаек; тогда для креп­ ления высоковольтных проводов применяют накидной кол­ пачок.

Для нормальной работы двигателя свеча не должна быть слишком горячей или слишком холодной. Температура изолятора и центрального электрода не должна превышать 850° С, так как при более высокой температуре поступаю­ щая в цилиндр двигателя рабочая смесь может воспламе-

264

питься не от искры, а от соприкосновения с сильно нагре­ тым изолятором или центральным электродом. Такое зажи­ гание называется калильным. Оно приводит к раннему моменту зажигания, в результате чего двигатель теряет мощность и работает со стуками. Перегрев свечи определяют по белому цвету на конце изолятора, по оплавлению гла­ зури изолятора и металла центрального электрода.

В то же время для бесперебойной работы свечи темпе­ ратура нижнего конуса изолятора (юбки) должна быть в пре­ делах 500—600° С, чтобы масло, которое попало на изоля­ тор, сгорало без образования нагара. При низкой темпе­ ратуре масло будет сгорать не полностью, свеча будет закоксовываться и требовать частой чистки, возникнет утечка тока высокого напряжения через слой нагара, вследствие чего появятся перебои в работе двигателя.

При полной нагрузке и наибольшем числе оборотов двигателя нельзя допускать перегрева свечи, чтобы не вы­ звать калильного зажигания. Следует отметить, что сильный перегрев свечи может приводить к воспламенению рабочей смеси в период всасывания, в результате чего возникают вспышки в карбюраторе и даже воспламенение топлива.

Следовательно, чтобы температура свечи была нормаль­ ной, необходимо, чтобы свеча отдавала такое количество тепла, какое получает от горящих газов в цилиндре дви­ гателя.

Ввиду того что число оборотов коленчатого вала и степень сжатия рабочей смеси у двигателей разных марок различны, свечи должны обладать различной теплоотдачей. Ее ве­ личину регулируют, изменяя длину нижнего конуса изо­ лятора и внутренний диаметр корпуса свечи (нижней части).

В свечах отечественного производства регулируют только длину нижнего конуса изолятора, которая характеризует тепловой показатель свечи.

Свечи с малой теплоотдачей условно называют горя­ чими, а с большой — холодными. Горячие свечи применяют для тихоходных двигателей с малой степенью сжатия, а холодные — для быстроходных двигателей с большой сте­ пенью сжатия. Если на двигатель с большой степенью сжатия поставить горячие свечи, они быстро перегреются, что приведет к калильному зажиганию. Если же на двига­ тель с малой степенью сжатия будут установлены холод­ ные свечи, они быстро покроются нагаром. Поэтому если свечи плохо работают из-за нагарообразования, то они

265