Двадцать самых распространенных причин повышенного расхода топлива.

% увеличения расхода описание причины
до 10% неправильно выставленный зазор в свечах зажигания и перебои в их работе
до 1% позднее зажигание. Отклонение на один градус способствует увеличению расхода на один процент
до 10% дальний свет фар
до 5% ближний свет фар
до 10% низкая температура охлаждающей жидкости
до 20% езда на не прогретом двигателе
до 10% на столько увеличивается расход при снижении компрессии на одну атмосферу — следствие повышенного износа поршневой группы двигателя автомобиля
до 10% износ кривошипно-шатунного механизма
до 10% износ сцепления
до 20% износ газораспределительного механизма или неправильно отрегулированные зазоры клапанов
до 15% плохой накат (перетянутые подшипники ступиц)
до 10% не отрегулированный развал-схождение
до 9% на каждые 0,5 кг/см2 пониженного давления в шинах
до 10% на каждые 100 кг груза
до 5% багажник на крыше (пустой)
до 40% багажник на крыше (полный)
до 60% прицеп
до 50% манера езды
до 10% несвоевременная замена воздушного фильтра
до 50% проблемы связанные с системой подачи топлива (карбюратор или бензонасос)
до 5% применение бензина, имеющего низкое октановое число
до 10% дефорсированный двигатель (имеющий низкую степень сжатия)
до 10% из-за встречного ветра
до 10% движение по дороге, которая имеет низкий коэффициент сцепления

Диагностика состояния двигателя по свечам зажигания

Диагностика ДВС по состоянию свечей зажигания.

 

 

Казалось бы, свечи зажигания — это простые на вид металлокерамические автозапчасти не способные рассказать нам по своей работе ничего интересного. Но это не так, на самом деле свечи зажигания являются важнейшими элементами в двигателе внутреннего сгорания. Даже по внешнему виду свечи можно сделать заключение как о работе двигателя в целом, так и об отдельных его узлах. А это бывает не лишним перед покупкой новых автозапчастей.

Поэтому еще раз хотелось бы подчеркнуть, если вас что-то не устраивает в работе двигателя, и вы решили сделать диагностику его работы по внешнему виду свечей зажигания, нужно проехать на изначально чистых свечах минимум километров 250-300, а лучше еще больше и только после этого делать какие-либо выводы.

Итак, рассмотрим несколько основных состояний свечей зажигания.

  • Нормальное состояние свечей зажигания (рис 1,2).

Поверхность изолятора светло-серого или серо-желтого до рыжеватого цвета. Двигатель впорядке,калильноечисло выбрано правильно, смесеобразование и зажигание в порядке, нет пропусков искрообразования, устройство холодного пуска работает. Отсутствует нагар от этилированного топлива или присадок к моторному маслу, отсутствует перегрев.

  • Покрытые нагаром свечи (рис 3, 4).

Изолятор, электроды и корпус свечи покрыты бархатистым матовым налетом. Причина неисправности: неправильное смесеобразование: смесь слишком богатая топливом, воздушный фильтр работает плохо, не в порядке процесс запуска или продолжительная работа стартера, движение преимущественно на коротких расстояниях, свеча слишком холодная, слишком низкое калильное число свечи зажигания. Проявление неисправности: пропуски искрообразования, плохие пусковые качества. Устранение неисправности: отрегулировать устройство смесеобразования и стартер, проверить воздушный фильтр.

  • Масляный нагар на свечах (рис 5, 6).

Изолятор, электроды и корпус свечи покрыты блестящим налетом или масляным нагаром. Причина неисправности: слишком много масла в цилиндре, сильно изношенные кольца, цилиндр, направляющие клапанов. У двухтактных двигателей – слишком много масла в топливе. Проявление неисправности: пропуски искрообразования, плохие пусковые качества. Устранение неисправности: отремонтировать двигатель, отрегулировать смесь топлива и масла, установить новые свечи, автозапчасти.

  • Нагар от этилированного топлива (рис 7, 8).

Основание изолятора местами покрыто толстым коричнево-желтым блестящим налетом, иногда переходящим в зеленоватый оттенок. Причина неисправности: Этилированные присадки к топливу, нагар образуется при высокой нагрузке на двигатель после длительного режима частичной нагрузки. Проявление неисправности: При высокой нагрузке налет является электропроводным, что приводит к пропускам искрообразования. Устранение неисправности: Замена свечей, очистка нагара бесполезна.

  • Симптомы сильно этилированного топлива (рис 9, 10).

Основание изолятора местами покрыто толстым коричнево-желтым блестящим нагаром, иногда переходящим в зеленоватый оттенок. Причина неисправности: Этилированные присадки к топливу. Нагар образуется при высокой нагрузке на двигатель после длительного режима частичной нагрузки. Проявление неисправности: При высокой нагрузке налет является электропроводным, что приводит к пропускам искрообразования. Устранение неисправности: Замена свечей, очистка нагара бесполезна.

  • Образование золы на головках свечей (рис11, 12).

Сильный зольный налет из масляных и топливных присадок на изоляторе, в полости рабочей смеси, и на боковом электроде. От рыхлой до шлакообразной консистенции. Причина неисправности: легирующие присадки, особенно у масла, могут образовать подобную золу в камере сгорания и затем осаждаться на поверхность свечи. Проявление неисправности: может возникнуть калильное зажигание с потерей мощности, что приведет к повреждению двигателя. Устранение неисправности: Привести двигатель в порядок. Заменить свечи, применять другое масло.

  • Оплавленный центральный электрод свечи (рис 13).

Центральный электрод оплавлен, ноздреватый, пористый размягченный изолятор. Причина неисправности: термическая перегрузка из-за калильного зажигания, из-за раннего зажигания, продукты сгорания в камере, дефекты клапанов, поврежден распределитель, низкое качество топлива, низкое калильное число. Проявление неисправности: Пропуски зажигания, потеря мощности. Устранение неисправности: проверить двигатель, при необходимости поменять автозапчасти. Установить свечи с правильным калильным числом.

  • Расплавленный центральный электрод свечи (рис 14).

Центральный электрод расплавлен, боковой электрод сильно корродирован. Причина неисправности: термическая перегрузка из-за калильного зажигания, из-за раннего зажигания, продукты сгорания в камере, дефекты клапанов, поврежден распределитель, низкое качество топлива. Проявление: Пропуски зажигания, потеря мощности, возможно повреждение двигателя. Возможна трещина изолятора из-за перегрева центрального электрода. Устранение неисправности: проверить двигатель, зажигание, смесеобразование. Установить новые свечи.

  • Оплавленные электроды свечи (рис 15).

Ноздреватый, пористый вид электродов. Возможен осадок посторонних включений. Причина неисправности: термическая перегрузка из-за калильного зажигания, из-за раннего зажигания, продукты сгорания в камере, дефекты клапанов, поврежден распределитель, низкое качество топлива. Проявление неисправности: потеря мощности. Устранение неисправности: проверить двигатель, зажигание, смесеобразование. Установить новые свечи.

  • Сильный износ центрального электрода свечи (рис 16).

Причина неисправности: не соблюден интервал замены свечей. Проявление неисправности пропуски зажигания особенно при ускорении, плохие параметры процесса запуска. Устранение неисправности: установить новые свечи.

  • Сильный износ бокового электрода свечи (рис 17).

Причина неисправности: Агрессивные присадки топлива и масла. Неправильное соотношение рабочей смеси в цилиндре, возможны отложения, детонации. Термическая перегрузка двигателя отсутствует. Проявление неисправности: пропуски зажигания особенно при ускорении (недостаточно напряжения из-за увеличенного расстояния между электродами), плохие параметры процесса запуска. Устранение неисправности: установить новые свечи.

  • Разрушение изолятора электрода свечи (рис 18).

Причина неисправности: Механическое повреждение из-за удара, падения или давления на центральный электрод при неправильном использовании. В крайнем случае, из-за отложений между центральным электродом и изолятором, из-за коррозии центрального электрода, особенно при продолжительном использовании. Проявление: пропуски зажигания, пробой искры вне электродов во время подачи свежей порции рабочей смеси. Устранение неисправности: установить новые свечи.

Немного теории о свечах зажигания

 

В этой статье речь пойдет о свечах зажигания
Свеча зажигания может рассказать о состоянии двигателя почти все, если, конечно, вы ее вывернули и осматриваете. Поводом для осмотра свечей, не считая очередного обслуживания, обычно являются отклонения в работе двигателя. Устройство обычной свечи зажигания показано на рис.

Поговорим о свечах зажигания

Все нормально, если:
резьба 1 сухая, а не мокрая;
ободок 2 — темный с тонким слоем нагара (копоти);
цвет электродов 3, 4 и изолятора 5 — от светло-коричневого до светло-желтого, светло-серого, белесого.
О неисправностях говорит: мокрая резьба (бензин, масло); ободок покрыт черным рыхлым нагаром с пятнами; электроды и изолятор темно-коричневые с пятнами, иногда на сгибе бокового электрода желтое пятно. У не работающей свечи ободок, электроды и конус изолятора покрыты нагаром и мокрые. Если свеча негерметична, появляется темный ободок снаружи изолятора у металлического корпуса.
Состояние свечей, когда они “мокрые” (в бензине) или “замасленные”, встречается редко, особенно если двигатель не новый.
Как правило, на свече — смесь бензина и масла. При попадании масла в камеру сгорания ухудшается и процесс сгорания бензина.
Воспламенение смеси бензина с воздухом происходит следующим образом. Высокое напряжение на электродах ионизирует пространство между ними и вызывает проскакивание искры. Искра нагревает некоторое небольшое по объему количество смеси до температуры воспламенения. Далее пламя распространяется по всему объему камеры сгорания. При нормальных условиях (состав смеси, давление, влажность, температура) для воспламенения смеси требуется весьма незначительная энергия и “пробивное” напряжение не более 10 кВ. В целях получения более надежного зажигания смеси при любых условиях применяют системы зажигания высокой энергии (энергия увеличена в 100 и более раз, “пробивное” напряжение — до 25 кВ).
Условия работы свечи очень напряженные. На работающем двигателе она контактирует с продуктами сгорания при температуре до 2700°С и давлении 5…6 МПа (50…60 кгс/см2). В камере сгорания температура газовой среды колеблется от 70 до 2000…2700°С. Окружающий изолятор воздух подкапотного пространства может иметь температуру от -60 до +80°С.
При всем этом температура нижней части изолятора у современных свечей должна быть в пределах 400—900°С (ранее 500—600°С). Диапазон 400—900°С — тепловые пределы работоспособности (температуры самоочистки и перегрева) свечей зажигания.
При температуре ниже 400°С даже при нормальном составе смеси, маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе возможно отложение нагара. Искры между электродами временами вообще не будет — в работе двигателя появятся перебои.
При температуре теплового конуса более 900°С происходит воспламенение рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раскаленным изолятором, электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает калильное зажигание. Двигатель продолжает “работать” и при выключенном зажигании. Из-за перегрева начинают выгорать (оплавляться) электроды, изолятор, появляется эрозия торца корпуса свечи.
Общий тепловой баланс свечи представлен на рис.

Поговорим о свечах зажигания

Основной поток тепла — до 67% воспринимает торец корпуса свечи (ободок). Уходит же тепло в основном в головку блока цилиндров через резьбу — 91%.
Резьба свечи должна быть сухой и чистой.

Иногда рекомендуют смазывать ее тонким слоем графитовой смазки. Попадание твердых частиц (песок) на резьбу приводит к смещению ее в резьбовом отверстии головки, в результате чего отвод тепла от свечи ухудшается.
Момент затяжки резьбы свечи, например, для автомобилей ВАЗ составляет 3,2—4,0 кгс-м. У автомобилей зарубежного производства момент затяжки обычно меньше и находится в пределах 1,5—3,0 кгс-м. У автомобиля ЗАЗ- 1102 ‘Таврия” свечи А17ДВ-10 (степень сжатия 9,5) рекомендуют затягивать моментом 1,5—2,0 кгс-м.
Герметичность свечи (по резьбе) зависит не только от момента затяжки, но и от состояния резьб (в головке, на свече) и уплотнительного кольца. Затягивать свечи с использованием воротка большей длины, чем штатный, не рекомендуется. При отворачивании чрезмерно затянутой свечи ее можно просто сломать. Если свеча пропускает газы через резьбу, уплотнительное кольцо, то гнездо в головке всегда будет грязное. Пропуск газов при достаточной освещенности можно увидеть (это идущие из-под уплотнительного кольца пузырьки). При осмотре необходимо соблюдать осторожность, ибо были случаи, когда свечи “вылетали» из цилиндров.
Для затяжки свечей используется только специальный — “свечной ключ”. Его размер ~ 20,6 мм (20,638 мм=13/16 дюйма).
Оценить неисправность, которая “показывает себя” на свече, можно по рис.

Поговорим о свечах зажигания

Черной копотью покрыты корпус, изолятор и электроды свечи (рис.а). Возможные причины: длительная работа на холостом ходу, переобога щение смеси, неправильная регулировка угла замкнутого состояния контактов (или зазора в прерывателе), неисправность конденсатора, нарушение зазоров между электродами свечи, неисправность свечи.
Замасленная свеча (рис. 6). Если двигатель с большим пробегом и все свечи примерно в одинаковом состоянии, вероятнее всего “виноват” износ цилиндров, поршней, колец. Бывает появление масла в период обкатки двигателя, но это явление временное.
Если масло обнаружено на одной свече, — скорее всего подгорел выпускной клапан. При этом двигатель работает на холостом ходу неравномерно. Ремонт лучше не откладывать, так как за клапаном может обгореть седло.
Выгоревшие или сильно корродированные электроды, поясок, изъязвленный тепловой конус изолятора (рис. в) говорят о перегреве свечи. Перегрев бывает при низкооктановом бензине, неверной установке момента зажигания, слишком бедной смеси.
Оплавленные электроды свечи, поврежденный тепловой конус изолятора (рис. г) — такое происходит при слишком раннем зажигании.
Поменяв свечи местами, можно узнать нечто большее. Если свеча продолжает “заростать” нагаром и в другом цилиндре — значит, она неисправна. А если нормальная свеча из соседнего цилиндра в данном цилиндре покрылась нагаром, как и предыдущая, значит неисправность в кривошипно-шатунном механизме цилиндра.
При покупке иностранных свечей необходимо иметь ввиду, что, например, свечи Bosch производства Германии или Индии могут существенно отличаться и не только в цене.
Свечи зажигания существенно различаются своей теплонапряженностью, т.е. способностью работать при разной степени нагрева. Например, свечи с большой теплоотдачей называются “холодными”, а с меньшей теплоотдачей — “горячими”.
Тепловой режим в камере сгорания двигателя зависит в первую очередь от степени сжатия. Для двигателей с малой степенью сжатия применяютсясвечи более “горячие», иначе они не будут самоочищаться. Двигатели с высокой степенью сжатия имеют более напряженный тепловой режим. Существует опасность в перегреве свечей, поэтому применяются свечи более “холодные”.
Теплоотдача свечи определяется целым рядом параметров: длиной резьбы и теплового конуса, зазором между тепловым конусом и корпусом, длиной верхней части изолятора и ребра (канавки) на нем, теплопроводностью материалов (изолятора, электродов, корпуса и т.д.).
Теплоотдача свечи характеризуется калильным числом (входит в обозначение свечи). Калильное число условно означает время в секундах, по истечении которого на свече, установленной на специальном двигателе (работающем в определенном режиме), возникает калильное зажигание, т.е. воспламенение рабочей смеси не от искры, а от раскаленных изолятора, электродов, корпуса.

Ранее у нас считалось, что даже для одного и того же двигателя в зависимости от времени года, режима работы, качества бензина и масла, степени износа должны применяться свечи зажигания с разной тепловой характеристикой (диапазон нормальной работы свечи составлял всего 100°С,т.е. 500—600°). Современные свечи сохраняют работоспособность, если даже при пожаре оплавится и сгорит головка блока цилиндров.

Расшифровка обозначения свечей следующая: А — резьба М14х1,25-6е; цифра после буквы — калильное число; буквы после цифры Д — длина резьбы 19 мм (“длинная резьба”); В — выступающий за торец тепловой конус ; через черточку сообщается порядковый номер разработки.

Известно, что применение свечей Bosch типа W7DC и тем более W7DTC вместо “вазовских” А17ДВ снимало многие проблемы в эксплуатации автомобилей.
Для контактной (классической) системы зажигания зазор между электродами свечи обычно рекомендуется 0,5—0,6 мм для ВАЗ и 0,8—0,9 для АЗЛК, а для систем с высокой энергией — 0,7—0,8 мм.
При уменьшенном зазоре получается слабая искра, не обеспечивающая воспламенение смеси. При увеличенном — между электродами свечинапряжение тока становится недостаточным для проскакивания искры.
Зимой, а также во влажную погоду для снижения пробивного напряжения лучше использовать минимальные зазоры (0,5 или 0,7 мм). Рекомендуется даже еще уменьшить зазоры на 0,1…0,2 мм. Объясняется это тем, что длительное прокручивание двигателя стартером при низкой температуре окружающего воздуха настолько может разрядить даже новый аккумулятор, что его напряжения не хватит для образования искры в нормальном зазоре между электродами свечей.
В дождливую погоду ток высокого напряжения может стечь в “cлабом месте” системы зажигания. Такие условия эксплуатации автомобиля, как частые пуски двигателя, длительная работа на холостом ходу всегда отрицательно влияют на свечу. Особенно она “зарастает” нагаром зимой при поездках в городе.
Состояние штатной исправной свечи говорит об условиях сгорания рабочей смеси. Оптимальные условия могут быть нарушены:
неправильной регулировкой зазора в контактах прерывателя, неточным моментом зажигания, неисправностью автоматов опережения;
выходом из строя конденсатора, катушки зажигания, проводов, крышки и ротора прерывателя-распределителя; нарушением зазоров между электродамисвечей; неисправностями системы питания, переобеднением или переобогащением смеси; неисправностями в связи с износом двигателя и длительностью эксплуатации систем зажигания и питания (засорение, загрязнение, обгорание контактов и т.д.).
Сухая черная копоть на свече говорит о слишком богатой смеси (много бензина), о неисправных контактах прерывателя, о пробое изоляции высоковольтных проводов, о длительной работе двигателя с небольшой нагрузкой, при которой свечи прогревались недостаточно.
Черный маслянистый нагар указывает на забрасывание свечей маслом, проникающим через маслосъемные колпачки впускных клапанов в камеру сгорания или через изношенные поршневые кольца.
Белесый или светло-серый цвет теплового конуса изолятора и значительное обгорание электродов свидетельствует о перегреве свечей вследствие неправильной установки момента зажигания, низком октановом числе топлива, бедном составе рабочей смеси, продолжительной работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала.
Существенно уменьшить отказы помогает соблюдение известных простых правил: тщательное квалифицированное обслуживание через каждые 10 или 15 тыс.км; при возникновении неисправности “разбираться до конца”, при этом направление “разбирательства” должно быть от простого к сложному, внимательным и специальным, чтобы “не навредить”; не торопитесь, тщательно анализируйте любые советы, все подвергайте сомнению, не давайте другим лицам разбирать все подряд, если вы не уверены в их компетентности; чаще двигатель не пускается или останавливается на ходу летом (особенно при повышенной влажности) из-за неисправности системы зажигания; зимой, напротив, остановка двигателя обычно связана с неисправностью системы питания.
В первом случае (летом) часто бывает достаточным “просушить” свечи, крышку прерывателя-распределителя (изнутри) и гнездо высоковольтного провода катушки зажигания. “Высыхание” происходит самопроизвольно, достаточно подождать 10—15 мин.
Во втором случае (зимой) необходимо удалить ледяную пробку, мешающую прохождению бензина. Простейший способ удаления воды из бензина
— заправка через воронку с сеткой из канистр, которые стояли на морозе.

Процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре можно улучшить, практически “ничего не делая”. При ремонте двигателя, когда снята головка, но не вывернуты свечи, было замечено следующее. Если боковой электрод находится в положении, как показано на рис. слева,

Поговорим о свечах зажигания

то нагар темного цвета покрывает все стенки камеры сгорания. В случае же, как показано на рис. справа — нагар только на краю днища поршня.
Второе положение электродов свечи (рис. справа) более благоприятно сказывается на устойчивой работе двигателя на холостом ходу, мощности, экономичности. Установить боковой электрод в рациональное положение можно, пометив краской положение бокового электрода на верхней части корпуса свечи, а далее соответственно на свечном ключе. Выбор положения свечи при затяжке определяется допустимым моментом 30,67—39 И-м (3,13—3,99 кгс-м) (для двигате¬лей ВАЗ).
Интересным оказался эксперимент со свечами Bosch W7DTC SUPER. Двигатель автомобиля Audi-ЮО работал более или менее равномерно при частоте вращения коленчатого вала 1100 мин-1. Свечи были с одним боковым электродом, положение электрода в камере сгорания — произвольное. При установке свечей с тремя боковыми электродами двигатель стал сохранять равномерное вращение даже при 500 мин-1. Конечно, в этом случае сказалось не только положение “поджигателя” смеси, но и его величина. При наблюдении в темноте за искрообразованием у свечи с тремя боковыми электродами складывается впечатление, что образуется искровое (светящееся) кольцо.
И последнее: покупая провода высокого напряжения с распределенным по длине сопротивлением, имейте в виду, что провода красного цвета (ПВВП-8) имеют сопротивление 2000±200 Ом/м, а провода синего цвета (ПВППВ-40)
— 2550+270 Ом/м.
В свечах зажигания типа А17ДВР, FE65PR, FE65CPR сопротивление 4000—10000 Ом. В роторе устанавливают резистор на 1000 Ом.
Все перечисленные сопротивления предназначены для подавления радиопомех. Повышенные сопротивления в рассмотренных элементах особенно отрицательно могут сказаться на запуске и работе двигателя зимой.

Для всех наших наиболее массовых автомобилей рекомендуются свечи: W7DC, W7DP, WR7DC, WR7DP и WR7DS (С-Си, медь, P-Pt, платина; S-Siber, серебро; R-свеча с помехоподавительным резистором).
Свечи W7DTC (три боковых электрода) рекомендуются для двигателей 21081 (1,1 л), 2108 (1,3 л), 21083 (1,5 л) с бесконтактной системой зажигания высокой энергии, имеющей датчик-распределитель. Для двигателей с МСУД, где процессор зажигания (момент и энергия искрообразования) осуществляется по более оптимальным характеристикам, рекомендуются свечи W7DC и WR7DC (W7DP и WR7DP).
Применять свечи с помехоподавательным сопротивлением (буква R в обозначении) при обычной (контактной) системе зажигания не следует. Если еще вдобавок используются и синие высоковольтные провода (вместо красных), то “подавить” можно не только помехи, но и саму искру между электродами свечи.
Свечи W7DTC можно применять при КТСЗ (TSZk, HKZk), КСЗ с электронным блоком, а также при БТОЗ (TSZi, TSZh, HKZi, HKZh). При МСУД использование свечей W7DTC большого эффекта не даст.
Свечи с платиновым напылением электродов (W7DP, WR7DP) и тем более с серебряным (WR7DS) более дорогие и долговечные. Свечи с серебряным напылением чаще применяют для двигателей с наддувом и довольно большой мощности.
Фирмой Bosch рекомендуется момент затяжки свечей — 20 Н ■ м (1,96 кгс-м), но после затяжки следует “доворот»’ свечи. Если уплотнительное кольцо плоское, доворот — 90°; если уплотнительное кольцо имеет коническую посадочную поверхность, то доворот всего 15°.

Использованы материалы сайта http://diagnost-info.ru

Свечи зажигания, диагностика неисправностей

ОБЗОР СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ

 

Свечи зажигания являются одними из самых малопонятных компонентов двигателя. За последнее время всплыло на поверхность множество вопросов, стявящих многих людей в тупик.

Это руководство выпущено в свет в помощь техническим специалистам, любителям, гоночным механикам для понимания принципов использования свечей и диагностики двигателя по состоянию свечей зажигания. Информация, содержащаяся в данном руководстве, относится ко всем двигателям внутреннего сгорания: двухтактным двигателям, роторно-поршневым (четырехтактным) двигателям, гоночным двигателям и транспортным средствам.

Свечи зажигания являются средством познания вашего двигателя, очевидцами процессов, происходящих в камере сгорания, и могут использоваться как полноценный диагностический инструмент. Как термометр для больного, свечи зажигания выявляют симптомы и условия эксплуатации двигателя. Опытный механик, анализируя эти симптомы, может обнаружить причину, вызывающую множество проблем, или определить соотношение топливовоздушной смеси.

СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Свеча зажигания выполняет две основные функции:

  • Воспламенение топливовоздушной смеси
  • Отвод тепла из камеры сгорания

Свечи зажигания передают электроэнергию, которая извлекает скрытую энергию топлива, преобразуя ее в полезную энергию. Системазажигания должна генерировать величину напряжения достаточную для проскакивания искры через ее зазор. Это свойство свечи называется электрической характеристикой.

Температура рабочего конца свечи должна поддерживаться достаточно низкой для предотвращения раннего зажигания и, одновременно, достаточно высокой для предотвращения образования нагара. Это свойство свечи называется тепловой характеристикой, и определяется выбором теплового диапазона свечи.

Важно помнить, что свечи зажигания не генерируют, а только отводят тепло. Свеча зажигания функционирует как теплообменник, отводя излишнюю тепловую энергию от камеры сгорания и передавая ее системе охлаждения двигателя. Тепловой диапазон характеризуется как способность свечи к рассеиванию (передаче) тепла.

Величина теплопередачи определяется следующими факторами:

  • Длинной изолятора рабочего кончика свечи
  • Объемом газовой полости вокруг изолятора рабочего кончика свечи
  • Материалом и конструкцией центрального электрода и керамического изолятора

Тепловой диапазон свечей зажигания не зависит от фактического напряжения передаваемого через свечу зажигания. Вернее, тепловой диапазон есть величина способности свечи к отводу тепла от камеры сгорания. Величина теплового диапазона определяется несколькими факторами: длинной керамического центрального изолятора рабочего кончика свечи и его способности к поглощению и передаче тепла процесса сгорания, материалом изолятора и центрального электрода.

 

Тепловая мощность и тепловой поток через свечи зажигания NGK

тепловая мощность свечей зажигания Горячий тип

  • Развитая поверхность контакта с газами камеры сгорания.
  • Медленный отвод тепла.
  • Быстрый нагрев рабочего кончика свечи.

Холодный тип

  • Небольшая поверхность контакта с газами камеры сгорания.
  • Быстрый отвод тепла.
  • Медленный нагрев рабочего кончика свечи.

Длина изолятора рабочего кончика свечи есть расстояние между кончиком изолятора со стороны искрового зазора и точкой контакта изолятора с металлическим корпусом свечи. Так как кончик изолятора является самой нагретой частью свечи, его температура является первичной причиной раннего зажигания и образования нагара. Температура кончика свечи должна находиться в диапазоне от 500°C до 850°C, вне зависимости от того, используется ли она в двигателе газонокосилки, лодки или гоночной машины.

Если температура кончика ниже 500°C, поверхность изолятора, окружающего центральный электрод, будет недостаточной для сгорания углеродных и прочих отложений. Накопление отложений может вызвать загрязнение свечи, что ведет к пропускам зажигания. Если температура кончика выше 850°C, свеча будет перегреваться, что может вызвать повреждение керамической оболочки центрального электрода и плавление электродов. Это может привести к раннему зажиганию/детонации и серьезному повреждению двигателя. Для одинаковых типов свечей зажигания изменение теплового диапазона на 1 единицу приводит к изменению температуры в камере сгорания на величину от 70°C до 100°C, а температура кончика свечи зажигания с заземляющим электродом выступающей формы при этом изменяется на 10°C-20°C.

 

Температура кончика изолятора и внешний вид свечи зажигания

Внешний вид свечи зажигания также зависит от температуры кончика свечи зажигания. Существует три основных критерия для диагностики свечей зажигания: нормальные, загрязненные и перегретые. Граница раздела между областями загрязнения и оптимального функционирования лежит около 500°C и называется температурой самоочистки свечи. При этой температуре скопившиеся углеродные и прочие отложения сгорают.Необходимо иметь в виду, что длина изолятора рабочего кончика свечи является определяющим фактором теплового диапазона свечи. Чем он длиннее, тем меньше поглощается тепла и, в дальнейшем, тепло должно передаваться охлаждающей воде в каналах головки блока цилиндров. Это означает, что свеча имеет большую внутреннюю температуру и является свечой горячего типа. Свеча горячего типа поддерживает высокую внутреннюю рабочую температуру, обеспечивая сгорание масла и углеродных отложений, и не зависит от интенсивности или качества искры.

И наоборот, свеча зажигания холодного типа имеет меньшую длину изолятора и поглощает больше тепла камеры сгорания. Тепло проходит меньшую дистанцию, позволяя свече работать при более низкой внутренней температуре. Холодный диапазон необходим для тяжелонагруженного функционирования или работы на высоких оборотах в течении продолжительного периода времени. Свечи холодного типа более быстро отводят тепло и, таким образом, снижают вероятность раннего зажигания/детонации и плавления или повреждения рабочего кончика свечи. (Температура двигателя может влиять на рабочую температуру свечи, но не на тепловой диапазон свечи).

Температура кончика изолятора свечи зажигания

Ниже приведен перечень некоторых возможных внешних факторов, влияющих на рабочую температуру свечи. Следующие симптомы или условия могут иметь воздействие на фактическую температуру свечи. Свеча не может создавать эти условия, но должна быть способна выдерживать тепловые нагрузки, иначе пострадают эксплуатационные возможности и двигатель может выйти из строя.

Соотношение/качество топливовоздушной смеси имеет значительное влияние на эксплуатационные возможности двигателя и рабочую температуру свечи зажигания.

  • Богатая топливовоздушная смесь вызывает падение температуры кончика свечи, провоцируя возникновение нагара и низкие эксплуатационные возможности.
  • Бедная топливовоздушная смесь вызывает возростание температуры в камере сгорания и кончика свечи, в результате, приводя к возникновению раннего зажигания, детонации и возможности серьезных повреждений свечи зажигания и двигателя.
  • Важно многократно проверять состояние свечей зажигания в процессе работы, чтобы достигнуть оптимального соотношения топливовоздушной смеси.

Высокая компрессия / наддув поднимают температуру в камере сгорания и температуру кончика свечи зажигания.

  • Компрессия может возрастать при следующих модификациях:
    • снижение объема камеры сгорания, то есть применение куполообразных поршней, головок блока цилиндров измененной конструкции и т.д.
    • дополнительный наддув (Nitrous, Turbocharging или Supercharging)
    • модификация распредвала
  • При возрастании компрессии следует: использовать свечи более низкого температурного диапазона; применять высокооктановое топливо; необходимо осторожно и внимательно подбирать момент зажигания и соотношение топливовоздушной смеси. Ошибка в выборе свечи зажигания холодного типа может привести к повреждению свечи / двигателя.

Смещение момента зажигания в сторону опережения

  • Смещение момента зажигания в сторону опережения на 10° вызовет нагрев кончика свечи примерно на 70°-100°C Обороты двигателя и нагрузка.
  • Возрастание температуры кончика свечи пропорционально увеличению оборотов двигателя и его нагрузки. При работе на высоких оборотах или при большой нагрузке следует устанавливать свечи более холодного теплового диапазона.

Температура окружающего воздуха

  • При снижении температуры окружающего воздуха возростает плотность/объем воздуха, в результате, происходит обеднение топливовоздушной смеси.
  • Это способствует возростанию температуры/давления в цилиндре и вызывает повышение температуры кончика свечи. Таким образом, следует увеличить подачу топлива.
  • С возрастанием температуры плотность и объем всасываемого воздуха уменьшается, таким образом следует снизить подачу топлива.

Влажность

  • С возростанием влажности снижается объем всасываемого воздуха.
  • В результате, уменьшается компрессия и температура сгорания, вызывая снижение температуры свечи и доступной мощности.
  • Следует обеднять топливовоздушную смесь в зависимости от температуры окружающей среды.

Барометрическое давление/Высота над уровнем моря

  • Также влияет на температуру рабочего кончика свечи.
  • С повышением высоты над уровнем моря снижается компрессия. Вследствие падения температуры сгорания уменьшается температура рабочего кончика свечи.
  • Многие механики пытаются при этом изменять тепловой диапазон свечей.
  • Наиболее реальный вариант заключается в регулировке жиклеров или соотношения топливовоздушной смеси с целью увеличения подачи воздуха в двигатель.

 

ВАРИАНТЫ НЕНОРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ

Ранний момент зажигания

  • Определяется как: воспламенение топливовоздушной смеси раньше предварительно установленной отметки.
  • Вызвано горячими участками камеры сгорания, причиной может являться: ранний момент зажигания, перегрев свечи, низкооктановое топливо, обедненная топливовоздушная смесь, чрезмерно высокая компрессия, недостаточное охлаждение двигателя.
  • Может помочь повышение октанового числа топлива, применение свечи более холодного теплового диапазона, обогащение топливовоздушной смеси или снижение компрессии.
  • Также может понадобиться смещение момента зажигания в сторону запаздывания и проверка системы охлаждения.
  • Ранний момент зажигания обычно приводит к детонации. Ранний момент зажигания и детонация являются двумя отдельными случаями.

Детонация

  • Злейший враг свечей зажигания! (наравне с нагаром).
  • Может вызвать повреждение изоляторов или заземляющих электродов.
  • В большинстве случаев ранний момент зажигания приводит к детонации.
  • Темпрература рабочего кончика свечи в процессе сгорания может превышать 1650°С (гоночные двигатели).
  • Наиболее часто вызывается перегретыми участками камеры сгорания.
  • Перегретые участки приведут к раннему моменту зажигания топливовоздушной смеси. Когда поршень движется вверх под действием шатуна, преждевременное воспламенение смеси вызовет усилие в обратном направлении. Если поршень не может подняться вверх (вследствии преждевременного воспламенения) и не может двигаться вниз (вследствие воздействия шатуна в верхнем направлении), он будет колебаться из стороны в сторону. В результате, ударная волна воплотится в слышимый глухой звук. Такое явление называется детонацией.
  • Разрушающее воздействие для двигателя более критично от возникновения детонации, нежели чем от перегрева.
  • Свечи зажигания повреждаются как от повышенных температур, так и от сопутствующей ударной волны или сотрясения.

Перебои/пропуски зажигания

  • Считается, что свеча дает пропуск зажигания, когда в нужный момент хода поршня в камеру сгорания подается искровой разряд недостаточный для полного воспламенения топливовоздушной смеси (несколько градусов до верхней мертвой точки).
  • Свеча зажигания может генерировать слабую искру (или вообще не генерировать искру) по различным причинам: поврежденная катушказажигания, слишком высокая компрессия вкупе с неправильным зазором свечи, сухой или влажный налет на свечах, сбитый моментзажигания и т.д.
  • Незначительные пропуски зажигания могут вызвать потерю мощности по очевидным причинам (не генерируется энергия, непостоянная подача топлива).
  • Частые пропуски зажигания вызовут повышенный расход топлива, низкие эксплуатационные возможности и могут привести к повреждению двигателя.

Нагар

  • Возникает, когда температура рабочего кончика свечи недостаточна для сжигания углеродных, топливных, масляных и других отложений.
  • Вызовет закорачивание электродов на землю, так, что искра не будет проскакивать через зазор свечи, соответственно, возникнут пропускизажигания.
  • Влажные свечи должны заменяться, так как не происходит образования искры.
  • Иногда свечи с сухим налетом могут быть очищены увеличением рабочей температуры двигателя.
  • Перед заменой зашлакованных свечей убедитесь в устранении причины их загрязнения.

 

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

При компетентной диагностике свечи зажигания, она может являться помощником в различных настройках двигателя. Анализируя цвет изолятора рабочего кончика свечи, опытный механик может получить множество информации о рабочих условиях двигателя.

Вообще, светлый желтовато-коричневый/серый цвет свечи говорит о том, что двигатель функционирует в нормальном режиме при оптимальной температуре. Темный цвет, например, черные влажные или сухие отложения, может указывать на чрезмерно богатую смесь, слишком холодный тепловой диапазон свечи, возможное снижения вакуума, низкую компрессию, поздний момент зажигания или слишком большой искровой зазор свечи.

Присутствие влажного налета может быть вызвано повреждением прокладки головки блока цилиндров, износом маслосъемного колца, или возникновением проблем в механизме газораспределения, или работой двигателя на чрезмерно богатой смеси — в зависимости от состава влажных отложений на рабочем кончике свечи. Следы нагара или перегрева необходимо обнаруживать как можно быстрее с целью предотвращения ухудшения ходовых возможностей и повреждения двигателя.

нормальное состояние свечи зажигания Нормальное состояниеСостояние двигателя может быть оценено по внешнему облику рабочего кончика свечи зажигания. Если рабочий кончик свечи коричневый или светло-серый, состояние двигателя нормальное и свеча функционирует в оптимальном режиме.

СУХИЕ И ВЛАЖНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Хотя существует множество различных вариантов, но если сопротивление между центральным и заземляющим электродом выше 10 Ом, двигатель можно нормально завести. Если сопротивление изолятора падает до значения 0 Ом, запальный конец свечи зажиганиязагрязнен либо сухими сажистыми, либо влажными масляными отложениями.

 

Причины образования сажистых отложений: неправильные регулировки карбюратора; слишком обогащенная топливно-воздушная смесь; сильное загрязнение воздушного фильтра; слабая искра; неправильное функционирование/заедание воздушной заслонки; проблема чаще всего возникает при использовании двигателя для перемещения на короткие расстояния; свечи зажигания имеют слишком низкую рабочую температуру; индекс теплового диапазона свечи зажигания слишком низкий.Результат: пропуски в зажигании, трудности в запуске двигателя.

Исправления: отрегулировать настройки карбюратора и воздушной заслонки; проверить состояние воздушного фильтра. Если загрязнены только одна или две свечи комплекта, то проверьте на наличие заедания клапанов или неисправности выводов системы зажигания. После исправления причины неисправности необходимо провести обслуживание свеч зажигания и снова их установить.

сажистые отложения на свече
маслянные отложения на свече Причины образования масляных отложений: высокое содержание масла в камере сгорания. Повышенный уровень масла в картере двигателя; износ поршневых колец, гильз блока цилиндров или направляющих втулок клапанов. Может возникать в период обкатки нового двигателя или двигателя после капремонта (такие загрязненные свечи могут пройти обслуживание и устанавливаться снова).Результат: пропуски в зажигании, трудности в запуске двигателя.

Исправления: проведение капитального ремонта двигателя, отрегулировать соотношение топливно-масляной смеси (2-тактные двигатели), заменить свечи зажигания на новые.

 

СВИНЦОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВ

При перегреве свечи зажигания отложения, которые скапливаются на рабочем кончике изолятора, расплавляются и придают ему глазурованный или глянцевый внешний вид коричнево-желтого цвета.

Причины: резкое повышение температуры в камере сгорания, вызванное резким ускорением при большой нагрузке приводит к образованию лаковых отложений. Также использование топлива со свинцово-содержащими присадками приводит к образованию лаковых отложений.Результат: при большой нагрузке лаковые отложения становятся электропроводными и приводят к пропускам в зажигании. Они не могут быть обнаружены замером сопротивления между центральным и заземляющим электродами при комнатной температуре.

Исправления: заменить свечи зажигания на новые. При повторении таких явлений рекомендуется использовать свечи с более холодным диапазоном и обслуживать их чаще.

свинцовые отложения на свече
мутный изолятор свечи зажигания Изолятор имеет мутно-белый или серый цвет и выглядит вспученным. Электроды подверглись эррозии и отложений не наблюдается.Причины: использование свеч зажигания со слишком высоким тепловым диапазоном; чрезмерное опережение зажигания; неисправность системы охлаждения двигателя; обеднение топливно-воздушной смеси; протечка впускного коллектора или заедание клапанов.

Исправления: проверить правильность: используемого теплового диапазона свечи зажигания, установки момента зажигания, регулировок карбюратора; проверить герметичность впускного коллектора и состояние клапанов. Заменить свечи зажигания.

 

ЗОЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Обильные порошкообразные отложения белого или желтого цвета на изоляторе и заземляющем электроде. Рекомендуется проверить исправность двигателя, в некоторых случаях рекомендуется замена свечей зажигания на новые. Возможно,понадобится смена типа используемого машинного масла.

Причины: использование определенных марок топлива и масел, содержащих присадки различного типа; образование отложений зависит от наличия утечки масла, качества используемого топлива и продолжительности работы двигателя.Результат: может возникать самовоспламенение топливно-воздушной смеси, приводящее к потере мощности и и возможному повреждению двигателя.

Исправления: накопление отложений в зоне заземляющего электрода и корпуса изолятора могут быть необычно большими, но они легко снимаются. Можно проводить обслуживание и повторную установку свеч.

зольные отложения на свече

 

СКОЛ, КРОШЕНИЕ, РАЗРУШЕНИЕ ИЗОЛЯТОРА

скол и разрушения изолятора свечи Причины: разрушение изолятора обычно вызвано тепловым расширением и тепловым ударом, вследствие внезапного нагрева или охлаждения; механическое повреждение, вызванное падением свечи зажигания, или прикладыванием чрезмерного усилия на центральный электрод при выставлении зазора; в исключительных случаях формирование отложений между центральным электродом и изолятором, а также коррозия центрального электрода могут привести к разрушению изолятора (это чаще происходит при слишком большом периоде эксплуатации двигателя).Результат: пропуски в зажигании, искра проскакивает в промежутке, недоступном для воспламенения свежей порции топливно-воздушной смеси, подающейся в камеру сгорания.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

НОРМАЛЬНЫЙ ИЗНОСРезультат: изношенная свеча зажигания не только излишне расходует топливо, но также осложняет работу всей системы зажигания, потому что зазор увеличенный вследствие эррозии требует большего напряжения. Нормальный уровень увеличения зазора при эксплуатации: четырехтактные двигатели: 0.01~0.02 мм / 1000 км, двухтактные двигатели: 0.02~0.04 мм / 1,000 км.

Исправления: замена свечи зажигания на новую в случае чрезмерного износа ее электродов.

нормальный износ свечи зажигания
ненормальная эррозия свечи НЕНОРМАЛЬНАЯ ЭРРОЗИЯпричины: ненормальная эррозия электрода возникает под воздействием коррозии, окисления и реакции со свинцом — все это приводит к увеличению искрового зазора.

результат: пропуски в зажигании, трудный запуск.

исправления: замена свечи зажигания на новую.

СВИНЦОВАЯ ЭРРОЗИЯТипичная свинцовая эррозия вызывает утоньшение заземляющего электрода, и кончик центрального электрода выглядит расщепленным.

Причины: свинцовая эррозия вызвана присутствием свинцовых примесей в топливе, которые при высоких температурах вступают в химическую реакцию с материалом электродов (никелевый сплав); структура никелевого сплава разрушается, вследствие проникновения и разделения структуры зерен никелевого сплава свинцовыми соединениями.

Результат: пропуски в зажигании, трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

свинцовая эррозия
износ заземляющего электрода ЧРЕЗМЕРНЫЙ ИЗНОС ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДАПричины: присутствие агрессивных добавок в топливе и масле. Снижена пропускная способность смеси в камере сгорания, вероятно, вследствие наличия отложений. Детонация. Перегрев отсутствует.

Результат: пропуски в зажигании, особенно в режиме ускорения; трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

ВОГНУТАЯ ЭРРОЗИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДАЦентральный электрод имеет только следы нормального износа.

Причины: нарушение полярности при подключении катушки зажигания.

Результат: Пропуски в зажигании, неравномерная работа двигателя на холостом ходу.

Исправления: Поменяйте полярность подключения проводов к первичной обмотке катушки зажигания. Замена свечи зажигания на новую.

вогнутая эррозия электрода
износ центрального электрода ЧРЕЗМЕРНЫЙ ИЗНОС ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДАПричины: не соблюден интервал замены свечей зажигания. Свеча давно требует замены.

Результат: пропуски в зажигании, особенно в режиме ускорения; трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

ЭРРОЗИЯ, КОРРОЗИЯ, ОКИСЛЕНИЕМатериал электродов окисляется, и когда происходит сильное окисление, поверхность электрода приобретает зеленый оттенок. Поверхность электрода также изношенная и неровная.

Результат: Пропуски в зажигании; трудный запуск

Исправления: Замена свечи зажигания на новую.

эррозия, коррозия, окисление

 

РАСПЛАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ

Работа двигателя при чрезмерно высокой температуре в камере сгорания приводит к возникновению чрезмерно раннего зажигания и расплавлению электродов. Температура плавления никелевого сплава составляет 1,200~1,300°C. Первым плавится центральный электрод, затем, заземляющий электрод. Чаще всего поверхность электрода глянцевая и неровная, изолятор — белого цвета, имеет пористую и мягкую структуру но может быть грязным, если присутствовали пропуски в зажигании. Электроды могут быть частично расплавленными с присутствием расплавленных посторонних включений на них (крайний справа снимок).

расплавление электродов свечи Причины: перегрев, вызванный самовоспламенением топливной смеси, например, при чрезмерно раннем зажигании; отложения в камере сгорания; повреждение распраделителя зажигания; использование топлива низкого качества; обеднение топливно-воздушной смеси; нарушения в работе системы охлаждения двигателя; использование свечизажигания с чрезмерно низким числовым значением теплового диапазона; утечка через впускной коллектор; недостаток в смазке.

Результат: пропуски в зажигании; потеря мощности (повреждение двигателя).

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

Использованы материалы сайта http://www.mnevka.ru

Безопасность ГБО

 

   Существует много версий о повышенной пожароопасности газобаллонного оборудования. Это мнения людей, далёких от знаний характеристик, как самого сжиженного нефтяного газа, так и современных газовых систем, устанавливаемых на автомобили.

   Ответим на вопрос о безопасности самого сжиженного нефтяного газа  (СНГ) и сравним его с базовым топливом автомобилей.  Сжиженные газы — это такой же нефтяной продукт, как и бензины, только, в отличие от бензина, газ является побочным продуктом переработки нефти (этим объясняется его невысокая стоимость по сравнению с бензином). Верхний предел воспламеняемости пропан-бутановых смесей характеризуется содержанием 8,4-9,9% газа в воздухе, а нижний предел 1,8-2,4%, пределы воспламенения газа бензина в смеси с воздухом составляют соответственно 0,6-1,5%. Таким образом, пределы воспламенения газа на 15-20% выше по сравнению с бензином. Это значит, что при утечке топлива, бензину для воспламенения требуется меньший объём воздуха, чем газу, т.е. сжиженный газ не будет гореть, в то время как уже вспыхнет бензин. Не стоит забывать и о том, что для обеспечения безопасности в газ добавляют одоранты — вещества особого запаха (кстати, не имеющие ничего близкого, с благоуханиями французского парфюма) не очень приятного для обоняния. Отсюда и разговоры, что газовые автомобили неприятно пахнут. Одоризация может быть осуществлена путём добавления пахучих веществ позволяющих определять даже незначительные утечки газа из системы питания и выхлопа. Содержания одоранотов в сжиженном газе мене 0,001% по массе. В такой низкой концентрации они абсолютно безвредны для человека. Запах одорантов ощущается даже при содержании 0,19г в 1000 м3 воздуха и следует отметить, что он имеет особенность скапливаться в небольших количествах в моторном масле, системах питания и выпусков. Из всего этого следует, что в отличие от бензина газ можно почувствовать, даже при самой незначительной утечке.

    Справедливо будет сказано, что сжиженный нефтяной газ находится в системе под давлением максимально не превышающим 1,6 МПА (примерно 16 атмосфер), однако емкость (баллон) для заполнения и хранения газа в автомобиле рассчитана на давление 25-30 МПА, т.е. запас прочности газового баллона в 2 раза превышает его рабочее состояние. Стенка баллона выполнена из специальной высококачественной стали толщиной минимум 3 мм.

Использованы материалы сайта http://www.auto-uch.info

Обратные хлопки

Обратные хлопки в автомобильных газотопливных системах

   Обратным хлопком называется воспламенение топливной смеси во впускном коллекторе. Поэтому хлопки бывают при работе двигателя не только на газе, но и на бензине.

    В топливных системах с центральной подачей топлива во впускном коллекторе присутствует готовая топливная смесь.

    У топливных систем с распределенной подачей топлива во впускном коллекторе присутствует лишь воздух, а топливо подается к каждому цилиндру индивидуально.

   Воспламенение готовой топливной смеси во впускном коллекторе происходит в основном при случайном, не синхронизированном с работой впускного клапана срабатывании системы зажигания. Если в этот момент в цилиндре присутствует топливная смесь, она загорается. Если впускной клапан приоткрыт, пламя от вспышки в цилиндре вырывается во впускной коллектор и поджигает подготовленную в нем для впуска в цилиндры топливную смесь.

   Иногда хлопок вызывается прорывом пламени из цилиндра во впускной коллектор через закрытый, но неисправный (плохо прилегающий к седлу) впускной клапан.

   Поскольку любая, в том числе полностью исправная система зажигания характеризуется конечным значением вероятности сбоя, обратный хлопок — это явление, присущее всем топливным системам с центральным подводом топлива. Поэтому впускные коллекторы таких топливных систем имеют достаточный запас прочности и в них отсутствуют детали, которые могут быть повреждены в случае обратного хлопка.

   Эжекторные газотопливные системы в общем характеризуются центральным подводом газа. Поэтому им присущи обратные хлопки. Вероятность хлопка определяется состоянием системы зажигания и механизма газораспределения.

   Впускные коллекторы систем с распределенной подачей топлива не рассчитаны на противостояние обратным хлопкам. Поэтому при установке эжекторной газотопливной системы на автомобиль с распределенным впрыском неизбежно возникает риск повреждения штатной системы питания обратным хлопком.

   На рисунке схематично показан обратный хлопок во впускном коллекторе двигателя, оснащенного системой дискретного впрыска бензина и эжекторной газотопливной системой с центральным подводом газа.

Обратные хлопки в автомобильных газотопливных системах
Обратные хлопки в автомобильных газотопливных системах

   Видно, что, если впускной коллектор — металлический, то наиболее уязвимой деталью в случае хлопка является заслонка датчика расхода воздуха. Видно также, что прикрытая дроссельная заслонка экранирует расположенные перед ней детали штатной топливной системы от воздействия хлопка.

   Чем сильнее открыта дроссельная заслонка, тем слабее ее экранирующее действие и тем выше абсолютное давление во впускном коллекторе (больше масса присутствующей в коллекторе топливной смеси). Следовательно, чем сильнее открыта дроссельная заслонка, тем разрушительнее последствия хлопка.

   Особый случай — обратные хлопки в некоторых моторах, оснащенных системами зажигания, не имеющими механических распределителей.

   Классический вариант — система зажигания с двумя катушками и двухканальным коммутатором, обслуживающая четырехцилиндровый двигатель. В нее конструктивно заложено «холостое» зажигание в каждом из четырех цилиндров в конце такта выпуска (перед началом такта впуска). Именно эта конструктивная особенность позволяет некоторым последним моделям автомобилей иметь только по две, а не по четыре катушки зажигания и по одному, а не по два двухканальных коммутатора.

На рисунке показано положение впускных и выпускных клапанов во время «холостого» зажигания.

Обратные хлопки в автомобильных газотопливных системах
Обратные хлопки в автомобильных газотопливных системах

   Видно, что в это время оба клапана открыты. Считается, что перекрытие открытых состояний клапанов улучшает наполнение цилиндров и очистку их от отработавших газов, а также предохраняет двигатель от перегрева .

   Угол опережения зажигания (как «рабочего», так и «холостого») при повышении нагрузки на двигатель корректируется (по разрежению во впускном коллекторе) в сторону уменьшения. Значит, момент «холостого» зажигания при резком и полном открытии дроссельной заслонки смещается по времени в сторону большего открытия впускного клапана в начале такта впуска.

   Таким образом, возникает очень подходящая для хлопка ситуация: сильно открытая дроссельная заслонка, наличие топливной смеси в цилиндре, приоткрытый впускной клапан и полноценная (а не возникшая в результате сбоя системы зажигания) искра.

    Разрушительные последствия обратного хлопка уменьшают, монтируя на впускном коллекторе устройство, называющееся «хлопушка» или «антихлопок» и предназначенное для сброса возникающего при хлопке избыточного давления.

  Ни одна из существующих конструкций «хлопушек» не гарантирует абсолютной защиты от обратного хлопка.

Единственный хлопок в емком пластмассовом впускном коллекторе гарантирует его разрушение.

  Полного отсутствия обратных хлопков можно достичь, отказавшись от газотопливной системы с центральным подводом газа в пользу газотопливной системы с распределенным подводом газа.

И еще о хлопках

   Проблемой современного двухтопливного двигателя с электронной системой управления является наличие хлопков во впускном тракте и сложная задача корректного отключения электронных систем впрыска бензина при работе на газовом топливе.

   Проведенный анализ показал, что хлопковый эффект представляет собой самопроизвольный перепуск пламени из цилиндра во впускной тракт, сопровождающийся воспламенением в нем горючей смеси с характерным резким хлопкам, получившим название «хлопковый эффект». Хлопковый эффект наиболее опасен для систем впрыскивания топлива, поскольку может вызвать серьезные повреждения элементов этих систем.

   Основные причины хлопкового эффекта связаны с нарушением искрообразования, одновременным искрообразованием в двух цилиндрах и большим углом перекрытия клапанов, а также с нарушением процессов смесеобразования. Бедная горючая смесь, нарушение технического состояния впускного и выпускного клапанов также сопровождаются хлопковым эффектом. Перебои в искрообразовании связаны с увеличенным расстоянием между электродами свечи, неисправностью катушек зажигания, датчика детонации, электронного блока, высоковольтных проводов зажигания, плохим состоянием крышки распределителя. Из-за перебоев в искрообразовании не сгоревшая газо-воздушная смесь воспламеняется на такте выпуска.

   Негерметичность впускного клапана связана с поступлением во впускной коллектор горячих продуктов сгорания. Износ выпускного клапана вызывает нарушение его геометрии и связан с затрудненным выпуском остаточных газов, увеличением массы остаточных газов, поступлением остаточных газов во впускной тракт при открытом впускном клапане. Кроме того, нарушение искрообразования связано с переходом искры не на тот цилиндр, на который положено, а на другой.

   Бедная горючая смесь сгорает с низкой скоростью, поэтому она воспламеняется при открытом впускном клапане. Свеча зажигания воспламеняет горючую смесь, когда впускной клапан открыт. Причиной позднего прохождения заряда может быть неправильно выбранный тип свечи или ее неверная установка.

   Во избежание разрушения корпуса воздушного фильтра, расходомера воздуха, воздушного патрубка газобаллонного автомобиля следует через каждые 10 тыс. км заменять свечи и воздушный фильтр, проверять высоковольтные провода и катушки зажигания, своевременно проводить регламентные работы

Использованы материалы сайта http://www.auto-uch.info

Основные компоненты ГБО

Используемые в автомобилях компоненты ГБО удобно рассматривать по местам их расположения в авто.

В багажном отделении находятся:

  • Автомобильный газовый баллон — обычная емкость для сжиженного нефтяного газа. Газовые баллоны бывают двух основных типов: тороидальные (устанавливаются в нишу под «запаску») и баллоны цилиндрической формы. Газовые баллоны наполняют газом не более, чем на 80% от их полной емкости (это обязательное требование правил техники безопасности при эксплуатации газового оборудования).
  • Выносное заправочное устройство (ВЗУ) — предназначено для подключения заправочного шланга при заправке газового баллона.
  • Вентиляционная коробка — элемент системы безопасности ГБО. Вентиляционная коробка крепится на горловину цилиндрического баллона. Внутри коробки также размещается наружная часть мультиклапана. Ее задача — вывести газ из багажника автомобиля наружу при утечке газа из баллона.
  • Мультиклапан — относится к арматуре газового баллона. Мультиклапан монтируется в горловину баллона и состоит из расходного и заправочного клапанов, заборной трубы и указателя уровня газа. Скоростной газовый клапан перекрывает утечку газа в случае аварийного повреждения газовой магистрали. На нем может монтироваться и датчик, определяющий уровень газа в баллоне.
  • Газовая магистраль — обычный газовый трубопровод, по которому газ поступает к редуктору.

Компоненты ГБО, находящиеся в салоне:

  • Переключатель вида топлива с газа на бензин и наоборот — размещается в салоне авто. Иногда устанвливаются переключатели, показывающие уровень газа в баллоне (светодиоды).

Компоненты ГБО, находящиеся в моторном отделении:

Для систем типа «газовый инжектор».

  • Газовый клапан, фильтр тонкой очистки и редуктор.
  • Электронный блок управления — определяет оптимальное время открытия-закрытия газовых форсунок (по информации с датчиков и штатного блока управления) и полностью контролирует процесс работы двигателя на газу.
  • Инжекторная планка с форсунками — предназначена для подачи газового топлива в коллектор.
  • MАР-сенсор — датчик абсолютного давления, измеряет вакуум во впускном коллекторе и передает эту информацию в виде частотного сигнала электронному блоку управления для определения нагрузки двигателя при любом положении дроссельной заслонки.

Для систем типа «газовый карбюратор» и «лямбда-контроль».

  • Бензиновый клапан — отключает подачу бензина, когда двигатель автомобиля работает на газовом топливе.
  • Газовый клапан — перекрывает газовую магистраль во время работы двигателя на бензине или во время стоянки. Имеет фильтр для очистки топливной смеси от загрязнений.
  • Редуктор — испаряет газ и снижает его давление до величины, приближенной к атмосферному давлению. Редуктор врезается в контур системы охлаждения для подогрева, чтобы можно было скомпенсировать резкое охлаждение при испарении газа.
  • Фильтр тонкой очистки — очищает газ от мелких примесей и взвесей (первичная очистка выполняется газовым клапаном).
  • Смеситель — применяется для создания газо-воздушной смеси.
  • Электронный блок управления (применяется только для систем «лямбда-контроля») — на основании показателей лямбда-зонда определяет оптимальное положение дозатора газа.

Поколения газового оборудования

На украинском рынке представлены различные по принципу действия типы газобаллонного оборудования (ГБО). Для классификации автомобильного газобаллонного оборудования принято использовать термин “поколение”.

Различия в комплектации газобаллонного оборудования для авто по поколениям, главным образом, относятся к системам управления и к элементам системы, расположенным в моторном отсеке и применяющимся для подачи газа. Компоненты системы, которые устанавливаются вне моторного отсека — баллон, его оснащение, газовые трубки и заправочные устройства аналогичны для всех поколений.

Итак, рассмотрим поколения ГБО подробнее…

ГБО 1 поколения

По принципу действия, ГБО 1 поколения — это системы с механическим дозатором газа и вакуумным управлением. Такие системы устанавливаются на простые инжекторные авто и бензиновые карбюраторные автомобили. В ГБО 1 поколения применялись вакуумные и газовые электронные редукторы без лямбда-зонда. По сути, это обычные устройства со смесителем газа.

Главное принципиальное различие электронного редуктора от вакуумного заключается в принципе действия запорного элемента разгрузочной камеры. В вакуумном редукторе эту работу выполняет специальная вакуумная мембрана, на которую подается разрежение от впускающего коллектора:

  • если двигатель авто заглушен, то вакуума нет — редуктор закрыт
  • если двигатель авто работает, то вакуум есть — редуктор открыт

ГБО 1 поколения — это морально устаревший тип газового оборудования, на основе которого создавались все последующие поколения газового оборудования.

ГБО 2 поколения

Системы ГБО 2 поколения — это механические системы, которые дополнены электронным дозатором, работающим совместно с датчиком содержания кислорода по принципу обратной связи. ГБО 2 поколения устанавливаются на автомобили, оборудованные инжекторным двигателем, лямбда-зондом и каталитическим нейтрализатором отработанных газов (катализатором).

ГБО 2 поколения гарантирует соблюдение требований по экологии класса Евро 1. Системы лямбда-контроля с двойной регулировкой (на оборотах и на холостом ходу) поддерживают также и требования по экологии класса Евро 2.

В системах ГБО 2 поколения подача газа происходит путем разрежения при работающем двигателе. Дозирование подачи газа производится путем ручной регулировки подачи газа. Регулировка производится с помощью регистра, изменяющему сечение отверстия по которому подается газ.

Недостатки ГБО 2 поколения:

  • Высокая вероятность возникновения «хлопков».
  • Более короткий срок эксплуатации воздушного фильтра и свечей зажигания.
  • Газовое оборудование 2 поколения не отвечает действующим в настоящее время экологическим требованиям ЕЭК ООН ЕВРО-2 по токсичности отработанных газов и лишь иногда приближается к ним.

ГБО 3 поколения

Газовая система 3 поколения отличается от систем ГБО 2 поколения только одним узлом. ГБО 3 поколения имеет электронную дозировку подачи топлива.

В этой системе происходит индивидуальная подача газа дозатором (газовым инжектором) в каждый цилиндр. Газовый инжектор управляется электронным блоком. Газ во впускной коллектор подается через механические форсунки, которые автоматически открываются избыточным давленияем создающимся в магистрали подачи газа.

ГБО 3 поколения имеет довольно низкую скорость реакции на корректировку состава газовой смеси. Причиной этого является скорость работы шагового дозирующего устройства — распределителя. С появлением систем ГБО 4 поколения, электронных систем бортовой диагностики авто 2 поколения и усилением требований по экологии класса ЕВРО-3, спрос на ГБО 3 поколения просто не мог не упасть.

Установка ГБО 3 поколения на инжекторные автомобили имеет свои особенности. Бензоклапан здесь заменен эмулятором форсунок. Его задача в системе — имитировать работу бензиновых форсунок. Это нужно для того, чтобы штатный компьютер авто не смог перейти в аварийный режим работы. По той же самой причине, требуется и установка эмулятора лямбда-зонда.

Вместо дозирующего газ регистра, как в системах ГБО 1 поколения и ГБО 2 поколения, здесь ставится газовый мотор и специальный электронный блок управления (ЭБУ). Он используется для регулировки качественного состава воздушно-газовой смеси. Это нововведение позволило практически полностью исключить возможность возникновения «хлопков».

Недостатки ГБО 3 поколения:

— Медленная скорость реагирования системы на изменение режима работы авто.

ГБО 4 поколения

Это газовые системы, имеющие распределенный и синхронизированный впрыск газа. Это, наверное, лучшие из известных на сегодня технических решений: на каждом цилиндре ставится отдельная газовая форсунка, управляемая электронным блоком управления.

Очень важная особенность и преимущество, которое имеет фазированный впрыск газа — функция автоматического перехода с газа на бензин, и обратно (если газовый баллон пустой). Если топливо закончилось, система подаст звуковой сигнал водителю, извещающий о том, что автомобиль перешел на другой вид топлива. Данный вид впрыска газа практически полностью снимает проблему «хлопков» и требует меньше внимания к воздушному фильтру и свечам зажигания. Расход газа максимально приближается к расходу бензина.

ГБО 4 поколения устанавливается на любые инжекторные авто и совместима с требованиями по экологии класса ЕВРО-3, а также с новыми системами бортовой диагностики авто (EOBD, OBDІІ).

ГБО 5 поколения

(LPI – «жидкий фазированный распределенный впрыск»)

ГБО 5 поколения устанавливается на любые инжекторные автомобили, совместимо с жесткими требованиями по экологии стандартов Евро-3, Евро-4 и с системами бортовой диагностики авто EOBD, OBD II и OBD III.

В отличие от ГБО 4 поколения, в системах ГБО 5 поколения, газ поступает в цилиндры двигателя в жидкой фазе. Системы ГБО 5 поколения используют топливные карты и вычислительные мощности, которые заложены в штатный контроллер авто, и вносят только поправки, необходимые для адаптации газового оборудования к обычной бензиновой топливной карте.

Система ГБО 5 поколения имеет отдельные электромагнитные форсунки для впрыска газа в каждый цилиндр двигателя автомобиля, т.е. практически также, как и в бензиновой системе. Дозировка и фаза впрыска топлива определяется штатным бензиновым контроллером авто. Важный плюс систем газового оборудования авто 3, 4 и 5 поколения — очень удобная возможность автоматического перехода с газа на бензин.

К преимуществам систем ГБО 5 поколения относится:

  • отсутствие потерь в мощности двигателя авто;
  • отсутствие повышенного расхода газа;
  • реальная возможность запускать двигатель автомобиля на газу при любых отрицательных температурах.

Недостатки систем ГБО 5 поколения — высокая чувствительность к загрязненному примесями газу, низкая ремонтопригодность и высокий уровень сложности. Три этих недостатка практически полностью перечёркивают все преимущества систем ГБО 5 поколения при эксплуатации авто в условиях климата Украины.

Рекомендуем, как оптимальное решение, в плане цена/практичность/экономия, всего два варианта:
установка ГБО 2 поколения или установка ГБО 4 поколения.