страница - 25
Рис. 3.4а Устройства свечи зажигания
1Клемма
2Ребра изолятора
3Изолятор
4Стальной корпус
5Никелированная поверхность корпуса
6Завапьиовка (для обеспечения газоплотности уплотнения)
7Уплотнитепьное копию
8Медный сердечник
9Внутреннее уплотнение
10Резьбовая часть
11Искровой промежуток
12Электроды
резьба. Она должна соответствовать глубине резьбы в головке цилиндров, чтобы электроды свечи размещались в опти ма льном положении в камере сгорания [см. рис. 3.4д). Кроме того, диаметр резьбовой части [обычно 10, 12 или 14 мм) должен соответствовать резьбе в головке цилиндров, так же, как и шаг резьбы, Габариты свечей зажигания в мотоциклетных двигателях имеют тенденцию к уменьшению, даже на мощных двигателях большого объема.
Тепловые характеристики
Температура электродов свечи зажигания должна поддерживаться в заданных пределах, от400до 800°С. Если электроды работают при температуре ниже 400 °С. они не достаточно нагреты для выгорания углеродистых отложений, получающихся в процессе сгорания: если же они работают при температуре, превышающей 800 °С - увеличивается коррозия и выгорание электродов. При температуре 850 °С электрод нагрет на-
Рис. 3.46 Свача слева имеет плоскую посадочную поверхность и устанавливается с уплотнитальным кольцам. Свеча справа имаат коническую посадочную поверхность и на нуждается в уплотни-тельном кольце
столько, что может служить источником калильного зажигания, под которым подразумевается явление преждевременного [до появления искры] воспламенения топливо-воздушной смеси от нагретых электродов. Дпяобеспечения работы при различныхуровнях мощности и рабочих температур двигателей необходим целый ряд свечей зажигания. Для того, чтобы это обеспечить и гарантировать работу свечи в необходимом диапазоне температур, вна зависимости от рабочей температуры двигателя, объем изолятора в изготовляемых свечах различен, что отражается на длине теплового конуса изолятора, выступающего из тела резьбовой части корпуса свечи. Длинныйтепловой конус изолятора свечи будет удерживать тепло в свече зажигания; такие свечи называют "горячими" (см, рис, 3.4е). Короткий тепловой конус изолятора свечи способствует теплоотаоду от свечи и более быстрому рассеиванию тепла через стальной корпус в двигатель: такие свечи называют "холодными" (см. рис. 3.4ж),
Рис. 3.4в Керамический резистор предотвращает возникновение радиопомех
Рис. 3.4г Свача с разрядом полуповерх-ностного типа
Если двигатель работает в условиях высоких температур, необходимо устанавливать свечи, обеспечивающие быстрое рассеивание тепла от э пектродов. В этом случае необходимо использовать холодные свечи с коротким тепловым конусом изолятора; такие свечи применяются на высокооборотных двигателях высокой мощности. Если двигатель, напротив, работает в условиях низких температур, необходимо дольше удерживать выделяющееся тепло на электродах свечи. 3 этом случае необходима использовать "горячие"
Рисунок 1:
Резьба слишком длинная, отрицательный электрод может перегреваться или ударяться о днище поршня, кроме того, возможно отложение негара на выступающей чести резьбы. Рисунок 9:
Оптимальная длине резьбы. Рисунок 3:
Длина резьбы недостаточна; нагар может откладываться на резьбе в свечном отверстии.
Рис 3.4д Значимость правильной длины резьбы свечи
Длинный путь ;
отвода тепла 4
Тепловой конус -
Тепло, отводимое от изолятора свечи
Головка цилиндра
Рис. 3.4е Горячая свеча зажигания
Такая свеча имеет длинный тепловой конус, ограничивающий количество тепла отводимого от электродов.
Рис. 3.4жХолодная свеча эежигания
Такая свеча имеет короткий тепловой конус, способствующий отводутепла от электродов.
свечи с длинным тепловым конусом изолятора; такие свечи применяются на старых или ниэкооборотных двигателях небольшой мощности, Бытует заблуждение, которое все еще сохраняется, что "горячие" свечи используются на "горячих" двигателях, а "хс-лодные"свечина"холодных",нона самом деле это совершенно не так.
5 Опережение зажигания и сгорание
Опережение моменте искрообразования
Выбор момента времени воспламенения топливовоэдущной смеси, то есть точки рабочего цикла двигателя, в которой образуется искра, является чрезвычайно важным, Момент искрообразования должен быть рассчитан так, чтобы топливовоэдушная смесь могла полностью сгореть, сучетом достижения максимального давления (а следовательно, и максимальной работы цикла] в строго э аданный момент по отношению к положению поршня. Нет ничего хорошего в том, что к моменту окончания сгорания поршень все еше будет двигаться к ВМТ или уже пройдет половику своего хода от ВМТ к HMT. Время, за которое происходит процесс сгорания топливовоздушной смеси до егополного окончания, очень незначительно. Однако сгорание тспливовоэдушной смеси - это не мгновенный взрыв, а управляемое сгорание. В идеала процесс сгорания должен начаться непосредственно перед достижением поршнем ВМТ (то есть перед ВМТ] так, чтобы пик
процесса сгорания и большая часть получаемой энергиипришлись на момент времени, когда поршень начинает двигаться вниз, то есть непосредственно за ВМТ. Если максимальное количество энергии концентрируется в камере сгорания сразу после того, как ее объем был минимален (поскольку это была ВМТ],тосипа,скоторой газы давят на поршень, будет максимальной.
Однако оптимальный момент зажигания при одной частоте вращения двигателя, при другой частоте уже не будет соответствовать оптимальному моменту воспламенения. Это связано с тем, что при повышении частоты вращения двигателя количество времени, отводимого для сгорания топливовоэдущной смеси, уменьшается. В идеале момент искрообразования при увеличении частоты вращения двигателя должен сдвигаться от ВМТ.
Опережение и запаздывание
В Главе 1, в параграфе о фазах газораспределения подробно освещаются ограничения, налагаемые на двигатель в отношении использования его мощности в широком диапазоне частот вращения, так как большинство мотоциклов имеет постоянные фазы газораспределения. Это приводит к компромиссу, в результате чего двигатель должен быть спроектирован под определенные характеристики [исходя из высокого крутящего момента при низких частотах вращения, за счет потери мощности в диапазоне высоких частот вращения и наоборот]. Огромное преимущество момента искрообразования по сравнению с фазами газораспределения состоит в том, что его можно относительно
легко изменять. "Опережение" и "запазды-вание"-термины, употребляемые для описания изменения момента искрообразования. При повышении частоты вращения двигателя опережение зажиганияувеличивается, то есть искрообраэование происходит раньше, а по мере снижения частоты вращения до оборотов холостого хода происходит "запаздывание" момента искрообразования, до тех пор, пока не будет достигнут исходный угол опережения зажигания. Опережение зажигания измеряется в градусах поворота коленчатого вала до ВМТ,также, какифэзыгэзораспредепения. следовательно, угол перед ВМТ, при котором на свече образуется искра, называется величиной опережения зажигания. На ранних двухтактных двигателяхнебольшого объема с набольшими камерами сгорания, в связи с ограничениями в самой конструкции системы зажигания, допускалось испольэс-вание постоянног оугпа опережения зажигания или его изменение в ограниченных пределах. Однако, в поиске способов улучшения характеристик, наряду с развитием многоцилинд-ровых четырехтактных машин, необходимость более точного управления углам опережения зажигания привела к развитию более совершенных систем зажигания, обеспечивающих изменение опережения [см. параграфы 6 и 7]. Для управления углом опережения зажигания ранеа использовались механические центробежные устройства, но сейчас они уступают место электронным системам управления зажиганием, в том числе осуществляющим функцию изменения угла опережения зажигания. Всевозможные системы описываются в последующих главах. Необходимо очень тщательно устанавливать
угол опережения зажигания. Спишком большой угол опережения зажигания может служить причиной детонации. Этот эффект часто сопровождается звонким металлическим стуком [хотя детонация -не единствен-наяегопричина.привоэникновении калильного зажигания возможны подобные симптомы). Поскольку это явление происходит в момент, когда поршень находится перед ВМТ и продолжает двигаться вверх, нагрузка на двигатель настолько велика, что продолжение работы двигателя с подобными проявлениями может привести к дорогостоящим повреждениям в виде прогара поршней и
разрушения подшипников. Если угол опережения зажигания меньше оптимального, работа, получаемая в результате сгорания топлива, расходуется впустую, в результате чего снижается мощность и возрастает расход топлива.
6 Системы зажигания с мвховичным генератором [магдино]
Система зажигания с маховичным генератором [магдино), по-видимому, представляет собой самый простой способ получения искры.
Она была популярна в течение многих лет на небольших двигателях. Преимуществом такой системы является возможность подвода напряжения непосредственно от отдельной обмотки питания, из чего следует, что для запуска двигателя с такой системой необходимость в аккумуляторной батарее отпадает. Маховичный генератор это.по сути, небольшой генератор переменного тока с вращающимся постоянным магнитом. Он состоит из легкосплавного ротора, в который при изготовлении залиты постоянные магниты. Ротор устанавливается на одной из цапф коленчатого вала и вращается вместе с ним, выполняя роль
Детонация: „ ]>
Детонация -состояла, при; котором процесс сгорав топливоаоадушной смеси утрачивает управгме1!1иСобрвтавт взрывной характер.?1 Это происходит тогда, когда скорость пламени л •>. слишком высока, что может быть вызвано : слишком большим опережением зажигания, высокой степенью сжатия или низкимсортом топлива. wi I ! 1
Степень сжатия и-октановое число - это параметры, характеризующие соответственно давление в квйврв сгорания и сорт топлива. Их вз8имос8даовжаетсйвтом,что двигателю и с высокой степенью сжатия необходимо топливо с высоким октановым числом. Если jТопливо не в состоянии противостоять давле-.. •нию, можат происходить детонация: 1 Щ*пзв$ация обычно сопровождается звонким : металлическим стуком в двигателе. Продолжв-: нивйработы двигателя: с детонацией может привести квго обширному повреждению. ; ;
Самовоспламенение:
Самовоспламенение - это явление, подобное ; i детонации, с очень похожими симптомами, но, по сути, сам процесс намного отличается •: от детонации. Возникновение этого явления возможно, если при сгорании влияние возрастающего давлен ш и выделяющегося тепла объединяются: при зтомпроисходит самопроизвольное воспламенение части топливовоэ- : душной смеси, которая остается в отдаленных
зонах камеры сгорания. В результата этого образуется фронт пламени, продвигающийся к центру камеры сгорания (см. рис. 3.5а). Звук удара появляется, поскольку фронт пла-■:■ мани встречается и соударяется с газом,
: воспламененным от свечи зажигания, и между ; этими двумя фронтами пламени происходят
? колебания. Детонвиионные стуки-термин, кс-
- торый обычно описывает и самовоспламе- % Нвниа, и детонацию, t [i, ifh i 1
Калильное зажигание:
= Явление самовоспламенения отличается от
детонации и калильного зажигания тем, .что ь: I оно происходит перед образованием на свеча
зажигания искры, обычно это преждавремеда > ?:ное: сгорание топливовоэдушной смеси. Его
причиной служит нагретая точка * внутриа- ;
меры сгорания, которая чаша всего является1 "частью отложений углерода (нагара), нагрева-
: ющихся и остающихся раскаленными так, что по маре поступления топливовоэдушной смеси.•> происходит ее самопроизвольное восппаменб- ■ нив от згойочки" (см. рис.;3.5б]. Такое явление обладает похожими симптомами с ранним аажиганием:пов8Лйется звонкий стук, и возможно повреждение двигателя, если этому явлению позволяют сохраняться. !: При калильном зажигании возникает эффект, который отсутствует при детонации и самовоспламенении; он заключается в там, что двигатель продолжает работать после выклю-[: чения зажигания. По мере вращения вала двигателя раскаленные докрасна отложения углерода служат источником воспламенения 1 небольшого количества поступающейтопливо-; воздушной смеси, благодаря этому поддвржи-. веется вращение вала двигателя до тех пор, пока он на остановится, за счет постеленного
снижения крутящего момента, связанного с уменьшением массы топливовоэдушной смен1 си, а также с неправильным моментом воспламенения.lifjj \ 1 Современные очищенные виды топлива сни4 зили вероятность отложения углерода (нагаг рообразования) в двигателях, так что появление нагара теперь достаточно редкое явление; Кроме того, существуют системы в составе систем впрыска топлива: иногда такие системы устанавливаются на карбюраторы, которые прекращают подачу топлива или воздуха при выключении зажигания и снижает вероятность возникновения сгораниягдаже при наличии нагретых точек. Это особенно важно при повышении эффективности двигателей за счет: их работы на более бедных тапливовоздушных смесях, поскольку обедненные смеси служат причиной роста температур двигателя. :ь с г
Самопроизвольное воспламенение \ атнагрева, вызванного возраста- \ при сгорании
Происходит колебание газа
Рис. 3.5а Последовательность образования самовоспламенения
Воспламенение от нагретой частицы до появления искры на свече зажигания
; Рис. 3.56 Последовательность образования калильного зажигания
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74]