Zdroj zapalovacích svíček na benzín, zdroj zapalovacích svíček na benzín – internetový obchod – New-Parts

Přestavba vozu na LPG je proces, který mění provozní režim motoru, a tedy i všechny jeho komponenty. Mění se také provozní podmínky a životnost zapalovacích svíček na plyn, což je dáno zcela odlišnými vlastnostmi paliva. Zároveň se životnost těchto spotřebních materiálů může pohybovat od 5 do 100 tisíc km. Proč k takovému rozdílu dochází?

Vliv paliva na životnost zapalovacích svíček na benzín

Benzín a plyn jsou druhy paliva s různými vlastnostmi, které ovlivňují proces zapalování směsi paliva a vzduchu ve spalovacím motoru. Plyn:

• má nižší rychlost hoření, což znamená, že vyžaduje intenzifikaci zapalování;
• čistší složení, proto produkuje méně uhlíkových usazenin, a to i na zapalovací svíčce;
• má vyšší teplotu spalování, to znamená, že zhoršuje tepelné provozní podmínky všech částí.

Při přestavbě vozu na LPG jsou tedy zapalovací svíčky vystaveny intenzivnějšímu teplu, ale tvoří se na nich méně uhlíkových usazenin. Proto by měla být mezera u těchto modelů menší. U studeného motoru by zapalovací svíčky měly lépe zapálit nehořlavé prostředí. U horkého spalovacího motoru je nutné snížit riziko negativního vlivu vysokých teplot, tj. pro benzín jsou vhodné studené zapalovací svíčky ze seznamu doporučeného pro tento vůz.

Kromě toho se v důsledku vyššího oktanového čísla benzinu zvyšuje riziko předčasného vznícení, kdy se palivo nezapálí jiskrou, ale zahřátými součástmi zapalovací svíčky. To ovlivňuje i její konstrukci, respektive mezeru, protože při předčasném vznícení není směs dostatečně stlačena, její teplota je nižší a riziko tvorby karbonu je vyšší. V tomto případě se při výměně doporučuje koupit studené standardní zapalovací svíčky s tepelným indexem vyšším než 22, které lépe odvádějí teplo a přenášejí ho do tělesa.

Správný výběr spotřebního materiálu zvýší výkon vozu o 2-6 % a sníží spotřebu paliva o 5-7-5 %. Může se jednat jak o standardní výbavu, tak o speciální modely pro LPG, které jsou také prezentovány v katalozích výrobců. Niklové, iridiové a platinové zapalovací svíčky mají různé zdroje, což je dáno rozdíly ve vlastnostech těchto materiálů.

Vliv materiálů na životnost zapalovacích svíček na benzín

Katalog internetového autosalonu New-Parts představuje velký výběr zapalovacích svíček od značek Denso, NGK, Beru, Bosch a dalších výrobců. Mohou mít elektrodu:

• nikl s nájezdem 45 tisíc km;
• platinová s 80 tisíci najetými kilometry;
• iridium s nájezdem 120 tisíc km.

Ve skutečnosti je životnost benzínových zapalovacích svíček nižší, někdy až 3-4krát nižší. U niklových spotřebních materiálů je to asi 15 tisíc km a méně, což závisí nejen na materiálu, ale také na mezeře, nastavení motoru a dalších parametrech. Iridiové a platinové zapalovací svíčky vydrží mnohem déle, což se vysvětluje vyšší tepelnou vodivostí a tepelnou odolností těchto materiálů při vysokém tepelném zatížení. Teplota tání čistého niklu je 1455 °C (v praxi se používá slitina s chromem a dalšími složkami), platiny – 1768 °C, iridia – 2446 °C. Tyto základní vlastnosti ovlivňují změnu mezery a konstrukci samotné zapalovací svíčky: u niklu má centrální elektroda průměr asi 2,4 mm a u variant vyrobených z ušlechtilých kovů je mnohem menší.

Potřebu výměny indikuje zvýšená spotřeba paliva, snížený výkon motoru, problémy se startováním a chodem motoru, například vynechávání zapalování motoru. V tomto případě byste měli odšroubovat jednu zapalovací svíčku a zkontrolovat mezeru, zda odpovídá nominálnímu parametru, a prozkoumat stav střední a bočních elektrod. Podobný postup se doporučuje po ujetí 15 tisíc km.

Musím při přechodu na plyn vyměnit zapalovací svíčky?

Protože studené zapalovací svíčky se zmenšenou mezerou na 0,7 mm jsou vhodné pro LPG, doporučuje se sadu vyměnit, pokud nesplňuje tato nastavení. Někdy majitelé raději ušetří peníze a ponechají starou sadu, ale pokud se vyskytnou problémy s přechodem na LPG, jsou stále nuceni ji vyměnit. Je třeba poznamenat, že z hlediska životnosti jsou pro tyto úkoly vhodné iridiové, stříbrné nebo platinové spotřební materiály, které lze zakoupit v našem online obchodě s autodíly New-Parts s doručením do Kyjeva, Lvova, Dněpru a dalších měst na Ukrajině. Lze objednat i levnější niklové varianty, pokud jste připraveni je měnit každých 10 tisíc km.

Během provozu motoru jsou zapalovací svíčky vystaveny proměnnému elektrickému, tepelnému, mechanickému a chemickému zatížení s frekvencí úměrnou frekvenci otáčení klikového hřídele.

Moderní pístové spalovací motory pracují na čtyřdobém nebo dvoudobém cyklu. Automobilové motory, až na vzácné výjimky, pracují na čtyřdobém cyklu, který se provádí za dvě plné otáčky klikového hřídele a čtyři zdvihy pístu. Motory různého určení s obzvláště malým pracovním objemem pracují na dvoudobém cyklu, který se provádí za jednu otáčku klikového hřídele a dva zdvihy pístu. Zatížení zapalovací svíčky při provozu na dvoudobém motoru je nejméně dvakrát větší než u čtyřdobého motoru, což výrazně snižuje její životnost.

Tepelné zatížení. Zapalovací svíčka je instalována v hlavě válců tak, že její pracovní část je ve spalovací komoře a kontaktní část v prostoru pod kapotou. Teplota plynů ve spalovací komoře se pohybuje od několika desítek stupňů Celsia na vstupu do dvou nebo tří tisíc během spalování. Teplota pod kapotou automobilu může dosáhnout 150 °C.

U mnoha automobilů, a zejména u motocyklů, existuje možnost, že se na zapalovací svíčku dostane voda, zejména při jejím mytí, což může vést k poškození izolátoru.

V důsledku nerovnoměrného ohřevu se teplota v různých částech zapalovací svíčky může lišit o stovky stupňů, což vede k tepelnému namáhání a deformaci. To je zhoršeno skutečností, že izolant a kovové části se výrazně liší v hodnotě koeficientu tepelné roztažnosti.

Mechanická zatížení. Tlak ve válci motoru se během spalování mění z hodnoty nižší než atmosférický tlak u sání na 50 kgf/cm2 a vyšší. V tomto případě jsou zapalovací svíčky navíc vystaveny vibračnímu zatížení.

Chemický stres. Během spalování se tvoří celá „kytice“ chemicky aktivních látek, které jsou schopny způsobit oxidaci i velmi stabilních materiálů, zejména proto, že pracovní část izolátoru a elektrody mohou mít provozní teplotu až 900 °C.

Elektrické zátěže. Během vzniku jiskry, jejíž doba trvání může být až 3 ms, je izolátor zapalovací svíčky vystaven vysokonapěťovému impulsu, jehož maximální hodnota závisí na tlaku a teplotě ve spalovací komoře a velikosti jiskřiště. V některých případech může napětí dosáhnout 20-25 kV (hodnota amplitudy). Některé typy zapalovacích systémů dokáží vytvořit napětí výrazně vyšší, ale je omezeno průrazným napětím jiskřiště nebo napětím povrchového přeskoku izolátoru.

Ve fázi obloukového výboje vede tok silného proudu ke vzniku horkých katodových skvrn na elektrodě. Elektrický oblouk nemůže existovat bez elektronů emitovaných horkými katodovými skvrnami. Teplota těchto skvrn dosahuje 3000 K, což je více než bod tání i toho nejtavnějšího kovu. To vede k nevyhnutelnému mikroskopickému odpařování materiálu elektrody s každou novou jiskrou. Rychlost elektrické eroze je za jinak stejných podmínek úměrná energii jiskrového výboje a teplotě elektrody.

Odchylky od normálního procesu spalování
Normální spalování hořlavé směsi probíhá rychlostí několika desítek metrů za sekundu a je doprovázeno relativně plynulým nárůstem teploty a tlaku ve válci motoru. V důsledku zapálení jiskrou se vytvoří primární zdroj zapálení a poté se vytvoří čelo plamene, které se rychle šíří po celém objemu spalovací komory. Nespálené palivo dohoří za čelem plamene, ve stěnových zónách, v mezerách mezi pístem a válcem. Za určitých podmínek může být normální proces spalování narušen, což ovlivňuje spolehlivost a životnost zapalovací svíčky. Mezi taková narušení patří následující.

Selhání zapalování. Může k tomu dojít v důsledku chudé směsi paliva, vynechávání zapalování nebo nedostatečné energie jiskry. To zintenzivňuje proces tvorby uhlíkových usazenin na izolátoru a elektrodách.

Zapalování žhavením. Rozlišuje se předčasné zapálení, ještě před objevením se jiskry, doprovázející jiskru, a opožděné zapálení hořlavé směsi způsobené přehřátými oblastmi povrchů výfukového ventilu, pístu, válce nebo zapalovací svíčky. Předčasné zapálení může být navíc způsobeno doutnajícími uhlíkovými částicemi. Při předčasném žhavení se úhel předstihu zapalování spontánně zvětšuje. To vede ke zvýšení rychlosti nárůstu tlaku a teploty, zvyšuje se jejich maximální hodnota, přehřívají se části motoru a úhel předstihu zapalování se ještě více zvětšuje. Proces se zrychluje, dokud se úhel předstihu zapalování nedostane do takové polohy, že výkon motoru začne rychle klesat.

Při žhavení je možné poškození výfukového ventilu, pístu, pístních kroužků, povrchu válce a těsnění hlavy válců. Elektrody zapalovací svíčky mohou zcela nebo částečně shořet a v některých případech se může izolátor dokonce roztavit.

Detonace. K tomuto jevu dochází, když palivo nemá dostatečnou detonační odolnost v místě nejvzdálenějším od zapalovací svíčky v blízkosti horkých povrchů, v důsledku stlačení hořlavé směsi, která ještě neshořela, hlavním plamenným frontem. Detonace se šíří rychlostí 1500-2500 m/s, což překračuje rychlost zvuku. Rázové vlny se opakovaně odrážejí od stěn a způsobují vibrace a lokální přehřátí válce, pístu, ventilů a zapalovací svíčky. Poškození je možné, stejně jako u žhavého zapalování, protože přehřáté díly nejsou schopny odolat zvýšenému zatížení. Na izolátoru zapalovací svíčky se mohou tvořit třísky a praskliny, elektrody se mohou roztavit a dokonce i zcela shořet. Charakteristickými znaky detonace jsou kovové klepání, vibrace a ztráta výkonu motoru, zvýšená spotřeba paliva a někdy i výskyt černého kouře z výfukového potrubí.

Charakteristickým znakem detonace je určité časové zpoždění od okamžiku, kdy nastanou nezbytné podmínky, do okamžiku, kdy k ní dojde. Toto zpoždění je nezbytné pro tvorbu aktivních látek, které usnadňují vznik explozivního procesu. V tomto ohledu je detonace nejpravděpodobnější při relativně nízkých otáčkách klikového hřídele a plném zatížení. K tomuto režimu dochází s největší pravděpodobností při jízdě vozu do kopce s plně sešlápnutým plynovým pedálem. Pokud je výkon motoru nedostatečný, rychlost vozu a otáčky klikového hřídele klesají. Pokud je za těchto podmínek oktanové číslo paliva nedostatečné, dochází k detonaci, doprovázené zvonivým kovovým klepáním.
Chcete-li eliminovat detonaci, jednoduše zařaďte nižší rychlostní stupeň a zvyšte otáčky motoru.

Je nezbytné používat pouze palivo, které odpovídá oktanovému číslu motoru.

Dieselování. V některých případech může benzínový motor běžet extrémně nerovnoměrně a nekontrolovatelně s vypnutým zapalováním a velmi nízkými otáčkami klikového hřídele. K tomuto jevu dochází v důsledku samovznícení hořlavé směsi během komprese, podobně jako u vznětových motorů. V ruské technické literatuře je „dieseling“ relativně nový termín převzatý z anglického jazyka (dieseling).

U motorů, zejména karburátorových, u kterých není vyloučena možnost přívodu paliva do válce při vypnutém zapalování, dochází při pokusu o zastavení motoru k dieselovému zážehu. Při vypnutém zapalování motor běží dále velmi nízkými otáčkami a extrémně nerovnoměrně. To může trvat několik sekund, někdy i déle, poté se motor samovolně zastaví. Nejjednodušší způsob, jak tento jev vysvětlit, je žhavení z přehřáté zapalovací svíčky, ale to s tím vůbec nesouvisí.

Příčina spalování nafty spočívá v konstrukčních vlastnostech spalovací komory a v kvalitě paliva (nízký odpor proti samovznícení při stlačení). Zapalovací svíčky nemohou být příčinou tohoto jevu, protože jejich teplota při nízkých otáčkách zjevně nedostatečná k zapálení hořlavé směsi. K předzápalu dochází, když je teplota elektrod a izolátoru 850-900 °C, této hodnoty může dosáhnout pouze při maximálním výkonu motoru. Při zastaveném motoru teplota těchto částí nepřesahuje 350 °C. Za těchto podmínek není zapalovací svíčka příčinou, ale spíše „obětí“, protože nedokonalé spalování zintenzivňuje proces tvorby uhlíku.

Kvalita paliva a motorového oleje
Pro zajištění normálního provozu zapalovacích svíček musí mít automobilové benziny dostatečnou odolnost proti detonaci, minimální korozivní účinky a žádný sklon k tvorbě usazenin.

Odolnost paliva vůči detonaci závisí na jeho chemickém složení a struktuře uhlovodíků získaných při rafinaci ropy. Schopnost odolávat detonaci závisí na molekulové hmotnosti – čím vyšší je, tím nižší je odolnost paliva vůči detonaci a naopak. Odolnost benzinu vůči detonaci, tzv. oktanové číslo, se stanovuje v laboratorních podmínkách motorovou a výzkumnou metodou na speciální motorové jednotce, porovnáním odolnosti testovaného benzinu a isooktanu smíchaného s heptanem. Oktanové číslo isooktanu se bere jako 100. Přídavek heptanu, který je nestabilní vůči detonaci, snižuje oktanové číslo směsi.

Průmyslová výroba benzinu zahrnuje primární a sekundární zpracování ropy, po kterém následuje míchání různých složek za účelem získání požadovaných vlastností.

Primární rafinace ropy (přímá destilace) poskytuje 10–25 % nekvalitního benzinu s oktanovým číslem 40–50. Sekundární rafinace ropy ve velkých ropných rafinériích ji podrobuje složitému technologickému zpracování, jehož cílem je rozdělit velké molekuly na malé, stabilizovat chemické složení a odstranit škodlivé nečistoty, zejména síru. Výtěžnost benzinu se zvyšuje na 60 %. Smícháním produktů primární a sekundární rafinace ropy s přídavkem různých aditiv se pak získávají komerční benziny. Automobilové benziny stejné značky, vyráběné v různých závodech, mají mírně odlišné složení v důsledku rozdílů v technologii.

Pro zvýšení oktanového čísla se do benzínu přidávají antidetonační látky – chemické sloučeniny, které potlačují detonaci. Pro odstranění produktů spalování ze spalovací komory se při použití antidetonačních přísad do paliva přidávají tzv. lapače – chemické látky, které pomáhají odstraňovat produkty spalování. Provozní podmínky zapalovací svíčky se však při použití antidetonačních látek výrazně zhoršují.

Není možné zcela odstranit produkty spalování a na elektrodách a tepelném kuželu izolátoru zapalovací svíčky se tvoří uhlíkové usazeniny. Vlivem teploty se tyto usazeniny mohou stát elektricky vodivými a způsobit částečnou nebo úplnou poruchu tvorby jisker.

Malé firmy získávají vysokooktanové benziny AI-95 a AI-98 přidáním až 92-95% methyl-terc-butyletheru do benzinů AI-12 a AI-15 a benzin má požadovanou kvalitu. Poměrně široce se používají různé antidetonační činidla obsahující železo a tradiční antidetonační činidlo na bázi tetraethylolova – ethanol (v tomto případě se přidává barvivo, protože ethanol je jedovatý).

Bezohlední výrobci bohužel vyrábějí náhradní benzín z nízkooktanového benzinu a přidávají antidetonační přísady v množství nad rámec současných norem.

Nadměrné používání (více než 37 mg Fe/l) antidetonačních činidel obsahujících železo, jako jsou FerRoz, FK-4 nebo APK, způsobuje usazování vodivých červených uhlíkových usazenin na zapalovacích svíčkách. Tyto uhlíkové usazeniny je prakticky nemožné odstranit a vedou k jejich úplnému a nevratnému selhání.

Motorové oleje jsou také ropného původu a obsahují přísady: proti opotřebení, stabilizační, antikorozní, čisticí atd. Při spalování oleje, který se dostane do spalovací komory, se tvoří zbytky popela, které stejně jako produkty nedokonalého spalování paliva mohou tvořit uhlíkové usazeniny na zapalovacích svíčkách.

Korozivní účinek benzinu je dán obsahem kyselin, zásad a sloučenin síry. Minerální kyseliny a zásady mají silný korozivní účinek na kovy, jejich přítomnost v benzinu je nepřijatelná. Sloučeniny síry mají vysokou korozivní aktivitu a přispívají k tvorbě uhlíkových usazenin, ale není snadné se jich zcela zbavit, zejména při zpracování sirného oleje.

Tvorba uhlíkových usazenin a samočištění
Usazeniny uhlíku na svíčce – je pevná uhlíková hmota s drsným povrchem, která vzniká při povrchové teplotě 200 °C a vyšší. Vlastnosti, vzhled a barva uhlíkového úsadu závisí na podmínkách jeho vzniku, složení paliva a motorového oleje. V některých případech, zejména u dvoutaktních motorů, může uhlíkový úsad tvořit elektricky vodivý můstek v jiskřišti a způsobit zkrat v sekundárním obvodu zapalovacího systému. V obou případech dochází k částečnému nebo úplnému zastavení tvorby jisker. Pokud se zapalovací svíčka vyčistí od uhlíkových usazenin, obnoví se její výkon. Proto je jedním z nejdůležitějších požadavků na zapalovací svíčku schopnost samočištění od uhlíkových usazenin. V mnoha ohledech je touto vlastností určen stupeň dokonalosti její konstrukce.

K odstraňování uhlíkových usazenin, pokud ve spalinách nejsou žádné nehořlavé látky, dochází při teplotě 300–350 °C – to je spodní teplotní hranice výkonu zapalovací svíčky. Účinnost samočištění od uhlíkových usazenin závisí na tom, jak rychle se tepelný kužel izolátoru po nastartování motoru zahřeje na tuto teplotu. Z tohoto hlediska by délka tepelného kužele izolátoru měla být co největší a samotný tepelný kužel by měl být prodloužen do spalovací komory. Totéž je nutné k zabránění únikům proudu a v důsledku toho ke snížení ztrát energie při zapalování.

Tepelné vlastnosti
Tepelná charakteristika zapalovací svíčky je závislost teploty tepelného kužele izolátoru nebo centrální elektrody na provozním režimu motoru.
Rozdíl v tepelných charakteristikách zapalovacích svíček se dosahuje hlavně změnou délky tepelného kužele izolátoru.

Rozšíření tepelného kužele izolátoru vede ke zvýšení přívodu tepla do zapalovací svíčky a ke zvýšení její provozní teploty. Maximální teplota nesmí překročit 850-900 °C, protože to způsobuje žhavící vznícení. Tato hodnota je horní teplotní hranicí výkonu zapalovací svíčky. Teplotní hranice výkonu zapalovací svíčky se nemění u jakéhokoli motoru, bez ohledu na jeho specifický výkon a konstrukční vlastnosti.

V současné době nebyla vytvořena ekonomicky výhodná a technologicky proveditelná zapalovací svíčka pro hromadnou výrobu, která by byla schopna fungovat na jakémkoli motoru a udržovat provozní teplotu v rámci přípustných teplotních limitů. Pro zajištění této podmínky u motorů s různým tepelným namáháním se zapalovací svíčky vyrábějí s různými tepelnými charakteristikami.

Neustálý růst specifického výkonu motoru se zpřísňováním norem toxicity výfukových plynů vyžaduje zlepšení tepelných charakteristik zapalovacích svíček. V současné době jsou nejběžnější následující metody jejich zlepšení.

1. Zapalovací svíčky jsou smontovány s co nejmenšími mezerami mezi jednotlivými díly. Mezery není možné zcela odstranit kvůli rozdílu v koeficientech tepelné roztažnosti izolantu a kovových dílů.
2. Centrální elektroda je vyrobena z bimetalu: z mědi s tepelně odolným pláštěm ze slitiny na bázi Ni-Cr-Fe.
3. Tepelný kužel izolátoru je vyroben tak, aby vyčníval z pouzdra o 1,5-2,0 mm.
První dvě metody zajišťují vysokou tepelnou vodivost zapalovací svíčky jako celku, umožňují výrazně zvětšit délku tepelného kužele izolátoru bez zvýšení jeho maximální provozní teploty, a tím zlepšit tepelné charakteristiky. Vyčnívání izolátoru za konec pouzdra urychluje ohřev tepelného kužele v zóně spodní teplotní meze.