点火系统的任务是保证在合适的时刻为准备点火的气缸提供足够能量的火花,点燃混合气作功。其中点火火花必须具备三点:
1)有足够的热量点燃混合气。
2)有足够的持续时间以完成起动燃烧过程。
3)要避免电磁干扰。
要满足上述要求,就要重视火花塞的选用和检查。由于不同的发动机工作特性不同,所以没有一种标准的火花塞能适应所有的发动机,因此必须根据发动机特性和厂家规定选择火花塞。火花塞选型的原则有以下几项。
(1)不同型号的火花塞电阻值 为了防止电磁干扰,火花塞内都有炭棒,火花塞上都有明显的型号标注,不同型号火花塞内炭棒的电阻值不一样,如没有按厂家规定的型号选用火花塞,使用时易发生电磁干扰,而使发动机抖动。
火花塞型号不一致,虽然同样规格、同样热值的火花塞也不能互换。选择火花塞主要是看火花塞内炭棒的电阻值是否一样。
(2)普通的火花塞和白金火花塞 本应装普通的火花塞的发动机,如错装了白金火花塞,一星期后汽车就会发生抖动。
个别火花塞工作不良可能会造成怠速时尾气超标(CO和HC排放过高),尾气中有黑烟,但高速时转为正常。火花塞结构见图1-2。
火花塞长期点火时间过长、燃烧温度过高,火花塞电极烧损,会使火花塞间隙过大,造成高速时失火。火花塞电极间隙过大,跳火时需较高的电压,长时间连续使用,会造成点火线圈温度过高,易烧坏点火线圈。
普通火花塞的使用寿命为25000km,白金火花塞的使用寿命为70000km。
1.火花塞电极间隙的重要性
火花塞电极间隙过大一般是燃烧室温度过高所致。排气门间隙过小造成排气不畅;积炭过多,使燃烧室容积变小,引发压缩比改变和多点燃烧,造成爆燃;还有冷却系统工作不良,都是燃烧室温度过高的原因。大部分车型火花塞的拧紧力矩为30N·m,力矩过小也会造成电极烧蚀。长期爆燃会造成火花塞绝缘体顶部破裂。
电子燃油喷射发动机火花塞电极间隙通常应在0.9~1.1mm,间隙越小火花越弱,过小会造成起动困难,在小负荷时新混合气被废气冲淡影响较大,会造成缺火。火花塞电极间隙过大,会造成高速时缺火、加速性能差,并且起动困难、耗油量大、排气管冒黑烟。此时如不及时更换火花塞,排气管黑烟会越来越重,故障会越来越厉害。
2.火花塞电极熔化,并且绝缘体呈白色
电极熔化和绝缘体呈白色通常是燃烧室温度过高所致,这可能是燃烧室积炭过多,导致压缩比变大,多点燃烧和爆燃引发的。如火花塞未按规定力矩拧紧(火花塞紧固力矩为30N·m),造成火花塞散热不良,也会引起同样的故障。
火花塞电极没有烧熔,但电极发白,可能是以下故障的反映。
1)气缸垫或涡轮增压发动机的进气歧管垫密封不良,冷却液进入燃烧室,火花塞电极上有白色结晶体。
2)混合气过稀,火花塞电极形成灰白色。
3.火花塞电极变圆,且绝缘体有疤
这是因点火时间过早所致,造成点火时间过早的原因除点火提前角过大外,汽油标号过低,辛烷值太低,抗爆性太差,也会过早点火。火花塞热值过高和燃烧室内积炭过多同样也会造成早燃。
4.火花塞绝缘体裙部、电极和壳体表面覆盖一层毛茸茸黑色无光泽炭灰(www.xing528.com)
混合气过浓,燃烧不完全,燃烧温度过低会导致火花塞上产生一层炭灰。其原因有以下几点。
1)空气滤清器堵塞,造成混合气过浓。节气门全开的瞬间进气系统的真空度应为3~10kPa,如≥15kPa或<3kPa,必须清理或更换空气滤清器。
2)使用进气歧管绝对压力传感器的发动机进气系统发生泄漏,造成混合气过浓。用真空表检查发动机怠速时的真空度。进气系统密封不良会导致真空度明显低于正常值,但因充气系数增加,造成怠速转速升高。怠速出现由标准怠速的上限向高怠速的漂移。
3)火花塞点火能量不够,造成混合气未燃烧。此时应进行缸外点火检查或用示波器检查波形。
4)气门油封或活塞环密封不良,使燃烧室内机油过多,造成燃烧不好。暖机时排气管冒蓝烟,行驶中排气管不冒蓝烟,说明气门油封密封不良;暖机时排气管不冒蓝烟,暖机后和行驶中排气管冒蓝烟,说明活塞环密封不良。
5)燃烧室密封不良,导致气缸压力过低,造成燃烧不好,形成炭灰。
6)由于各种原因,造成喷油脉宽过宽,导致混合气不能完全燃烧。此时可通过调取故障码和读取数据流查找故障。
混合气不能完全燃烧所产生的炭粒,会附着在火花塞发火端表面。缺乏长距离的高速行驶,以及火花塞裙部表面工作温度低于自洁温度,更易形成积炭和油污。
积炭和油污会降低火花塞裙部表面电阻,导致电流泄漏、不跳火或间断跳火,使发动机功率下降,工作不稳,第一次起动困难,甚至无法起动。
火花塞被污染后,必须先查明原因,排除污染源,再清除积炭、油污,或更换火花塞。
对于使用空气流量传感器的汽车,在高速公路上跑长途时,可人为造成发动机进气系统轻微漏气,使混合气变稀,令燃烧温度超过积炭的自洁温度(500℃),这样可将火花塞和氧传感器上的积炭烧掉。
5.火花塞绝缘体局部出现一层灰黄色的釉
这种釉层是铅的氧化物,是由于燃油中含铅过高,在高速行驶过热时出现的氧化物。这会造成急加速或高负荷行驶时出现断火。而且燃油中含铅过高,会造成氧传感器和三元催化转化器中毒。
6.必须定期更换高压阻尼线
美国汽车的火花塞点火时间长,高压阻尼线使用80000~90000km后容易出现断火。到80000km以上如出现高速时缺火,应将全部高压阻尼线和火花塞换掉(普通火花塞的使用寿命为15000km,长效火花塞的使用寿命为30000km)。火花塞高压线内阻过大会引起急加速不良。
7.利用火花塞检查器检查火花塞的制造质量
火花塞检查器可检查火花塞的制造质量。好的火花塞施加80N的力才断火,质量差的火花塞30~40N就断火,后者中低速正常,但高速时易出现断火。火花塞不良还会引起发动机高速行驶中矬车。
8.火花塞外壁接地检测
将高压线与火花塞相连,将火花塞绝缘外壁接地,如果火花塞电极之间出现蓝色火花属正常,如没有火花应更换。维修人员经常是汽车在行驶里程达80000~90000km以上时,更换掉全部高压阻尼线和火花塞,以保证发动机性能可靠。
火花塞壳体上不得有裂纹、裂痕,电极间隙应符合规定,火花塞上积炭会导致点火能量降低,无法正常跳火,会引起发动机抖动、动力不足、加速性能下降,清除积炭后可恢复正常。火花塞间隙过大会造成高速时失火。
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