06
Funkce a druhy zapalování. Složení, činnost, diagnostika, opravy, seřízení a údržba bateriového zapalování. Opravy, seřízení a údržba magnetoelektrického - kontaktního zapalování. Magnetoelektrické polovodičové – bezkontaktní zapalování. Stručná charakteristika polovodičových, elektronických, a plně elektronických zapalování. Zapalovací svíčky.
Úkolem zapalování je bezpečně zapalovat elektrickou jiskrou směs paliva se vzduchem u zážehových motorů. Okamžik zážehu (tj. přeskok jiskry na zapalovací svíčce) je vázán na nejvhodnější polohu pístu, před horní úvratí (a natočení klikového hřídele) – předstih zapalování. Předstih zapalování se musí přizpůsobovat provozním podmínkám motoru, tj. otáčkám, zatížení, bohatosti směsi, zamezit detonačnímu spalování apod. U moderních motorů mohou výpadky elektrické jiskry způsobit zničení katalyzátoru (zápalná směs hoří a expanduje až v katalyzátoru).
Primární obvod, nízkého elektrického napětí: akumulátor (A), spínací skříňka (B), zapalovací cívka a její primární vinutí (C), přerušovač (12,13), kondenzátor (14), propojovací elektrické vodiče včetně svorek a konektorů.
Sekundární obvod, vysokého (zapalovacího) napětí: zapalovací cívka, její primární a sekundární vinutí (C), vysokonapěťové (zapalovací) kabely, včetně koncovek, rozdělovač (D), zapalovací svíčka (E).
Zapalovací cívka v součinnosti s přerušovačem a kondenzátorem slouží ke zvýšení nízkého elektrického napětí baterie (akumulátoru) - ze 12 V obvykle na 8000 až 24 000 V (obr. 1, 2). Jádro cívky je tvořeno transformátorovými ocelovými plechy. Na jádře je navinutá sekundární cívka z měděného drátu (Ø 0,05-0,1 mm), asi 40 000 závitů. Na sekundární cívce je navinutá primární cívka z měděného drátu (Ø 0,6-0,9 mm), asi 350 až 600 závitů. Jádro i cívky jsou elektricky izolovány mezivrstvou izolace a vše je umístěno v keramickém izolačním bloku. Vnější hliníkové pouzdro je po obvodu vyplněno magneticky vodivými plechy a zbývající prostor je vyplněn asfaltovou zalévací hmotou, (asfalt + dehet), pro dobré chlazení. Ve víku z izolačního materiálu (reaktoplastu) je na svorku 15 připojen začátek primární cívky a její konec na svorku 1. Začátek sekundární cívky je připojen k jedné ze svorek – 15 nebo 1 - funkci zapalování to neovlivňuje. Toto úsporné zapojení (jako tzv. „autotrasformátor“) využívá i primárního vinutí k elektromagnetické indukci a dosažení vyššího zapalovacího napětí. Konec sekundární cívky je vyveden na svorku 4.
Obr. 1 Složení bateriového zapalování. [18]
(Podrobný popis, funkce a činnosti všech součástí bateriového zapalování, včetně zobrazení, je uveden v rámci dalšího textu. Obr. 1, je určen především pro samostatné, aktivní opakování učiva z předmětu „Motorová vozidla“.)
Kondenzátor (14) se při rozpojování kontaktů přerušovače nabíjí a pohlcuje elektrický náboj, který by způsobil značné jiskření a opalování kontaktů. Současně tím až 20 x urychlí přerušení elektrického proudu. Na velmi rychlém přerušení elektrického proudu protékajícího primárním vinutím také závisí velmi rychlé zanikání magnetického pole v zapalovací cívce a velmi intenzivní indukce vysokého napětí potřebného pro zapalování. Kondenzátor je vyroben jako svitek 2 hliníkových folií – elektrod, navzájem izolovaných kondenzátorovým papírem napuštěným silikonovým olejem. Jedna z elektrod je spojená s kovovým obalem kondenzátoru a prostřednictvím ukostření spojená s pevným kontaktem přerušovače. Druhá je prostřednictvím elektrických vodičů připojená k pružině kontaktu pohyblivého raménka přerušovače.
Ostatní části bateriového zapalování budou popsány při popisu jeho činnosti, seřizování a opravách v dalším textu.
Elektrický proud je veden z akumulátoru na svorku 30, spínací skříňky. Při zapnutí zapalování, propojí spínací skříňka svorku (30) se svorkou (15) a kabelem je přiveden elektrický proud na svorku (15) zapalovací cívky. Jsou-li kontakty přerušovače spojeny, protéká elektrický proud primárním vinutím zapalovací cívky na svorku (1) a odtud na svorku (1) přerušovače. Přes jeho pevný kontakt protéká elektrický proud na kostru.
V primárním vinutí v důsledku průtoku elektrického proudu vzniká magnetické pole. Při jeho vzniku (tj. i při každém sepnutí kontaktů), vlivem vlastní indukce (samoindukce) se indukuje v primárním vinutí napětí opačného směru. Proto brzdí o 0,010–0,015 s rychlý vznik magnetického pole stejného směru, jaký má elektrický proud přitékající od akumulátoru, a tím i okamžité zvýšení intenzity toku elektrického proudu. Toto zpoždění je příčinou, že u bateriového zapalování za vysokých otáček klesá zapalovací napětí a tím i kvalita jiskry. (U 4válcového motoru z 25 kV–800 ot/min na 10 kV–5000.min-1.) Vadí to zejména u 6 a víceválcových motorů. Při otáčení vačky přerušovače (obr. 1; obr. 3, 4), se nadzvedne pohyblivé raménko a dojde k rozpojení kontaktů.
Při rozpojení kontaktů magnetické pole zaniká a svými siločarami protíná vinutí obou cívek. V primárním vinutí se indukuje elektrické napětí 300 až 400 V a elektrický proud intenzity 3 až 4 A, jaký má elektrický proud přitékající od akumulátoru. Ke kontaktům přerušovače je paralelně připojený kondenzátor, který asi 20 x urychlí přerušení toku elektrického proudu a způsobí i stejně rychlý zánik magnetického pole. Tato velmi rychlá změna magnetického pole protíná svými siločarami vodiče obou cívek a způsobí v nich indukci vysokého zapalovacího napětí, asi 8–25 kV.
Konec sekundárního vinutí zapalovací cívky (svorka č. 4) je vyveden vysokonapěťovým kabelem přes odpružený uhlíkový kartáček (16) na otočné raménko – „palec“ rozdělovače (10). Z otáčejícího kontaktu palce přeskakuje vysoké napětí (mezerou 0,2-0,3 mm) na pevné kontakty v hlavici rozdělovače, propojené vysokonapěťovými kabely a jejich koncovkami k jednotlivým zapalovacím svíčkám (E).
Součástmi rozdělovače jsou také odstředivý (8) a podtlakový regulátor předstihu (20). Odstředivý regulátor při zvyšování otáček, zvětšuje předstih zapalování, zpravidla až o 20° (měřeno na klikovém hřídeli). Při stejné rychlosti hoření je při vyšších otáčkách méně času na dokonalé prohoření směsi, proto se předstih zvyšuje. Podtlakový regulátor (18) zvětšuje předstih obvykle až o 15° (měřeno na klikovém hřídeli). Při částečně otevřené škrticí klapce karburátoru je směs ochuzená, déle hoří a proto také potřebuje větší předstih. Podtlakový regulátor je spojen hadičkou s prostorem u škrticí klapky karburátoru.
Obr. 2 Složení zapalovací cívky. [1]
Obr. 3 Složení rozdělovače. [1]
Obr. 4
Schéma činnosti přerušovače. [1]
(vzdálenost kontaktů – odtrh = 0,4± 0,05 mm)
Obr. 5 Podtlakový regulátor. [1]
Obr. 5a Podtlakový regulátor předstihu a zpoždění zážehu (Bosch.) [2]
Obr. 6 Měření přerušení vinutí zapalovací cívky. [2]
Obr. 7 Zapojení osciloskopu. [3] Legenda zapojení: 1-(-) pól akumulátoru; 2-(+) pól akumulátoru; 3 - svorka (15) zapalovací cívky; 4 – svorka (1) zapalovací cívky; 5 – snímání vysokonapěťových impulzů z kabelu mezi svorkami (4), zapalovací cívky a rozdělovače; 6 – snímání synchronizačního impulzu, klešťovým indukčním snímačem z kabelu od 1. válce.
Zapojení dle obr. 7 je určeno pro kontrolu všech, tj. i elektronických zapalovacích soustav s mechanickým rozdělovačem.
Bateriové zapalování je v současnosti nahrazováno bezkontaktními a elektronickými systémy. U starších vozidel je však velmi rozšířené a pro pochopení složitějších systémů je nutné dobře znát, principy složení a činnost bateriového a magnetoelektrického zapalování.
Vyplývá ze situace, kdy se nedaří motor vybavený bateriovým zapalováním nastartovat nebo když proti vůli řidiče motor zhasne a nedá se nastartovat.
Funkci bateriového zapalování ověřujeme obvykle až
po prověření, zda do karburátoru přitéká benzin.
(Bližší popis je v tématu: T 15 Doprava paliva u zážehových motorů, palivové soustavy zážehových motorů s karburátorem. Příčinou této poruchy může také být voda v karburátoru a další závady, ale to ověřujeme z důvodu vyšší montážní náročnosti až po ověření, zda zapalování může plnit svou základní funkci uvedenou v odstavci 6.1).
Především musíme znát, jakou mají funkci jednotlivé části zapalování a jaké je správné zapojení u daného motoru. (Před svorkou 15 může být např. zapojený předřazený rezistor, který je při startu přemostěn pomocí relé, ovládaného spínací skříňkou. V tom případě elektrický proud pro zapalování, během startování přichází od svorky na startéru, přímo na svorku 15, čímž se zvýší napětí a kvalita jiskry při startu. Cívka s předřadným odporem má primární vinutí navinuté na 10 V a menší elektrický odpor – 1,5 Ω. Za normálního chodu motoru napětí přicházející do primárního vinutí na tuto hodnotu snižuje předřadný rezistor.)
Obr. 8 Činnost odstředivého regulátoru. [1]
Obr. 9 Vzájemné působení odstředivé a podtlakové regulace. [7]
Obr. 10 Normální průběh elektrického napětí na elektrodách zapalovací svíčky [1]
Obr. 11 Různé možnosti nastavení oscilogramů: [1]
a) jednoho z válců; b) ve všech válcích vedle sebe; c) ve všech válcích
nad sebou; d) překrývání ve všech válcích.
Obr. 12 Stator setrvačníkového magneta.[8]
Obr. 13 Schéma setrvačníkového magneta. [6]
Obr. 14 Rotor setrvačníkového magneta. [9]
Zapojení setrvačníkového magneta podle obr. 13 – je v zásadě stejné se skutečným provedením na obr. 12.
ZC - zapalovací cívka; PN - pólové nástavce cívek; C - kondenzátor; K - kontakty přerušovače; V – vačka; CA - cívky alternátoru; ┴ ukostření.
Jsou především dané potřebou poměrně časté údržby a seřizování mechanického přerušovače. Protichůdné jsou také požadavky mazání vačky přerušovače a současné udržování čistoty (odmašťování) kontaktů přerušovače. Kontakty jsou zatěžovány značným proudem, až 4 A. Díky tomu jsou značně opalovány jiskřením. V zapalovací cívce při sepnutí kontaktů brzdí vlastní indukce elektrického napětí opačného směru indukci zapalovacího napětí, což za vysokých otáček způsobuje snížení kvality jiskry. Opačně je to u magnetoelektrických zapalování – při vyšších otáčkách se energie jiskry zvyšuje. Nejnižší je při startu. Nepojízdnost vozidla může způsobit i delší ponechání zapnutého bateriového zapalování při zastaveném motoru. Hrozí přehřátí zapalovací cívky – pokud zůstanou kontakty přerušovače spojeny.
Z uvedených důvodů má klasické bateriové i magnetoelektrické kontaktní zapalování poměrně malou provozní spolehlivost, což je prakticky neslučitelné s používáním katalyzátoru a současným elektronickým vybavením motorových vozidel a zemědělských strojů.
Používá se u současně vyráběných motorů, malé mechanizace, motorových pil, malých motocyklů apod.
Na základní hliníkové desce statoru, obr. 15 a, jsou umístěny nabíjecí kotva (cívka s pólovými nástavci), zapalovací kotva a spínací zařízení. Ve spínacím zařízení jsou všechny elektronické součástky (diody, tyristor, vysokonapěťový kondenzátor) zality epoxidovou pryskyřicí a tím chráněny proti vlhkosti, vibracím a mechanickému poškození. V pólovém rotoru jsou neobvyklým způsobem, a to asymetricky, rozmístěny póly permanentních magnetů. Na obr. 15 b je nahoře 1 severní pól (N – north), po stranách a dole 3 póly jižní (S – south).
Použité permanentní magnety mají velmi vysokou
magnetickou stabilitu
(koercitivitu) a vzájemně se nezeslabují. Důvodem tohoto uspořádání magnetů
je, aby při každé otáčce v okamžiku, kdy míjí severní pól zapalovací kotvu
(speciální zapalovací trafo), se změnil směr magnetického toku. To vyvolá
v primárním vinutí opačný napěťový impuls, kterým je řízen okamžik přeskoku
jiskry na zapalovací svíčce. Další výhodou tohoto asymetrického uspořádání
magnetů je, že zabraňuje nechtěnému opačnému chodu dvoudobých motorů. Používají se také bezkontaktní magneta se symetrickým uspořádáním magnetů rotoru. V takovém provedení je napěťový impuls, kterým je řízen tyristor, snímán elektromagnetickým snímačem z rotujícího ocelového můstku.
Obr. 15 Schéma magnetoeletrického, bezkontaktního zapalování, s vysokonapěťovým kondenzátorem. [2]
Obr. 16
Význam schématických značek.
se liší od klasického bateriového zapalování pouze tím, že mechanický přerušovač řídí elektrické impulzy pro tranzistorovou ovládací (spínací) jednotku. Kontakty se již neopalují, jiskry jsou mohutnější, lépe zapalují i chudší směs. Ostatní části jsou v zásadě stejné.
se liší od tranzistorového tím, že elektrická energie se hromadí především v kondenzátoru a spínání, tj. vybíjení kondenzátoru do zapalovací cívky, zajišťuje tyristor. Je poměrně složité. Tranzistorové i tyristorové zapalování se vyrábělo jen krátce. Bylo nahrazeno tranzistorovým (nebo tyristorovým) bezkontaktním zapalováním.
s induktivním nebo polovodičovým tzv. Hallovým snímačem. Toto zapalování se liší od předchozích kontaktních tranzistorových a tyristorových zapalování bezkontaktním snímačem v rozdělovači. Ostatní komponenty jsou v zásadě stejné. Vyloučením kontaktního přerušování se odstranil hlavní nedostatek ve spolehlivosti a nepřesnosti zapalování. I u tohoto systému je regulace předstihu odstředivá a podtlaková. (U nás se tento systém začal používat u automobilu Škoda Favorit). Používá se u starších motorů s karburátorem, tak i u motorů se vstřikováním a katalyzátorem.
Obr. 17 Tranzistorové zapalování s impulzním snímačem. [1]
Obr. 18 Snímače impulzů: a) indukční; b) Hallův. [1]
se liší od tranzistorového bezkontaktního zapalování elektronickou regulací předstihu zapalování. Mikropočítač vypočítává ze signálů od příslušných čidel potřebné přestavení předstihu. Řízení předstihu je elektronické. Systém používá ještě mechanický rozdělovač. Snímají se především otáčky, zatížení motoru (otevření škrticí klapky), tlak v sacím potrubí, teplota motoru, teplota nasávaného vzduchu, napětí akumulátoru, údaje z lambda sondy a popř. i klepání motoru (čidlo detonačního spalování).
Obr. 19 Snímač klepání. [1]
Obr. 20 Srovnání mechanické a elektronické regulace předstihu.[2]
Obr. 21
Plně elektronické zapalování. [10]
1 - zapalovací svíčka, 2 - dvoujiskrová zapalovací cívka, 3 - snímač (potenciometr) polohy škrticí klapky, 4 - řídící jednotka motoru ECU, 5 - lambda sonda, 6 - snímač teploty motoru, 7 – snímač otáček a polohy klikového hřídele, 8 - ozubený kotouč snímače otáček, 9 - akumulátor, 10 - spínací skříňka.
se liší od elektronického zapalování především tím, že nemá již mechanický rozdělovač. Tím je omezena elektromagnetická úroveň rušení a ztráty napětí a proudu jiskřením v rozdělovači. Zapalování nemá žádné rotující díly. Provozní spolehlivost a vlastnosti, jsou ještě lepší než u elektronického zapalování (vyšší energie jiskry, přesněji řízený předstih apod.). V jednodušším provedení (obr. 21) se používají 2 dvoujiskrové zapalovací cívky. Jedné zapalovací cívce jsou přiřazeny dva válce motoru. U 4válcového motoru přeskakuje jiskra současně na svíčkách 1. a 4. válce a po polovině otáčky u 3 a 2. válce. Pokud se zapaluje směs v 1. válci na konci komprese, ve 4. válci končí výfuk a začíná sání. Současný přeskok jiskry na svíčce ve 4. válci nemá v tom případě praktický význam. Stejná je činnost v opačném případě – 4. válec zapaluje a v 1. válci končí výfuk a začíná sání. Totéž platí při zapalování mezi 3. a 2. válcem. Řídící jednotce tak stačí poloviční počet koncových stupňů. V složitějším provedení a pro motory lichým počtem válců má řídicí jednotka pro každý válec samostatný koncový stupeň – jednojiskrovou zapalovací cívku. (Obr. 22). V tomto provedení je rozváděno relativně nízké napětí (400 V) k zapalovacím cívkám nasunutým přímo na zapalovací svíčky. Výhodou je absence vysokonapěťových kabelů, snazší a dokonalejší odrušení.
Obr. 22 Jednojiskrová zapalovací cívka. [1]
Obr. 23 Zapalování s jednojiskrovými zapalovacími cívkami. [1]
Obr. 24 Přehled systémů zapalování. [1]
Systém plně elektronického zapalování je již propojen se systémem vstřikování paliva. Společné spínací zařízení je spojeno s digitální řídící jednotkou, jejíž základní části je mikropočítač. V něm je podle typu motoru naprogramováno pole charakteristik zapalování, podle něho se řídí okamžik přeskoku jiskry na svíčce s ohledem na zatížení a otáčky motoru. Ke kontrole a zjišťování závad elektronického a plně elektronického systému, je potřebný odpovídající testovací přístroj – tester. Testerem se nejdříve přečtou a vyhodnotí závady z paměti mikropočítače vozidla nebo stroje. Následně se testují, zda skutečně zjištěné hodnoty odpovídají zadaným, tj. naprogramovaným. Pokud se tímto způsobem pomocí testeru nepodaří závadu zjistit a odstranit, je nutné primární i sekundární okruh zapalování prověřit osciloskopem. K jeho připojení je nutné používat kabelové adaptéry, které jsou kompatibilní s použitými konektory na vozidle, aby bylo možné připojit osciloskop nebo tester bez poškozování konektorů.
Velmi důležité je vědět, že všechny elektronické zapalovací systémy (od tranzistorových, tyristorových až po plně elektronické), mohou být velmi nebezpečné z hlediska úrazu elektrickým proudem! Zapalovací cívky u elektronických zapalování jsou v principu vysokonapěťové transformátory s menším indukčním odporem, než mají klasické zapalovací cívky. Proto může při kontaktu s lidským tělem procházet i velmi nebezpečná intenzita elektrického proudu - nad 20 mA. Podle údajů, které již byly uvedeny v tématu (T1), zabývajícím se elektrickou energií, platí, že pokud proteče přes oblast srdce nebo mozku elektrický proud intenzity 100 mA, je smrtelný. Např.: protéká-li, přes spínací tranzistor primárního vinutí elektrický proud o intenzitě 9 A, může protékat při používaném transformačním poměru 90:1 na výstupu sekundárního vinutí 9A : 90 A, tj. 0,1 A = 100 mA. Při normální úrovni 400 V, indukovaného napětí na primární cívce se indukuje až 36 kV napětí na sekundární cívce. Proto při výměně některých částí (zapalovacích svíček, vysokonapěťových kabelů), zapojování testovacích přístrojů apod., musí být zapalování vypnuté tak, aby nemohlo být nedopatřením zapojeno (klíč od zapalování máme u sebe apod.). Obvykle bývá možné odpojit akumulátor, za podmínek stanovených ve firemním manuálu. Vždy také musíme vyčkat (min. 30 s), na vybití kondenzátorů zapalování. Velmi důsledně dodržujeme pokyny týkající se bezpečnosti práce uvedené ve firemních manuálech výrobce vozidla nebo stroje!
Úkolem zapalovací svíčky je, pomocí výboje elektrické jiskry zapálit stlačenou
směs paliva se vzduchem, ve spalovacím prostoru nad pístem spalovacího
zážehového motoru. Na připojovací kontakt (koncovku) svíčky je přiváděno
vysoké napětí asi 8 až 25 kV – max. až 40 kV, které je izolovaně přivedeno
do spalovacího prostoru na střední elektrodu. Mezi střední a ukostřovací
elektrodou přeskočí elektrická jiskra, která asi po dobu 2 ms, hoří jako
elektrický oblouk s intenzitou až 300 A. Teplota elektrického oblouku dosahuje
až 3000 °C, což zapálí částečky paliva v jeho těsné blízkosti. Vzniklý
plamen se šíří spalovacím prostorem normální rychlostí 5 až 25 m/s.
(Při detonačním způsobu hoření a samozápalech až 100 m/s.)
Konstrukce zapalovacích svíček je v základním provedení u všech výrobců
podobná. Vnější těsnění mezi svíčkou a hlavou válců je provedeno buď jako
ploché sedlo s měděným těsnícím kroužkem, nebo jako kuželové těsnící sedlo.
Vnitřní utěsnění mezi izolátorem a tělesem svíčky výrobci řeší měděným
kroužkem nebo vyplněním a roztavením prášku hliníkové slitiny s křemíkem
(siluminem).
Správné typy zapalovacích svíček, které je možné pro daný motor použít, určuje výrobce motorů po dlouhodobých zkouškách. Není přípustné je svévolně měnit za jiné nedoporučené typy odlišných vlastností. Mohlo by to mít nežádoucí vliv na chod motoru a vést i k jeho poškození.
Nejdůležitější rozlišovacími parametry zapalovacích svíček jsou:
Složení zapalovacích svíček: pouzdro se závitem, izolátor, svorník, elektrody, odrušovací rezistor, kabelová matice.
(Obr. 27.) Pouzdro (těleso), je vyrobeno z běžné strojní oceli na povrchu pokovené i se závitem – niklem, zinkem nebo mosazí. Závitový čep, pokud to konstrukce hlavy válců umožňuje, bývá prodloužený pro lepší odvod tepla. Jak je zřejmé např. z obr. 34, od 7,8 do 26,5 mm. Ze stejného důvodu, se používá kuželové těsnící sedlo. Závit je zhotoven válcováním.
Používá se metrický závit: nejčastěji - M 14 x 1,25; méně často: M 18 x 1,5; M 12 x 1,25; M 10 x 1.
Elektrody u běžných standardních svíček jsou vyrobeny ze slitin niklu a chrómu. Středová elektroda je ještě legována přísadami zlepšujícími tvorbu elektrického oblouku (ytrium, baryum, polonium). Někdy také mívá zabudované měděné jádro pro lepší odvod tepla. Spojení střední elektrody se svorníkem a její utěsnění v izolátoru bývá řešeno jako tzv. odporový zátav. U odrušených zapalovacích svíček je v zátavu také zabudována odrušovací odporová vrstva (rezistor) jako součást odrušovacího systému elektromagnetického vyzařování.
Svíčky se speciálními elektrodami, stříbrnými, platinovými, ze slitiny
zlata, s palladiem vystačí s nižším zapalovacím napětím a mají velkou odolnost
proti opalu. Jejich výhodou je dlouhá životnost a nevýhodou vysoká cena.
Tvary a vlastnosti elektrod jsou vyvíjeny ve spolupráci s výrobci motorů
a vozidel. Pro své provozní vlastnosti jsou některé typy jiskřiště zapalovacích svíček pro určité motory velmi vhodné a pro jiné typy motoru naopak nepoužitelné.
Izolátor svíčky musí odolávat náhlým změnám teploty a tlaku (teplota od
100°C až do 2500°C a tlaky od 0,09 MPa do 7 MPa. Vyrábí se z oxidu hlinitého
Al203.
(Oxid hlinitý se např. používá také jako brusivo v bílých brusných kotoučích).
Koncovka (kabelová matice) slouží jako nekorodující vysokonapěťový kontakt.
Je závitem spojena s připojovacím svorníkem středové elektrody.
Tepelná hodnota zapalovacích svíček
Elektrody i špičky izolátorů jsou ve spalovacím motoru vystaveny mj.
velkým teplotním změnám od 100°C při sání až po 2 500 °C při expanzi.
Správně zvolená tepelná hodnota umožňuje těmto částem zapalovacích svíček
krátce po startu dosáhnout
samočisticí teploty nad 450–500 °C
a ani při dlouhodobém maximálním povoleném zatížení motoru
nepřekročit 850 °C.
Při překročení teploty 900 °C již nastávají samozápaly a neřízený chod
motoru. Může to být příčinou vážného poškození motoru. Firma
Brisk značí
nejteplejší svíčky od čísla 19 k nejstudenější svíčce pod číslem 08.
Bosch má podobné značení - od 13 do 06. NGK značí naopak - od č. 2 začínají teplé svíčky, až po nejstudenější - č. 10.
Obr. 25 a)“Teplá svíčka“; b)“Studená svíčka“. [1]
Obr. 26 Různá úroveň samočištění zapalovacích svíček. [11]
Obr. 27 Řez zapalovací svíčkou Brisk Super [11]
Obr. 28 Životnost různých typů zapalovacích svíček Brisk. [11]
a) - s kruhovým jiskřištěm
b) - s V drážkou
c) - s iridiovou elektrodou
Obr. 29 Jiné typy zapalovacích svíček. [13]
Obr. 30 Řez zapalovacím kabelem (Tesla Blatná). [17]
Obr. 31 Koncovky pro připojení zapalovacích kabelů. (Tesla Blatná) [17]
Obr. 32 Technické parametry zapalovacích kabelů – příklad sada T001X (Tesla Blatná) [17]
Obr. 33 Sada zapalovacích kabelů. (Tesla Blatná) [17]
Obr. 34 Systém označování zapalovacích svíček Brisk. Příklad nahoře: DOR15LC-1; níže – DR15YC-1. [11]
Obr. 35 Diagnostika příčin technických závad motoru, podle stavu a vzhledu zapalovací svíčky. [12]
Obr. 36 Utahovací momenty zapalovacích svíček. [12]
Obr. 37 Měrka elektrodové vzdálenosti. [11]
Zapalovací svíčka:
a) S kuželovým sedlem.
b) Plochým sedlem a měděnou podložkou.
Obr. 38 Nouzové dotahování zapalovacích svíček - bez momentového klíče. [11]
Nejprve dotažení rukou, tj. i když musíme použít klíč, tak svíčku dotáhneme bez použití páky klíče. Při konečném dotahování, ještě otočíme pákou klíče u svíček s kuželem o 15°; u již použitých svíček s plochým těsnícím kroužkem také o 15°, u nových o 90° (Bosch) a o 120° (Brisk). Demontáž a montáž z důvodu větší roztažnosti hliníku, provádíme na vychladlém motoru!
Obr. 39 Zásady pro správnou montáž a demontáž zapalovacích svíček s použitím momentového klíče.[11]
Odkaz na způsob zkoušení zapalovacích svíček v tlakové komoře a čistění propan – butanovým plamenem:
http://www.youtube.com/watch?v=FqZ0IIV_CGs
Odkaz
na seřízení zapalování u Jawa 50 Pionýr:
http://www.youtube.com/watch?v=qu9eYnFqck0
Odkaz na seřízení zapalování Škoda Favorit:
http://www.youtube.com/watch?v=nSqE9-hwbog
Odkazy na prezentaci zapalovacích svíček NGK, Bosch, Brisk:
http://www.youtube.com/watch?v=53yfHLdn41k
http://www.youtube.com/watch?v=HikB3eXBb78
Obvyklé připojení osciloskopu je uvedeno na obr. 7. Nejčastěji používané možnosti nastavení, jsou na obr. 11. Vždy je nutné pečlivě nastudovat a důsledně se řídit pokyny, které jsou uvedené v manuálu použitého osciloskopu!
Popis oscilogramu správného průběhu elektrického napětí u bateriového zapalování.
Obr. 40. Popis základního oscilogramu bateriového zapalování. [2]
Na obr. 40, jsou oscilogramy, které znázorňují pouze průběh elektrického napětí, rozděleny na tři časové úseky:
(1) Dobu trvání jiskry.
(2) Tlumené dokmitání
napětí.
(3) Doba sepnutí kontaktů – odpovídá úhlu sepnutí kontaktů.
1 + 2 = doba rozepnutí kontaktů – odpovídá úhlu rozepnutí kontaktů –
(5).
Podrobný popis: v bodě (4) přerušovač rozpojuje kontakty. V součinnosti s kondenzátorem, dochází k náhlému přerušení toku elektrického proudu, indukovaného v primárním vinutí. Současně tam končí předchozí fáze sepnutých kontaktů (3).
Poznámka: kmitavý průběh napětí a jeho tlumení, je způsoben vzájemným působením primární cívky a kondenzátoru. Jedná se o tlumený kmitavý obvod – vzájemného působení indukčního odporu cívky a vhodného kapacitního odporu kondenzátoru. Kondenzátor se střídavě nabíjí a vybíjí do cívky. Jeho parametry (obvykle 200-250nF/250V) musí být sladěny s indukčností použité zapalovací cívky.
Následkem náhlého přerušení toku elektrického proudu, velmi rychle zaniká magnetické pole, což způsobuje indukci vysokého zapalovacího napětí (6), které je vyvedeno z konce sekundárního vinutí k rozdělovači a zapalovacím svíčkám. Toto špičkové (průrazné) zapalovací napětí („napěťová jehla“) – (7) umožní přeskok jiskry mezi kontakty zapalovací svíčky. Vysoké napětí rychle klesá na úroveň potřebnou k hoření elektrického oblouku (8). Tvar a délka napěťové čáry (9), vyjadřuje průběh elektrického napětí v úseku doby hoření elektrického oblouku zapalovací jiskry (1). Po ukončení doby trvání elektrické jiskry nastává fáze (2) tlumeného dokmitávání elektrického napětí. V ní je prostřednictvím nabíjení kondenzátoru odčerpávána zbytková elektrická energie, která nebyla využita pro tvorbu jiskry. Sepnutí kontaktů přerušovače (10) vyvolá náhlý, ale malý pokles napětí v primární cívce. To způsobí v sekundární cívce malou indukci opačného napětí (11). Po vytvoření magnetického pole je indukované napětí nulové. Na stupnici (12) odečteme úhel sepnutí kontaktů přerušovače v %.
Kontrolní otázky a úkoly
Použitá literatura a doporučené zdroje informací
[1] Gscheidle, R. a kol. (2001): Příručka pro automechanika. SOBOTÁLES, Praha, 629 str., ISBN: 80-85920-76-X.
[2] Autoexpert č.11;12/2012; 1,2/2013
[3] Pošta, J. a kol. (2003): Opravárenství a diagnostika III. Informatorium, Praha, 187 str., ISBN: 80-73330-17-2.
[4] Pavlis, S. (1996): Elektrotechnika motorových vozidel. IVV MZe ČR, Praha, 1996, 103 s, ISBN: 80-7105-115-2.
[5] Šťastný, J., Remek, B. (1997): Autoelektrika a autoelektronika. T. Malina, Praha, 276 s. ISBN 80-901975-4-X.
[6] Motejl, V., Hořejš, K. a kol.(2004): Učebnice pro řidiče a opraváře automobilů. Littera, Brno, 610 str., ISBN 80-85763-24-9.
[7] [online]. [2014-01-15]. Dostupné z:
https://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=26791
[8] [online]. [2014-01-15]. Dostupné z:
https://www.google.cz/search?q=magnetoelektrické+zapalování&rlz=1C2FDUM_enCZ487CZ523&tbm
[9] [online]. [2014-01-15]. Dostupné z:
https://www.google.cz/search?q=setrvačníkové+magneto&rlz=1C2FDUM_enCZ487CZ523&biw
[10] Vlk, F. (2003): Vozidlové spalovací motory. 1. vyd., F. Vlk, Brno.
[11] [online]. [2014-01-15]. Dostupné z: http://www.brisk.cz/
[12] [online]. [2014-01-15]. Dostupné z:
http://www.ngk.de/cz/technicke-detaily/zapalovaci-svicky/diagnostika/obrazky-poskozeni/
[13] [online]. [2014-01-16]. Dostupné z:
http://www.calibra.cz/index.php?menu=11&action=../servis/zapalovani_2.php
[14] [online]. [2014-01-16]. Dostupné z: http://www.motofocus.cz/
[15] [online]. [2014-01-16]. Dostupné z: http://www.apm.cz/link_files/Tech-info_BOSCH-montaz-svicek.pdf
[16] [online]. [2014-01-16]. Dostupné z:
http://media0.webgarden.name/files/media0:5105f821d6eb0.pdf.upl/Bosch%20-%20Test%20motoru.pdf
[17] [online]. [2014-01-16]. Dostupné z:
http://www.tesla-blatna.cz/cs/vyrobky-sady-zapalovacich-kabelu-parametry.php
[18] Bambula, O. (1978): Učebnice pro autoškoly. 1. vyd., Naše vojsko, Praha.