PROVOZNÍ VLASTNOSTI VYBRANÝCH ZAPALOVACÍCH SVÍČEK
Doc. ing. Josef Pošta, CSc. - ing. Roman Pavlíček - ing. Radek Šumovský, technická fakulta ČZU v Praze
Sparking-plug could bold affect of function of combustion engine. Their duty and claim on their reliability and live period are all along advance. Escalates their consumer price, too. Incorrect choose or alternatively incorrect function of sparking-plug increase emissions.
In the paper are state the basic outputs of comparative check of sparking-plug, which are advised for combustion engines ŠKODA 1,3 MPI and 1,6 MPI.
sparking-plug; comparative check of sparking-plug; emission
Úvod
Zapalovací svíčka je velmi namáhanou součástí, pracuje ve velmi náročných podmínkách při rychlém střídání teplot od 60 do 2
500 oC a tlacích až 6 MPa. Materiály použité pro výrobu zapalovacích svíček musí snést velké teplotní spády, odolávat chemicky agresivnímu prostředí a izolátor svíčky musí snášet bez poškození a bez velkých energetických ztrát napěťové rázy až 30 kV.Zapalovací svíčky prošly vývojem, který přinesl podstatné změny v jejich konstrukci. Typická zapalovací svíčka se skládá z následujících částí: střední elektroda, keramický izolátor, kovové pouzdro se šroubením a boční elektrodou, koncovka pro připojení v
ysokonapěťového kabelu.Elektrody a poloha jiskřiště mohou být různě uspořádány. Nejčastější uspořádání je střední elektroda s jednou boční elektrodou. Je výrobně nejjednodušší a snadno se nastavuje vzdálenost mezi elektrodami.
Existují i zvláštní konstrukce zapalovacích svíček pro motory, kde je vyžadována vysoká spolehlivost bez časté údržby. Například firma Bosch vyrábí zapalovací svíčky s platinovými elektrodami, které se málo opalují. Ke zvláštním konstrukcím zapalovací svíčky patří také svíčky s částečným povrchovým výbojem. Vyrábějí se také zapalovací svíčky s vyšším počtem bočních elektrod (2 - 4), které se doporučují zejména pro motory s katalyzátorem, kde by nespálené palivo ve výfuku snižovalo značně životnost katalyzátoru.
Nový typ zapalovacích svíček české výroby pod označením BRISK PREMIUM je doporučován pro běžné použití v automobilech. Svíčka je na obr. 1. Konstrukční provedení těchto svíček je vícejiskrové s klouzavým povrchovým výbojem. Špička izolátoru zapalovací svíčky BRISK PREMIUM je oproti klasické zapalovací svíčce výrazně vysunuta do spalovacího prostoru motoru. Bod, ve kterém může dojít k elektrickému výboji není přesně fixován, výboj může nastat v kterémkoli místě na obvodu špičky izolátoru. Svíčka má tři sériově řazená jiskřiště. Každá jiskra vznikne v místě s právě nejvyšší koncentrací palivové směsi, protože bohatější směs je vodivější a také snáze zapálitelná. Předností je, že jednotlivé jiskry jsou od sebe relativně velmi vzdáleny ve srovnání s rozměry spalovacího prostoru.
Metodika zkoušek zapalovacích svíček
Zkoušky probíhaly na motoru ŠKODA 1,3 MPI, pro který je homologována zapalovací svíčka
Champion RC 89 PYC a na motoru ŠKODA 1,6 MPI, pro který je homologována zapalovací svíčka Bosch W 7 LTCR. S těmito svíčkami byla srovnávána zapalovací svíčka BRISK PREMIUM DR 15 TXS.Byly provedeny tyto zkoušky:
Životnostní zkouška
Měření opalu elektrod bylo provedeno na svíčkách Champion RC 89 PYC, které byly namontovány do motoru Škoda 1,3 MPI, zatíženého výkonovou brzdou. Z časových důvodů bylo měření ukončeno po 250 hodinách provozu motoru. Měření bylo provedeno v souladu s normou ČSN 300506. Základní elektrodová vzdálenost byla 0,85 mm.
Quasi akcelerační výkonový test na výkonové brzdě
Ovládací jednotka výkonové brzdy byla nastavena do akceleračního režimu. Jednotka ovládá brzdu tak, aby se otáčky zvyšovaly o 100 ot/min za sekundu. V celém rozsahu se snímá výkon motoru, kroutící moment a měrná spotřeba paliva. Každý test byl proveden 4 krát.
Krokový výkonový test
Škrtící klapka v sání motoru je po celou dobu testu otevřena na 100 %. Otáčky reguluje řídící jednotka výkonové brzdy. Při dosažení nastaveného maxima otáček je motor automaticky přetížen do nastaveného minima otáček. Po celou dobu testu se snímá výkon, točivý moment a měrná spotřeba paliva.
Měření emisí
Při jednotlivých testech na výkonové zkušebně brzd byl na výfukovou soustavu napojen analyzátor výfukových plynů. Měření emisí bylo prováděno při volnoběžných otáčkách a při zvýšených otáčkách motoru v zatíženém stavu.
Výsledky měření
Životnost byla ověřena pouze u zapalovacích svíček
Champion RC 89 PYC, měřením opalu elektrod, viz tabulka 1. Přípustná změna elektrodové vzdálenosti je za 100 h provozu max. 0,075 mm.Tab. 1 Výsledky životnostní zkoušky svíček
Champion RC 89 PYC na motoru ŠKODA 1,3 MPI|
Doba provozu (hod) |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
|
Elektrodová vzdálenost (mm) |
0,85 |
0,87 |
0,89 |
0,90 |
0,90 |
0,95 |
Výsledky quasi akceleračního výkonového testu na výkonové brzdě jsou v tabulkách 2 a 3.
Tabulka 2 Moment, výkon, spotřeba. Quasi akcelerační metoda, motor Škoda 1,3 MPI
|
|
Mtmax |
Pmax |
Q g/kWh ot/min |
|
Champion RC 89 PYC |
104,6 2610 |
50,4 5220 |
329 5220 |
|
BRISK PREMIUM DR 15 TXS |
105,1 2610 |
51,3 5220 |
317 5220 |
|
rozdíl parametrů (%) |
+ 0,5 |
+ 1,8 |
- 3,6 |
Tabulka 3 Moment, výkon, spotřeba. Quasi akcelerační metoda, motor Škoda 1,6 MPI
|
|
Mtmax |
Pmax |
Q g/kWh ot/min |
|
Bosch W 7 LTCR |
134 3000 |
57,6 4500 |
295 4500 |
|
BRISK PREMIUM DR 15 TXS |
134,4 3000 |
57,5 4500 |
295 4500 |
|
rozdíl parametrů (%) |
+ 0,3 |
- 0,2 |
0 |
Výsledky krokového výkonového testu na výkonové brzdě jsou v tabulkách 4 a 5.
Tabulka 4 Moment, výkon, spotřeba. Quasi akcelerační metoda, motor Škoda 1,3 MPI
|
|
Mtmax |
Pmax |
Q g/kWh ot/min |
|
Champion RC 89 PYC |
101,5 2600 |
49,2 5220 |
337 5220 |
|
BRISK PREMIUM DR 15 TXS |
102,2 2600 |
49,7 5220 |
330 5220 |
|
rozdíl parametrů (%) |
+ 0,7 |
+ 1,0 |
- 2,0 |
Tabulka 5 Moment, výkon, spotřeba. Quasi akcelerační metoda, motor Škoda 1,6 MPI
|
|
Mtmax |
Pmax |
Q g/kWh ot/min |
|
Bosch W 7 LTCR |
132,5 3210 |
57,3 5030 |
325 5030 |
|
BRISK PREMIUM DR 15 TXS |
134,6 3320 |
58,5 4830 |
313 4830 |
|
rozdíl parametrů (%) |
+ 1,6 |
+ 2,1 |
- 3,7 |
Výsledky měření emisí.
U motoru 1,3 MPI při použití svíček BRISK PREMIUM došlo k mírnému snížení obsahu nespálených uhlovodíků. Vzhledem k tomu, že hodnoty povolené normou jsou řádově 100 krát vyšší, je tento výsledek nepodstatný. Použitím svíček BRISK PREMIUM u motoru 1,6 MPI se žádné zlepšení neprojevilo, což může být způsobeno dokonalejším tvarem spalovacího prostoru.
Závěry
Z výsledků porovnávacích zkoušek vyplývá, že při použití zapalovacích svíček BRISK PREMIUM se mírně zlepší provozní parametry motorů ŠKODA 1,3 MPI i ŠKODA 1,6 MPI. Dosažená zlepšení byla zjištěna nižší než udává výrobce svíček. Je však třeba připomenout, že podle údajů výrobce svíček je k dosažení maximálního účinku nutné přeprogramování řídící jednotky motoru. To nebylo při zkouškách provedeno. Výrobce nedoporučuje používání zkoušených svíček u motorů starších konstrukcí, u vozidel určených k jízdě na kratší vzdálenosti a u motorů, které nejsou vytáčeny do vyšších otáček.
Lze konstatovat, že zapalovací svíčky BRISK PREMIUM přispívají k částečnému zlepšení provozu uvedených motorů. Zároveň mají poněkud vyšší životnost. Avšak vzhledem k tomu, že jejich cena je oproti klasickým zapalovacím svíčkám asi o 50 % vyšší, nejsou tyto svíčky pro běžného uživatele výhodné. Dobré uplatnění mohou najít v motoristickém sportu.
Literatura
ŠUMOVSKÝ R.: Vliv vlastností a konstrukce zapalovacích svíček na provoz zážehových motorů. /Diplomová práce/, technická fakulta, ČZU, Praha, 1997.
POŠTA, J.: Technologie údržby a oprav strojů. /Učební texty./H+H,Praha, ISBN 80-213-0248-8,1995, 196 s.
firemní materiály: ŠKODA, BOSCH, BRISK
Zapalovací svíčky výrazně ovlivňují funkci zážehového motoru. Jejich namáhání i požadavky na jejich spolehlivost a životnost se stále zvyšují. Zvyšuje se i jejich spotřebitelská cena. Nesprávně zvolené nebo nesprávně fungující zapalovací svíčky zvyšují emisi škodlivin.
V příspěvku jsou uvedeny hlavní výsledky porovnávacích zkoušek zapalovacích svíček homologovaných a doporučovaných pro zážehové motory ŠKODA 1,3 MPI a ŠKODA 1,6 MPI.
zapalovací svíčka; porovnávací zkouška zapalovacích svíček; emise