摩托车用火花塞易损坏的故障分析

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火花塞是摩托车发动机点火系统中最终执行点火的重要零件。它的作用是将点火线圈产生的高电压在火花塞端部跳过其设定的间隙,产生强烈的电火花,点燃燃烧室的可燃混合气,使发动机能连续可靠地运转。其功能正常与否将会直接影响发动机的性能和动力。正常情况下,火花塞的使用寿命应在一万公里以上。若摩托车发动机某些系统出现异常,火花塞会极易磨耗和损坏,火花塞经常失效的摩托车排烟异常,不仅加重了大气污染,而且耗油量增大,经济性变差。除火花塞本身质量问题外,点火系统、燃料系统、润滑系统以及曲轴连杆机构的技术状况发生变化,都会影响发动机的正常燃烧,引起火花塞经常损坏。本文拟对火花塞易损坏的原因进行分析,供广大用户及维修人员参考。


一、点火系统


火花塞点燃汽缸内的可燃混合气,必须保证一定值的高压以及准确平稳的高压电场否则会引起不规则燃烧,使火花塞早期损坏,其主要原因有以下几个方面:


1、发电机飞轮磁铁失磁。大部分摩托车发动机的发电机磁场由两组以上的分磁场组成,而磁铁失磁时各分磁场的磁力程度就不一样,它会使相邻磁场的强度不对称,所发出的电流波动性较大。此外,点火电源线圈的绝缘程度下降,产生漏电或局部假短路现象,也会使输出的电流波动性较大,从而使建立高压电场的平稳性变差。


2、火花塞电压不稳定。点火线圈和电子点火器内部假短路,都会引起点火线圈初级假搭铁,高压输出极不稳定,使火花塞点火电压处于失控状态。


3、点火导线与发电机接触不良。发电机输出端和点火线圈输入端的导线连接处松动,易引起导线连接处接触不良,使电流的传导产生“跳动”波动性,紊乱的电流会严重干扰火花塞的正常点火功能。


4、火花塞的温度产生异常。一般情况下,火花塞热值是根据发动机不同的工作状态设定的。发动机低速低负荷运行时,火花塞的最低温度应高于自洁温度(指无铅汽油)约500~580℃;发动机高速、高负荷运行时,火花塞的最高温度应低于早火温度约900℃;若选用较使用说明书规定的低一档或二档热值时,火花塞的温度将升得很高,其热量不能及时散发,从而引起异常燃烧(也就是提前点火),最终导致火花塞的电极溶解而过早损坏。更换火花塞时必须注意火花塞的型号、热值和长度应与该车使用说明书上的要求相符,若型号不一致,或螺纹过长、过短,都会影响火花塞的点火性能,缩短其使用寿命。


5、火花塞点火异常。若磁电机与充电线圈铁心之间的气隙过大(正常的气隙应不小于0.80mm),会使之切割磁力线时产生异常;还有,飞轮与充电线圈铁心擦碰,会使其线圈温度急剧升高,绝缘性能下降。以上两种情况都会造成点火异常而极易损坏火花塞。


6、点火时间不准确。准确的点火时刻,对保证发动机发挥它最大功能是十分重要的,常用点火提前角(俗称点火正时)来表示。电子点火器是目前最先进的点火方式,其最佳点火提前角可随发动机转速的高低而自动变化,以保持发动机的点火系统始终处于最佳的工作状态,所以无需对点火正时进行调整。


7、火花塞故障:


A、火花塞密封不良。当火花塞本身漏气时,常常在绝缘体的外表面出现灰黑色条纹。火花塞漏气不仅会使火花塞过热,还会沿漏气部位产生积炭,降低绝缘体的绝缘性能,使火花塞电极在燃烧室的燃气高温下产生炽热点火,从而烧蚀火花塞。


B、火花塞松动。当火花塞未旋紧或固定有松动时,会影响火花塞经汽缸盖的散热,使火花塞因散热不良而过热,导致烧蚀损坏。因此,在维修保养时应按规定的紧固力矩固定火花塞(常用的力矩为:M10螺纹为10~12N.m,M12螺纹为15~20N.m,M14螺纹为20~25N.m)。


C、绝缘体破裂。绝缘体破裂通常是由于受到强烈碰撞或爆燃引起的。火花塞跳火试验时,电极间无火花,而在其内部却有“叭叭”的放电声,即可判定为绝缘体内部有断裂。绝缘体破裂后的火花塞点火会产生异常,由此引发炽热点火,破坏火花塞的使用性能,一经发现应及时更换。


D、若火花塞帽与火花塞接触不良,会使点火时的电流骤然升高,破坏火花塞的正常点火功能。


8、可燃混合气燃烧异常。正常情况下,当曲轴转到某一转角时,汽缸中的活塞会随之移动到一个对应的位置。曲轴转到预定点火角度时,活塞也同时移动到对应的点火位置上,从而保证了曲轴与活塞的同步。若曲轴主轴承或连杆大小端轴承磨损过度时(其径向间隙超过0.10mm以上),会使曲轴和活塞的对应关系失调,导致点火不正时,从而打乱了曲轴与活塞的同步关系,造成可燃混合气燃烧异常。对此应及时拆卸发动机进行全面检查,视其磨损情况更换相关故障零部件,绝不能勉强凑合使用,避免引起整台发动机的损坏,以减少不必要的损失。


总之,在点火系统中,凡是能使点火产生异常和电流产生波动性的一切因素最终都会导致火花塞早期损坏。在检修时,若发现电器元件绝缘程度下降和整车电缆线及各连接导线的接触件有松动现象,应及时调整或更换相关故障件,以免后患无穷。


二、燃料系统


可燃混合气过浓,一般是由于化油器油平面过高,化油器主空气量孔堵塞和空气滤清器滤芯严重堵塞等因素造成,若化油器存在混合气过浓现象时,发动机会较难起动,有时还可能出现“啪啪”的放炮声,这时拆下火花塞你就会看见其电极表面被燃油湿润。此时,可连续蹬踩起动杆,若火花塞孔内有大量油雾喷出,则可判断该机存在混合气过浓现象。可按以下程序进行检修:


1、首先应检查空滤器是否存在堵塞现象。若滤芯被灰尘异物堵塞,会使实际进入发动机汽缸内的空气量减小。应卸下空滤器盖取出滤芯,用不燃性洗涤剂清洗干净;


2、检查化油器的油位。分解化油器看油位是否过高(以各型发动机化油器技术参数为准)。经确认后,可拆下浮子室盖取出浮子针阀,若已磨耗损坏,应予更换;


3、检查化油器的空气量孔有无异物堵塞。如果化油器油位正常,则可能是化油器的空气量孔有异物堵塞。可拆下各量孔用化油器清洗剂反复吹洗,直至洁净通畅为止;


4、此外,座式车发动机上的化油器一般都设置有自动加浓阀装置。若自动加浓系统工作失常,也会造成可燃混合气过浓。检查时,可将自动加浓阀的导线插接器端子连接到蓄电池上(电压在12V~13V之间)模拟发动机磁电机充电,等待约5~10分钟,再将适当的空心胶管连接到燃油增量油路上,用嘴吹气检查,此时自动加浓阀的燃油增量油路为全闭状态(即不通气)。


三、润滑系统


发动机工作过程中若排气管冒蓝烟,表明过量的机油进入汽缸,它会使火花塞电极产生大量积碳或被机油湿润而无法跳火,这种现象俗称发动机窜机油,一般由以下几种因素构成:


1、二冲程车一般都是分离润滑,应着重检查机油泵流量是否过大,其蜗杆油封和止回阀是否失效。如果是采用混合式润滑的发动机大部分是由于汽油与机油比例调配不当造成的(正常的汽、机油比例应为:40:1~60:1)。


2、四冲程车大多采用压力为主的润滑方式,活塞环和气门导管油封则是窜机油的主要途径:


a、检查气环时应将新车与旧车区别开来,若是新车应重点查看活塞环是否对口以及第二道活塞环锥面方向是否装反和油环组件工作是否良好;旧车则应从活塞环、汽缸筒是否磨损,或缸筒内有无沟槽,拉缸等异常现象,活塞环侧隙过大时,会因活塞环的泵油作用使大量机油进入汽缸(正常的气环侧隙一般在0.015~0.045mm之间,使用限度为0.12mm以上必须更换)。


b、若检查活塞环为正常状态时,则应卸下进气门查看其头部背面有无积碳和湿润油垢。气门与气门导管磨损严重和气门导管油封硬化或油封唇口磨损过度,都会造成其配合间隙过大而失去密封作用(气门与气门导管标准配合间隙为:进气侧0.01~0.03mm,排气侧0.03~005mm)。这两种异常情况最终将造成气门摇臂室的机油在进气冲程时沿气门杆身被吸入汽缸内,形成烧机油现象。对此应视其磨损情况分别更换气门导管油封或气门。


c、曲轴箱内机油加注过多,或其通气管堵塞,会使曲轴箱内压力升高而得不到平衡,在发动机吸气时机油窜入燃烧室,形成烧机油而排气管冒出浓浓蓝烟。为此,应按各型车辆使用说明书的规定加注机油,以油标尺的中限为宜,并经常检查通气管,确保其畅通。


d、若发动机排气管冒蓝、黑烟,表明火花塞易损坏是由多种原因造成的。可以先从油、电路上去分析查找,待排除冒黑烟故障后再按序检查活塞环、气门油封等部位,排除冒蓝烟故障。


无论哪种情况,只要机油进入燃烧室参与燃烧就会在燃烧室和火花塞上产生大量积炭,中央电极上和瓷质绝缘体上的积炭会产生灼热点使火花塞烧蚀;侧电极上积炭则会因潮湿而具有导电性,使部分或全部高压电流与火花塞搭铁,导致火弱或无火,造成发动机不能正常工作。


由此可见,火花塞易损坏的原因是多方面的,分析诊断故障时应保持清醒的头脑,遵循先简后繁、先易后难的原则,一般先检查外部机件,后检查内部机件,在故障原因未确定以前,不要盲目拆卸机件。当检查某一机件未发现故障时,应认真装配复原,避免原有故障未排除又造成新的故障。


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