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Durante o funcionamento do motor a gás, existe um modo de falha do produto: partículas anormais de metais preciosos aparecem na lacuna do elétrodo da veia, fazendo com que a lacuna do elétrodo se estreite,resultando numa diminuição da tensão de igniçãoEm casos extremos, os eletrodos corta-circuitam diretamente para uma tensão de 0, o que se reflete nos parâmetros do painel de controle do motor a gás como diminuição da temperatura do cilindro e falha de ignição.
Os testes revelaram que a partícula anormal é composta pelo material do corpo de metal precioso do eletrodo da vela de ignição.
Durante o serviço, o eletrodo da veia é submetido a um ambiente complexo de alta temperatura, oxigênio, corrosão elétrica, corrosão de enxofre e vapor de água.O sulfeto de hidrogénio (H2S) no gás combustível reage com o eletrodo de metal precioso sob os efeitos combinados de alta temperatura e arco elétrico, formando uma fina camada de reacção na superfície do eléctrodo na escala nanométrica a submicrônica. Os principais componentes são o sulfeto de platina (PtS) e o sulfeto de irídio (IrSx),Com um teor de potássio, em peso, superior a 20%, em peso, mas não superior a 20%A camada de reacção é porosa e frágil, apresentando uma extremamente fraca adesão ao substrato do eléctrodo.que é a razão fundamental para a separação de partículas de metais preciosos da superfície do eléctrodo.
No instante em que a camada de reação dos metais preciosos se desprende da superfície do eléctrodo, sob a influência de altas temperaturas e de uma forte atmosfera redutora (rica em CH4, H2,e CO) dentro do motor a gás, a camada de reação descascada é directamente reduzida ao elemento metal precioso.
PtS + H2 → Pt (elemental) + H2S↑
IrSx + H2 → Ir (elemental) + H2S↑
PtO2 + CO → Pt (elemental) + CO2↑
IrO2 + CO → Ir (elemental) + CO2↑
O elemento de platina/irídio recém-reduzido está em forma de gotas, num estado líquido ou semi-derretido.Estas gotas vão voltar a aderir à superfície do eletrodo (o efeito de umedecimento do mesmo metal a alta temperatura faz com que as gotas se ligem extremamente firmemente ao eletrodo)Se as gotículas se agarrarem à lacuna do elétrodo, causarão directamente a falha de ignição acima mencionada.
O enxofre desempenha um papel crucial na aceleração da corrosão dos elétrodos e no descascamento/remodelação das partículas.que a indústria geralmente controla para menos de 20 ppmPara além do enxofre, outros factores-chave que induzem a formação de partículas de metais preciosos incluem a elevada temperatura dos eletrodos e o choque do motor a gás.
A alta temperatura do eletrodo é muitas vezes causada por uma faixa de calor da velas de ignição excessivamente baixa, impedindo a dissipação de calor no tempo do eletrodo da velas de ignição, um problema de compatibilidade do produto.Ao analisar este tipo de falha, deve ser dada prioridade à compatibilidade do intervalo de calor da velas: se a maioria dos utilizadores da mesma unidade não tiver esta falha, podem ser largamente descartados problemas de conceção das velas;Se a falha for generalizada na mesma unidade, a otimização do projeto é necessária para reduzir a temperatura do eletrodo (a otimização abrange a estrutura de dissipação de calor cerâmica, a construção do eletrodo, etc.).
Os problemas de compatibilidade das velas de ignição e da unidade fazem com que a probabilidade de falha esteja altamente correlacionada com a carga da unidade: se a unidade funcionar a baixa carga por longos períodos,As falhas de ignição causadas por partículas de metais preciosos são geralmente improváveis.
Em resposta a este tipo de falha, além de reduzir a temperatura do eletrodo em sua fonte através da otimização do projeto, aumentar a lacuna do eletrodo é uma medida temporária que pode ser tomada.
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Análise da Junta da Vela de Ignição
A junta de vedação externa da vela de ignição é o único componente móvel na vela de ignição, e também é a "ponte" que conecta a vela de ignição ao motor.
Tomando como exemplo a junta M18 comum: os diferentes estados da junta podem refletir os diferentes ambientes de trabalho; estes podem ser usados para inferir o uso; estes diferentes estados incluem: cor, deformação, integridade, marcas de uso, etc.
Cor
Cor: A cor inicial da arruela é galvanizada
Estado inicial (frente e verso)
Cor após uso normal
Após o uso, sinais óbvios de instalação e uso podem ser vistos na junta. A parte mais externa (a junta mais à direita) não toca o assento da vela de ignição, portanto o revestimento não é danificado pelo atrito. O anel interno preto é a superfície de contato que se ajusta firmemente ao assento de montagem.
A superfície com quatro pontos voltados para cima é a superfície que se ajusta à cabeça do cilindro do motor. Você pode ver que o anel interno (incluindo os quatro pontos) é preto, enquanto o anel externo é de cor de revestimento. Isso ocorre porque o anel externo se ajusta firmemente ao assento de montagem da cabeça do cilindro e não está exposto ao ambiente do cilindro, enquanto o anel interno preto está exposto no cilindro no lado da rosca. O anexo preto são depósitos de carbono.
A imagem acima mostra uma junta que mudou de cor devido à oxidação. O bloco branco na imagem da direita é o resíduo do revestimento que não foi completamente ablatado. O grau de oxidação das faces de extremidade em ambos os lados da junta é o mesmo. Esta situação indica que houve vazamento de gás desta junta durante o uso. O gás de alta temperatura do cilindro causou a mudança de cor da junta.
Deformação
Deformação: a espessura da junta após a instalação
Após a vela de ignição ser instalada com o torque especificado, a espessura da junta deve estar dentro de uma certa faixa;
O valor de torque de instalação da arruela M18 é 50N.M, e a faixa de deformação da arruela é de aproximadamente 1,45-1,65 mm (espessura inicial da arruela 2,0 mm).
Estado de espessura inicial
Status normal após instalação
Pode-se observar que, após a deformação, a folga no meio desaparece devido ao aperto pela força aplicada.
Exemplo: É óbvio pela imagem acima que a folga no meio ainda existe (a espessura pode ser medida para verificar); portanto, a causa raiz do vazamento de gás neste caso é que não foi instalado corretamente;
Integridade
Integridade: Mudanças na aparência da junta
Refere-se principalmente à integridade dos 4 "garras", especialmente quando a junta não é removida, observe a condição das 4 "garras"
Se a "garra" está quebrada;
Se a "garra" está severamente dobrada para cima ou para baixo;
Se a situação acima existir, significa que durante o processo de instalação, a "garra" ficou presa na rosca e, sob a instalação com torque, a "garra" deformou e forçou a arruela a "retornar à sua posição". Neste caso, após a instalação, a posição da arruela e a concentricidade do corpo da vela de ignição estarão deslocadas (verifique os vestígios de instalação ao mesmo tempo). Existe uma certa probabilidade de vazamento ocorrer no ponto fraco.
Marcas de uso
Marcas de uso: Após a instalação, as indentação e marcas de atrito deixadas pelo torque da vela de ignição e da cabeça do cilindro.
As marcas de "degrau" na superfície de instalação podem ser claramente vistas na imagem. Esta é uma marca normal. A partir desta marca de degrau, também é possível julgar se a instalação está muito frouxa, se houve algum desvio durante a instalação e uso, e o grau de excentricidade, etc. Estes desempenham um papel auxiliar na análise e determinação da causa da falha.
Artesanato japonês · Sucesso mundial
Programa de Recrutamento de Distribuidores Globais da Marca Takumi Spark Plug
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