Tiêu chuẩn TCVN 10215:2013 Bugi đánh lửa dùng trong phương tiện giao thông

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10215:2013

ISO 11565:2006

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - BUGI ĐÁNH LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ VÀ YÊU CẦU

Road vehicles - Spark-plugs - Test methods and requirements

Lời nói đầu

TCVN 10215:2013 hoàn toàn tương đương ISO 11656:2006.

TCVN 10215:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 22 Phương tiện giao thông đường bộ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ - BUGI ĐÁNH LỬA - PHƯƠNG PHÁP THỬ VÀ YÊU CẦU

Road vehicles - Spark-plugs - Test methods and requirements

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp thử và yêu cầu đối với đặc tính điện và cơ của bugi đánh lửa sử dụng trên động cơ đốt cháy cưỡng bức.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ISO 1919, Road vehicles - M14 x 1,25 spark-plugs with flat seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M14 x 1,25 đế phẳng và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 2344, Road vehicles - M14 x 1,25 spark-plugs with conical seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M14 x 1,25 đế hình côn và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 2345, Road vehicles - M18 x 1,5 spark-plugs with conical seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M18 x 1,5 đế hình côn và vỏ lắp với nắp xylanh tương ứng).

ISO 2346, Road vehicles - M14 x 1,25 compact spark-plugs with flat seating and 19 mm hexagon and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M14 x 1,25 ren mịn đế phẳng và hình lục giác dài 19 mm và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 2347, Road vehicles - M14 x 1,25 compact spark-plugs with conical seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M14 x 1,25 ren bước nhỏ đế hình côn và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 2704, Road vehicles - M10 x 1 spark-plugs with flat seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M10 x 1 đế phẳng và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 2705, Road vehicles - M12 x 1,25 spark-plugs with flat seating and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M12 x 1,25 đế phẳng và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 6789, Assembly tools for screws and nuts - Hand torque tools - Requirements and test methods for design conformance testing, quality conformance testing and recalibration procedure (Bộ dụng cụ sử dụng cho bu lông và đai ốc - Dụng cụ cân mômen bằng tay - Yêu cầu và phương pháp thử đối với thử nghiệm phù hợp thiết kế, phù hợp chất lượng và quy trình hiệu chuẩn lại).

ISO 8470, Road vehicles - M14 x 1,25 spark-plugs with flat seating and 16 mm hexagon and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M14 x 1,25 đế phẳng và hình lục giác dài 16 mm và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 16246, Road vehicles - M12 x 1,25 spark-plugs with flat seating and 14 mm hexagon and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M12 x 1,25 đế phẳng và hình lục giác dài 14 mm và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 19812, Road vehicles - M10 x 1 spark-plugs with flat seating and 16 mm hexagon and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M10 x 1 đế phẳng và hình lục giác dài 16 mm và vỏ lắp với nắp xylanh).

ISO 22977, Road vehicles - M12 x 1,25 spark-plugs with flat seating and 14 mm bi-hexagon and their cylinder head housings. (Phương tiện giao thông đường bộ - Bugi đánh lửa M12 x 1,25 đế phẳng và hai hình lục giác dài 14 mm và vỏ lắp với nắp xylanh).

IEC 60051-1, Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories - Part 1: Definitions and general requirements common to all parts (Thiết bị đo điện dạng tương tự chỉ thị trực tiếp và các phụ kiện - Phần 1: Định nghĩa và yêu cầu chung cho tất cả các bộ phận).

IEC 60068-2-6, Environmental testing - Part 2: Test - Test Fc: Vibration (sinusoidal) (Thử môi trường - Phần 2: Thử nghiệm - Thử nghiệm FC: Rung động (hình sin)).

3. Phương pháp thử và yêu cầu

3.1. Thông tin chung

Các phép thử phải được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ môi trường (23 ± 5) ⁰C và độ ẩm tương đối (65 ± 20) % trừ những trường hợp có quy định khác.

Đối với mỗi mẫu thử nghiệm trong Bảng 1, trình tự thử nghiệm được chỉ thị bằng dấu X từ trên xuống dưới.

Mỗi trình tự thử được bắt đầu với các mẫu chưa qua sử dụng.

Bảng 1 - Trình tự thử

3.2. Đặc tính chung

3.2.1. Phương pháp thử

Kiểm tra đặc tính được cho trong 3.2.2 bằng phương pháp kiểm tra trực quan. Thực hiện kiểm tra trực quan với mắt thường, ở cường độ nhìn bình thường và cảm nhận màu sắc bình thường, ở khoảng cách xem thuận lợi nhất và ánh sáng phù hợp.

Kiểm tra trực quan sẽ cho phép nhận biết, hình dạng bên ngoài, chất lượng chế tạo và độ nhẵn của các hạng mục cần kiểm tra đối với đặc điểm kỹ thuật có liên quan.

3.2.2. Yêu cầu

3.2.2.1. Miếng đệm bên ngoài, nếu có, phải phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế có liên quan đến bugi đánh lửa.

3.2.2.2. Khu vực quét phải sạch và không có bất kỳ vật lạ.

3.2.2.3. Các điện cực phải được cố định vị trí.

3.2.2.4 Vỏ được định vị chính xác với lớp cách điện. Không cho phép có dấu hiệu của sự ăn mòn. Ren không được có giờ sắc hoặc hư hỏng.

3.2.2.5. Lớp cách điện phải trơn nhẵn và đồng nhất, không có hình dạng bất thường. Lớp cách điện không xuất hiện mạt phoi, vết nứt hoặc dấu hiệu hư hỏng do va đập.

3.2.2.6. Cách lấy dấu phải phù hợp với thông số kỹ thuật của nhà sản xuất.

3.3. Kích thước

3.3.1. Phương pháp thử

Các kích thước phải được kiểm tra phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế liên quan, sử dụng các mẫu ngẫu nhiên.

3.3.2. Yêu cầu

Tất cả các kích thước phải phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến bugi đánh lửa.

3.4. Đặc tính cơ học

3.4.1. Độ bền cơ học của vỏ

3.4.1.1. Đồ gá thử

Đồ gá phải có ren và bệ theo tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến bugi đánh lửa và có độ nhẵn bề mặt là 1,6 (Ra = 1,6).

3.4.1.2. Phương pháp thử

Lắp đặt toàn bộ cụm bugi đánh lửa trên đồ gá được qui định trong 3.4.1.1 và vặn chặt nó với chìa vặn hoặc dụng cụ tương ứng cho đến khi vỏ bị phá hủy.

3.4.1.3. Yêu cầu

Mômen đo được không nhỏ hơn:

- 60 Nm đối với bugi đánh lửa M14 đế phẳng và M18 đế hình nón;

- 40 Nm đối với bugi đánh lửa M14 đế hình nón;

- 35 Nm đối với bugi đánh lửa M12;

- 25 Nm đối với bugi đánh lửa M10.

3.4.2. Khả năng chịu kéo của đầu cực cao áp

3.4.2.1. Phương pháp thử

Thử nghiệm không phá hủy.

Lắp đặt bugi đánh lửa trên bệ thử độ bền kéo bằng dụng cụ phù hợp. Sử dụng một lực kéo tuyến tính tăng từ 0 N đến (400 ± 10) N với tốc độ tăng lực nhỏ hơn 500 N/s tới đầu cực cao áp theo hướng trục.

3.4.2.2. Yêu cầu

Sau khi thử nghiệm, bugi đánh lửa phải còn nguyên vẹn.

3.4.3. Độ bền uốn

3.4.3.1. Phương pháp thử

Lắp đặt bugi đánh lửa trên thiết bị thử nghiệm phù hợp ở mô men lắp đặt lớn nhất theo quy định trong tiêu chuẩn quốc tế có liên quan. Tác dụng một lực vuông góc với trục lớp cách điện và trong vòng 5 mm phía cuối của lớp cách điện. Cánh tay đòn vặn phải được xác định dựa vào bề mặt đế (điểm đo đối với đế hình côn) của bugi đánh lửa trên nắp xi lanh. Thử nghiệm phải không được phá hủy mẫu. Tốc độ giảm của lực sử dụng nhỏ hơn 10 mm/min để tránh hư hỏng do va đập.

3.4.3.2. Yêu cầu

Bugi đánh lửa phải chịu được mômen uốn là 15 Nm.

3.4.4. Khả năng chống rung

3.4.4.1. Phương pháp thử

Lắp đặt và xiết chặt bugi đánh lửa theo quy định để thử nghiệm khả năng chịu rung Fc phù hợp với IEC 60068-2-6:

- Dải tần số: 50 Hz đến 500 Hz, hình sin;

- Tần số quét: 1 octa/min;

- Gia tốc: 30 g (294 m/s²);

- Hướng rung: Hướng trục và hướng vuông góc với trục bugi;

- Thời gian: 8h đối với mỗi hướng.

3.4.4.2. Yêu cầu

Sau khi thử nghiệm, không được có bất thường trên bugi và bugi phải đáp ứng được các thử nghiệm tiếp theo liệt kê trong Bảng 1.

3.5. Độ kín khí

3.5.1. Phương pháp thử

Lắp đặt và xiết chặt bugi đánh lửa trên thiết bị thử nghiệm giả lập khi bugi được lắp trên nắp xi lanh và được vặn chặt với mômen xiết phù hợp được điều chỉnh tùy vào hệ số ma sát giữa vật liệu làm đồ gá và bugi được quy định trong Bảng 2.

Vật liệu làm đồ gá thử phải đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất bugi và nhà sản xuất động cơ.

Nếu đế của đồ gá không phải là hợp kim thì phải có độ cứng HRC 20 hoặc lớn hơn. Độ nhẵn dọc theo bề mặt đế có Ra lớn nhất là 0,2 . Để tránh bề mặt đế bị mòn sau nhiều thử nghiệm, nhà sản xuất bugi phải thử nghiệm với bề mặt đế có Ra lớn nhất là 1,6 . Tất cả các ren không được có chất bôi trơn.

Bảng 2 - Mômen lắp đặt

Đảm bảo nhiệt độ của bugi, được đo gần với chỗ đế bugi như trong Hình 1, đạt (200 ± 10) ⁰C. Đặt áp suất (2 ± 0,2) MPa [(20 ± 2) bar] (không khí, khí nitơ, khí cácbonníc, hoặc khí khác có thể nhận biết) tới bề mặt của bugi trong khoảng 5 min và xác định tốc độ rò rỉ giữa:

- Vỏ và đế đồ gá;

- Vỏ và lớp cách điện;

- Lớp cách điện và cực cao áp.

3.5.2. Yêu cầu

Tổng lưu lượng rò rỉ đo được không được vượt quá 2 cm³/min. Nếu không sử dụng không khí và khí nitơ, cần chuyển đổi lưu lượng rò rỉ của khí đó sang lưu lượng rò rỉ của không khí bằng cách sử dụng khối lượng riêng của khí dò đó.

3.6. Sốc nhiệt, điện trở nhiệt

3.6.1. Phương pháp thử

Cắt vỏ để lộ vấu cách điện mà không làm ảnh hưởng đầu sứ cách điện. Nhúng đầu sứ cách điện trong khoảng 30 s trong bể hàn với nhiệt độ () ⁰C ở độ sâu không ít hơn 3 mm.

Sau khi ngâm, cho phép để nguội lớp cách điện đến nhiệt độ môi trường mà không cần làm mát cưỡng bức.

Khuyến nghị sử dụng chất màu thấm qua vết nứt để kiểm tra trực quan. Phương pháp tương tự được sử dụng để quan sát trước và sau khi thử.

a) Đế phẳng

b) Đế côn

CHÚ DẪN:

a Hạn chế rò rỉ

b Nhiệt độ trong vùng này là (200 ± 10) ⁰C

c Đường kính ren

Hình 1 - Thử rò rỉ

3.6.2. Yêu cầu

Phải không bị vỡ, nứt hoặc biến dạng.

3.7. Đặc tính điện

3.7.1. Điện trở của phần tử tích hợp cho việc khử RF

3.7.1.1. Phương pháp thử

Đặt xung điện áp từ 1 kV đến 5 kV giữa điện cực trung tâm và đầu cực của bugi kiểu điện trở.

Đối với loại bugi mà điện trở không nhạy cảm với điện áp, có thể sử dụng điện áp một chiều 12 V.

3.7.1.2. Yêu cầu

Điện trở của bugi phải đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất bugi và nhà sản xuất động cơ.

CHÚ THÍCH: Giá trị điện trở thường nằm trong khoảng 1  đến 20 .

3.7.2. Khả năng điện áp của lớp cách điện

3.7.2.1. Phương pháp thử

Lắp đặt bugi trên một khoang áp suất phù hợp và vặn chặt với mômen quy định trong tiêu chuẩn quốc tế liên quan. Đặt áp suất (không khí, khí nitơ, khí cácbonníc) trong buồng áp suất tới đầu điện cực bugi để đảm bảo không có tia lửa xuất hiện giữa các điện cực trong quá trình thử nghiệm.

Đặt xung điện áp đánh lửa với tần số (50 đến 60) Hz, tốc độ tăng điện áp > 600 V/ tới giá trị đỉnh như trong Bảng 3 vào giữa vỏ và đầu cực cao áp của bugi.

Có thể sử dụng vỏ bảo vệ bugi để tránh phóng điện bề mặt. Các cực mát có thể được loại bỏ hoặc phía đầu đánh lửa của lớp cách điện có thể được che phủ bằng một ống nếu không thể tránh được sự phóng điện.

Bảng 3 - Điện áp thử nghiệm

CHÚ THÍCH: Các điện áp thử nghiệm phải được thỏa thuận giữa nhà sản xuất bugi và nhà sản xuất động cơ khi yêu cầu đặc tính cao hơn.

3.7.2.2. Yêu cầu

Không xảy ra sự cố.

3.7.3. Điện trở cách điện ở nhiệt độ môi trường

3.7.3.1. Phương pháp thử

Đo điện trở của lớp cách điện giữa điện cực trung tâm của bugi và phần nối mát khi sử dụng thiết bị đo cách điện với độ chính xác theo IEC 60051-1.

3.7.3.2. Yêu cầu

Điện trở cách điện phải đạt được 100  hoặc cao hơn.

3.7.4. Điện trở cách điện ở nhiệt độ cao

3.7.4.1. Phương pháp thử

Lắp đặt bugi vào đồ gá kim loại có gắn một đầu dây của đồng hồ đo cách điện. Gắn đầu dây thứ 2 của đồng hồ đo cách điện (cơ khí hoặc hàn lại) vào điện cực trung tâm của bugi thử nghiệm. Đặt toàn bộ thiết bị vào trong buồng thử khả năng chịu nhiệt. Đầu dây của đồng hồ đo cách điện sử dụng vật liệu cách điện nhiệt độ cao được dẫn qua ô cửa của buồng thử và gắn chúng tới đồng hồ đo cách điện. Làm nóng buồng thử lên tới nhiệt độ 400 ⁰C và ghi lại điện trở cách điện sau 30 phút ở nhiệt độ này.

3.7.4.2. Yêu cầu

Điện trở cách điện phải đạt được 10  hoặc cao hơn.

3.8. Độ bền của điện trở tích hợp

3.8.1. Phương pháp thử

Đo điện trở bugi phù hợp với 3.7.1, sau đó cho chúng đánh lửa 1,3 x 10⁷ lần với các thông số sau:

- Điện áp đánh lửa trung bình yêu cầu: 20 kV;

- Năng lượng tia lửa: 16 mJ;

- Tần số đánh lửa: 50 Hz hoặc 60 Hz;

- Điện áp đầu ra của cuộn dây đánh lửa: 35 kV.

Sau đó đo lại điện trở và so sánh kết quả với giá trị trước khi thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Sơ đồ mạch thử nghiệm thì được thể hiện trên hình trong Phụ lục A.

3.8.2. Yêu cầu

Điện trở đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất bugi và nhà sản xuất động cơ.

3.9. Ổn định nhiệt của điện trở tích hợp

3.9.1. Phương pháp thử

Đo điện trở bugi phù hợp với 3.7.1 ở nhiệt độ phòng. Giữ bugi trong lò khí nóng ở 150 ⁰C trong 2 h và đo điện trở ở cuối giai đoạn này. Sau đó giữ bugi ở nhiệt độ phòng và đo lại điện trở sau khi nhiệt độ xuống tới nhiệt độ phòng.

Giữ bugi trong lò khí nóng ở 300 ⁰C trong 20 min và đo lại điện trở sau khi bugi đạt nhiệt độ phòng.

Kiểm tra sự thay đổi của các giá trị điện trở tương ứng.

3.9.2. Yêu cầu

Điện trở phải đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất bugi và nhà sản xuất động cơ.

CHÚ THÍCH: Giá trị điện trở thường nằm trong dải từ 1  đến 20 .

Phụ lục A

(Tham khảo)

Sơ đồ mạch thử độ bền của điện trở tích hợp

Hình A.1 và Hình A.2 thể hiện một ví dụ sơ đồ mạch thử độ bền của điện trở tích hợp.

CHÚ DẪN:

Hình A.1 - Sơ đồ kết nối thử nghiệm độ bền của điện trở tích hợp

Kích thước tính bằng milimét

Hình A.2 - Khe hở đánh lửa