Как работает свеча зажигания

Свечи зажигания

Свеча зажигания – устройство, предназначенное для воспламенения топливной смеси, поступающей в камеры сгорания двигателя, в конце такта сжатия.

Свечи зажигания

— Принцип действия свечей зажигания

Электрический ток высокого напряжения (до 40.000 В) подаётся по высоковольтным проводам от катушки зажигания, через распределитель зажигания, к свече зажигания. Между центральным электродом свечи (плюс) и её боковым электродом (минус) возникает искровой разряд. От этой искры воспламеняется топливная смесь, находящаяся в камере сгорания двигателя в конце такта сжатия.

— Виды свечей зажигания

Свечи зажигания бывают искровые, дуговые, накаливания. Нас будут интересовать искровые, применяющиеся в бензиновых двигателях внутреннего сгорания.

— Расшифровка маркировки свечей зажигания отечественного производства

В качестве примера возьмём широко распространённую свечу А17ДВРМ.

А – резьба М 14 1,25

17 – калильное число

Д – длина резьбовой части 19 мм (с плоской посадочной поверхностью)

В – выступание теплового конуса изолятора свечи за торец резьбовой части корпуса

М – биметаллический центральный электрод

Также могут быть указаны – дата изготовления, производитель, страна изготовления.

Маркировка свечей зажигания импортного производства не имеет единой системы расшифровки. Что она означает для тех или иных свечей можно посмотреть на сайтах их производителей.

— Устройство свечи зажигания

Контактный наконечник

Служит для крепления высоковольтного провода на свече.

Изолятор

Выполнен из высокопрочной алюминиево-оксидной керамики, выдерживающей температуру до 1000 0 и электрический ток напряжением до 60.000 В. Необходим для электрической изоляции внутренних деталей свечи (центрального электрода и т. д.) от ее корпуса. То есть разделения «плюса» и «минуса». Имеет несколько кольцевых канавок в верхней части и покрытие из специальной глазури, служащих для предотвращения утечки тока. Часть изолятора со стороны камеры сгорания, выполненная в виде конуса называется тепловым конусом и может как выступать за пределы резьбовой части корпуса (горячая свеча), так и быть утопленным в него (холодная свеча).

Корпус свечи

Изготовлен из стали. Служит для вворачивания свечи в головку блока двигателя и отведения тепла от изолятора и электрода. Помимо этого он является проводником «массы» автомобиля к боковому электроду свечи.

Центральный электрод

Наконечник центрального электрода изготавливают из жаростойкого железо-никелевого сплава с сердечником из меди и других редкоземельных металлов (т. н. биметаллический электрод). Он проводит электрический ток для создания искры и является наиболее горячей частью свечи.

Боковой электрод

Изготавливается из жаропрочной стали с примесью марганца и никеля. На некоторых свечах может быть несколько боковых электродов для улучшения искрообразования. Так же существуют биметаллические боковые электроды (например, железо с медью) имеющие лучшую теплопроводность и увеличенный ресурс. Боковой электрод предназначен для обеспечения образования искры на свече зажигания между ним и центральным электродом. Выполняет роль «массы» (минуса).

Помехоподавительный резистор

Изготовлен из керамики. Служит для подавления радиопомех. Соединение резистора с центральным электродом герметизировано специальным герметиком. Имеется не на всех свечах зажигания. Например, А17ДВ его нет, А17ДВР есть.

Уплотнительное кольцо

Выполнено из металла. Служит для уплотнения соединения свечи с посадочным гнездом в головке блока. Присутствует на свечах с плоской контактной поверхностью. На свечах с конусной контактной поверхностью его нет. На модели показана свеча с плоской посадочной поверхностью и уплотнительным кольцом.

— Зазор между электродами свечи зажигания

Двигатель легкового автомобиля эффективно работает только при определенном зазоре между электродами свечей зажигания. Зазор в свечах зажигания должен соответствовать требованиям заводской инструкции по эксплуатации автомобиля. При меньшем зазоре искра между электродами получается короткой и слабой, сгорание топливной смеси ухудшается. При большем зазоре увеличивается напряжение, необходимое для пробивания воздушного промежутка между электродами свечи, и искры вообще может не быть или она будет, но очень слабая.

Измеряется зазор при помощи круглого щупа необходимого диаметра. Не рекомендуется применение плоского щупа, так как измерение зазора будет неточным. Объясняется это тем, что при работе свечи происходит перенос металла с одного электрода на другой. На одном электроде, со временем, образуется ямка, на другом бугорок. Поэтому для измерения зазоров подходят только круглые щупы.

Зазор между электродами свечи зажигания регулируют только подгибанием бокового электрода.

С наступлением зимы, для снижения пробивного напряжения нормальный зазор можно уменьшить на 0,1 – 0,2 мм. При прокрутке двигателя стартером в мороз, двигатель быстрее будет схватывать.

— Калильное число

Тепловая характеристика свечи зажигания (способность противостоять нагреву) называется калильным числом. Для каждого типа двигателя требуется свеча зажигания с определенным калильным числом. Свечи делятся на холодные (с высоким калильным числом) и горячие (с низким калильным числом).

Калильное число определяется материалом изолятора и длиной его нижней части (у горячих свечей он более длинный). Отечественные свечи имеют показатели калильного числа от 11 до 23, зарубежные индивидуально у каждого производителя.

При неправильно подобранных свечах зажигания возможно калильное зажигание, когда топливная смесь в цилиндрах поджигается преждевременно не электрической искрой, возникающей между ее электродами, а от раскаленного корпуса свечи. Двигатель в этом случае звенит под нагрузкой (детонация, «пальцы стучат») как при неверно выставленном угле опережения зажигания, а также продолжает некоторое время работать при выключении зажигания. Необходимо заменить свечи на более холодные.

И, наоборот, наличие постоянно возникающих черных отложений (нагар) на электродах свечей, при заведомо исправном двигателе, говорит о том, что свечи зажигания холодные и их следует заменить на более горячие.

Правильно подобранные свечи должны иметь светло-коричневый цвет в нижней части, так как температурный режим такой свечи 600-800 0 . В этом случае свеча самоочищается, масло, попавшее на нее, выгорает, нагар не образуется. Если температура ниже 600 0 (например, при постоянном движении в городе), то свеча очень быстро покрывается нагаром, если выше 800 0 (при движении на мощностных режимах) возникает калильное зажигание. Поэтому стоит подбирать свечи для своего двигателя согласно рекомендациям его завода-производителя.

— Проверка свечей зажигания

Выкрутите свечи и осмотрите их центральные электроды. Если они черные — топливная смесь переобогащается, если они светлые (светло-серые) — топливная смесь обеднена.

Дефекты свечей зажигания

Cвечи зажигания описание,устройство,принцип работы,неисправности,фото,видео.

Около 100 лет назад, компанией Bosch была представлена свеча зажигания . Спустя непродолжительное время их начали повсеместно применять по всему миру , для поджигания смеси топлива и воздуха в двигателях .

Они работают в жесточайших условия , постоянно подвергаясь воздействию высокой температуры ( прим . 1000 градусов ) и высокому напряжению ( до 40 тыс . вольт ).

Устройство и принцип работы свечей зажигания

Свечи зажигания устроены просто , по сути они состоят из проводника в центре , металлического корпуса к которому приварен боковой электрод, и изолятора . Несмотря на простоту своего устройства , они играют одну из важнейших ролей в работе двигателя автомобиля . Их обязанность заключается в поджигание горючей смеси, в любых условиях и при любой нагрузки на них.


В момент , когда поршень в такте сжатия приходит в верхнюю мертвую точку , выбрасывается электрическая искра, воспламеняющие смесь из воздуха и горючего . Искра возникает между центральным и боковым электродами . Для ее возникновения , необходимо напряжения не менее 20 тыс . вольт . За его получения отвечает система зажигания , она преобразовывает 12 вольт получаемые с аккумулятора автомобиля , в 25 — 35 тысяч вольт необходимые для нормальной работы свечи . Момент , когда должно подастся высокое напряжения определяется датчиком положения

Существует три основных типа свечей зажигания которые сегодня широко применяются. Отличающихся они друг от друга особенностями конструкции и металлом из которого изготавливаются.

Основные типы свечей зажигания:

  • Двухэлектродные;
  • Многоэлектродные;
  • Свечи из драгоценных металлов.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ СВЕЧЕЙ, ИХ РАЗНОВИДНОСТЬ

Хорошие свечи производятся многими компаниями по всему миру. Среди наиболее известных и признанных лидеров можно отметить фирмы Champion, NGK, Denso и Bosch. Сегодня в продаже есть единицы с биметаллическим центральным электродом. Champion пошла дальше и выпустила элементы с боковым биметаллическим электродом, что расширило термоэластичность единицы.

В середине 80-х появились изделия, центральный электрод которых был сделан из тонкой платиновой проволоки. По температурным характеристикам они превзошли все показатели биметаллических электродов. Для спортивных и гоночных автомобилей выпускают аналоги с серебряными электродами. Последней новинкой в этой области стали запатентованные компанией NGK лучшие свечи зажигания на сегодняшний день, в которых электроды сделаны из сплава иридия.

Так какие свечи зажигания лучше? Работая внутри цилиндра, они должны выдерживать очень высокие температуры (около 1000 °C), пиковые значения давления (около 100 бар), чрезвычайно высокое напряжение (около 40 000 V). Устройства также должны справляться с последствиями работы двигателя — агрессивными продуктами сгорания воздушно-топливной смеси, и всё это при сохранении конструктивных параметров. Изучая вопрос «Какие свечи хорошие?», следует помнить, что стандартные рассчитаны на срок службы около 30 тыс. км.

В продаже есть следующие комплекты: стандартной конструкции; с повышенной прочностью. многоэлектродные, с платиновым наконечником электродов, с иридиевым наконечником электродов, иттриевые.

Снятие и установка

Демонтаж свечи зажигания с двигателя производят в следующей последовательности:

  • снимают наконечник провода высокого напряжения (недопустимо тянуть за провод);
  • отворачивают свечу на один оборот специальным ключом, затем поверхность в углублении головки цилиндра вокруг нее очищают сжатым воздухом или кисточкой, чтобы частицы грязи не попали в резьбу или камеру сгорания;
  • выворачивают свечу;
  • проверяют наличие уплотнительного кольца (для свечей с плоской опорной поверхностью);
  • тщательно осматривают свечу на наличие механических повреждений изолятора, корпуса и электродов.

Установка производится в следующей последовательности:

  • новые свечи, покрытые консервационной смазкой, необходимо протереть и промыть в растворителе (бензине). Допустимо прокипятить свечи в воде и просушить;
  • внимательно осматривают свечу на наличие механических повреждений, уплотнительного кольца, контактной гайки;
  • проверяют и при необходимости регулируют искровой зазор (подгибая электрод «массы») до величины, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля;
  • свечу заворачивают рукой в свечное отверстие и затягивают специальным ключом с усилием 2 кгм.

Проверка работоспособности свечей

Для проверки бесперебойности искрообразования свечу устанавливают в барокамеру (при атмосферном давлении свеча ведет себя иначе, чем в камере сгорания), которая обеспечивает давление газа до 10 кг/см2 и позволяет наблюдать искрообразование между электродами. Оно должно быть бесперебойным после подведения к свече напряжения не менее 22 кВ.

Читайте также  Когда нужно включать фары в городе

Для проверки герметичности соединения свечу устанавливают в барокамеру, создающую давление до 20 кг/см2, и измеряют утечку газа не менее 30 секунд. Ее величина не должна превышать 5 см3/мин. При этом не учитывают утечку через соединения свечи с барокамерой. Допускается проводить контроль герметичности на свечах зажигания, не укомплектованных уплотнительными кольцами. При техническом обслуживании автомобиля разрешается проверять утечку газа через соединения деталей свечей зажигания под давлением 10 кг/см2.

Ресурс свечей зажигания

Современные свечи зажигания при эксплуатации на полностью исправных и отрегулированных двигателях должны в соответствии с ОСТ 37. 003 081 бесперебойно работать в течение 30 тыс.км пробега для классической и 20 тыс.км для электронной системы зажигания. Фактический ресурс может быть выше примерно вдвое, но труднодостижим на практике, как любой сферический конь в вакууме. При условии исправности всех систем двигателя и нормальном качестве топлива ресурс современных свечей составляет в среднем 50 тыс.км.

Особенностью России является широкое применение запрещенных ферроценовых присадок, повышающих октановое число «паленого» бензина. Такие присадки содержат железо, при сгорании оседающее на свече и приводящее к нарушении изоляции между электродами и к невозможности получить нормальную искру. Как показывает практика, нарваться на такой бензин можно на любой, сколь угодно «именитой» заправке, и доказать что-либо потом невозможно. Пораженные такими присадками свечи восстановлению не подлежат. Поэтому на Руси нет смысла использовать дорогие и «долгоиграющие» свечи.

В процессе эксплуатации зазор между электродами в среднем увеличивается на 0.015 мм за каждые 1000км пробега. Поэтому рекомендуется периодически (через 5 или 10 тыс.км) проводить осмотр и ТО свечей (фактически — регулировку зазора до требуемой величины). Очистить свечи зажигания можно с помощью растворителей и щетки (не металлической). На станциях технического обслуживания свечи очищают на специальных пескоструйных аппаратах. Также рекомендуется менять свечи местами, это связано с тем, что средние цилиндры работают с более высокими температурами, чем крайние. Замена, согласно рекомендациям большинства изготовителей, рекомендуется после 30000км пробега автомобиля.

Холодные и горячие свечи зажигания

Свечи зажигания различаются не только по типу , а также по своим характеристикам и подбираются индивидуально в зависимости от конструкции двигателя . По характеристикам они делятся на три различные группы холодные , средние и горячие .
Что бы понять , что это означает и зачем они нужны , нужно разобраться что такое « калильное число » и « калильное зажигание ».

  • Калильным числом называют величину , показывающею время , через которое свеча достигает калильного зажигания . Чем выше у нее калильное число , тем меньше она будет нагреваться .
  • Калильным зажиганием называют негативный эффект , когда воспламенение горючей смеси в двигателе происходит не от свечи зажигания , а от нагревшихся элементов двигателя , чаще всего это бывает сама свеча зажигания . Этот эффект возникает если в автомобиле установлена свеча с неподходящим калильным числом .

Условия работы свечей зажигание в летнее и зимнее время отличаются , поэтому в идеале лучше иметь в комплекте свечей для разного времени года .

Например , в жаркую погоду , при езде на большой скорости свеча с низким калильным числом , быстро приведет к калильному заживанию . Что приводит к потере мощности . В этой ситуации свечу необходимо заменить на более « холодную »
В обратной ситуации если при низкой температуре например в пробке , происходит ослабление искры . В холодную погоду возникнут проблемы с запуском двигателя . В случае возникновения этой проблемы необходимо поставить более « горячею » свечу .

На выбор также влияет и размер двигателя , что он больше тем « холоднее » должна быть свеча .
Группы свечей по калильному числу ( Российская маркировка ):

  • В « горячею » группу входят свечи имущих калильное число от 11 до 14 .
  • В « среднею » группу входят свечи имеющих калильное число от 17 до 19 .
  • В « холодную » группу входят свечи имеющих калильное число от 20 до 26 .

В дизельных двигателях очень часто используется калильное зажигание , то есть самовоспламенение , от накаленной свечи , что облегчает запуск двигателя при низких температурах .

Неисправности свечей зажигания , признаки и причины

Без рабочих свечей зажигания становится невозможным нормальная эксплуатация автомобиля .
Рассмотрим признаки неисправности свечей , которые требующие срочного вмешательства водителя :

  • В разы увеличивается расход топлива ;
  • Происходит падение мощности и набора оборотов в работе силового агрегата ;
  • Тяжелый запуск двигателя ;
  • Возрастает концентрация CO в выхлопных газах ;
  • Ощущается подёргивания автомобиля во время движения ;
  • Не приятный шум доносящийся из двигателя на холостом ходу .

Причины же таких явлений как привило просты :

  • Свеча просто выработала свой ресурс ;
  • Оплавление электродов или их коррозия ;
    • Не правильно подобрана свеча ;
    • Загрязнение ( отложения , нагар , масло или топливо на электродах );
    • Повреждение или загрязнение изолятора .
  • В случае возникновения подобных неисправностей , следует срочно принять меры . В противном случае может произойти детонация двигателя , что полностью выведет его из строя .

Когда менять свечи зажигания на авто

Неисправные свечи зажигания могут привести к тяжелы последствиям , таким как повреждения топливной системы и двигателя , а это грозит куда более крупными затратами . От их своевременной замены зависит сохранность силового агрегата автомобиля .

Когда же всё — таки менять свечи зажигания ? Постараемся разобраться в этом вопросе . Такие признаки как:

  • Признаки износа самой свечи , они заметны невооруженным глазом . Это оплавления , сколы и коррозия .
  • Подтраивание при езде ;
  • Проблемы с запуском ;
  • Падение мощности и тяги двигателя ;
  • Увеличившие расхода топлива;
  • Регулярное образования нагара на свечах ( каждые 20 — 30 километров ).

Могут свидетельствовать о необходимости замены свечей.
В среднем свечи следует менять каждые 25 — 30 тысяч пробега автомобиля .

Тенденции развития

  • Расширение выпуска свечей с биметаллическим электродом, что, помимо улучшения термоэластичности, повышает их надежность и долговечность.
  • Расширение выпуска свечей с выступанием теплового конуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное самоочищение от нагара.
  • С целью увеличения срока эксплуатации, не требующего регулировки искрового зазора, выпускают свечи зажигания с несколькими электродами «массы».
  • Для улучшения процесса искрообразования (воспламеняющей способности искры) разрабатывают свечи с увеличенным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их поверхности наносят платину.
  • Расширение выпуска свечей с использованием поверхностного разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора).
  • Для снижения уровня радиопомех все больше свечей зажигания снабжаются встроенным резистором.

Свечи зажигания: устройство, принцип работы, способ диагностики и замены

Каждый водитель знает, что состояние свечей зажигания влияет на работу двигатель автомобиля. О свечах необходимо знать все (цвет налета, зазоры, когда нужно их менять и многой другой информации).

Принцип работы свечей зажигания

Во время работы свечей на них воздействует несколько типов нагрузок:

  • Электрические.
  • Тепловые.
  • Механические.
  • Химические.

Тепловые нагрузки. Свечи устанавливаются таким образом, чтоб ее рабочая часть находилась в камере сгорания, а контактная – в подкапотном пространстве. Температура газов в камере сгорания может достигать 900°С, а в подкапотной части – до 150°С.

Тепловому напряжению и деформации способствует разная температура свечей из-за неравномерного нагрева в различных сечениях, которая отличается на сотни градусов.

Механические нагрузки. К тепловым нагрузкам на свечи еще добавляется вибрационная нагрузка из-за разного давления в цилиндре двигателя, которое на впуске ниже 50кгс/см², а при сгорании намного выше.

Химические нагрузки. Во время сгорания образовывается очень много химически активных веществ, которые вызывают окисление всех материалов, потому что рабочая температура электродов достигает 900°С.

Электрические нагрузки. Во время искрообразования изолятор свечи находится под воздействием импульса высокого напряжения, которое иногда достигает 20-25 кВ. в некоторых системах зажигания напряжение может создаваться намного больше, но пробивное напряжение искрового зазора его ограничивает.

Определение состояние двигателя по нагару на свечах зажигания

Диагностика двигателя по свечам зажигания должна выполнятся на разогретом двигателе. Но для того, чтоб сделать это правильно необходимо пройти несколько этапов:

  1. Установить новые свечи зажигания.
  2. Проехать на них 150-200 км.
  3. Выкручивать свечи и обратать внимание на цвет нагара, который расскажет, что работает неправильно.

На каждую поломку двигателя на свечах зажигания образовывается налет определенного цвета, по которому есть возможность определить недостаток в работе двигателя.

Маслянистый черный нагар

Маслянистый черный нагар образовывается в резьбовом соединении, при избыточном попадании масла в камеру сгорания, также он проявляется, при выходе дыма синего цвета из трубы в начале работы двигателя. Это происходит по нескольким причинам:

  • Маслосъемные колпачки на поршне уже изношены.
  • Износились поршневые кольца на клапане.
  • Износились направляющие втулки клапана.

Благодаря этому нагару видно, что детали цилиндро-поршневой группы уже изношены, и для качественной работы двигателя их необходимо заменить.

Сухой черный нагар в виде сажи

Этот нагар называется «бархатистым». У него нет масляных подтеков. Он появляется из-за того, что в камеру сгорания попадает топливо-воздушная смесь, которая чрезмерно обогащена бензином. Этот нагар появляется при следующих неисправностях:

  • Свечи зажигания работают не правильно. Это говорит о том, что не хватает энергии для получения искры необходимой мощности.
  • При появлении такого нагара необходимо проверить компрессию в цилиндрах, потому что она очень низкая.
  • При неправильной работе карбюратора на свечах всегда будет такой нагар, тогда рекомендовано произвести настройку либо замену карбюратора.
  • В инжекторном двигателе это обозначает, что проблемы с регулятором давления топлива, он очень сильно обогащает воздушную смесь. Это также приводит к увеличению расход топлива.
  • Также рекомендовано проверить воздушный фильтр двигателя, если он засорен, его пропускная способность существенно снижается, кислорода в камере сгорания не хватает, что не дает топливу сгорать полностью и этот нагар оседает на электроде свечи зажигания.
Читайте также  Какой расход топлива у 402 двигателя

Такой нагар оседает на электроде свечи зажигания и не доходит до резьбового соединения.

Красный нагар на свечах зажигания

Таким цвета свечи зажигания становятся после использования различных присадок для топлива или масла. Сгорают химические добавки, которые залиты в большом количестве. При их постоянном использовании необходимо уменьшить их концентрацию и постоянно очищать электрод от нагара, потому что со временем слой нагара будет расти, а прохождение искры ухудшаться — работа двигателя будет нестабильной.

Как только начинает появляться красный нагар на свечах зажигания, его необходимо удалять, и рекомендовано произвести замену горючего, куда добавлялась присадка.

Белый нагар на свечах зажигания

Белый нагар появляется в разных проявлениях. Иногда у него глянцевая поверхность, потому что в ней присутствуют крупинки металла или оседают на электроде крупными белыми отложениями.

Глянцевый белый нагар

Этот цвет нагара очень опасный для двигателя. Это означает, что свечи зажигания не охлаждаются и при этом нагреваются поршни, из-за чего образовываются трещины в клапане. Причина проста – перегрев двигателя. Могут быть другие причины появления этого нагара:

  • Бедная топливная смесь, которая поступает в камеру сгорания.
  • Впускным коллектором подсасывается лишний воздух.
  • Плохо настроенное зажигание — очень рано дает искру или идут пропуски.
  • Неправильный выбор свечей зажигания.

При появлении белого нагара с крупинками металла, машину эксплуатировать не рекомендуется. Ее необходимо отвезти в сервисный центр или решить проблему самостоятельно.

Слабовыраженный белый нагар

При появлении белого нагара, который равномерно оседает на свечи зажигания, необходимо произвести замену топлива.

Состояние свечей зажигания по внешнему виду

Каждые 30-90 тыс. км пробега должна производиться замена свечей зажигания в зависимости от интенсивности и условий эксплуатация двигателя и типа установленных свечей.

Замена свечей зажигания раньше срока

Если при работе двигателя начали появляться сбои, тогда необходимо произвести замену свечей зажигания. По регламенту они должны служить до 30-90 тыс. км пробега, но практика показала, что после 15 тыс. км свечи могут потребовать замены.

На сокращение работы свечей, влияет качество топлива, ямы на дорогах, от продолжительности работы двигателя на холостом ходу и многие другие фактороы.

Неисправности свечей зажигания и их признаки

Работа двигателя должна бы равномерной, как на холостых оборотах, так и под нагрузкой, а звук при работе должен быть «как часы». Если двигатель запускается с трудом, начинает увеличиваться расход топлива, теряются обороты при нагрузке, появляется шум или вибрация – это все симптомы неисправности свечей зажигания. Чтоб не произошла полная остановка двигателя необходимо постоянно контролировать состояние свечей зажигания.

Как проверяются свечи зажигания

Как только свечи загрязняются или выходят из строя, двигатель начинает троить, работать с перебоями и давать усиленную вибрацию. Свечи загрязняются или выходят из строя по одной, потому заменой необходимо найти загрязненную свечу. Для этого существует несколько способов:

  1. Самостоятельно проверить свечи зажигания.
  2. Использовать стенд для проверки свечей зажигания.

Разновидности свечей зажигания, их выбор и производители

Существует множество компаний, которые выпускают автомобильные свечи зажигания. Самые популярные и качественные свечи – это Denso, Bosh, NGK и Champion (самая молодая компания).

Типы свечей зажигания:

  • Биметаллические свечи с центральным электродом.
  • Боковые свечи с биметаллическим электродом.
  • Платиновые свечи зажигания рекомендованы для использования при тяжелой эксплуатации автомобиля.
  • Иридиевые свечи зажигания снижают напряжение зажигания, дают быстрое воспламенение и обеспечивают защиту системы.

Последние два вида свечей самые надежные и по качеству превзошли все остальные свечи.

При выборе новых свечей зажигания нужно учитывать совместимость с конкретным двигателем. Свечи зажигания отличаются по размеру, резьбе, калильному числу и количеству электродов.

Сбой процесса сгорания

Иногда нормальный процесс сгорания нарушается, что влияет на надежность и срок эксплуатации свечи, а именно:

  1. Пропуски воспламенения, которые возникают из-за обедненной горючей смеси или недостаточной энергии искры. Из-за этого на электродах и изоляторе увеличивается слой нагара.
  2. Калильное зажигание. Перегретые участки поршня или свечи дают преждевременные или запаздывающие появление искры. Т.е. топливная смесь загорается от температуры, а нет от искры. Во время преждевременного калильного зажигания угол опережения увеличивается самопроизвольно, что дает высокую температуру и быстрый перегрев двигателя.Калильное зажигание повреждает выпускной клапан, поршень, поршневые кольца и прокладки головки блока цилиндра.
  3. Детонация появляется из-за недостаточной детонационной стойкости топлива. Детонация образовывает сколы и трещины на электродах, поршнях и цилиндрах, после чего электорды плавятся и полностью выгорают.При детонации появляются металлический стук, теряется мощность, появляется вибрация и увеличивается расход топлива, а также появляется черный дым из выхлопной трубы.
  4. Дизелинг. Бывает, что при выключенном зажигании на малых оборотах двигатель еще несколько секунд работает. Это происходит из-за того, что горючая смесь при сжатии самовоспламеняется.
  5. Нагар на свече появляется, когда температура поверхности достигает 200°С и более. Когда свечи от нагара очищают, их работоспособность восстанавливается.

Никель, иридий, платина? Выбираем свечи зажигания

На первый взгляд, выбор свечей зажигания прост: открываем инструкцию к машине, находим нужную маркировку, покупаем. Всё усложняется, когда рекомендованных вариантов несколько. Да и производители свечей регулярно что-то усовершенствуют, разрабатывают и выпускают новые модели. И выбор становится не таким уж простым. Посмотрим, какие свечи зажигания есть на рынке и в чём их отличия.

Устройство свечи зажигания

Чтобы понять, чем свечи отличаются друг от друга, нужно разобраться в их устройстве.

Принципиально конструкция свечи зажигания не меняется уже много лет. Внутри металлического корпуса проходит центральный электрод (проводник), отделённый керамическим изолятором. На верхний контактный вывод свечи подаётся ток, который, пройдя внутри по всей длине электрода, упирается в… тупик. Но рядом с ним есть ещё один электрод — заземляющий (боковой), соединённый с корпусом свечи. В воздушном промежутке между электродами возникает мощный (несколько тысяч вольт) электрический разряд — искра, которая и поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя.

Искровой зазор свечей

Расстояние между центральным и боковым электродами свечи — искровой зазор — напрямую влияет на работу двигателя. Больше зазор — длиннее искра, лучше сгорание смеси, выше мощность. Но чем шире зазор, тем сложнее создать в нём искру и тем выше риск, что электричество найдёт себе другой путь: пробьёт изолятор свечи, высоковольтный провод или катушку зажигания. Поэтому искровой зазор — это всегда компромисс, тщательно рассчитанный инженерами.

В процессе эксплуатации электроды изнашиваются, и искровой зазор постепенно растёт, увеличивая нагрузку на катушки зажигания. Точно отрегулировать зазор вручную сложно: речь идёт о десятых долях миллиметра. Лучше просто менять свечи вовремя, не дожидаясь их сильного износа и поломок.

Холодные и горячие свечи. Калильное число

При работе свеча ощутимо нагревается (до 800–900 °C) — неудивительно, учитывая количество проходящих через неё вольт. С одной стороны, это хорошо: высокая температура помогает свече самостоятельно очищаться от нагара. Но это же порождает проблему для мотористов: если свеча чересчур раскалится, то смесь в цилиндре может зажечься не от искры, а от контакта с самой свечой. Такой эффект называют калильным зажиганием.

Калильное зажигание не сулит ничего хорошего. Его последствия схожи с детонацией (хотя это разные процессы): неконтролируемое воспламенение смеси ведет к росту температуры двигателя, падению мощности, повреждению деталей.

Старые карбюраторные двигатели при калильном зажигании могли работать, даже будучи выключенными — до тех пор, пока не остынут свечи или не кончится бензин. Этот необычный эффект ушёл в прошлое с появлением электронного впрыска топлива.

Теплостойкость свечей определяется калильным числом: в зависимости от него свечи делятся на холодные (меньше нагреваются при работе) и горячие (нагреваются сильнее). Степень нагрева свечи регулируют конструктивно — длиной изолятора.

К сожалению, не существует единой шкалы калильных чисел: каждый производитель обозначает их, как хочет. Причём у одних брендов меньшему числу соответствуют более холодные свечи, у других — более горячие. Настоящая путаница! Остаётся пользоваться сравнительными таблицами. Ниже приведены значения для свечей Denso, NGK и Bosch.

Как и искровой зазор, калильное число — это компромисс. Холодные свечи применяют в форсированных двигателях, которые часто крутят до отсечки (например, на гоночном треке). В таком режиме стойкость свечей к нагару не важна, а вот стабильная работа под нагрузкой — на первом месте. Горячие свечи нужны маломощным моторам, долго работающим вхолостую (автошколы, промышленность) — здесь требуется хорошая самоочистка свечей. Ну, а для обычных машин производители подбирают что-то среднее.

Иногда автомобилисты меняют свечи зажигания сезонно. На зиму ставят свечи чуть горячее рекомендованных — на них образуется меньше нагара, что упрощает запуск в мороз. А на лето — холоднее, они стабильнее при высоких нагрузках в жару. Нужна ли такая сезонная смена свечей — решать вам. Всё зависит от условий эксплуатации и капризности двигателя. Но инструкции к современным автомобилям такую практику обычно не поощряют.

Количество боковых электродов

Внешние особые приметы свечей — электроды, над ними производители колдуют постоянно. И над центральным, и над боковыми — последних может быть и несколько.

Многоэлектродные свечи понадобились, когда мотористы стали внедрять первые катушки зажигания и принцип холостой искры (например, в системе зажигания Toyota DIS-2 в конце 90-х), где искрообразование происходит в два раза чаще. А значит, в два раза выше и износ электродов. Чтобы компенсировать это, свечам добавили второй боковой электрод: искра каждый раз проскакивает к менее изношенному. Сегодня встречаются свечи и с тремя-четырьмя электродами.

Вопреки расхожему мнению, несколько боковых электродов не улучшают искрообразование и сгорание смеси, зато могут увеличивать ресурс свечей зажигания на некоторых моторах. Если автопроизводитель рекомендует многоэлектродные свечи, значит того требует примененная система зажигания, и нужно использовать именно их.

Толщина центрального электрода

В современных системах зажигания с отдельной катушкой для каждой свечи важнее не количество боковых электродов, а толщина центрального. Лабораторные тесты наглядно показывают: чем тоньше центральный электрод, тем лучше работает свеча. Улучшается искрообразование, эффективнее сгорает смесь, уменьшается расход топлива и вредные выбросы. Свечи с тонкими электродами лучше самоочищаются от нагара и менее чувствительны к увеличению искрового зазора в процессе износа.

Читайте также  Какое масло лить в двигатель k4m

Чем тоньше центральный электрод, тем эффективнее работает свеча.

Стандартный материал центрального электрода свечи — сплав никеля и хрома, такие свечи называют никелевыми. Производители экспериментируют и с другими металлами (медью, серебром, иттрием), добавляя их в сплав, чтобы улучшить характеристики свечей. Но толщина электрода никелевых свечей остаётся большой — около 2,5 мм. Сделать его тоньше нельзя — тепловая эрозия быстро «съест» электрод, существенно сократив и так небольшой ресурс никелевой свечи. Решением стали электроды из тугоплавких драгоценных металлов.

«Драгоценные» свечи. Иридий и платина

Электроды из редкоземельных драгметаллов — платины и иридия — получаются в пять раз тоньше никелевых. И в пять раз надёжнее: обычные свечи служат примерно 20 тысяч км, а «драгоценные» — около 100 тысяч. Правда, и стоимость таких свечей выше в 4–5 раз, зато вы существенно сэкономите на работе по их замене.

Платина стала первым редкоземельным металлом, массово применённым в свечах зажигания. Платиновые наплавки на центральном и боковом электродах заметно уменьшили износ электродов и увеличили ресурс свечи. Толщину электрода платиновой свечи удалось уменьшить до 1,1 мм, что заметно снизило необходимое для искры напряжение, а значит и нагрузку на катушки зажигания.

Иридиевые свечи — более современная разработка. Диаметр центрального электрода из иридия довели до рекордных 0,4–0,6 мм, что обеспечило выдающиеся показатели сгорания смеси в цилиндре и увеличение КПД двигателя. Иридий почти на порядок превосходит никель в теплопроводности, что помогает снизить температуру электрода. Для современных машин большинство производителей рекомендуют именно иридиевые свечи.

Когда пора менять свечи зажигания

Свечи нужно менять своевременно, не дожидаясь их выхода из строя. Пропуски зажигания в любом из цилиндров не пройдут бесследно для каталитического нейтрализатора выхлопа, особенно если ехать на троящем двигателе до сервиса. А цена нейтрализатора несопоставима со стоимостью комплекта свечей.

Но даже когда свечи работают нормально, не забывайте про их искровой зазор, который со временем увеличивается. Вместе с ним возрастает и нагрузка на катушки зажигания, а эти детали тоже не из дешёвых. Многие автомобилисты и не задумываются, что между старыми свечами и «внезапно» умершей катушкой есть прямая связь.

Поэтому замена свечей зажигания должна выполняться согласно пробегу, указанному производителем, и не превышать их заявленный ресурс. Поправка на условия эксплуатации тоже не помешает. Вот лишь несколько факторов, сокращающих жизнь свечей зажигания:

  • плохое топливо, большое количество железосодержащих присадок (особенно свинца и ферроцена);
  • детонация;
  • долгие прогревы двигателя;
  • частая езда в пробках;
  • постоянная езда «в отсечке»;
  • перегрев двигателя;
  • попадание в цилиндры масла или антифриза;
  • слишком богатая или слишком бедная топливно-воздушная смесь.

Всего один пункт из этого списка способен сократить ресурс свечей зажигания на треть. Производители свечей в своих расчётах всегда исходят из нормальных условий работы и исправности двигателя. Будьте готовы, что в реальной жизни обычные никелевые свечи придётся менять каждые 15–20 тысяч км, а иридиевые или платиновые — каждые 50–70 тысяч. И, разумеется, всегда меняйте все свечи разом.

Правильный подбор

Геометрия стандартной свечи: 14-19-16. 14 мм — диаметр резьбовой части, 19 мм — её длина, а 16 — размер верхней гайки, под которую подбирается свечной ключ. Бывают и менее распространённые варианты свечей с другими геометрическими размерами — всё зависит от посадочного места в головке двигателя, предусмотренного инженерами. Важно, чтобы свечи точно соответствовали расчётной геометрии. Установка первой попавшейся свечи может закончиться повреждением поршня двигателя и капитальным ремонтом.

Но подобрать свечи лишь по размерам резьбы невозможно, ведь нужно учесть ещё много характеристик: искровой зазор, калильное число, материал электродов и их количество… Поэтому свечи подбирают по специальным каталогам производителей: Denso, NGK, Bosch. Или по OEM-номеру оригинальных свечей: для этого нужно найти свечу зажигания (spark plug) на схемах узлов автомобиля.

На чьи рекомендации ориентироваться: производителя машины или свечей? В идеале они должны совпадать, но иногда встречаются расхождения. Пожалуй, приоритет стоит отдать свечным брендам — они лучше знают особенности своей продукции и регулярно выпускают новые модели, которых могло ещё не быть при начале производства вашей машины.

Но ключевые требования автопроизводителя нельзя игнорировать. Например, если в инструкции к машине указаны только иридиевые или платиновые свечи, нельзя ставить обычные никелевые, пусть и подходящие по геометрическим параметрам. Ведь катушки и вся система зажигания не рассчитаны на большее напряжение, необходимое свечам с толстым электродом, и подобная экономия рано или поздно выйдет боком. То же самое с количеством электродов. Если инженеры предусмотрели многоэлектродные свечи, значит на то были причины — именно такие свечи зажигания и нужно купить. Подходите к выбору свечей с умом, и за здравие двигателя не придётся ставить свечку.

Как работают свечи зажигания. Принцип работы

Как работают свечи зажигания. Принцип работы

В процессе работы двигателя на свечи воздействуют электрические, тепловые, механические и химические нагрузки. В данной статье разберемся как работают свечи зажигания.

Тепловые нагрузки. Свечу устанавливают в головке блока цилиндров так, что ее рабочая часть находится в камере сгорания, а контактная — в подкапотном пространстве. Температура газов в камере сгорания изменяется от нескольких десятков градусов Цельсия на впуске до двух-трех тысяч при сгорании. Температура под капотом автомобиля может достигать 150 °С.

Из-за неравномерности нагрева температура в различных сечениях свечи может отличаться на сотни градусов, что приводит к тепловым напряжениям и деформациям. Это усугубляется тем, что изолятор и металлические детали значительно отличаются по величине коэффициента термического расширения.

Механические нагрузки. Давление в цилиндре двигателя изменяется от давления ниже атмосферного на впуске до 50 кгс/см2 и выше при сгорании. При этом свечи дополнительно подвергаются вибрационным нагрузкам.

Химические нагрузки. При сгорании образуется целый ‘букет’ химически активных веществ, способных вызвать окисление даже весьма стойких материалов, тем более что рабочая часть изолятора и электродов может иметь рабочую температуру до 900 °С.

Электрические нагрузки. При искрообразовании, длительность которого может составлять до 3 мс, изолятор свечи оказывается под воздействием импульса высокого напряжения. В некоторых случаях напряжение может достигать 20-25 кВ. Некоторые типы систем зажигания могут создавать напряжение значительно выше, но его ограничивает пробивное напряжение искрового зазора или напряжение поверхностного перекрытия изолятора.

Отклонения от нормального процесса сгорания

При некоторых условиях нормальный процесс сгорания может нарушаться, что отражается на надежности и сроке службы свечи. К таким нарушениям можно отнести следующие.

Пропуски воспламенения. Могут возникнуть из-за обедненной горючей смеси, пропусков искрообразования или недостаточной энергии искры. При этом усиливается процесс образования нагара на изоляторе и электродах.

Калильное зажигание. Различают преждевременное, сопровождающее появлением искры и запаздывающее — вызванное перегретыми участками поверхностей выпускного клапана, поршня или свечи. При преждевременном калильном зажигании самопроизвольно увеличивается угол опережения зажигания. Это приводит к росту скорости нарастания давления и температуры, увеличивается их максимальное значение, детали двигателя перегреваются и угол опережения зажигания еще больше увеличивается. Процесс принимает ускоряющийся характер до момента, когда угол опережения зажигания станет таким, что мощность двигателя начнет стремительно падать.

При калильном зажигании вероятны повреждения выпускного клапана, поршня, поршневых колец и прокладки головки блока цилиндров. У свечи могут полностью сгореть электроды или оплавиться изолятор.

Детонация. Это явление возникает при недостаточной детонационной стойкости топлива в наиболее удаленном от свечи месте, в результате сжатия еще не сгоревшей горючей смеси. Детонация распространяется со скоростью 1500-2500 м/с, что превышает скорость звука и вызывает локальный перегрев цилиндра, поршня, клапанов и свечи. На изоляторе свечи могут образоваться сколы и трещины, электроды могут оплавиться и даже полностью выгореть. Характерными признаками детонации являются металлические стуки, вибрация и потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива и иногда появление черного дыма из выпускной трубы.

Особенностью детонации является задержка по времени от момента наступления необходимых условий до ее возникновения. В связи с этим детонация наиболее вероятна при относительно небольших оборотах двигателя и полной нагрузке. Наиболее вероятен выход на этот режим при движении автомобиля на подъеме при полностью нажатой педали газа. Если при этом мощность двигателя оказывается недостаточной, скорость автомобиля и частота вращения мотора уменьшаются. При недостаточном в данных условиях октановом числе топлива возникает детонация, сопровождаемая звонким металлическим стуком.

Дизелинг. В некоторых случаях возникает крайне неуправляемая работа бензинового двигателя с выключенным зажиганием при очень малой частоте вращения мотора. Это явление возникает из-за самовоспламенения горючей смеси при сжатии, подобно тому, как это происходит в дизелях.

На двигателях, где не исключена возможность подачи топлива в цилиндр при выключенном зажигании, дизелинг возникает при попытке остановить двигатель. При выключении зажигания двигатель продолжает работать с очень малыми оборотами и крайне неравномерно. Это может продолжаться несколько секунд, затем двигатель самопроизвольно останавливается.

Причина дизелинга — в особенностях конструкции камеры сгорания и в качестве топлива. Свечи не могут являться причиной этого явления, так как их температура при малых оборотах явно недостаточна для воспламенения горючей смеси.

Нагар на свече — это твердая углеродистая масса, образующаяся при температуре поверхности 200°С и выше. Свойства, внешний вид и цвет нагара зависят от условий его образования, состава топлива и моторного масла. Если свечу очистить от нагара, то ее работоспособность восстанавливается. Поэтому одно из важнейших требований к свече — способность самоочищаться от нагара.

Удаление нагара, если в продуктах сгорания нет несгораемых веществ, происходит при температуре 300-350°С — это нижний температурный предел работоспособности свечи. Эффективность самоочищения от нагара зависит от того, как быстро изолятор нагреется до этой температуры после пуска двигателя.