С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Устройство свечи зажигания автомобиля


Свечи зажигания

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

Принцип действия

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

Р – встроенный помехоподавительный резистор

М – биметаллический центральный электрод

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

Подробнее: «Расшифровка маркировки свечей зажигания отечественного производства».

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 10000 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 600-8000. В этом случае свеча самоочищается, масло, попавшее на нее, выгорает, нагар не образуется. Если температура ниже 6000 (например, при постоянном движении в городе), то свеча очень быстро покрывается нагаром, если выше 8000 (при движении на мощностных режимах) возникает калильное зажигание. Поэтому стоит подбирать свечи для своего двигателя согласно рекомендациям его завода-производителя. [driwenetwork]

Проверка свечей зажигания

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

Дефектные свечи меняем. Подробнее об этом на странице «Неисправности свечей зажигания» .Применяемость свечей зажигания для разных двигателей можно посмотреть на странице  «Применяемость свечей зажигания для двигателей автомобилей ВАЗ»

Еще пять статей по электрике автомобилей ВАЗ

— Применяемость свечей зажигания на автомобилях ВАЗ

— Неисправности свечей зажигания

— Неисправности бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Порядок присоединения высоковольтных проводов к крышке трамблера на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Проверка высоковольтных проводов на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099

twokarburators.ru

Устройство автомобилей



Свеча зажигания является важнейшим элементом системы зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением рабочей смеси. Это устройство предназначено для поджога рабочей смеси в цилиндре двигателя с целью получения тепловой энергии, которая в дальнейшем посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется в механическую работу.

В современных автомобильных двигателях внутреннего сгорания наиболее широко используются искровые свечи зажигания. Воспламенение рабочей смеси в таких устройствах осуществляется электрическим дуговым разрядом в виде искры между электродами свечи, который возникает при подаче на электроды мощного электрического импульса напряжением в несколько тысяч или даже десятков тысяч вольт. Тонкий слой воздуха в искровом промежутке не выдерживает колоссального напряжения между электродами, и его пробивает своеобразная мини-молния, поджигающая смесь. Импульс подается к электродам свечи в строго определенный момент времени - когда необходимо воспламенить подготовленную рабочую смесь в цилиндре.

Первая искровая свеча зажигания, работающая на электрическом импульсе, была разработана в 1902 году немецким инженером и ученым Робертом Бош. Для получения искры Бош использовал магнето высокого напряжения. Первые электрические свечи зажигания устанавливались в двигателях внутреннего сгорания на автомобилях Карла Бенца, заменив используемые в то время калильные трубки с открытым пламенем. Появление электрических свечей зажигания позволило с высокой точностью корректировать момент воспламенения рабочей смеси.

В силу своего назначения и специфики работы свеча зажигания влияет на надежность и выходные показатели двигателя. Для правильного выбора конструкции свечи зажигания необходимо знать предъявляемые к ней требования с учетом работы данного двигателя.

***

Требования, предъявляемые к свечам зажигания

К свечам зажигания, используемых на автомобильных двигателях, предъявляются следующие требования, обусловленные спецификой их работы в условиях высоких температур, давления и агрессивной среде:

  • образование мощной искры достаточной длины при минимально возможном импульсе напряжения на электродах;
  • надежная работа при высоких напряжениях на электродах;
  • стойкие изоляционные свойства при высоких рабочих температурах;
  • сопротивляемость коррозийным процессам в камере сгорания, подгоранию электродов и агрессивным отложениям на них;
  • надежная работа при высоких давлениях в камере сгорания;
  • хорошая теплопроводность изолятора и электродов свечи.

Кроме специфических требований, к свечам зажигания предъявляются общие требования, как и к другим устройствам, применяемым в машинах и механизмах:

  • минимальная масса и габариты;
  • простота и технологичность конструкции;
  • сохранение работоспособности при длительном хранении и эксплуатации;
  • удобство технического обслуживания и замены.

***

Классификация свечей зажигания

По принципу работы искровые свечи зажигания подразделяют на следующие типы:

  • свечи с воздушным искровым промежутком;
  • свечи со скользящей искрой;
  • полупроводниковые свечи;
  • эрозийные свечи;
  • многоискровые (конденсаторные) свечи;
  • комбинированные свечи.

Наиболее широко на автомобильных двигателях применяются свечи зажигания с искровым промежутком. Это объясняется их простотой и технологичностью, а также вполне удовлетворительной работой на большинстве современных двигателей. В последние годы для специальных двигателей (например, роторно-поршневых и газотурбинных) применяются комбинированные свечи зажигания, в которых искровой разряд распространяется частично через воздушный зазор между электродами, а частично – по поверхности изолятора.

По исполнению свечи зажигания бывают экранированными и неэкранированными (открытого исполнения).

***

Устройство свечи зажигания

Современные свечи зажигания представляют собой неразборную конструкцию, в которой изоляция электродов осуществляется керамическим изолятором. Стальной корпус (рис. 1) с приваренным к нему боковым электродом имеет в нижней части резьбу для ввертывания свечи зажигания в отверстие головки цилиндра. Герметичность резьбового соединения обеспечивается кольцевой уплотнительной прокладкой, которая обычно выполняется из мягких металлов. В корпусе путем завальцовки его верхнего края закреплен керамический изолятор с центральным электродом. Верхняя часть изолятора часто выполняется в виде ребристой гофры для увеличения электрического сопротивления поверхности изолятора за счет увеличения ее площади. Это позволяет снизить вероятность пробоя изолятора и уменьшить ток утечки.

Вывод центрального электрода наружу осуществляется через керамический резистор (резистивный стеклогерметик) для подавления радиопомех, возникающих при работе свечи, и стальной стержень. Для улучшения сцепления с герметиком нижняя часть стержня имеет накатку. На верхнем конце стержня нарезана резьба для соединения с контактной гайкой. Иногда между центральным электродом и резистором размещается медный стержень для улучшения теплоотдачи. Теплопроводящая шайба, кроме отвода тепла от изолятора, герметизирует корпус свечи.

В некоторых конструкциях свечей зажигания герметизация соединения между корпусом и изолятором осуществляется под завальцованной частью корпуса уплотнительной шайбой и тальковым порошковым наполнителем.

Металлический корпус свечи хромируется и оцинковывается для повышения коррозийной стойкости. Для изготовления изолятора применяют глиноземную керамику высшего качества, обладающей высокими изоляционными, теплостойкими и теплопроводными свойствами.

Электроды современных свечей зажигания выполняют из специального никелесодержащего сплава, обладающего высокой стойкостью к температуре и агрессивной среде.

***

Условия работы свечи зажигания

Имея выход в камеру сгорания двигателя, свеча зажигания, кроме электрической нагрузки, связанной с подачей на ее электроды высокого напряжения, воспринимает химические, тепловые и механические нагрузки, возникающие в процессе рабочего цикла в цилиндре двигателя. Воздействуют эти нагрузки главным образом на изолятор и электроды свечи, выходящие в камеру сгорания, поэтому эти элементы должны иметь высокую электрическую и механическую прочность, быть химически инертными и термостойкими.

Электрические нагрузки требуют от изолятора способности выдерживать без пробоя и поверхностного разряда напряжения не менее 20 тыс. вольт. Увеличение искрового промежутка свечи зажигания, скругление острых кромок на центральном и боковом электродах из-за износа приводят к увеличению электрической нагрузки на изолятор. Рабочая часть изоляторов и электродов свечи зажигания подвергается электрической эрозии в процессе искрообразования, поэтому к материалу этих элементов предъявляются соответствующие требования.

Тепловые нагрузки на свечу обусловлены периодическим нагревом при сгорании рабочей смеси, при этом температура в камере сгорания может достигать 2500 ˚С и даже выше, с последующим охлаждением потоком свежего заряда, впускаемого в цилиндр и имеющего температуру 60...75 ˚С. В результате температура нижнего конца изолятора, называемого тепловым конусом, имеет среднее значение 500…700 ˚С, а в верхней части температура изолятора не превышает 80…100 ˚С.

Из-за неравномерного нагрева свечи зажигания возникают тепловые деформации и напряжения, которые усугубляются тем, что различные материалы (металл, керамика) ее деталей имеют разные коэффициенты температурного расширения.

При пуске двигателя на холодном тепловом конусе изолятора возможна конденсация влаги, которая может препятствовать нормальному искрообразованию.

Циклические тепловые нагрузки и повышенная температура способны быстро разрушить изолятор и снизить его диэлектрические свойства. Кроме того, воздействие высоких температур в агрессивной среде, которая образуется продуктами сгорания и горючей смесью, приводят к повышенному коррозийному износу электродов свечи зажигания, их подгоранию и покрытию химическими соединениями в виде различных нагаров.

Рабочая часть электродов в процессе работы подвергается электрическому воздействию в процессе искрообразования и изнашивается под действием продуктов сгорания, которые вызывают химическую коррозию. При эксплуатации зазор в свече зажигания (искровой промежуток) увеличивается в среднем на 0,015 мм на 1000 км пробега автомобиля. Все эти факторы негативно сказываются на процессе искрообразования и нормальной работе двигателя.

Таким образом, свеча зажигания должна выдерживать значительные температурные перепады. Кроме того, изолятор свечи должен обладать нулевым влагопоглощением, а ее поверхность должна быть водостойкой.

Механические нагрузки, действующие на изолятор и электроды свечи зажигания, также носят циклический характер. При каждой вспышке рабочей смеси на изолятор действует значительная ударная нагрузка, стремящаяся вырвать его из корпуса свечи. Давление, развиваемое в цилиндре двигателя при сгорании рабочей смеси, достигает 6 МПа. На поверхность свечи зажигания, находящейся в камере сгорания, действует сила, равная 500…1200 Н. Кроме того, свеча подвергается вибрационным нагрузкам.

По мере развития двигателестроения интенсивность перечисленных воздействий возрастает. Введение в бензин антидетонационных присадок, содержащих металлы (свинец или марганец), способствуют снижению срока службы свечей зажигания. В процессе работы частота тепловых, электрических, механических и химических воздействий на свечу зажигания зависит от частоты вращения коленчатого вала и тактности двигателя. Число воздействий на свечу зажигания в единицу времени на многоцилиндровом, например восьмицилиндровом четырехтактном двигателе в шесть раз меньше, чем в аналогичном двухтактном двигателе. Поэтому срок службы свечи зажигания зависит и от двигателя.

Одним из важнейших требований к конструкции свечи зажигания является герметичность между ее корпусом и изолятором. Даже самое незначительное нарушение приводит к прорыву горячих газов. Это может не сопровождаться существенным понижением динамики двигателя, но вызовет резкий перегрев изолятора и его быстрое разрушение.

При сборке изолятор свечи зажигания во время завальцовки в корпус и термоосадке испытывает силу сжатия в 25…30 кН. При вворачивании свечи в головку цилиндра крутящий момент равен 40…60 Нм. В процессе эксплуатации эта величина может существенно увеличиваться из-за образования нагара на резьбе или повреждения резьбы в головке цилиндра.

***



Зазор или искровой промежуток - это минимальное расстояние между центральным и боковым электродом, от которого зависят многие параметры искрообразования.

При выборе величины зазора между электродами свечи конструкторам приходится искать «золотую середину», поскольку увеличение зазора положительно сказывается на длине искры, что позволяет качественно поджечь рабочую смесь, но при этом требуется большее напряжение пробоя искрового промежутка, что влечет ряд технических и технологических проблем. Чрезмерное увеличение зазора вызывает пробои в элементах высоковольтной цепи системы зажигания (провода высокого напряжения, изолятор свечи и т. п.), при этом возрастает ток утечки, что в свою очередь оказывает негативное влияние на величину напряжения в высоковольтной цепи.

Следует отметить, что оптимальный искровой промежуток в свече зажигания не является постоянной величиной, и может корректироваться в зависимости от условий работы двигателя. К таким условиям, в первую очередь, относятся температура окружающей среды (зимой зазор желательно уменьшить) и вид используемого топлива, а также степень сжатия рабочей смеси.

С появлением систем автоматического регулирования фаз газораспределения и компьютерного управления зажиганием возможно появление свечей зажигания с автоматически корректируемым зазором, если к тому времени электромобили не поставят крест на двигателях внутреннего сгорания.

***

Шунтирование свечи зажигания

При действии высокого напряжения в изоляторе неизбежно начинает протекать ток утечки, который не должен быть значительным, т. е. изолятор должен иметь высокое электрическое сопротивление. Прохождение при работе свечи зажигания тока утечки по изолятору можно сравнить с резистором, который включен параллельно искровому промежутку и шунтирует последний. При появлении во вторичной цепи ток утечки вызывает падение напряжения на сопротивлении вторичной обмотки катушки зажигания. В результате этого вторичное напряжение, подводимое к электродам свечи, уменьшается. При значительном увеличении тока утечки напряжение между электродами свечи зажигания становится недостаточным для искрообразования.

Повышение тока утечки является, как правило, результатом загрязнения изолятора нагаром, а также различными отложениями на внутренней части изолятора при работе двигателя на топливе с антидетонационными добавками.

Неполное сгорание рабочей смеси ведет к отложению токопроводящего нагара на поверхности теплового конуса, электродах и стенках свечи зажигания. Нагар образуется также из-за попадания смазочного материала на корпус изолятора и электроды, что особенно характерно для двухтактных двигателей. Само по себе моторное масло является диэлектриком, но когда оно смачивает нагар, то образовавшаяся смесь становится токопроводящей, под действием температур постепенно обугливается и становится еще более токопроводящей. При этом падает напряжение во вторичной цепи системы зажигания, и оно может оказаться меньше пробивного напряжения искрового промежутка свечи.

К таким же явлениям (повышению тока утечки) приводит попадание влаги на открытую часть изолятора, находящегося в подкапотном пространстве, и загрязнение его поверхности.

***

Теплоотдача свечи зажигания

Нагар, который в процессе эксплуатации свечи зажигания образуется на тепловом конусе изолятора, является продуктом неполного сгорания попадающего в цилиндр моторного масла. Масло сгорает не полностью при температуре теплового конуса ниже 400 ˚С, поэтому при нормальной работе температура теплового конуса изолятора должна быть выше этой величины. Однако, при температуре теплового конуса выше 900 ˚С возможно появление калильного зажигания, когда рабочая смесь воспламеняется из-за контакта раскаленным с тепловым конусом и центральным электродом. Признаком значительного перегрева свечи зажигания служит белый цвет нижней части теплового конуса, оплавление изолятора и металла центрального электрода.

Для обеспечения необходимой температуры теплового конуса свечи зажигания конструируются таким образом, чтобы часть теплоты отводилась в окружающую среду, т. е. должна обеспечиваться определенная теплоотдача. При этом, чем больше теплоты выделяется в камере сгорания, тем большей теплоотдачей должна обладать свеча. Количество теплоты, подводимого к свече зажигания зависит от параметров двигателя (степени сжатия, мощности, частоты вращения коленчатого вала и т. п.). Поэтому на различных двигателях для обеспечения нормальной температуры изолятора устанавливаются свечи зажигания с различной теплоотдачей.

Теплоотдача свечи зажигания определяется отношением площади поверхности, которая воспринимает теплоту, к площади поверхности, от которой теплота отводится и зависит, главным образом, от поверхности теплового конуса изолятора. Отводится теплота через наружную часть изолятора и корпус свечи зажигания. Поскольку наружная часть изолятора унифицирована, необходимая теплоотдача обеспечивается изменением размеров теплового конуса и подбором оптимальных материалов для изготовления свечи зажигания.

«Горячие» и «холодные» свечи зажигания

Свечи зажигания с малой теплоотдачей называют «горячими». Они предназначены для тихоходных двигателей с небольшой степенью сжатия. Свечи зажигания с большой теплоотдачей называют «холодными». Они устанавливаются на быстроходных двигателях с высокой степенью сжатия.

Калильное число свечи зажигания

Теплоотдачу свечи зажигания определяет ее калильное число (ряд калильных чисел: 8, 9, 10, 11, 14, 17, 20, 23, 26). Чем больше калильное число свечи зажигания, тем меньше длина теплового конуса изолятора и больше теплоотдача свечи зажигания (рис. 2).

***

Маркировка свечей зажигания

Условное обозначение свечей зажигания наносится на наружной части изолятора, а также корпусе свечи, и содержит следующую информацию:

  • обозначение резьбы на корпусе: «А» – резьба М14×1,25; «М» – резьба М18×1,5;
  • калильное число (см. выше ряд калильных чисел);
  • длину резьбовой части корпуса: «Н» – 11 мм; «С» – 12,7 мм; «Д» – 19 мм; без буквы – 12 мм;
  • при выступании теплового конуса над торцом корпуса в обозначении свечи присутствует буква «В»;
  • герметизация термоцементом по соединению изолятора и центрального электрода – буква «Т»;
  • порядковый номер конструкторской разработки.

Свечи зажигания А17ДВР и А17ДВРМ оборудуются помехоподавительными резисторами. Импортные свечи, в частности фирмы NGK в этом случае имеют в маркировке букву «R».

Различие свечей зажигания по длине резьбовой части обусловлено тем, что торец корпуса свечи не должен выступать в объем камеры сгорания и не должен быть заглублен в корпусе головки цилиндров. В первом случае возможно подгорание выступающего торца, что затруднит выворачивание свечи в дальнейшем, во втором случае затрудняется доступ рабочей смеси к искровому промежутку, что может привести к перебоям в искрообразовании.

Выступание теплового конуса над торцом корпуса диктуется условиями смесеобразования.

Примеры обозначения свечей зажигания:

А14ДВ-10 – свеча зажигания с резьбой на корпусе М14×1,25 и калильным числом 14; длина резьбовой части корпуса – 19 мм, имеет выступание теплового конуса за торец корпуса, порядковый номер разработки – 10.

М8Т-1 – свеча зажигания с резьбой на корпусе М18×1,5 и калильным числом 8; длина резьбовой части корпуса 12 мм, тепловой конус изолятора не выступает за торец корпуса, соединение изолятора и центрального электрода загерметизировано термоцементом, порядковый номер конструкторской разработки – 1.

***

Техническое обслуживание свечей зажигания

При техническом обслуживании свечей зажигания их необходимо аккуратно вывернуть из свечных гнезд в головке блока, стараясь не повредить резьбу. Особенно велика вероятность повреждения резьбы в головке блока при демонтаже и монтаже свечи из холодного двигателя. Гнезда в головке блока очищают от загрязнений и продувают сжатым воздухом.

Осматривая любую свечу зажигания, в первую очередь следует обращать внимание на нагар, который является хорошим проводником, и зачастую служит причиной утечки тока в свече зажигания. Кроме того, по нагару на свечах можно определить ряд неисправностей, например, в системе питания двигателя. У новой свечи зажигания ток утечки очень мал и практически не влияет на работу системы зажигания. В ходе эксплуатации толщина слоя нагара увеличивается, сопротивление его уменьшается, а ток утечки возрастает. Рост тока утечки снижает напряжение между электродами свечи, что может привести к полному ее отказу, т. е. отсутствию искрообразования.

Образование нагара на изоляторе свечи зажигания – неизбежное явление. Однако обнаружив нагар, не торопитесь снимать его. Сначала обратите внимание на его толщину и цвет.

Если слой нагара на рабочей поверхности свечи зажигания тонкий и имеет цвет от серо-желтого до светло-коричневого, то его не следует удалять. Такой нагар практически не влияет на работу системы зажигания. Если же толщина слоя нагара велика или он темного цвета, то свечу зажигания следует обязательно очистить на специальном приспособлении, например типа Э203-О.

Очистка свечи осуществляется струей песка, подаваемой сжатым воздухом. Во избежание повреждения верхнего слоя изолятора очистку свечи в пескоструйных приспособлениях следует производить не дольше 10 с.

При очистке свечу зажигания поворачивают вокруг оси с небольшим наклоном в стороны. Для удаления песка из пространства между изолятором и корпусом свечи зажигания ее продувают сжатым воздухом без песка.

На специальных приборах (например, типа Э203-П) очищенные свечи зажигания проверяют на искрообразование и герметичность. Проверяемые свечи ввертывают в воздушную камеру прибора, имеющую смотровое окно. Проверка осуществляется при повышенном давлении воздуха в камере путем подачи на свечу высоковольтных импульсов от стороннего источника энергии. Качество искрообразования контролируют визуально через смотровое окно. Искрообразование считают бесперебойным, если искры проскакивают между центральным и боковым электродами свечи зажигания непрерывно, без затухания, в течение 30 с. Для проверки герметичности свечи зажигания создают давление воздуха 10 кПа и наблюдают за показаниями манометра. Падение давления, вызванное утечкой воздуха, нормируется по времени – допускается не более 0,5 кПа в течение 1 минуты, а для свечей зажигания с изолятором из термоцемента – 0,5 кПа за 10 с.

Проверку и регулировку искрового зазора между электродами свечи зажигания производят с помощью специальных ключей-щупов (рис. 3). Регулировку выполняют подгибанием бокового электрода. Центральный электрод подгибать нельзя, поскольку это может привести к образованию трещин в изоляторе. Зазор проверяют только круглыми щупами. При проверке плоским щупом не будет учтена выемка на боковом электроде, которая образуется вследствие эрозии металла при искровых разрядах.

Величина зазора должна соответствовать рекомендациям завода-изготовителя с учетом температурно-климатических условий эксплуатации.

Следует учитывать, что в процессе очистки пескоструйным методом на изоляторе свечи образуются мелкие царапины, которые ускоряют процесс нагарообразования. Поэтому очищенные свечи зажигания не желательно эксплуатировать в зимний период, заменив их новыми.

***

Мировые лидеры по производству свечей зажигания

Bosch

Одной из лидирующих компаний по производству свечей зажигания является знаменитая немецкая корпорация Bosch. Группа компаний Bosch выпускает различную продукцию и товары, известные во всем мире. Кстати - Bosch - пионер по производству именно автомобильных свечей зажигания, изобретателем которых считается один из основателей фирмы - инженер и предприниматель Роберт Бош. Bosch выпускает стандартные свечи с одним или четырьмя боковыми электродами. Наиболее популярными у автомобилистов считаются свечи Bosh следующих серий:

Super – у этих свечей медный центральный электрод, поверхность которого покрыта сплавом из хрома и никеля, предохраняющим электрод от коррозии. Корпус свечи тоже никелированный. Свечи этой серии характеризуются высокой надежностью в работе, стабильностью искрообразования, износостойкостью, устойчивостью к высоким температурам и агрессивным средам.

Super plus – эта серия свечей комплектуется никель-иттриумным легированным центральным электродом. Боковой электрод у свечей данной серии имеет заостренный конец, обеспечивающий качественное искрообразование и эффективное сгорание рабочей смеси.

Super plus 4 – отличаются эти свечи от серии Super plus четырьмя боковыми электродами вместо одного. Это положительно сказывается на искрообразовании.

Platinum – особенностью этих свечей является платиновый центральный электрод, переходящий в керамический изолятор. Такая конструкция свечи зажигания обеспечивает надежный запуск двигателя даже в сильные морозы, поскольку платиновый электрод теряет меньше энергии, полностью используя ее на образование искры.

***

NGK

Не менее популярным производителем свечей зажигания является японская фирма NGK (полное название компании - NGK Spark Plug Co., Ltd). Компания NGK Spark Plug Co. Ltd была основана в октябре 1936 года в Японии. Название компании NGK (NIPPON GAISHI KAISYA) переводится как японская изоляторная фабрика. Кроме свечей зажигания компания NGK Spark Plug Co., Ltd производит свечи накаливания, лямбда-зонды, высоковольтные провода (под торговым знаком NTK) и другие комплектующие для двигателей внутреннего сгорания. Фишкой NGK Spark Plug Co. Ltd является керамика - компания производит изделия промышленной, бытовой и тонкой керамики, компоненты для полупроводниковых приборов, аппаратуры связи и др. По этой же причине свечные изоляторы этой фирмы считаются лучшими по качественным характеристикам и эксплуатационным свойствам. NGK Spark Plug Co. Ltd славится не только качеством выпускаемой продукции, но и обилием интересных новационных разработок в технологии и технике.

В отличие от компании Bosch основное внимание NGK уделяет не подбору оптимального материала для свечных электродов, а конструкции и материалу изолятора. Изоляторы NGK изготавливаются из высококачественной керамики и отличаются высокой работоспособностью в условиях высоких температур, колоссального давления и агрессивной среды, в которых работают свечи зажигания. В отличие от других фирм-конкурентов, свечи зажигания, производимые NGK, не подразделяются на серии.

***

Denso

Еще одним известным производителем свечей зажигания является японская фирма Denso. Эта фирма выпускает свои свечи в сериях, сгруппированными по конструктивным особенностям. Наиболее популярными у автомобилистов являются свечи Denso следующих серий:

Standart – базовая серия, из особенностей которой можно отметить наличие помехоподавляющего резистора и U-образного паза на боковом электроде, положительно влияющего на эффективность сгорания рабочей смеси.

Platinum – свечи зажигания этой серии используют платиновые электроды, значительно увеличивающие ресурс. Платиновые электроды тоньше, чем у обычных свечей зажигания, что сказывается на эффективности искрообразования.

Iridium – свечи зажигания последнего поколения, в которых используется центральный электрод, изготовленный из сплава иридия. Такой сплав еще более износостойкий, чем платина. Свечи этой серии также отличает малая толщина электрода, что значительно улучшает искрообразование.

Twin Tip – свечи зажигания этой серии отличаются тем, что их электроды выполняются из никелевого сплава по специальной технологии. Стоимость таких свечей зажигания значительно ниже, тем не менее, они обеспечивают рабочие характеристики, мало уступающие свечам серии Iridium.

***

Brisk

Из европейских производителей широкую популярность завоевала чешская фирма Brisk. Эта компания выпускает широкий диапазон серий свечей зажигания, при этом отличается не только высокой технологией производства, но и изготовлением свечей зажигания для использования на двигателях с различными конструктивными особенностями и характеристиками:

Classic – свечи этой серии предназначены для карбюраторных двигателей. Характеризуются хорошим качеством изготовления и невысокой стоимостью.

Super – предназначены для применения на двигателях с инжекторной системой питания.

Forte – универсальные свечи зажигания, которые можно использовать на всех типах двигателей. Отличаются утолщенным центральным электродом, обеспечивающим увеличенный ресурс свечи.

Exstra – конструкция свечей зажигания этой серии характерна наличием нескольких боковых электродов.

Silver – свечи зажигания этой серии рекомендованы к использованию на автомобилях с газобаллонным оборудованием.

Platin – универсальные свечи, отличающиеся платиновым центральным электродом, положительно влияющим на искрообразование и ресурс.

Premium – также универсальные свечи, предназначенные для использования на двигателях любых типов. Изготовляются по специальной технологии, обеспечивающей искру большой мощности.

A-line yttrium – свечи зажигания этой серии отличаются центральным электродом, который выполнен из сплава иттрия.

***

Champion

Наиболее популярной среди американских производителей свечей зажигания является компания Champion, которая производит, также, различные моторизованные инструменты и инвентарь. Champion производит свечи зажигания в нескольких сериях, из которых наиболее широко используются:

Copper Core OE – свечи зажигания этой серии отличает центральный электрод, выполненный из меди, что обеспечивает им хорошую теплоотдачу, и один боковой электрод. Корпус свечей серии Copper Core OE имеет оцинкованное покрытие, обеспечивающее хорошую защиту от коррозии.

Double Copper OE – особенностью этой серии является вставка между центральным электродом и резистором, выполненная из меди для улучшения теплоотдачи.

ОЕ – свечи зажигания этой серии характеризуются несколькими боковыми электродами, что обеспечивает эффективное искрообразование и повышенный ресурс свечи.

Platinum OE – свечи зажигания этой серии имеют на центральном электроде платиновые наплавки, улучшающие рабочие характеристики свечи и увеличивающие ее ресурс.

***

Диагностирование двигателя и его систем по нагару на свечах зажигания


Главная страница
Специальности
Учебные дисциплины
Олимпиады и тесты

k-a-t.ru

Искровые свечи зажигания

Разделы: Зажигание

Свеча зажигания — устройство для воспламенения топливно-воздушной смеси в тепловых двигателях.

Свечи бывают искровые, дуговые, накаливания, каталитические. В бензиновых двигателях внутреннего сгорания используются искровые свечи. В дизельных двигателях, предпусковых подогревателях, автономном отопителе салона (кабины) и калильных карбюраторных двигателях применяются свечи накаливания.

Данная статья рассказывает про искровые свечи зажигания. Свечи накаливания рассмотрены отдельно.

Принцип работы искровых свечей зажигания

Искровые свечи зажигания работают по принципу поджига топливо-воздушной смеси электрическим разрядом напряжением в несколько тысяч или десятков тысяч вольт, возникающим между электродами свечи. Свеча срабатывает в определенный момент на каждом цикле работы двигателя.

В четырехтактных бензиновых двигателях типа DOHC искровые свечи зажигания расположены обычно следующим образом:

Конструкция и параметры искровых свечей зажигания

Искровые свечи зажигания не претерпели принципиальных изменений с момента их появления в начале XX века и развиваются по пути усовершенствования элементов конструкции, материалов и технологии производства.

Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, подвергаются высоким термическим, механическим, электрическим и химическим нагрузкам. Температура изменяется от отрицательной (при стоянке машины на морозе) до 2500 градусов Цельсия, давление газов достигает 50-60 бар, а напряжение на электродах доходит до 20кВ и выше. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, т.к. от бесперебойности искрообразования драматически зависит работа двигателя в целом.

Устройство искровых свечей

Устройство свечи зажигания с плоской опорной поверхностью: 1 — контактная (штекерная) гайка; 2 — изолятор; 3 — оребрение изолятора (барьеры тока); 4 — контактный стержень; 5 — корпус свечи; 6 — токопроводящий стеклогерметик; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — центральный электрод с медным сердечником (биметаллический); 9 — теплоотводящая шайба; 10 — тепловой конус изолятора; 11 — боковой электрод («массы»); h — искровой зазор.

Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень. Корпус служит для заворачивания свечи и удержания её в резьбе головки блока цилиндров, для отвода тепла от изолятора и электродов, а также служит проводником электричества от «массы» автомобиля к боковому электроду. Помимо резьбы, на нем есть шестигранник «под ключ» и специальное покрытие для защиты от коррозии. Опорная поверхность (ею свеча «упирается» в головку) может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Коническая поверхность сама хорошо герметизирует соединение свечи с головкой блока.

Контактный вывод, расположенный в верхней части свечи, предназначен для подключения свечи к высоковольтным проводам системы зажигания или непосредственно к индивидуальной высоковольтной катушке зажигания. Наиболее часто провод к свече зажигания имеет защёлкивающийся контакт, который надевается на вывод свечи. В других типах конструкции провод может крепиться к свече гайкой или быть универсальным: в виде оси с резьбой и навинчивающегося защёлкивающегося контакта.

Изолятор, как правило, делается из алюминиево-оксидной керамики, которая должна выдерживать температуры от 450 до 1000 градусов и напряжение до 60000 вольт. Точный состав изолятора и его длина частично определяют тепловую маркировку свечи. Часть изолятора, непосредственно прилегающая к центральному электроду, наиболее сильно влияет на качество работы свечи зажигания.

Для предотвращения утечки электричества на поверхности изолятора в его «верхней» части делают кольцевые канавки (барьеры тока) и наносят специальную глазурь, а часть изолятора со стороны камеры сгорания выполняют в форме конуса (называемого тепловым).

Боковой электрод, как правило, изготавливается из легированной никелем и марганцем стали и приваривается контактной сваркой к корпусу. Для улучшения отвода тепла от теплового конуса центральный электрод могут делать из двух металлов (биметаллический электрод) — центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический боковой электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву. По внешнему виду такие свечи ничем не отличаются от обычных, но диапазон рабочих температур у них значительно расширен, поэтому они получили название «термоэластик». Такие свечи способны достигать нижнего температурного предела тепловой характеристики при наименьшей эффективной мощности, развиваемой двигателем.

Для увеличения долговечности электроды дорогих свечей снабжают напайками из платины и других благородных металлов. Форма бокового электрода в зоне пробоя напоминает сопло Лаваля, за счёт чего создаётся поток раскалённых газов, истекающих из внутренней полости свечи и эффективно поджигающий рабочую смесь в камере сгорания.

Центральный электрод, как правило, соединяется с контактным выводом свечи через керамический резистор для снижения радиопомех от системы зажигания. Герметизация соединения этих деталей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Центральный электрод также может быть биметаллическим. Наконечник центрального электрода изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди, хрома и благородных и редкоземельных металлов. Обычно центральный электрод — наиболее горячая деталь свечи. Кроме того, центральный электрод (катод) должен для облегчения искрообразования обладать хорошей способностью к эмиссии электронов.

Т.к. напряжённость электрического поля максимальна по краям электрода, искра проскакивает между острым краем центрального электрода и краем бокового электрода. В результате этого края электродов подвергаются наибольшей электрической эрозии. Раньше свечи нуждались в периодическом ручном удалении следов эрозии (наждаком). Сейчас, благодаря применению сплавов с редкоземельными и благородными металлами (иттрий, иридий, платина, вольфрам, палладий), нужда в зачистке электродов практически отпала, а срок службы существенно вырос (с поправкой на «паленый» бензин, содержащий железосодержащие присадки и очень быстро убивающий любые свечи).

Классическая конструкция свечи предполагает один центральный электрод и один боковой. Однако есть и двух-, трех- и даже четырехэлектродные модели. Вопреки распространенному мнению, на многоэлектродной свече образуется всего одна искра: высокое напряжение «пробьет» тот промежуток, который будет иметь наименьшее сопротивление. Тем временем другие электроды фактически препятствуют нормальному распространению пламени и ухудшают охлаждение теплового конуса. Они лучше раскаляются в момент появления искры и медленнее «остывают» в ожидании следующего электрического импульса. Плюсом является бОльшая стабильность (хоть один из электродов да обеспечит наилучшие условия для пробоя) и бОльший ресурс (с поправкой на паленое топливо).

С 1999 года на рынке появились так называемые плазменно-форкамерные свечи, где роль бокового электрода играет сам корпус свечи. При этом образуется кольцевой (коаксиальный) искровой зазор, где искровой заряд перемещается по кругу. Эффективность таких свечей поставлена под сомнение многочисленными экспериментами (что логично, т.к. конструкция такой свечи не позволяет эффективно распространяться фронту пламени).

Искровой зазор

Зазор — минимальное расстояние между центральным и боковым электродом. Величина зазора — это компромисс между «мощностью» искры, т.е. размерами плазмы, возникающей при пробое воздушного зазора, и возможностью пробить этот зазор в условиях сжатой воздушно-бензиновой смеси. Факторы, определяемые зазором:

  • Чем больше зазор — тем больше размеры искры, тем больше вероятность воспламенения смеси и больше зона воспламенения. Это положительно влияет на потребление топлива, равномерность работы, понижает требования к качеству топлива, повышает мощность. Слишком увеличивать зазор тоже нельзя, иначе высокое напряжение будет искать более лёгкие пути — пробивать высоковольтные провода на корпус, пробивать изолятор свечи и т.д.
  • Напряжённость поля в зазоре определяется формой электродов. Чем они острее — тем больше напряжённость поля в зазоре и легче пробой (как у иридиевых и платиновых свечей с тонким центральным электродом).
  • Пробиваемость зазора зависит от плотности газа в зазоре, т.е. от плотности воздушно-бензиновой смеси. Чем она больше — тем сложнее ее пробить.

Величина искрового зазора указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля (но может быть указана также на упаковке или в маркировке свечи) и находится в пределах от 0,5 до 2 мм. В зависимости от конструкции электродов зазор бывает регулируемым (за счет подгибания бокового электрода) и нерегулируемым (в свечах с несколькими «объединенными» боковыми электродами или не имеющих боковых электродов).

Калильное число

Калильное число — величина, характеризующая свечу зажигания, пропорциональная среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Калильное число свечи должно строго соответствовать рекомендованному для конкретного двигателя. Допускается непродолжительное использование свечей с несколько большим значением калильного числа, но категорически запрещается использовать свечи с меньшим значением, т.к. это может привести к пробою прокладки головки блока цилиндров, прогоранию поршней, клапанов и т.д.

Российская промышленность выпускает свечи зажигания с калильными числами 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26. За рубежом не существует единой шкалы калильных чисел. Калильное число обладает следующей тепловой характеристикой:

  • Горячие свечи 11-14;
  • Средние свечи 17-19;
  • Холодные свечи 20 и более;
  • Унифицированные свечи 11-20.

У российских свечей калильное число определяется на специальной одноцилиндровой установке с наддувом. Давление наддува повышается до тех пор, пока не начнется калильное зажигание. При этом фиксируется среднее индикаторное давление цикла, которое и является калильным числом. Чем выше литровая мощность двигателя, чем выше степень сжатия, номинальная частота вращения, тем больше должно быть калильное число (например, как в двигателях с воздушным охлаждением и в двухтактных двигателях).

Старая маркировка калильного числа свечей ряда зарубежных фирм производилась по времени (в секундах), после которого на специальной установке начиналось калильное зажигание. Эта величина примерно в 10 раз превышает показатель калильного числа российских свечей. В настоящее время большинство фирм обозначают калильное число чисто условно.

Таблица взаимозаменяемости свечей

Таблица взаимозаменяемости свечей от разных производителей. Первоисточники: по калильному числу / просто так (если различаются). Прочерк — аналог отсутствует.

РоссияBeruBoschBriskChampionNGKNippon DensoAutoliteEyquemMagnetti Marelli
А11,А11-1,А11-314-9AW9AN19L86B4HW14F425406FL4N
А11Р14R-9AWR9ANR19RL86BR4HW14FR414FL4NR
А14В, А14В-214-8BW8BN17YL92YBP5HW16FP275550SFL5NR
А14ВМ14-8BUW8BCN17YCL92YCBP5HSW16FP-U275C32SF5NC
А14ВР14R-7BWR8B/ WF8BNR17YBPR5HW14FPRFL5NPR
А14Д14-8CW8CL17N5B5EBW17E405FL5L
А14ДВ14-8DW8DL17YN11YBP5EW16EX55600LSFL5LP
А14ДВР14R-8DWR8DLR17YNR11YBPR5EW16EXR4265FL5LPR
А14ДВРМ14R-8DUWR8DCLR17YCRN11YCBPR5E/ BPR5ESW16EXR-U65RC52LSF5LCR
А17В14-7BW7BN15YL87YBPR5ES/ BP6HW20FP273600SFL6NP
А17Д14-7CW7CL15N4BP6H/ B6EMW20EA404FL6L
А17ДВ, А17ДВ-1, А17ДВ-1014-7DW7DL15YN9YB6EM/ BP6EW20EP64707LSFL7LP
А17ДВМ14-7DUW7DCL15YCN9YCBP6E/ BP6ESW20EP-U64C52LSF7LC
А17ДВР14R-7DWR7DLR15YRN9YBP6ES/ BPR6EW20EXR64FL7LPR
А17ДВРМ14R-7DUWR7DCLR15YCТRN9YC/ RN9YCBPR6ESW20EPR-U64RC52LSF7LPR
АУ17ДВРМ14FR-7DUFR7DCUDR15YCRC9YCBCPR6ESQ20PR-U3924RFC52LS7LPR
А20Д, А20Д-114-6CW6CL14N3B7EW22ES4054FL7L
А23-214-5AW5AN12L82B8HW24FS4092FL8N
А23В14-5BW5BN12YL82YBP8HW24FP273755FL8NP
А23ДМ14-5CUW5CCL82CN3CB8ESW24ES-U40375LBCW8L
А23ДВМ14-5DUW5DCL12YCN6YCBP8ESW24EP-U52C82LSF8LC

Тепловая характеристика

Верхний температурный предел тепловой характеристики — рабочая температура свечи, при которой возникает калильное зажигание. Составляет около 900 градусов. Слишком высокая температура свечи вредна ее повышенным износом или разрушением. Нижний температурный предел тепловой характеристики — минимальная температура, при которой свеча начнет самоочищаться от нагара. Находится в пределах 350—400 градусов. В нормальных условиях правильно подобранная свеча самоочищается достаточно эффективно, кроме случаев двигателей непосредственного впрыска (GDI), длительное время работавших в режиме малой нагрузки. Различают следующие виды свечей по этой относительной характеристике:

  • «Горячие» свечи — предназначены для применения на малофорсированных двигателях и двигателях для низкооктанового топлива, где необходимо достижение температуры самоочищения от нагара при относительно небольших тепловых нагрузках. Свечи «горячее» положенных для данного двигателя будут вызывать калильное зажигание. Имеют меньшее, чем «холодные», калильное число.
  • «Холодные» свечи — предназначены для использования на высокофорсированных двигателях и высокооктанового топлива для нагрева меньше температуры калильного зажигания при максимальной мощности двигателя. Свечи «холоднее» для данного двигателя не будут достигать температуры самоочищения от нагара и перестанут работать через короткий промежуток времени.
  • «Средние» свечи — занимают промежуточное положение между горячими и холодными (самые распространенные).
  • «Оптимальные» свечи — конструкция свечей разработана таким образом, что теплопередача от центрального электрода и изолятора оптимальна для данного конкретного двигателя.
  • «Унифицированные» свечи — калильное число захватывает диапазон холодных и горячих свечей. Именно благодаря «полуоткрытости» свечи ей не страшны проблемы вентиляции и засорения продуктами неполного сгорания.

Чем длиннее тепловой конус, тем больше его площадь (нагревается до температуры самоочищения при меньшей тепловой нагрузке) и тем лучше он обдувается газами (дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара), т.е. увеличение длины теплового конуса приводит к уменьшению калильного числа (свеча становится «горячее»). Чтобы оставить его неизменным, в конструкции применяют биметаллические центральные электроды, лучше отводящие тепло. Такие свечи (их называют термоэластичными) быстрее прогреваются до температуры самоочищения (как горячие), но вызывают калильное зажигание при высоких тепловых нагрузках (как холодные).

Нагар и самоочищение

Пока тепловой конус не нагреется до 400 градусов, на нем образуется нагар, приводящий к утечкам тока и нарушению искрообразования. По достижении этой температуры нагар начинает сгорать, происходит самоочищение свечи. Особенность в этом процессе представляют двигатели непосредственного впрыска (например, GDI), в которых эффективность впрыска (малое количество топлива при впрыске и, следовательно, малое количество тепла) приводит к «плановой» невозможности самоочищения свечей на малых нагрузках.

При неисправности системы питания и/или неверно выставленном угле опережения зажигания нагар может полностью заполнить пространство между электродами, образуя электропроводный мостик, что полностью выведет свечу из строя. Серьезно «закоченые» свечи нельзя очищать металлической щеткой, т.к. на поверхности электродов большинства современных свечей производится напыление благородных металлов, и абразивная обработка резко ухудшит ее характеристики. Кроме того, есть риск изменения искрового промежутка и еще большего ухудшения работы. В исправном двигателе свечи всегда самоочищаются на режимах средней или высокой стабильной нагрузки. Если нагар не исчез после примерно 100 километров движения в таком режиме, значит, причина его возникновения кроется в неисправности какой-либо из систем двигателя. В этом смысле свечи зажигания являются идеальным «бесплатным» детектором проблем двигателя.

Осмотр свечи нужно проводить после продолжительной работы двигателя, в идеале — после длительной поездки по загородному шоссе (ровные средние нагрузки на протяжении не менее ста километров). Ошибкой является осмотр свечей после холодного старта двигателя при минусовой температуре — разумеется, они будут черные от нагара, это ни о чем не говорит. В режиме холодного старта смесь принудительно обогащается, а тепла для самоочистки еще не хватает. Неустойчивая работа в таком режиме может быть следствием другой неисправности, скажем, плохого состояния высоковольтных проводов.

Рассмотрим основные варианты состояния свечей.

Вид загрязнений свечиВозможная причинаСопутствующий признакСпособ устранения
Тонкий слой светло-серого или светло-коричневого налетаДвигатель находится в исправном состоянии. Свеча соответствует двигателю по калильному числуРасход топлива, моторного масла и токсичность ОГ соответствуют нормеОчистить свечи от налета и при необходимости отрегулировать искровой зазор
Матовая черная копотьНеправильная регулировка карбюратора или угла опережения зажиганияПовышенный расход топлива, снижение мощности двигателя, неустойчивая работа на холостом ходу, затруднен пуск. Обычно — переобогащенная смесьОтрегулировать карбюратор или зажигание
Низкая компрессия из-за негерметичности клапанов или износа цилиндро-поршневой группыОтремонтировать двигатель
Загрязнение воздушного фильтраЗаменить фильтр
Неправильная установка искрового зазораОтрегулировать искровой зазор
Трещина в изолятореЗаменить свечу
Калильное число свечи больше необходимого для данного двигателяЗаменить свечу
Блестящий черный маслянистый нагарПопадание масла в камеру сгоранияПовышенный расход масла, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, затруднен пускЗаменить маслосъемные колпачки клапанов или кольца поршней
Толстый слой рыхлых отложений (возможно, с запахом сероводорода)Низкое качество бензина или масла, использование этилированного бензинаПеребои в работе двигателя, затруднен пускЗаменить топливо или моторное масло. Промыть систему смазки
Отложения красного цветаПревышение допустимых норм концентрации металлосодержащих присадок в бензинеПеребои в работе двигателя, затруднен пускЗаменить топливо
Оплавление, выгорание электродов

Трещины на тепловом конусе изолятора или его разрушение

Калильное число свечи меньше необходимого для данного двигателяПеребои в работе двигателя, затруднен пускЗаменить свечу
Неисправность системы охлажденияПерегрев двигателяУстранить неисправность системы охлаждения
Слишком большой угол опережения зажиганияДетонация в цилиндрах (характерный металлический стук)Отрегулировать угол опережения зажигания
Применение низкооктанового топлива Прекратить издеваться над двигателем
Чистый изолятор белого цветаПереобедненная смесь, перегрев свечиМожет проявляться калильное зажиганиеПомним, что перегрев камеры сгорания ведет к прогару выпускных клапанов

При остекленении свечи поверхность изолятора приобретает желтоватый цвет с глянцевым блеском. Образование глазури происходит из-за быстрого повышения температуры в камере сгорания в момент резкого нажатия на педаль газа. При разогреве находящиеся на поверхности изолятора отложения плавятся, образуя электропроводное стекловидное покрытие. В результате возникают сбои искрообразования, особенно на высоких оборотах двигателя. В большинстве случаев восстановлению такие свечи не подлежат.

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.

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.

Маркировка свечей зажигания

На свече зажигания российского производства должны быть указаны:

  • дата изготовления (месяц или квартал и (или) две последние цифры года изготовления);
  • товарный знак и (или) наименование предприятия-изготовителя;
  • условное обозначение типа свечи (расшифровка приведена далее);
  • надпись «Сделано в России» или RUS.

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.

Первоисточники

carguts.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости