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 вработе 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 системазажигания, она преобразовывает 12 вольт получаемые с аккумулятора автомобиля, в25—35 тысяч вольт необходимые для нормальной работы свечи. Момент, когдадолжно 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.

Ball Spark Plug Test

Виды и принцип работы

Свечи зажигания поджигают смеси, образованные при смешивании топлива и воздуха. В зависимости от производителя конструкция свечей различна, однако, можно выделить две группы. Их виды:

• многоэлектродные свечи зажигания;
• двухэлектродные.

Двухэлектродные устройства оснащены единственным боковым электродом, в отличие от них многоэлектродные свечки состоят из нескольких боковых электродов. Последние оправдывают себя длительным временем службы. В наиболее распространённых двухэлектродных элементах искра идёт по двум электродам, которые изнашиваются. Выход из строя бокового электрода — это полная замена свечи. Искра в многоэлектродном устройстве идёт только на один боковой электрод, что увеличивает время работы свечи.

Свечи зажигания отличны друг от друга также материалом. В классических устройствах второстепенные электроды сделаны из стали. Самые дорогостоящие свечки оснащены платиновыми напайками, кроме того, совсем недавно начали выпуск плазменно-форкамерных свечей зажигания. Наконечник основного электрода сделан из сплавов, состоящих из железа, никеля и вкраплений хрома и меди. Боковая часть центрального элемента часто выгорает, её необходимо периодически проверить на неисправность. Изолятор практически всегда изготовлен из керамики алюминиевого состава, переносящего температуры свыше 1000 °C. Тепловая маркировка свечей зажигания напрямую зависит от состава и пропорции различных компонентов, содержащихся в изоляторе.

Кроме того, свечки различаются типом и длиной резьбы, размером головки.

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.

Срок службы

Длительность эксплуатации определяется пробегом:

1. Никелевые с медным сердечником — 20-30 тыс. км, с электродами уменьшенного размера (улучшенное искрообразование) — 10-15 (тыс. км).
2. С напылением из платины и иридия. Выдерживают до 60 тыс. км.
3. С напайкой из драгметалла. Рассчитаны на 60-100 тыс. км.

Комбинированные версии с иридиевым центральным электродом и никелевыми боковыми по сроку службы эквивалентны первой группе.

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.

Виды и маркировка

Маркировка свечей зажигания
Чтобы не ошибиться при выборе модели, следует обратить внимание на маркировку приобретаемых свечей зажигания. У каждого производителя она своя.

Первый параметр – это, как правило, диаметр резьбы и форма опорной поверхности, демонстрирующие возможность фактической установки свечи на конкретный двигатель.

Символ R (Р) зачастую свидетельствует о присутствии в конструкции резистора. Далее, указывается калильное число, величина искрового зазора и материал, из которого выполнены электроды.

По количеству электродов свечи зажигания разделяют на два вида:

• Одноэлектродные.
• Многоэлектродные – они имеют несколько боковых электродов. Искра возникает с тем из них, у которого наименьшее сопротивление.

В зависимости от величины калильного числа свечи разделяют на:

• горячие с калильным числом от 11 до 14;
• средние – от 17 до 19;
• холодные – от 20 и выше;
• унифицированные – от 11 до 20.

Свечи зажигания с различным числом электродов
По типу материала центрального электрода свечи зажигания различают:

• иридиевые;
• иттриевые;
• вольфрамовые;
• платиновые;
• палладиевые.

Самыми долговечными и износостойкими считаются иридиевые автомобильные свечи зажигания. Они применяются в двигателях высокой мощности, но при установке на обычные моторы серьезных улучшений не создают.

Читаем обозначение российских СЗ

Итак, параметры резьбы на корпусе обозначены первым буквенным символом «А», который скрывает параметры M14х1.25 — значение, отличающее свечи зажигания типа «стандарт». Маркирование устройств символом M предполагает параметры резьбы M18х1.5 (ключ для монтажа/демонтажа 27).

Это интересно: Повесить или положить? Как правильно хранить автомобильные шины на дисках: практические советы

За буквенным символом следует цифровой, указывающий калильный показатель — чем больше данной значение, тем более низкий температурный режим необходим для образования искры. Калильный показатель отечественных свечей располагается в интервале 8-26. Наиболее распространены свечи с показателями 11/14/17. Маркирование СЗ по калильному значению разделяет изделия на «холодные», устанавливаемые на моторы с высокой мощностью или «горячие».

Маркировка российских свечей

Рассмотрим пример того, какие значения вносятся в маркировку СЗ российского производства. Возьмем изделие, маркированное кодом А 17 ДВ – это свеча, имеющая классическую резьбу, калильный показатель 17, длину резьбы (Д) 9мм (если это значение меньше, то символ в маркировке не проставляется), символом B обычно обозначают изолятор с выступающим тепловым наконечником.

Если в маркировке изделия содержится буквенный символ P (А17 ДВР), это означает, что головной электрод оснащен резистором, подавляющим помехи. Буквенный символ M указывает на применение медных материалов с высокой жаропрочностью, что способствует созданию оболочки на головном элементе.

В обозначении АУ 17 ДВРМ буквенный символ У указывает на увеличенный размер шестигранника (16мм вместо 14). При еще большем размере шестигранника (19мм) – в маркировку проставляется буквенный символ M – AM 17 B.

Примеры возможных обозначений отечественных изделий с расшифровкой

А 11 — базовое изделие, имеющее резьбу M14х1.25, шестигранник 20.8мм, калильный показатель 11, длину резьбы 12.7мм, тепловой конус не выступающий, без резистора, головной электрод из жаропрочного материала.

А 11 Р — аналог предыдущего образца, имеющий встроенный резистор.

Параметры свечей зажигания

А 17 ДВ — изделие базового типа с резьбой M14х1.25, шестигранник 20.8мм, калильное значение 17, величина резьбы 19мм, имеется тепловой выступающий конус, без резистора, головной электрод из жаропрочного сплава.

А 17 ДВ-10 — изделие, аналогичное предыдущему образцу (А 17 ДВ), у которого увеличен искровой зазор (0.7мм – в базовой конструкции это значение 0.5мм).

АУ 17 ДВРМ — элемент базового типа, резьба M14х1.25, шестигранник 16мм, калильное значение 17, размер резьбы 19мм, тепловой конус выступает из корпуса, с резистором и головным электродом в жаропрочной оболочке, выполненным из медного сплава.

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.

Как работает свеча зажигания?

Все механизмы системы зажигания и подачи топлива должны работать синхронно. Только так свеча в нужный момент даст искру и воспламенит воздушно-топливную смесь.

С аккумулятора на катушку зажигания подается 12 вольт. Там напряжение увеличивается до 25-30 тысяч В. Затем по высоковольтным проводам ток подается на искру зажигания.

В этот момент поршень в цилиндре достиг своей «мертвой» (верхнее положение) точки и сжал топливную смесь в камере сгорания. Здесь между электродами свечи образуется искра, в цилиндре происходит взрыв, который толкает поршень в обратном направлении.

Шатун, прикрепленный к поршню, проворачивает коленвал, на котором установлен ДПКВ (датчик положения коленчатого вала). Когда метки стержня коленвала совпадают с соответствующими насечками датчика, второй подает сигнал в блок управления о необходимости в новом импульсе. Катушка снова вырабатывает нужное напряжение и подает его по проводам на свечу.

Импульсы поочередно подаются на отдельные цилиндры. Эта последовательность зависит от модификации мотора. Например, в одном двигателе сначала срабатывает свеча первого цилиндра, затем – второго, потом – четвертого и в завершение – третьего. Другой мотор работает в последовательности 1-3-4-2. В шестицилиндровой модели порядок тактов может быть 1-5-3-6-2-4, а в восьмицилиндровом – 1-5-4-8-6-3-7-2.

Такое распределение тактов необходимо для максимальной плавности вращения коленчатого вала. Так обеспечивается долговечность подшипников и производительность мотора.

Большинство современных моторов оснащаются несколькими катушками (по одной на каждую свечу), которые управляются электронным блоком управления. Но принцип остается неизменным – ДПКВ подает сигнал на ЭБУ, блок управления – на катушку, катушка выдает разряд на свечу.

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.

Виды свечей зажигания

Основные параметры, по которым отличаются все СЗ:

1. количество электродов;
2. материал центрального электрода;
3. калильное число;
4. размер корпуса.

Во-первых, свечи бывают одноэлектродные (классическая с одним электродом «на массу») и многоэлектродными (боковых элементов может быть два, три или четыре). Второй вариант имеет больший ресурс, потому что искра стабильно появляется между одним из этих элементов и сердечником. Некоторые боятся приобретать такую модификацию, думая, что в этом случае искра будет распределяться между всеми элементами и поэтому будет тонкой. На самом деле ток всегда идет путем наименьшего сопротивления. Поэтому дуга будет одна и ее толщина не зависит от количества электродов. Скорее наличие нескольких элементов увеличивает надежность искрения при обгорании одного из контактов.

Во-вторых, как уже обращалось внимание, толщина центрального электрода влияет на качество искры. Однако тонкий металл при сильном нагреве быстро перегорает. Для устранения такой проблемы производители разработали новый тип свечей с сердечником из платины или иридия. Его толщина составляет около 0,5 миллиметра. Искра в таких свечах настолько мощная, что нагар в них практически не образуется.

В-третьих, свеча зажигания будет исправно работать только при определенном нагреве электродов (оптимальный температурный диапазон – от 400 до 900 градусов). Если они будут слишком холодными, на их поверхности будет образовываться нагар. Чрезмерная температура приводит к растрескиванию изолятора, а в худшем случае – к калильному зажиганию (когда топливная смесь воспламеняется от температуры электрода, а затем появляется искра). И в первом и во втором случае это отрицательно сказывается на всем моторе.

Чем выше показатель калильного числа, тем меньше СЗ будет нагреваться. Такие модификации называются «холодными» свечами, а с меньшим показателем – «горячими». В обычных моторах устанавливаются модели со средним показателем. Промышленная техника чаще работает на пониженных оборотах, поэтому они оснащаются «горячими» свечами, которые не так быстро остывают. Двигатели спортивных автомобилей часто работают в режиме повышенных оборотов, поэтому есть риск перегрева электродов. В этом случае устанавливаются «холодные» модификации.

В-четвертых, все СЗ разнятся размером граней для ключа (16, 19, 22 и 24 миллиметра), а также длиной и диаметром резьбы. Какой размер свечи подойдет для конкретного двигателя, можно посмотреть в руководстве по эксплуатации.

Основные параметры данной детали рассматриваются в видео:

Что нужно знать про свечи зажигания

Холодные и горячие свечи зажигания

Свечи зажигания различаются не только по типу, а также по своим характеристикам иподбираются индивидуально в зависимости от конструкции двигателя. Похарактеристикам 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 котороесвеча достигает калильного зажигания. Чем выше у нее калильное число, темменьше она будет нагреваться.
• Калильным зажиганием называют негативный эффект, когда воспламенениегорючей смеси в двигателе происходит не от свечи зажигания, а от нагревшихсяэлементов двигателя, чаще всего это бывает сама свеча зажигания. Этот эффектвозникает если в автомобиле установлена свеча с неподходящим калильнымчислом.

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

Например, в жаркую погоду, при езде на большой скорости свеча с низким калильнымчислом, 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, происходитослабление искры. В холодную погоду возникнут проблемы с запуском двигателя. Вслучае возникновения этой проблемы необходимо поставить более «горячею» свечу.

На выбор также влияет и размер двигателя, что он больше тем «холоднее» должнабыть 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 естьсамовоспламенение, от накаленной свечи, что облегчает запуск двигателя при низкихтемпературах.

Как устроена свеча зажигания

Принцип действия не изменился с момента изобретения, но, тем не менее, производители все время пытаются превзойти друг друга, используя новые технологии и материалы для производства. Каждая, имеет похожее строение. Чем отличаются свечи зажигания показано на следующем рисунке.

Типы массовых электродов:

а – стандартный, с выпуклым конусом изолятора, b – стандартный ведущий, c – одна сторона, d – два боковых электрода, e – два боковых электроды в закругленной форме, f – три боковых электрода, g – четыре боковые электрода, h – платиновый центральный электрод, i – платиновый наконечник, j – платиновые концы обоих электродов, к – платиновые наконечники двух боковых и центрального электрода, l – платиновый центральный электрод.

Типы свечей зажигания

Свечи зажигания классифицируется применительно к числу электродов на виды:

• Двухэлектродные – имеется два электрода (центральный и боковой);
• Многоэлектродные – содержат несколько боковых электродов.

Многоэлектродные конструкции позволяют увеличить стабильность работы двигателя. Когда присутствуют дополнительные боковые электроды, то искрообразование обязательно случится. Ведь в случае несрабатывания одного элемента, сработает другой. Наличие нескольких электродов увеличивает период службы.

В продаже можно встретить свечи со вспомогательными электродами, находящимися на изоляторе. Они создают в один момент несколько разрядов. Но цена таких элементов выше по сравнению с классической конструкцией.

По типу материала изготовления свечи подразделяются на:

• Классические – в основе изготовления используется легированная сталь, дополненная марганцем, хромом и никелем;
• Платиновые – имеется напыленный слой платины;
• Иридиевые – сверху покрываются иридиевой пленкой.

Классический (стандартный) вариант появился давно. Никелевый электрод обеспечивает продолжительный срок службы свечи. Сердцевина, сделанная из меди, характеризуется хорошими показателями отведения тепла, что препятствует возникновению тепловой нагрузки. Стандартная разновидность считается недорогим вариантом за счет использования дешевых материалов.

Платиновые свечи – это новшество в автомобильной индустрии. Они обладают длительным периодом эксплуатации благодаря применению благородного металла – платины. Кроме этого, этот данная добавка благоприятствует достижению постоянной мощности при разнообразных условиях работы. Электрод у такой разновидности отличается тонкой формой в сравнении со стандартной свечой.

Иридиевые свечки были разработаны с целью понижения напряжения зажигания и улучшения распределения пламени при сгорании. Металл иридий обладает повышенной твердостью и не поддается коррозии. Благодаря этим свойствам производители смогли выполнить тонкий стержень электрода, который является очень прочным. Такие свечи могут эксплуатироваться продолжительное время. Но цена изделий увеличивается в разы.

Характеристики свечей зажигания

Определившись с типом свечи, следует также ознакомиться с дополнительными характеристиками:

1. Калильное число – это параметр, указывающий на давление в цилиндре, при котором появится калильное зажигание. Смесь загорается от большой температуры. Эта температура должна поступить от искры. Если температура приходит от нагретого электрода, то возникает калильное зажигание. Калильное число свидетельствует о температурном режиме работы самой свечи. В случае большой величины этого показателя происходит меньший нагрев самой свечи. Низкое калильное число увеличивает способность свечи к нагреванию, которое приводит в итоге к прогоранию поршней и прокладок. Применять свечи с заниженным калильным числом, значение которого ниже рекомендованного в руководстве по эксплуатации авто, запрещено.
2. Тепловой показатель – это параметр, означающий зависимость температурного режима свечи в рабочем состоянии от режима работы мотора. Кончик изолятора должен нагреваться в пределах 500–850°С. При температуре ниже минимальной точки указанного диапазона поверхность изолятора не сможет самоочищаться от нагоревших остатков. Впоследствии они создадут препятствие, которое повлияет на пропуск зажигания. При температуре выше 850°С свеча не сможет отводить тепло и перегреется. В результате керамическая оболочка треснет, а электроды оплавятся. По тепловым параметрам свечи бывают «горячие» (в большей степени нагревается) и «холодные» (хорошо отводит тепло). «Горячие» элементы требуются в ситуациях, когда при большой нагрузке мотора необходим высокий температурный режим свечи. «Холодные» свечки применяются с целью достижения меньшего температурного режима в момент пиковых нагрузок мотора, но они быстрее покрываются нагаром.Производители маркируют свечи разным цифровым кодом, соответствующим коэффициенту ценности тепла. У различных фирм большой коэффициент может указывать на «горячесть» или «холодность» свечи.
3. Искровой промежуток – это отрезок между центральным и боковым электродом. Увеличенное расстояние влияет на пропуски зажигания. При уменьшении расстояния энергия искры не может «разыграться». Заводской промежуток не нужно изменять, так как регулировка приведет к снижению эффективности или перебоям при работе.
4. Размер – определяется диаметром и длиной резьбы. Диаметр резьбы составляет 10,12, 14, 18 мм. Но современные моторы изготавливаются с меньшими по диаметру проемами для свечей, чтобы сэкономить пространство цилиндра для расположения топливной форсунки и дополнительных клапанов. А также новые модели двигателей рассчитаны на увеличенную длину резьбы. Ведь теперь делаются алюминиевые головки для свечей, а не прочные чугунные. За счет увеличенной толщины стенок головки вероятность свернуть резьбу сводится к нулю.

Важной характеристикой свечей является срок службы. Если учитывать все вышеназванные параметры, то срок периода эксплуатации зависит от них в некоторой степени. Если свеча подобрана правильно, она будет служить положенные 20–30 тыс. км. Но при условии, что нет проблем в работе топливной системы или двигателя.

Это интересно: Замена клапанной прокладки Daewoo Nexia 8 и 16 клапанов: замена своими силами

Значение искрового зазора

Искровой зазор – главный параметр свечей зажигания. Он определяет минимальное расстояние между электродами, обеспечивающее формирование искры достаточного размера и возможность пробоя соответствующего слоя среды (топливовоздушной смеси, находящейся под давлением).

Искровой зазор

Величина зазора должна находиться в пределах, заданных производителем. Если зазор будет слишком большим – энергии искрового разряда может не хватить для поддержания необходимого времени горения свечи и смесь может не воспламениться. С другой стороны, слишком малый зазор приведет к прогоранию электродов и повышенному износу свечей.

Величина искрового зазора отличается в зависимости от режима работы двигателя и его типа и производителя. Нижний порог искрового зазора может быть около 0,4 мм, а верхний доходить до 2 мм.

Для проверки величины искрового зазора используется специальный инструмент – щуп, который может быть округлым или плоским. Второй тип более прост в использовании, но дает погрешность, поскольку не учитывает износ поверхности электродов. Подгонку зазора под необходимый размер выполняют вручную подгибанием бокового электрода.

Что такое калильное число

Расположение свечи зажигания в двигателе
Не менее важным параметром является калильное число. Оно определяет тепловые свойства конструкции и демонстрирует, при каком давлении в камере сгорания может произойти неконтролируемое самовоспламенение топливовоздушной смеси (калильное зажигание). Простыми словами, чем больше будет калильное число, тем меньше свеча будет разогреваться в процессе работы двигателя.

Конструкции с разным калильным числом применяются соответственно типу мотора, режиму и условиям его работы. Так, в летнее время и при повышенных нагрузках оптимально использовать конструкции с большим калильным числом, а зимой или при спокойной езде в городской черте – с меньшим.

Свечи с низким калильным числом устанавливаются в моторах с малым уровнем давления, работающих на топливе с небольшим октановым числом. Конструкции с высоким калильным числом наоборот используются в двигателях с повышенной компрессией и высокой температурной нагруженностью камеры сгорания.

Чем отличаются: стандартная, иридиевая и платиновая свеча

Стандартные – оснащены электродом из сплава никеля. Обеспечивают эффективную работу привода и низкий расход топлива. Сплав ионной никелевой аккумуляторной свечи характеризуется высокой жизнеспособностью, а стандартно используемая в таких вариантах медная сердцевина электрода хорошо отводит тепло, а также предотвращает свечу от тепловой перегрузки. К тому же — это самая дешевая из возможных вариантов разновидность.

Иридиевые – это вид, в котором сейчас применяются высококачественные технические решения. Такие свечи имеют наконечник центрального электрода из сплава иридий. Применение этого металла связано с его особенностями, ибо иридий один из самых твердых металлов и характеризуется высокой устойчивостью к коррозии. Применение иридия несет и другие преимущества. Благородный металл позволяет выполнять более тонкий стержень электрода – даже 0,4 мм. Это, в свою очередь влияет на уменьшение напряжения зажигания и, кроме того, улучшает распространение фронта пламени зажигания в камере сгорания. Из-за применения новейших технологий этот вид стоит дороже. Однако цену компенсирует в два раза больший срок службы.

Платиновые – характеризуются очень длительным периодом эксплуатации. Применяемые в центральном электроде платиновые пластины обеспечивают постоянную мощность даже в самых сложных условиях.

Такой электрод более тонкий, чем стандартный. Цена платиновых свечей выше, чем у стандартных аналогов. Платиновые элементы идеально подходят для автомобилей, работающих на газе. В этом случае срок их службы даже в четыре раза выше, чему обычных.

Нагрузки на автомобильные свечи

В ходе работы ДВС свечи зажигания подвергаются самым разным нагрузкам:

• тепловым;
• механическим;
• химическим;
• электрическим.

В отношении тепловой нагрузки можно сказать следующее. Свеча зажигания установлена таким образом, что ее рабочая часть находится непосредственно в камере сгорания, тогда как контактная – в подкапотном пространстве. Температура здесь варьируется от нескольких десятков градусов на впуске до 3000 °C в ходе процесса сгорания. Под капотом этот показатель доходит до 150 °С.

В результате из-за такого неравномерного нагрева в отношении всей длины детали (разница может доходить до нескольких сотен градусов) происходят тепловые напряжения и деформации. К тому же, вне зависимости от видов автомобильных свечей зажигания, у изолятора и металлических деталей разный коэффициент термического расширения, что только усугубляет положение.

Что касается нагрузки механического характера, то стоит учитывать и разность давления. На впуске оно ниже атмосферного на 50 кгс/см2, а при сгорании топлива существенно выше. Помимо этого, во время работы двигателя на свечи воздействуют вибрации.

Химические нагрузки обусловлены разнообразием веществ, выделяемых при сгорании топлива. Причем некоторые из них могут вызвать окислительные реакции у самых стойких материалов. И это при том, что рабочая температура электродов и изолятора составляет около 900 градусов.

Не обходится и без воздействия электрической нагрузки. В ходе образования искры, на что уходит примерно 3 мс, на изолятор в это время действует импульс высокого напряжения. Иногда оно может доходить до 20-25 кВ, но некоторые системы способны выдать гораздо большее напряжение.

Неисправности свечей зажигания, признаки и причины

Без рабочих свечей зажигания становится невозможным нормальная эксплуатацияавтомобиля. Рассмотрим признаки неисправности свечей, которые требующие срочноговмешательства 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. Впротивном случае может произойти детонация двигателя, что полностью выведет егоиз строя.

Какими бывают свечи зажигания?

Существует несколько типов этих деталей:

• Одноэлектродные. У них простая конструкция: белый корпус из керамики и металлический стакан с резьбой. Искру вырабатывают два электрода – центральный и боковой. Эти свечи доступные, продаются на рынке несколько десятков лет, но считаются недолговечными.
• Многоэлектродные. Это лучшие свечи зажигания на рынке с длительным сроком службы. Долговечными их делает наличие нескольких боковых электродов, которые изнашиваются поочередно. Воспламенение смеси в такой свече затруднено, но если она подобрана правильно, с мотором все будет хорошо.
• Платиновые. При изготовлении этих свечей используют благородные металлы. Центральные электроды из платины эффективно противостоят разрушению, выдерживают высокие температуры и изнашиваются медленнее других типов свечей, дают более мощную искру при работе.
• Иридиевые. Это принципиально новые детали, у них максимальная стойкость к коррозии и высоким температурам, они работают в широком диапазоне нагрузок, эффективнее сжигают топливо. Такие преимущества иридиевым свечам зажигания обеспечивает более высокая температура плавления металла.

Из всех перечисленных типов свечей именно иридиевые обеспечивают лучшую воспламеняемость и имеют ряд других убедительных преимуществ:

• помогают двигателю работать стабильно, снижают тепловые потери при запуске и экономят топливо;
• имеют впечатляющий рабочий ресурс в 120 тыс. км пробега, что в 5 раз больше, чем у никелевых свечей;
• подходят для всех автомобилей с ДВС, соответствующими экологическим стандартам Евро-5/Евро-6.

Да, иридиевые свечи обойдутся дороже. Но это компенсируется экономией в обслуживании: менять их придется не чаще, чем раз в 5 лет. К тому же, установка таких деталей позволяет облегчить управление машиной и сократить расход топлива.

Когда менять свечи зажигания на авто

Неисправные свечи зажигания могут привести к тяжелы последствиям, таким какповреждения топливной системы и двигателя, а это грозит куда более крупнымизатратами. От их своевременной замены зависит сохранность силового агрегатаавтомобиля.

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

• Признаки износа самой свечи, они заметны невооруженным глазом. Этооплавления, 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.

Как выбрать правильный тип свечей зажигания

Чтобы купить свечи зажигания нужного типа, нужно руководствоваться исключительно рекомендациями производителя автомобиля или двигателя. В технической документации обычно указываются не только характеристики свечей, но и аккредитованные производители. Как показала практика, эксперименты с подбором нестандартных свечей (нерекомендованных инструкциями) в лучшем случае заканчиваются отсутствием положительных изменений в работе мотора. Рассмотрим несколько популярных вариантов у автомобилистов в плане выбора свечей зажигания.

Для корейских авто хорошо себя зарекомендовали недорогие и качественные никелевые свечи NGK 2460. При цене около 140 рублей за штуку, они без проблем отрабатывают регламентированный пробег и редко выходят из строя при повышенных нагрузках на ДВС (плохом топливе, жоре масла и т. д.).

Свечи А17ДВРМ пользуются популярностью у владельцев отечественных авто. Простые, дешевые и неприхотливые, эти свечи даже в случае преждевременного выхода из строя можно легко заменить новыми, ведь цена одной обычно не превышает 70 рублей.

Для тех, кто желает один раз поставить свечи и забыть об этом расходнике на тысяч 120–150 км пробега, хорошо подойдут платиновые BOSCH FR 7DPX. Эти свечи устанавливаются на отечественные ВАЗы и некоторые зарубежные модели авто. При этом цена одной свечки не является заоблачной и находится в пределах 250 рублей за штуку.

Если доступ к свечам в вашем автомобиле затруднен, то станет хорошим решением поставить иридиевые свечи. Ведь работа по замене может значительно превысить стоимость самих деталей. Причем в этом случае лучше установить не просто иридиевые свечи, а от проверенного десятилетиями бренда. Например, иридиевые свечи Denso IKH16TT позволят забыть о необходимости замены этого расходника на минимум 150 тысяч км пробега. Однако цена одной хорошей иридиевой свечки колеблется в районе 600 рублей.

Что подходит для дизельного двигателя

Отличия свечей зажигания имеют дизельные двигатели – для них используются свечи накаливания. Они служат только для запуска привода в начальной стадии работы до момента предварительного нагрева двигателя. Время нагрева свечей накаливания бывает разным и составляет от 3 до 30 секунд. Большинство используемых в современных дизелях, после 3 до 5 секунд разогревается до температуры 900 градусов по Цельсию. Трудно определить пробег, после которого необходимо произвести их замену.

В старых автомобилях, о повреждении и необходимости замены, дадут о себе знать проблемы с запуском даже при положительных температурах. В новых конструкциях водителю облегчает задачу вездесущая электроника, которая сообщает о неисправности свечей. Механики рекомендуют производить замену свечей не реже, чем каждые 100 тысяч км, хотя, как показывает практика, во многих случаях они работают гораздо дольше.

Если свеча накаливания долгое время повреждена, на ней накапливается нагар и в результате могут возникнуть проблемы с извлечением свечи. Для этого может понадобиться демонтаж всей головки.

Это интересно: Диагностика Passat b3 (пассат б3): как найти неисправности новичку?

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.

Замена свечей зажигания

Назначение и устройство свечей зажигания

Устройство свечи зажигания Задачей свечи зажигания в бензиновом двигателе автомобиля является воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, подвергаются высоким термическим, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура в ней изменяется от 70 до 2500°С, давление газов достигает 50-60 бар, а напряжение на электродах доходит до 20 кВ и выше. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, так как от бесперебойности искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработавших газов.
Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень. Корпус имеет резьбу, которая ввинчивается в головку блока цилиндров, шестигранник “под ключ” и специальное покрытие для защиты от коррозии. Опорная поверхность может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Материалом изолятора служит высокопрочная керамика. Для предотвращения утечки электричества на его поверхности (в верхней части изолятора) делают кольцевые канавки (барьеры тока) и наносят специальную глазурь, а часть изолятора со стороны камеры сгорания выполняют в форме конуса (называемого тепловым). Внутри керамической части свечи закреплены центральный электрод и контактный стержень, между которыми может быть расположен резистор, подавляющий радиопомехи. Герметизация соединения этих деталей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Боковой электрод “массы” приварен к корпусу.

Электроды изготавливают из жаростойкого металла или сплава. Для улучшения отвода тепла от теплового конуса центральный электрод может изготавливаться из двух металлов (биметаллический электрод) – центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву. Это позволяет, помимо улучшения термоэластичности, повысить надежность и долговечность свечи. С целью увеличения срока эксплуатации выпускаются свечи зажигания с несколькими боковыми электродами и тонкоэлектродные с центральным электродом, покрытым слоем платины или иридия. Срок службы свечей зажигания (в зависимости от конструкции) составляет от 30 до 100 тыс. км.

Как подбирать и менять свечи зажигания правильно?

Чтобы выбрать деталь, подходящую для мотора, нужно учесть ряд важных параметров:

• зaжигaние (ĸoнтaĸтнoe, бecĸoнтaĸтнoe, бaтapeйнoe, элeĸтpoннoe);

• питaние (ĸapбюpaтop, инжeĸтop, мoнo-/мyльтитoчeчный впpыcĸ);
• cтeпeнь фopcиpoвaннocти мотора (cтeпeни cжaтия и ĸoмпpeccии);
• виды топлива (фopcиpoвaнныe, нaддyвныe, тypбиpoвaнныe и др.).
• условия эксплуатации двигателя и влияющие на работу факторы.

В любом ДВС система зажигания настроена тонко, но это не замедлит естественный износ свечей зажигания. Определить степень износа этой детали легко по зазору, выставленному между электродами. Со временем он будет увеличиваться, а сами электроды начнут выгорать.

Какой зазор должен быть между свечами зажигания, чтобы стало ясно, что пора их менять? Более 0,6-0,7 мм. Чем больше зазор, тем слабее искра и пропуск зажигания в цилиндре. Значит, нельзя ждать, пока зазор станет слишком большим. Отдельные умельцы поджимают выгоревшие электроды пассатижами, но это дает результат лишь на короткое время.

Когда же лучше менять свечи зажигания? Понятно, что нельзя ждать, пока они развалятся, тогда выкрутить их будет проблематично. Но у каждой свечи есть самая уязвимая часть. Это изолятор. Если он керамический, то обращаться с деталью нужно аккуратно. Малейшие деформации указывают на необходимость замены.

Какие проблемы случаются у свечей зажигания?

Эти детали выходят из строя по разным причинам. Как проверить свечи зажигания, если есть подозрения? Важно убедиться в наличии одного или нескольких характерных “симптомов”:

• двигатель “троит” (работает при выключенном зажигании, подергивается на холостом ходу);
• мощность мотора уменьшилась, что заметно при резком увеличении скорости и при подъемах;
• растет расход бензина без объективных причин, увеличился процент СО в выхлопных газах.

Нередко проблемы в работе свечей зажигания обусловлены неправильным выбором детали относительно параметров двигателя.

О принципе разряда

Воспламенение смеси свечой зажигания осуществляется за счёт возникновения искры между электродами. Речь идёт о так называемом разряде между электродами. Фактически искра возникает в момент, когда имеет место превышение пробойного напряжения между центральным и боковым электродом (их может быть и больше). То есть происходит преобразование энергии из катушки зажигания в электрическую искру. Оценивается так называемое напряжение дугового перекрытия. Его значение зависит от расстояния между электродами, геометрии электродов, давления в камере сгорания и от соотношения воздуха и топлива в момент воспламенения — то есть от насыщенности смеси. Во время работы двигателя происходит постепенный износ устройства, который проявляется увеличением расстояния между электродами, что приводит к постепенному увеличению пробойного напряжения. Насколько важна хорошая изоляция?

Особенности свечей зажигания.

При рассмотрении свечей зажигания оцениваются, помимо всего прочего, три важных свойства, от которых зависят другие их характеристики.

• Первым является уже упомянутое расстояние между электродами, в народе его называют зазор. Это минимальное расстояние между центральным и боковым электродами. Чем меньше расстояние, тем меньше напряжение электрической дуги (пробойное) требуется, чтобы произвести искру.Но на небольшом расстоянии между электродами искра короткая. Вследствие этого выделяется мало энергии, что снижает обеспечение сжигания смеси. Происходит пропуск зажигания, работа двигателя более шумная, к тому же ухудшаются показатели выбросов отработанных газов. И наоборот, большее расстояние требует высокого напряжения зажигания и может привести к пропуску зажигания при высоких оборотах двигателя.
• Второй особенностью является положение искрового промежутка. Это расстояние конца центрального электрода от фронтальной поверхности резьбового соединения свечи зажигания. Оно, как правило, находится в интервале от 3 до 5 мм. Но у гоночных двигателей это значение может быть даже отрицательным. Центральный электрод, таким образом, погружён в резьбовую часть.
• Третьей особенностью является значение теплопередачи свечи зажигания. Речь идёт о мере тепловой нагрузочной способности изделия, которая, таким образом, должна быть адаптирована к характеристикам двигателя. Свеча зажигания во время работы не должна превышать определённую температурную зону. И на практике некоторые устройства могут в одном двигателе чрезмерно нагреваться, а в другом рабочая температура будет слишком низкая.

Разновидности свечей зажигания

Существует много разновидностей свечей. С первого взгляда можно увидеть отличия в диаметре резьбы: M18, M14, M12 и M10. Вместе с этим имеется и различный шаг резьбы: от максимального 1,5 до 1,25 и даже 1,0 мм. Далее, различают форму опорной (уплотнительной) поверхности свечи в головке блока цилиндров. Она может быть конический или плоской. Есть свечи с короткой и длинной резьбой.

Дальнейшее деление происходит по компоновке (структуре) искры или количеству внешних электродов, их может быть до четырёх. Кроме того, свечи могут отличаться материалом, используемым для изготовления электродов, формой корпуса и уровнем помех.

Для обеспечения имеющихся и постоянно растущих требований к свече зажигания важное значение имеет выбор правильного материала для электрода. Средние изделия обычно изготавливаются таким образом, чтобы соблюдался компромисс между прочностью и расходом материалов. Используются сплавы вольфрама, платины и иридия. Как альтернатива может быть сплав хрома и железа. А ещё лучше серебро, которое обладает превосходными свойствами с точки зрения тепловой нагрузки, отличается износоустойчивостью и продлевает срок службы свечи до 70 000 км. Недостатком является, конечно же, цена. Кроме того, используется платина. Она стоит дороже, но хорошо противостоит выгоранию и коррозии. Очень часто центральный электрод состоит из двух различных материалов.