Все, что нужно знать о свечах зажигания
Свечи зажигания — это устройства, которые устанавливаются в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания и служат для воспламенения смеси топлива и воздуха в цилиндре.
Свеча зажигания состоит из металлического корпуса, изолятора, электрода центрального и бокового. Также может присутствовать резистор, если он предусмотрен конструкцией свечи зажигания. Когда двигатель работает, высоковольтный ток от катушки зажигания проходит через центральный электрод и перескакивает на электрод боковой, создавая искру, которая воспламеняет топливную смесь в цилиндре.
Свечи зажигания должны быть правильно подобраны для конкретного двигателя, чтобы обеспечить правильную работу и максимальную эффективность. Они также должны периодически заменяться, так как износ и загрязнение могут привести к снижению мощности двигателя и ухудшению экономичности расхода топлива.
Как выглядит свеча зажигания и из чего она состоит видно на схеме:
Как работают свечи зажигания?
Свечи устанавливаются в головке блока цилиндров. Нижняя часть свечи с электродами находится в камере сгорания ДВС. За доли секунд до того, как поршень в цилиндре дойдет до верхней точки и сожмет топливно-воздушную смесь, свеча зажигания дает искру, в результате чего смесь поджигается, расширяется и толкает поршень, это движение поршня через кривошипно-шатунный механизм и коробку передач приводит в движение колеса автомобиля.
Чем отличаются свечи зажигания?
Свечи зажигания отличаются между собой по следующим параметрам:
— размер шестигранника под свечной ключ
— диаметр свечи и длина части с резьбой
— форма, количество боковых электродов
— материал центрального электрода
— величина искрового зазора и т.д.
Все эти параметры должны соответствовать параметрам свечей зажигания, которые указаны в инструкции к автомобилю заводом изготовителем.
Материал, из которого изготовлен центральный электрод
Электроды свечей зажигания постепенно изнашиваются. Процесс износа может происходить по-разному, в зависимости от сплавов, которые используются на концах электродов. В основном в состав электродов входит никель, платина и иридий. В ассортименте STARTVOLT можно найти свечи зажигания из всех типов материалов.
Свечи с электродами из никеля считаются более бюджетными. Такие свечи в среднем служат около 25 000 — 30 000 км пробега.
Температура плавления платины 1768 градусов — это на 300 градусов выше температуры плавления никеля. Поэтому свечи с платиновыми электродами служат дольше — до 40 000 — 60 000 км пробега, даже в высоконагруженных условиях эксплуатации автомобиля.
Температура плавления иридия еще выше — 2466 градусов, поэтому срок службы иридиевых свечей может достигать до 100 000 км пробега.
Холодные и горячие свечи
Свечи зажигания могут перегреваться в процессе работы, и тогда воспламенение топливно-воздушной смеси будет происходить не от искры, а от ее соприкосновения с раскаленными электродами. Этот эффект называется калильным зажиганием.
При калильном зажигании топливно-воздушная смесь воспламеняется неконтролируемо, от этого падает мощность двигателя и возникает его перегрев, появляются серьезные нагрузки на поршень и коленвал.
Потому калильное число — это одна из важных характеристик свечи зажигания. Оно указывает на температурный диапазон работы свечи. Верхний предел диапазона — температура, при которой возникает калильное зажигание.
Так называемые “горячие” свечи с низким калильным числом подходят для установки в промышленных двигателях. Если такую поставить на спорткар, очень скоро это решение обернется серьезными проблемами с ДВС.
Среднее калильное число у свечей, которые устанавливают на обычные гражданские автомобили.
“Холодные” свечи с высоким калильным числом подходят для спортивных автомобилей с высокооборотистыми двигателями. В гражданских автомобилях “холодные” свечи будут покрываться толстым слоем желтого нагара из-за того, что свеча не может нагреться до нужной температуры чтобы самоочиститься.
Свечи подбираются в соответствии с параметрами оригинальных свечей, как указано в инструкции к автомобилю заводом изготовителем. Если вместо оригинальной свечи установить “практически такую же”, но даже с минимальными отличиями, кратно возрастает риск неправильной работы двигателя.
Важно все — даже то, какая резьба у свечи зажигания.Например, у свечи зажигания может быть короткая резьба, тогда электроды будут расположены выше чем нужно. Как следствие, искра будет образовываться не там, где необходимо, возрастет расход топлива, появятся пропуски зажигания, часть топлива не будет сгорать — и еще много других сопутствующих проблем.
А если резьба, напротив, окажется слишком длинной, то свеча начнет перегреваться, возникнет калильное зажигание, о котором мы уже писали выше, либо свеча заденет поршень, а это уже заявка на капитальный ремонт или замену ДВС.
Свечи зажигания STARTVOLT полностью идентичны оригинальным изделиям по выходным характеристикам и посадочным размерам. Кроме того, на сайте можно выстроить фильтр подбора свечи по марке и модели авто, OEM и cross-reference, а также по отдельным параметрам, таким как:
— размер резьбы
— длина резьбы
— ширина ключа
— материал электродов
— выступление центрального электрода
— количество боковых электродов
— искровой зазор
Когда нужно менять свечи зажигания?
В сервисной книжке автомобиля указан срок замены свечей зажигания. Этот срок установлен производителем для оригинальных свечей. Но этот срок можно увеличить — например, если установить вместо никелевых свечей свечи с иридиевым или платиновым электродом, у таких свечей выгорание электрода будет проходить медленнее, чем у никелевой свечи.
Есть несколько признаков, которые говорят о том, что свечи зажигания подлежат скорейшей замене, вне зависимости от указаний производителя:
— при запуске двигателя стартер вращается, но двигатель не запускается — вероятнее всего, искры из свечи зажигания не хватает для воспламенения топливно-воздушной смеси
— автомобиль начинает ехать рывками, особенно при увеличении оборотов двигателя. Также о проблемах со свечами зажигания может говорить снижение динамики при разгоне с места.
— у двигателя “плавают” обороты — стрелка тахометра дергается, даже если не нажимать на педаль газа. Также о проблемах со свечами могут говорить “провалы” в работе двигателя.
Налет и нагар на свечах зажигания
На свечах зажигания может появляться налет. Он появляется потому, что в топливно воздушной смеси может быть:
— разный состав и количество присадок и примесей
— разная концентрация кислорода в воздухе
— разная температура двигателя и режим его работы
— разное количество масла, которое попадает в камеру внутреннего сгорания
Иногда по цвету нагара можно определить конкретную неисправность, но порой налет на свечах является нормой: например, тонкий желтоватый налет на свече это всего лишь продукты горения топлива, которые появляются при работе двигателя на холостом ходу. Если двигатель будет работать на более высоких оборотах, например, при поездке по трассе, свеча разогреется и налет сгорит, т.е. свеча самоочищается.
Также небольшая таблица по наиболее частым причинам нагара на свечах зажигания:
В том случае, если вы обнаружили на свечах нагар из этого списка, одновременно с диагностикой проблем стоит все же заменить свечи на новые. Не рекомендуется чистить свечу от нагара, а также выкручивать и заново вкручивать свечи для профилактического осмотра.
Как не купить поддельные свечи зажигания?
Сейчас особенно легко нарваться на поддельные запчасти — множество известных брендов ушли из России. Самое время обратить внимание на проверенный российский бренд STARTVOLT.
Свечи зажигания STARTVOLT включают в себя ассортимент никелевых, платиновых, иридиевых свечей зажигания для популярных в России моделей автомобилей. Гарантия на свечи составляет 2 года с момента продажи, или 25 000 – 60 000 км пробега (в зависимости от типа свечи зажигания).
Все свечи полностью соответствуют оригиналам по посадочным размерам и характеристикам. У всех свечей есть не только собственная система маркировки товаров, но и ОЕМ-номера и cross-reference основных аналогов для быстрой идентификации знакомых популярных моделей. Расширенная идентификация свечей по всем основным производителям поможет подобрать свечу для своего автомобиля без особого труда.
Съемная контактная гайка на отечественной серии свечей делает свечи универсальными: их можно применять не только на автомобилях, но и на мототехнике.
Полностью автоматическая сборка при производстве, 100%-ный пооперационный контроль качества и 100%-я выходная проверка всех производимых свечей зажигания — все это о линейке свечей зажигания нашего производства. Переходите в каталог чтобы выбрать подходящие для вашего автомобиля свечи зажигания STARTVOLT.
Устройство свечи зажигания: основные компоненты, обеспечивающие бесперебойное зажигание
В 1936 году компания NGK SPARK PLUG выпустила на рынок свою первую свечу зажигания и на настоящий момент является ведущим мировым производителей систем зажигания и датчиков. Сегодня компания активно работает в отраслях автомобильных компонентов и технической керамики и производит изделия, которые пользуются огромной популярностью у клиентов. В ассортимент компании входит множество высококачественных и высокотехнологичных продуктов, однако его главной составляющей остаются свечи зажигания. Давайте более подробно изучим устройство этого небольшого, но очень важного элемента системы зажигания, от которого зависит стабильная работа бензиновых двигателей.
Неизменный принцип конструкции
До изобретения свечи зажигания для воспламенения топлива использовались системы с открытым пламенем или трубками накаливания. Такие системы были ненадежны и сильно усложняли дальнейшее развитие двигателей. Свечи зажигания стали идеальным решением этой проблемы. Таким идеальным, что основной принцип, используемый в конструкции свечей зажигания NGK SPARK PLUG, практически не изменился с 1930-х годов.
Свечи зажигания являются неотъемлемой частью любого бензинового двигателя внутреннего сгорания. Они используются для воспламенения топливовоздушной смеси, при сгорании которой поршни двигателя перемещаются вниз, обеспечивая мощность для движения автомобиля. Как и свечи зажигания 1930х годов, современная свеча зажигания имеет ввинчиваемую конструкцию, основными компонентами которой являются металлический корпус, центральный и боковой электроды, керамический изолятор. При этом сами автомобили за прошедшие десятилетия неузнаваемо изменились в плане внешнего вида, мощности и безопасности. Тем не менее технологии изготовления свечей зажигания тоже не стояли на месте, и современные свечи способны выдерживать более высокое напряжение, давление и температуры, а также обеспечивают оптимальные теплоотводящие свойства.
Основные компоненты свечи зажигания:
— Контактный терминал. Контактные терминалы бывают трёх типов: тип SAE, резьбовой с диаметром 4 мм, а также укороченный терминал со чашеобразным углублением. На терминал устанавливается высоковольтный провод зажигания или индивидуальная катушка зажигания. Данное соединение обеспечивает передачу высокого напряжения на электроды свечи зажигания.
— Керамический изолятор. Большинство современных свечей зажигания имеют цельный керамический изолятор, изготовленный из оксида алюминия. В прошлом использовались другие керамические материалы, например, фарфор. У современных материалов есть множество преимуществ, например, высокая теплопроводность и отличные изоляционные свойства. К другим характеристикам этих материалов относятся стойкость к перегреву, тепловым и механическим ударам.
— Резистор. Чтобы обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС) и исключить неполадки бортовой электроники, внутри свечи зажигания устанавливается керамический резистор, который подавляет электромагнитные помехи. Он изготавливается из стекловолокна, пропитанного графитом, и представляет собой сплошной компонент внутри свечи зажигания. Он также предотвращает воздействие помех на электронные устройства, расположенные за пределами автомобиля, например, телевизоры и радиоприемники.
Большинство автомобилей оснащены резисторными свечами зажигания, так как воздействие электрического шума может влиять на правильную работу других электрических компонентов автомобиля.
— Центральный электрод. Центральный электрод изготавливается из никелевого сплава, в высокотехнологичных свечах также используются сплавы драгоценных металлов, таких как иридий и платина. Он соединен с контактным терминалом через помехоподавляющий резистор. При подаче напряжения на терминал между центральным и боковым электродами проскакивает искра, воспламеняющая топливно-воздушную смесь. Существуют центральные электроды разных размеров и форм. Например, стандартные никелевые свечи зажигания имеют центральный электрод диаметром 2,5 мм. Свечи зажигания, такие как Laser Iridium и Iridium IX, оснащаются центральным электродом с напайкой из иридиевого сплава, диаметр которого составляет всего 0,6 мм. Благодаря тонкому электроду требуется меньшее напряжение для пробоя зазора между электродами, что снижает риск пропусков зажигания, кроме этого, при использовании свечей с тонкими электродами топливо воспламеняется более эффективно.
— Боковой электрод. Когда между центральным и боковым электродом создаётся разность потенциалов, образуется искра, которая воспламеняет топливо в камере сгорания. Боковые электроды делают разных форм и размеров. Некоторые свечи зажигания могут иметь два, три или четыре боковых электрода (многоэлектронные свечи зажигания). Однако это не означает, что в таких свечах образуется больше искр, чем в свечах с одним боковым электродом. Независимо от количества боковых электродов свеча зажигания всегда создает только одну искру. Стандартные свечи зажигания обычно имеют никелевый боковой электрод, тогда как на платиновых или иридиевых свечах зажигания боковые электроды зачастую также имеют напайку из сплава на основе драгоценных металлов. Эти металлы имеют более высокую тугоплавкость, а значит, обладают большим сроком службы по сравнению со стандартными свечами.
— Уплотнительное кольцо. Уплотнительное кольцо предотвращает утечки отработавших газов через свечу зажигания, которые могут возникать по причине очень высокого давления в камере сгорания. В случае такой утечки компрессия в цилиндре двигателя снижается. Еще одна важная функция уплотнительного кольца — это компенсация разного теплового расширения между материалами головки блока цилиндров и корпуса свечи зажигания.
— Шестигранная часть корпуса. Это стальная оболочка, на которую устанавливается торцовый ключ при снятии и установке свечи зажигания. Шестигранная часть свечи зажигания может иметь разный размер, обычно это 14мм, 16мм и 21мм. Также есть варианты под 12гранный ключ с размером 14 мм.
— Ребра изолятора. Ребра, расположенные поверх контактного стержня, снижают вероятность поверхностного электрического пробоя изолятора.
Как можно видеть, свеча зажигания, несмотря на свои скромные размеры, имеет очень сложную и высокотехнологичную конструкцию из множества различных компонентов. Слаженная работа этих компонентов гарантирует идеальное искровое зажигание для бензиновых двигателей. Чтобы узнать больше о принципах работы этих замечательных компонентов системы зажигания, перейдите на портал электронных обучающих курсов NGK SPARK PLUG по ссылке www.tekniwiki.com.
Наша страница на DRIVE2:
Всё о Свечах зажигания
В этой статье мы рассмотрим внутреннее устройстве свечи зажигания, определим, что означает Калильное Число и на что оно влияет, а также научимся диагностировать работу цилиндра по его свече.
Начнем, пожалуй, с устройства свечи зажигания. Всем нам известно какую роль свеча зажигания играет в двигателе, но далеко не все понимают на сколько сложными бывают на первый взгляд простые вещи! Рассмотрим строение свечи зажигания в разрезе:
Теперь давайте представим в каких условия приходится работать свече зажигания.
Резьбовой частью свеча завинчивается прямо в камеру сгорания, где на нормально работающем цилиндре, в момент вспышки, давление достигает 50 атмосфер, температура газов в пламени примерно 2500 градусов с волной распространения порядка 20-40 метров в секунду. И все это происходит в каждом цилиндре примерно 4 раза в секунду только на холостых оборотах! Напряжение пробоя, при котором возникает дуга на электродах, не редко достигает 20 000 вольт, а это достаточно высокое напряжение, и его не так уж и просто довести до центрального электрода т.к. искра так и норовит «прошить» своей дугой какой-нибудь высоковольтный провод, колпачок, или свечной изолятор…
Остальной корпус свечи – наоборот находится снаружи двигателя, и не только не испытывает таких тепловых нагрузок, но зачастую и подвергается крепким морозам пока авто стоит на улице зимой. Все это приводит к серьезным тепловым нагрузкам (сжатие / расширение), но при этом свеча должна оставаться герметичной!
На сегодняшний день свечи претерпели много модернизаций, но все равно являются одним из самых уязвимых участков системы зажигания двигателя, и поэтому инженеры ведут разработки по направлению лазерного бесконтактного лучевого зажигания.
Калильное Число свечи.
Прежде чем мы рассмотрим такую важную характеристику свечи зажигания, мне бы хотелось рассказать, что такое вообще «Калильное Зажигание».
У разных видов двигателей, в силу их конструктивного разнообразия, (таких как степень сжатия, форма и объем камеры сгорания, обороты двигателя и состав ТВС и т.д.), температура стенок камеры сгорания, и свечи зажигания тоже, колеблется в достаточно широких пределах. У одних двигателей эта температура меньше, у других больше… И если температура свечи по какой-то причине нагреется больше положенного, то возникает «калильное зажигание». Дело в том, что сжатая топливовоздушная смесь, и так порядочно нагревается от самого сжатия, и ей нужно не так уж много тепла чтобы самовоспламениться! Не будем вдаваться в подробности почему такое явление имеет место, а лишь усвоим для себя, что «калильное зажигание» это воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре не от искрового пробоя, а от «раскаленной» свечи зажигания.
Свечи зажигания, как и разные двигатели, тоже имеют характеристику, определяющую их рабочую температуру – «калильное число». Калильное число свечи определяет ее температурный режим, при котором данная свеча может исправно работать и, что не мало важно, самоочищаться! Говоря простыми словами, если свеча в процессе работы не будет прогреваться до нужной температуры – то на ней очень быстро и неизбежно будет появляться нагар, в результате которого будут нарушаться условия для искрового пробоя, что может привести к выходу из строя высоковольтной катушки зажигания! Слишком сильно нагретая свеча – дает «калильное зажигание», что очень пагубно сказывается на поршневой группе и клапанах. А вот правильная температура свечи способствует ее нормальной работе и самоочищению, разумеется при правильной работе системы зажигания и допустимой ТВС.
Так вот, «калильное число» свечи зажигания – это и есть параметр, определяющий температурный диапазон, для которого данная свеча предназначена!
Как определяют калильное число свечи.
Для определения калильного числа свечи – прибегают к следующему эксперименту:
В специальную тарировочную моторную установку с наддувом, завинчивают свечу, и постепенно поднимают рабочее давление в камере сгорания, пока в камере сгорания не начнет проявляться калильное зажигание. Само калильное число – это и есть величина, пропорциональная среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке начинает появляться калильное зажигание.
Более низкое калильное число (11-14) – это горячие свечи. Другими словами, свечи с низким калильным числом плохо отводят тепло от своих электродов, и очень сильно разогреваются. Такие свечи характерны для атмосферных двигателей с низкой степенью сжатия.
Калильное число от 17-19 – характеризует свечи средней температуры. Они являются самыми распространенными и применяются на подавляющем большинстве современных автомобильных атмосферных двигателях внутреннего сгорания.
Свечи с калильным числом более 20 – считаются горячими, и применяются в основном на форсированных двигателях, и на двигателях с наддувом. Эти свечи считаются холодными т.к. рассеивают (передают на корпус двигателя) большее количество тепла, в связи с чем не сильно разогреваются в моторах с повышенной температурой в камере сгорания.
Разная теплопроводность свечей зажигания характеризуется различной длиной «теплового конуса» на центральном электроде, который собственно и ограничивает теплоотдачу электрода на корпус камеры сгорания:
О чем же нам может рассказать нагар на свечах?
В первую очередь хочу отметить, что анализировать нагар можно лишь на той свече, которая достаточно долго проработала в конкретном цилиндре – как минимум 250-300 км. пробега! Так же будет не верным анализ, если вы выкрутите свечу из не успевшего прогреться, не стабильно работающего (с пропусками зажигания) двигателя морозным утром.
Свечи закручиваются и вывинчиваются – только на горячую! Анализ нагара на свече можно производить только после того как она проработала несколько минут на прогретом двигателе, уже имея пробег свечи в 300 км.
Теперь о нагаре.
При нормальных условиях эксплуатации на свече практически нет никаких отложений и нагара – все это благополучно сгорает! Есть небольшой налет желтовато — коричневатого цвета (зависит от присадок в топливе) на изоляторе центрального электрода. Отложения на самих электродах практически отсутствуют, нет следов коррозии – рис 1
На рис.2 изображена свеча с явными признаками не полностью сгораемого топлива. Бархатисто-черный, угольный нагар – это ничто иное как углеводороды (само топливо) осевшее на горячих электродах свечи! Такой эффект возникает при чрезмерно богатых смесях, пропусках воспламенения.
Наличие белого, или сероватого налета на свечи рис.3 – говорит наоборот о слишком бедной смеси! Длительная эксплуатация двигателя на такой смеси может привести к серьезным разрушениям поршневой группы и к прогару клапанов!
На рис.4 изображена свеча, работающая на топливе с большим содержанием присадок, в частности металлов. Это характеризуется явным налетом «кирпичного» цвета. Длительная эксплуатация на таком топливе приведет к тому, что металлосодержащий налет образует токопроводящий слой, в связи с чем свеча «пробьется» высоким напряжением не на электродах, как положено, а где-то в другом месте.
Рисунок № 5. Свеча имеет ярко выраженные следы масла особенно в резьбовой части. Двигатель с такими свечами после длительной стоянки, имеет обыкновение после запуска «троить» некоторое время, а по мере прогрева работа стабилизируется. Причина этого неудовлетворительное состояние маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы двигателя, в момент прогрева, характерный бело-синий выхлоп.
Свеча на рис. № 6 вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла смешанного с каплями не сгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедшими в этом цилиндре. Причина этого — разрушение одного из клапанов или поломка перегородок между поршневыми кольцами с попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В данном случае двигатель «троит» уже не переставая, заметна значительная потеря мощности, расход топлива возрастает в полтора, два раза. Выход один — ремонт.
Рисунок № 7 это полное разрушение центрального электрода с его керамической юбкой. Причиной данного разрушения мог стать один из перечисленных ниже факторов: длительная работа двигателя с детонацией, применение топлива с низким октановым числом, очень раннее зажигание, и просто бракованная свеча. Симптомы работы двигателя такие же, как в предыдущем случае. Единственное на что можно надеяться так это на то, что частицы центрального электрода сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв под выпускным клапаном, иначе тоже не избежать ремонта головки блока цилиндров. Но это зависит от человека, грешен он или нет (шутка). Если говорить об этой конкретной свече, то ее хозяина Бог миловал.
Рисунок № 8 последнее в этом обзоре. Электрод свечи оброс зольными отложениями, цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о работе топливной системы. Причина этого нароста сгорание масла вследствие выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У двигателя повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы сильное, синие дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный. Если вы хотите, чтобы с работой вашего двигателя было меньше проблем, не вспоминайте о свечах только тогда, когда мотор отказывается работать. Производитель гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе 30 тыс. километров пробега. Но и вы в свою очередь не забывайте с каждой заменой масла или в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего, это регулировка зазора до требуемой величины, удаление нагара. Нагар удалять лучше металлической щеткой, от пескоструйной обработки разрушается керамика центрального электрода, и вы рискуете получить копию с рис. № 7. Так же я бы рекомендовал менять свечи местами, это связано с разными температурными режимами работы цилиндров
Как устроена и работает свеча зажигания
Несвоевременная замена, неправильный подбор или поломка свечей зажигания нередко приводят к преждевременному выходу из строя мотора и других систем автомобиля.
Свечи зажигания относятся к категории технически простых и доступных расходников, применяемых на любых моделях автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Рассказываем о тонкостях обслуживания свечей, ведь от их состояния зависит правильная работа двигателя, ремонт которого нынче стал очень дорогим.
Depositphotos
Как устроены свечи
Свечи зажигания всех автомобилей с ДВС мало чем не отличаются друг от друга. Эти устройства служат для воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания с помощью электрического разряда — искры, проскакивающей между двумя электродами. Конструкция свечей концептуально не менялась с момента их изобретения и остаётся таковой уже более сотни лет. Обычная свеча представляет из себя керамический корпус-изолятор и металлический стакан с резьбой, позволяющий завернуть свечу в головку блока цилиндров двигателя. При подаче на центральный электрод напряжения с катушки зажигания, между ним и боковым электродом корпуса проскакивает искра, которая и поджигает смесь в цилиндре. Наиболее заметные различия между разными свечами зажигания заключаются в их физических размерах (длина резьбовой части, диаметр, шаг резьбы), а также в конструкции центрального электрода и количестве боковых выводов. Абсолютное большинство автомобилистов при подборе свечей накаливания ориентируются исключительно на геометрические размеры, однако существуют и иные параметры, не менее важные для полноценного воспламенения смеси.
© Depositphotos
Тепловой режим и конструкция электродов
Основополагающими параметрами для корректной работы свечей зажигания являются величина зазора между электродами (он устанавливается таким, чтобы обеспечить мощную искру и эффективно поджечь смесь) и тепловой режим работы свечи (калильное число). В процессе работы свечей их электроды постепенно выгорают из-за процессов эрозии, что сильно изменяет величину зазора. Это приводит к пропускам воспламенения или даже пробою диэлектрика (электрический ток всегда идёт по пути наименьшего сопротивления). Для предотвращения этих процессов многие производители снабжают свечи накаливания не одним, а сразу двумя или несколькими боковыми электродами. Это существенно увеличивает расчётный срок службы.
Калильное число — самый главный параметр свечей, подбираемый создателями мотора. Он указывает на тепловые режимы работы. В процессе работы ДВС, в камерах сгорания возникает неравномерный тепловой режим: топливовоздушная смесь сгорает с температурой до 2 500-3 000 °С, при этом юбка изолятора свечи должна постоянно находиться в рабочем режиме 500-900 °С, не перегреваясь, но и не слишком охлаждаясь. Этот параметр задаётся конструкцией и длиной выступающей части изолятора и индивидуально подбирается мотористами в каждом конкретном случае. При несоответствии калильного числа требуемым значениям температура свечи выходит за обозначенные рамки в меньшую или большую сторону. В первом случае она перестаёт самостоятельно очищаться от нагара (наслоения мешают нормальному искрообразованию), а во втором — возникает неуправляемое калильное зажигание от чрезмерное высокой температуры корпуса и электродов. В результате детонации разрушаются поршни, шатун и коленвал, прокладки головки блоков цилиндров и сами свечи, масляная плёнка со стенок цилиндров быстро смывается, вызывая их ускоренный износ.
© Depositphotos
Почему стареют свечи зажигания
Даже при соблюдении идеальных условий в камерах сгорания, свечи относительно быстро стареют и выходят из строя. Именно по этой причине производители рекомендуют менять их не реже 30 000 км пробега (то есть во время каждого второго ТО). Старение электродов можно заметить невооружённым взглядом. В результате эрозии проводники истончаются, а зазор между ними значительно увеличивается. Несмотря на то, что современные системы зажигания легко пробивают зазор в 1-1,5 мм, ни к чему хорошему увеличение зазора не приводит: В конечном счёте в камерах сгорания начинаются хаотичные пропуски зажигания, а несгоревшее топливо поступает в катализатор и выхлопную трубу. В некоторых случаях «мозги» автомобиля это замечают и вовремя отключают подачу топлива в проблемные цилиндры, в других — двигатель продолжает работать в неоптимальных режимах и быстро приходит в негодность. В любом случае снижается мощность, ухудшается приемистость, растёт расход топлива, быстро загрязняется масло. Словом, страдает целый ряд компонентов и систем автомобиля.
Казалось бы, проблему износа электродов производители свечей давно решили: некоторые компании применяют для изготовления центрального электрода не традиционную биметаллическую конструкцию на базе меди, а высокопрочные иридий или платину (заявленный ресурс таких свечей превышает ресурс обычных в два-три раза), однако в действительности и такие свечи небезупречны. Не стоит забывать, что в результате систематических ударных, вибрационных и тепловых нагрузок абсолютно любые свечи накаливания со временем начинают разрушаться — появляются микротрещины в соединениях компонентов свечи и в самом керамическом изоляторе. Десятки химически активных соединений вызывают окисление материалов, а высокая температура выступает катализатором процессов общего старения. В конечном итоге искрообразование длительностью до 3 мс с импульсами высокого напряжения (до 20-25 кВ) приводит к пробоям в корпусе свечей. Несгораемые вещества оседают на поверхности изолятора тончайшей плёнкой и также начинают пропускать через себя электрический ток, что приводит к шунтированию контактов и неправильной работе цилиндров. В отдельных случаях даже очень качественные, но старые свечи зажигания попросту рассыпаются (теряют керамическую юбку изолятора или электроды), что приводит к сильнейшим повреждениям поверхности поршня и стенок цилиндров, а дальше — к капитальному ремонту двигателя или полной его замене.