Какая цель свечей в двигателе

СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ – ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ И КАК РАБОТАЮТ

СОДЕРЖАНИЕ

СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Ни один бензиновый двигатель внутреннего сгорания невозможно запустить без свечи зажигания. В нашем обзоре рассмотрим устройство этой детали, как она работает и что нужно учесть, выбирая новый комплект для замены.

ЧТО ТАКОЕ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Свеча – небольшой элемент системы зажигания авто. Она устанавливается над цилиндром мотора. Один конец ввинчивается в сам двигатель, на другой надевается высоковольтный провод.

Хотя эти детали принимают непосредственное участие в движении поршневой группы, нельзя сказать, что это самый важный элемент в моторе. Двигатель невозможно будет завести и без других компонентов, таких как бензонасос, карбюратор, катушка зажигания и т.д. Скорее свеча зажигания – очередное звено механизма, содействующего стабильной работе силового агрегата.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ СВЕЧИ В АВТОМОБИЛЕ
Они обеспечивают образование искры для воспламенения бензина в камере сгорания мотора. Немного истории.
Первые двс оснащались трубками накала с открытым огнем. В 1902 году Роберт Бош предложил Карлу Бенцу установить в его моторы свою разработку. Деталь имела практически ту же конструкцию и работала по такому же принципу, что и современные аналоги. На протяжении истории они претерпевали незначительные изменения, которые касались материалов для проводника и диэлектрика.
УСТРОЙСТВО СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ
На первый взгляд кажется, что свеча зажигания (СЗ) имеет простую конструкцию, но на самом деле ее устройство намного сложнее. Данный элемент системы зажигания двигателя состоит из следующих элементов.
Контактный наконечник (1). Верхняя часть СЗ, на которую надевается высоковольтный провод, идущий от катушки зажигания. Чаще всего этот элемент выполнен с утолщением на конце, для фиксации по принципу защелки. Бывают свечи с резьбой на наконечнике.
Изолятор с наружными ребрами (2, 4). Ребра на изоляторе образуют барьер для тока, предотвращая пробои от стержня на поверхность детали. Он изготовлен из керамики с оксидом алюминия. Этот узел должен выдерживать скачки температуры до 2 500 градусов (образуется в процессе сгорания бензина) и при этом сохранять диэлектрические свойства.
Корпус (5, 13). Это металлическая часть, на которой сделаны ребра для фиксации гаечным ключом. На нижней части корпуса нарезана резьба, с помощью которой свеча ввинчивается в свечной колодец мотора. Материал корпуса – высоколегированная сталь, поверхность которой покрыта хромом для препятствия процессу окисления.
Контактный стержень (3). Центральный элемент, по которому поступает электрический разряд. Он изготавливается из стали.
Резистор (6). Стеклогерметиком оснащены большинство современных СЗ. Он гасит радиопомехи, возникающие в процессе подачи электричества. Он также служит уплотнителем для контактного стержня и электрода.
Уплотнительная шайба (7). Эта деталь может быть в виде конуса или обычной шайбы. В первом случае это один элемент, во втором используется дополнительная прокладка.
Теплоотводящая шайба (8). Обеспечивает быстрое охлаждение СЗ, расширяя диапазон нагрева. От этого элемента зависит количество образующегося на электродах нагара и долговечность самой свечи.
Центральный электрод (9). Изначально эту деталь изготавливали из стали. Сегодня используется биметаллический материал с токопроводящим сердечником, покрытым теплоотводящим составом.
Тепловой конус изолятора (10). Служит для охлаждения центрального электрода. Высота этого конуса влияет на калильное число свечи (холодная или теплая).
Рабочая камера (11). Пространство между корпусом и конусом изолятора. Оно облегчает процесс поджога бензина. В «факельных» свечах эта камера расширена.
Боковой электрод (12). Между ним и сердечником происходит разряд. Этот процесс аналогичен дуговому разряду на массу. Существуют СЗ с несколькими боковыми электродами.На фото также показано значение h. Это искровой зазор. Искрообразование легче происходит при минимальном расстоянии между электродами. Однако свеча должна при этом воспламенить воздушно-топливную смесь. А для этого требуется «жирная» искра (длиной не меньше одного миллиметра) и, соответственно, больший зазор между электродами.
Больше о зазорах рассказывается в следующем видео:
Иридиевые свечи — стоит ставить или нет?

Для экономии ресурса аккумулятора некоторые производители используют инновационную технологию создания СЗ. Она заключается в том, чтобы сделать центральный электрод тоньше (меньше потребуется энергии для преодоления увеличенного искрового зазора), но при этом, чтобы он не перегорал. Для этого используют сплав инертных металлов (таких как золото, серебро, иридий, палладий, платина). Пример такой свечи показан на фото.
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.
ВИДЫ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ
Основные параметры, по которым отличаются все СЗ:
количество электродов;
материал центрального электрода;
калильное число;
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 качествоискры. 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

Читайте также:  Температура в водяной рубашке двигателя

МАРКИРОВКА И СРОК СЛУЖБЫ
На керамическом изоляторе каждой детали нанесена маркировка, позволяющая определить, подойдет ли она к данному мотору или нет. Вот пример одного из вариантов:
А – У 17 Д В Р М 10
Позиция в маркировкеЗначение символаОписание1Тип резьбыА – резьба М14х1,25 М – резьба М18х1,5 Т – резьба М10х12Опорная поверхностьК – коническая шайба – – плоская шайба с прокладкой3КонструкцияМ – малогабаритная свеча У – уменьшенный шестигранник4Калильное число2 – самая «горячая» 31 – самая «холодная»5Длина резьбовой части (мм.)Н – 11 Д – 19 – – 126Особенности теплового конусаВ – выступает из корпуса – – утоплен в корпус7Наличие стеклогерметикаР – с резистором – – без резистора8Материал сердечникаМ – медный – – стальной9Порядковый номер модернизации
Каждый производитель устанавливает свои сроки замены свечей зажигания. Например, стандартную одноэлектродную свечу нужно менять при пробеге не более 30 000 км. Этот фактор зависит также от показателя моточасов (как они высчитываются, рассказано на примере замены автомобильного масла). Более дорогие (платиновые и иридиевые) нужно менять не реже, чем через 90 000 км.
Срок службы СЗ зависит от характеристик материала, из которого они изготавливаются, а также от условий эксплуатации. Например, нагар на электродах может свидетельствовать о сбоях в топливной системе (подача чрезмерно обогащенной смеси), а белый налет говорит о несоответствии калильного числа свечи или о раннем зажигании.
Потребность в проверке свечей зажигания может возникнуть в следующих случаях:
при резком нажатии на педаль акселератора мотор реагирует с заметным опозданием;
затрудненный запуск двигателя (например, для этого нужно долго крутить стартером);
понижение мощности мотора;
значительное повышение расхода топлива;
загорается check двигателя на приборной панели;
усложненный запуск мотора на морозе;
нестабильная работа на холостых оборотах (мотор «троит»).Стоит заметить, что эти факторы свидетельствуют не только о неисправности свечей. Прежде чем приступать к их замене, следует посмотреть на их состояние. На фото показано, какой узел в двигателе требует внимания в каждом отдельном случае.
КАК ВЫБРАТЬ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ?
В некоторых случаях ответ на этот вопрос зависит от финансовых возможностей автомобилиста. Так, если системы зажигания и подачи топлива правильно настроены, стандартные свечи меняются только потому, что так требует производитель.
Оптимальный вариант – купить те свечи, которые рекомендует устанавливать изготовитель двигателя. Если этот параметр не указан, то в этом случае следует ориентироваться на размеры свечи и на параметр калильного числа.
Некоторые автомобилисты имеют в запасе сразу два комплекта свечей (зимний и летний). Езда на короткие расстояния и на пониженных оборотах требует установки «горячей» модификации (чаще такие условия возникают зимой). Дальние поездки на повышенных оборотах наоборот потребуют установки более «холодных» аналогов.
Немаловажным фактором при выборе СЗ – производитель. Ведущие бренды берут деньги не только за название (как ошибочно полагают некоторые автомобилисты). Свечи таких производителей, как Bosch, Champion, NGK и др. имеют увеличенный ресурс, в них используются сплавы инертных металлов и больше защищены от окисления.
Своевременное обслуживание систем подачи топлива и зажигания заметно продлит срок службы свечей зажигания и обеспечит стабильность ДВС.

Читайте также:  Приора высокие обороты на прогретом двигателе

Источник

Все, что нужно знать обычному автовладельцу про свечи зажигания – подробно простым языком

Сегодня поговорим, что такое свечи зажигания. Они используются в бензиновых и газовых двигателях для воспламенения топливовоздушной смеси – это все знают. Рассмотрим эту тему подробно. Чем они отличаются между собой, какие они бывают и почему есть «холодные» и «горячие» свечи зажигания. Что лучше, с одним электродом или с несколькими и стоит ли верить производителям – поделимся опытом.

Немного теории, чтобы понять, о чем идет речь. Если вы это знаете, то ставьте «лайк» и пропустите этот абзац.

Принцип работы

Чтобы поджечь топливную смесь в цилиндре двигателя, нужна иска, от которой загорится пламя. Она образуется на кончике свечи зажигания, между двумя электродами.

Принцип её образования можно объяснить на примере батарейки. Если соединить полюса между собой, то между ними возникнет маленькая вспышка. То же самое происходит между электродами свечи. Разница только в том, что в первом случае напряжение маленькое – искра еле заметная, во втором – напряжение высокое, размер искры большой. Грубо говоря, мы создаем «управляемое» короткое замыкание.

На самом деле, между электродами есть небольшое расстояние, которое зависит от типа зажигания, используемого топлива. Чтобы «пробить» это расстояние необходимо очень большое напряжение – до несколько тысяч вольт. Вспомните разряд молнии. В ее образовании тоже участвуют два полюса с разными потенциалами: небо – плюс, земля – минус. Чтобы разряд прошел через воздух от туч до поверхности земли, нужно большое напряжение. В молнии оно может быть от 10 миллионов до 1 миллиарда вольт.

В нашем случае это расстояние гораздо меньше, поэтому напряжения необходимо тоже меньше. Катушка зажигания накапливает заряд. Распределитель зажигания, в зависимости от цилиндра, где поршень «выходит» в ВМТ, замыкает контакты. Получается цепь, между катушкой – накопителем заряда, свечой и корпусом автомобиля. По высоковольтным проводам напряжение поступает на свечные электроды, между которыми происходит искра. Она подпаливает топливовоздушную смесь.

Конструкция и назначение элементов

  • Из двух электродов – центрального и бокового;
  • Изолятора;
  • Корпуса.

Центральный обладает положительным зарядом, боковой отрицательным. Он соединен с корпусом свечи зажигания. Он вкручивается в мотор и является «массой», необходимой для образования искры.

Центральный электрод связан через высоковольтные провода с системой зажигания автомобиля. Изолятор не позволяет контактировать ему с корпусом автомобиля до прохождения заряда через свечу в камеру сгорания. Если изолирующий элемент будет «пробит», значит, искра будет образовываться раньше времени, не в цилиндре двигателя, а на его корпусе. Это приведет к плохому искрообразованию, неполному сгорания топливовоздушной смеси или пропуску зажигания – топливо не будет вообще сгорать в моторе. Неисправности мы разберем позже.

Что такое горячие и холодные свечи и калильное зажигания

Температура работы свечи зажигания – 900 градусов Цельсия. Если она поднимется выше этого значения, то будет возникать калильное зажигания. То есть, её корпус раскалится до такой степени, что он сам по себе будет поджигать топливовоздушную смесь.

Читайте также:  Схема двигателя ваз 2112 с картинками

Не нужно никакой искры для её воспламенения. Происходить преждевременное воспламенение топлива в цилиндрах от высоких температур – это калильное зажигание . Двигатель будет троить, возникать различные проблемы в его работе.

С другой стороны, если температура ниже 500 градусов, то на электродах будет образовываться нагар, она будет закоксовываться. Поэтому у свечи зажигания есть важный параметр – калильное число.

По этому числу они условно разделяются на три категории:

Холодные устанавливаются на форсированных двигателях большой мощности. Они работают с большими нагрузками и высокими температурами. Которые могут достигать верхней температурной границы свечки, выше которой может появиться калильное зажигание. Поэтому, они сделаны так, чтобы максимально больше рассеивать тепла. Они обычно имеют более длинный корпус. Всей этой длиной она передает тепло от себя на двигатель, остывая.

Горячие применяются в моторах малой мощности. Они менее теплонагруженные. Поэтому конструкция свечей разработана таким образом, чтобы они не охлаждали себя, температура корпуса не снижалась ниже предельного значения. Снижена теплопередача от них до корпуса силового агрегата.

Средние – эти устройства, находятся в оптимальном промежутке между холодными и горячими.

Калильное число

Это важный показатель. Оно зависит от мощности двигателя, от давления в камере сгорания, типа топлива и некоторых других параметров. Оно указывает тепловой диапазон нормальной работы свечи зажигания.

Чем оно выше, тем холоднее свеча.

Принято, что для промышленных двигателей это число должно быть низкое, в диапазоне от 9 до 14 – горячие свечи . Такие моторы редко выходят на оптимальный температурный режим в камере сгорания, поэтому может на электродах образовываться нагар.

Для обычных силовых агрегатов это число находится между значениями 16-22 – это средние свечи . Для спортивных автомобилей рекомендуется применять холодные, их калильное число варьируется в диапазоне 24-31 .

Поэтому следует помнить об этом показателе, при покупке новых свечек для своей машины. К сожалению, нет единой таблицы классификации, каждый производитель пользуется своим стандартом. Выше приведенные значения – это усредненные цифры, которые подойдут для всех фирм-изготовителей.

Двух и многоэлектродные свечи – в чем разница

По количеству электродов они различаются на двухэлектродные и многоэлектродные. К первым относится классический тип, где есть только центральный и боковой. Многоэлектродные – они содержат два и более боковых электродов.

Все производители свечей зажигания с различным количеством боковых электродов утверждают, что именно их продукция самая эффективная. Они говорят, что чем их больше, тем лучше будет искра, лучше воспламенения топливовоздушной смеси.

По своему опыту хочу отметить, что большой разницы в качестве искры нет. Хоть один, хоть несколько. Тесты проводились на специальном стенде, яркость, стабильность и сила искры была во всех случаях одинаковая. Этот показатель зависит совсем от других параметров.

Давайте рассуждать логически. Ток движется по пути наименьшего сопротивления. Ему без разницы, через какой проводник протекать, пусть то будет один боковой электрод или несколько. В определенный момент времени, искра образовывается между центральным и одним из них, через другой промежуток она возникает между другим.

В пользу многоэлектродных свечей нужно отметить, что теоретически, срок их эксплуатации выше, чем классических. Потому что, сначала изнашивается один, потом второй и так далее. Но стоит учитывать, что у вас остается только один центральный электрод, он тоже изнашивается.

Неважно, какое число боковых электродов у свечи, гораздо важнее материал центрального электрода. От этого зависит скорость его износа.

  • Никель;
  • Иридий;
  • Платиновое или серебряное напыление.

Могут быть комбинации этих материалов. Могут быть классические медные составы. Все зависит от цены конечного продукта. Медные – дешевле, другие – дороже.

Основные неисправности

Срок службы зависит от конструкции, материалов и качества изготовления всех компонентов. Он примерно составляет от 30 до 60 тыс. километров. Выход из строя свечи зажигания может быть в результате износа электродов. Они могут оплавляться, из-за высокого напряжения «испаряться» – выгорать, разрушаться. В результате неправильной работы двигателя или стиля езды, на их поверхности образовывается нагар, что тоже снижает качество искры.

Под действием высоких температур может разрушиться внутренний изолятор, который находится внутри двигателя. Это чревато повреждениями цилиндро-поршневой группы, если его кусок попадет внутрь.

Разрушению подвержена внешняя часть изолятора, на которую одевается защитный колпачок высоковольтного провода. Появляется, так называемый, пробой на корпус. То есть, искра возникает не внутри камеры сгорания, а снаружи мотора. Может самой искры не будет заметно, но часть энергии будет «перетекать» на корпус силового агрегата. Это снижает напряжение на концах электродов, качество искры уменьшается, или она не будет образовываться совсем.

Вроде все вам рассказал, что нужно знать про свечи зажигания простому автолюбителю. Может для кого-то выше сказанное не является новостью. А кто узнал для себя что-то новенькое – ставьте «Лайк», пишите комментарии, понравился или нет вам материал. Всем удачи на дорогах.

Источник

Adblock
detector