ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О СВЕЧАХ ЗАЖИГАНИЯ

Приветствую уважаемый читатель моего блога! В этой статье пойдет речь о свечах зажигания. В статье раскроются следующие моменты:

• назначение и устройство свечей зажигания;
• требования к свечам зажигания;
• основные характеристики свечей;
• уход за свечами зажигания.

Материал изложен в простой и доступной форме, после прочтения вам будет понятно для чего нужны свечи зажигания, какую роль они выполняют в автомобиле, какие проблемы возникают со свечами зажигания при эксплуатации автомобиля. В любом случае материал будет полезен для общего развития.

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Назначение свечи зажигания  - это воспламенением топливно-воздушной смеси в кхмере сгорания бензинового двигателя, за счет подачи высокого напряжения с генерированного в катушке зажигания.

Устройство свечи зажигания 

Основными элементами любой свечи зажигания являются:

• металлический корпус,
• керамический изолятор, 
• электроды и контактный стержень. 

На корпусе свечи зажигания нарезана резьба, которая ввинчивается в головку блока двигателя, шестигранник - под ключ типа "головка" и коррозионное покрытие. Опорная поверхность (поверхность свечи зажигания, ограничивающая ход свечи при вкручивании по резьбе в головку блока двигателя) может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Во втором коническая поверхность сама хорошо герметизирует соединение свечи с головкой блока конус по конусу. Материалом изолятора служит высокопрочная техническая 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 могут делать из двух металлов (биметаллический электрод) - центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический боковой электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву.

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.

Для 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.Свеча зажигания является решающим фактором в определении оптимальной работы и надежного функционирования бензинового двигателя. Задачей свечи зажигания является подача высокого напряжения, генерированного в катушке зажигания, к камере сгорания, и воспламенение топливно-воздушной смеси. Между тем, свеча зажигания является предметом чрезвычайных и часто изменяющихся режимов работы, таких как "прекращение и начало" дорожного движения в городе или вождение по автострадам на полном газу.

ТРЕБОВАНИЯ К СВЕЧАМ ЗАЖИГАНИЯ

Свеча зажигания - это важный элемент в нормальной работе и функционировании двигателя на бензине, поэтому для нормального ее функционирования предъявляются следующие требования:

- надежная работа при высоких напряжениях (до 40,000 вольт),

- хорошие изоляционные свойства (при температуре в 1000 °С),

- сопротивляемость химическим процессам в камере сгорания и агрессивным отложениям,

- сопротивляемость тепловому удару,

- изолятор и электроды должны обладать хорошей теплопроводностью.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ

К основным характеристикам свечи можно отнести: калильное число, способность к самоочищению, величину искрового промежутка, число боковых электродов, срок службы, тепловую характеристику свечи и рабочую температуру свечи. 

Калильное число

Первое, на что следует обращать внимание при выборе, — это калильное число. Данный параметр является условным и показывает, при каком давлении в цилиндре двигателя возникает калильное зажигание – воспламенение смеси не от искры, а от контакта с нагретыми участками свечи. Калильное число выбранной свечи должно строго соответствовать рекомендованному для вашего двигателя. Допускается непродолжительное использование свечей с несколько большим значением калильного числа, но категорически запрещается использовать свечи с меньшим значением, так как это может привести к самым печальным последствиям, вплоть до пробоя прокладки головки блока цилиндров, прогорания поршней, клапанов и т. д.

Способность к самоочищению

Тоже является условной характеристикой, не поддающейся количественной оценке. В процессе работы двигателя часть продуктов сгорания топливовоздушной смеси осаждается на поверхности камеры сгорания, поршнях и на тепловом конусе свечи.

Практически все производители говорят о том, что их свечи обладают высокой способностью к самоочищению, однако проверить правдивость подобных заявлений можно только на практике. В идеале свеча, прогревшаяся до рабочей температуры, вообще не должна покрываться нагаром, однако в реальных условиях добиться этого невозможно.

Искровой промежуток

Это расстояние между центральным и боковым электродами. Для каждого типа свечей завод-изготовитель устанавливает определенный зазор, и дальнейшая его регулировка не предусмотрена. Если же вы каким-то образом изменили его величину, то «бюджетный» вариант решения проблемы – восстановление первоначального зазора, разумный — замена свечи.

Число боковых электродов

Классическая конструкция свечи предполагает один центральный электрод и один боковой. Однако некоторое время назад производители начали изготавливать двух-, трех- и даже четырехэлектродные модели. Бытует ошибочное мнение, что в процессе их работы образуются две, три и четыре искры соответственно. Это неверно. Просто искрообразование становится устойчивее, обуславливая более стабильную работу двигателя в режиме малых оборотов, улучшается процесс поджига смеси и, наконец, увеличивается срок службы самого изделия.

Недавно в продаже появились свечи вообще без боковых электродов, роль которых выполняют дополнительные, расположенные на изоляторе. Вот при такой конструкции как раз и возникает несколько разрядов, причем не все сразу, а по очереди, образуя тем самым «гуляющую» искру. Подобные конструкции являются весьма перспективными, так как объективно обеспечивают более надежное воспламенение смеси. Однако вследствие усложнения технологии производства они имеют и более высокую цену.

Рабочая температура свечи

Это температура рабочей части свечи при данном режиме двигателя. На всех режимах работы мотора она должна лежать в пределах от 500 до 900 градусов Цельсия. Как бы не различались тепловые потоки, бушующие в камере сгорания при пуске, работе на холостом ходу и режиме полной мощности, температура свечи не должна выходить из указанного поля допуска. Так как понижение температуры приведет к образованию нагара на изоляторе, способного шунтировать («закоротить») межэлектродный зазор и вызвать перебои в искрообразовании. А при повышении возникнет калильное зажигание.

Этот неуправляемый процесс способен полностью нарушить строго согласованный рабочий цикл двигателя и резко снизить его мощность. Помимо этого повышение средней температуры электродов сокращает срок службы самой свечи.

Тепловая характеристика свечи

Это зависимость температуры теплового конуса изолятора и центрального электрода (рабочей температуры свечи) от режима работы двигателя. Для увеличения рабочей температуры теплового конуса увеличивают его длину, однако выше 900 градусов разогревать конус нельзя, так как при этом возникает калильное зажигание.

Исходя из тепловой характеристики все свечи можно условно поделить на «горячие» и «холодные».

«Горячие» свечи предназначены для применения на двигателях, где необходимо достижение температуры самоочищения от нагара при относительно небольших тепловых нагрузках. Свечи, «горячее» положенных для данного двигателя, будут вызывать калильное зажигание.

«Холодные» свечи используются когда предусмотрен нагрев меньше температуры калильного зажигания при максимальной мощности двигателя. Свечи «холодные» для данного двигателя не будут достигать температуры самоочищения от нагара и перестанут работать через короткий промежуток времени.






УХОД ЗА СВЕЧАМИ ЗАЖИГАНИЯ. ПРОВЕРКА И ЗАМЕНА СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ

Каждые 10-15 тыс. км пробега автомобиля, следует проверять состояние свечей и при необходимости регулировать зазор между электродами.

Свечи зажигания для иномарок или ВАЗов

Хотелось бы покончить с вопросом о том, есть ли свечи зажигания специализированные для иномарок и для ВАзов. По факту так было есть и будет всегда, для автомобиля должны быть применены свечи зажигания рекомендованные производителем. Желание выбрать для самары свечи которые удачно используются для иномарок и не соответствую эксплутационным характеристикам и рекомендациям, ни приведут ни к чему хорошему. Производители сегодня пытаются охватить весь рынок, получить максимальную прибыль и популярность, будь то отечественные или иностранные. Поэтому сегодня можно подобрать на иномарки свечи отечественных производителей, а для ВАЗов свечи импортных или нооборот, все будет зависеть от ваших пристрастий. Самое главное, будь то иномарка или ВАЗ, устанавливать свечи с характеристиками рекомендованными производителем.

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 на резьбу или в 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.

Обычно двигатели оснащаются алюминиевыми головками цилиндров, так как алюминий сильнее расширяется при нагреве, чем свеча зажигания, свеча зажигания фактически может быть зажата в нитках резьбы. Поэтому выкручивание свечей зажигания следует выполнять только при полностью охлаждённом двигателе, то есть при тех же температурах при которых она была установлена. Кроме того перед тем, как установить новые свечи, необходимо нанести на резьбу свечи зажигания графитовую или медную смазку (Cupfer Paste), тонким слоем. Смазка предотвратит резьбу от окисления и даже при незначительном изменении формы ниток резьбы под действием высоких температур позволит в дальнейшем легко выкрутить отработавшие свой срок старые свечи зажигания.

Установка свечей зажигания производится в следующей последовательности:

- новые свечи, покрытые консервационной смазкой, необходимо протереть и промыть в растворителе (бензине). Допустимо прокипятить свечи в воде и просушить,свечу необходимо очистить от каких либо загрязнений и внешних покрытий, возможно промыть щеткой в чистом бензине и продуть сжатым воздухом;

- внимательно осматривают свечу на наличие механических повреждений, уплотнительного кольца, контактной гайки,необходимо осмотреть и убедиться в отсутствии каких либо повреждений изолятора и корпуса (сколов, трещин, помятых ниток резьбы);

- проверяют и при необходимости регулируют искровой зазор (подгибая электрод "массы") до величины, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля. При регулировке зазора запрещается производить нажим на центральный электрод, так как это может привести к поломке носика изолятора.;

- свечу заворачивают рукой в свечное отверстие и затягивают специальным ключом с усилием 2 кгм.

Использовать свечу с другой длиной резьбы не рекомендуется, потому что нагар на неиспользуемых нитках затруднит выворачивание «длинной» свечи или заворачивание штатной после того, как стояла «короткая».

Повторимся про температуры двигателя при демонтаже и монтаже свечей зажигания. Двгатели оснащаются алюминиевыми головками цилиндров, так как алюминий сильнее расширяется при нагреве, чем свеча зажигания, то свеча зажигания фактически может не закрутится по ниткам резьбы головки. Поэтому установку свечей зажигания следует выполнять только при полностью охлаждённом двигателе.

Диагностика неисправностей свечей зажигания

Важно суметь распознать неисправность в результате которой автомобиль работает не стабильно (плавающие холостые обороты, троит, не развивает должной мощности). Свечи зажигания не всегда являются причиной этих проблем. В зажигании топливной смеси в двигателе также участвует и другие элементы: система зажигания, распределитель подачи напряжения на свечи, высоковольтная катушка, различные датчики.

Искра должна зажигать в нужный момент. Идеальный момент наступает незадолго перед тем, как поршень достигнет своей высшей точки и сжатие будет максимальным. Слишком рано или поздно проскочившая искра нарушает эффективность работы двигателя, а также приводит к повышенному расходу топлива и увеличению выбросов.

Остается заметить что идеальная работа двигателя как для иномарок, так и для ВАЗов все же обеспечивается при условиях исправных свечей зажигания и самой системы зажигания.

Нагар в свечах зажигания

Внешний вид свечи зажигания (ее электродов) дает представление о режиме работы двигателя и свечи. По внешнему виду электрода и конуса изолятора свечи можно судить о правильности смесеобразования или о проблемах в системе зажигания. Оценка внешнего вида свечи является существенной составной частью диагностики двигателя. При этом, следует выполнить некоторые действия перед тем, как проверять свечи. Продолжительный холостой ход, особенно при холодном запуске двигателя, может привести к тому, что на поверхности осядет сажа, и, таким образом будет скрыта реальная картина. Перед проверкой необходимо, чтобы автомобиль проехал примерно 10 километров. При этом двигатель должен работать с различными оборотами и при средних нагрузках. После остановки двигателя следует избегать продолжительного холостого хода. После демонтажа свечей зажигания можно сделать определенные выводы.

По образующемуся нагару происходит утечка энергии на корпус, значительно ослабляющая мощность электрической дуги между центральным и боковым электродами свечи (т.е. искру). Может случиться, что нагар полностью заполнит пространство между электродами, образуя электропроводный мостик, что полностью выведет свечу из строя. В большинстве случаев количество отложений, достаточное для потери свечей работоспособности, возникает при неисправности системы питания и неверно выставленном угле опережения зажигания. Если вы обнаружили, что свечи серьезно «закоптились», не пытайтесь отмачивать их в бензине или ацетоне с тем, чтобы затем очистить щеткой. Дело в том, что на поверхности электродов большинства современных свечей производится напыление благородных металлов. Таким образом, проводя вышеуказанные процедуры, вы буквально обдерете свечу, как липку, что только ухудшит ее характеристики. Кроме того, вы рискуете изменить величину искрового промежутка, чем окончательно нарушите ее работу.

Если уж по каким-то причинам нет возможности приобрести новый комплект свечей (что является самым разумным решением), то просто на время немного прикрутите винт токсичности (совет подходит только для карбюраторных двигателей) в сторону обеднения смеси. После пробега 50—100 километров нагар самоликвидируется, если только причина его возникновения не кроется в нарушении нормальной работы какой-либо из систем двигателя.

Срок службы правильно подобранной свечи во многом зависит не только от ее конструкции, но и от исправности систем питания, зажигания, а также деталей самого двигателя.

Ну а сами свечи зажигания вполне можно отнести к уникальным деталям, по внешнему виду которых можно судить о неисправностях тех или иных систем силового агрегата. Итак, переходим непосредственно к цветам отложений.

Цвета нагара

Светло-серый или светло-коричневый может быть вызван наличием небольшого количества отложений продуктов сгорания, заметных также на боковых поверхностях электродов. Эрозия практически отсутствует. Значит, двигатель и все его системы работают нормально, и в топливном баке у вас залит качественный бензин.

Черный свидетельствует о том, что на каких-то режимах двигателя система питания переобогащает топливовоздушную смесь. Она не сгорает полностью и образует большое количество копоти.

При загрязнении топливом изолятор и электроды свечи покрыты влажными отложениями черного цвета, а свеча пахнет бензином. Кроме того, причиной подобного явления может стать нестабильная работа системы зажигания, приводящая к сбоям искрообразования, а также использование чрезмерно «холодной» свечи.

Если электроды и изолятор свечи покрыты шлаком, имеющим маслянистый блеск, то можно сделать вывод о загрязнении свечи маслом. При длительной эксплуатации такой свечи, и не устраняя причину, можно получить полностью закоксованые продуктами сгорания масла изолятор и электрод. К этому приводит попадание масла в камеру сгорания, которое может быть вызвано износом маслосъемных колпачков, направляющих втулок клапанов, маслосъемных поршневых колец.

Иные, не так часто встречающиеся, но все же возможные причины — подтекание тормозной жидкости через поврежденную диафрагму вакуумного усилителя и просачивание во впускной коллектор трансмиссионной жидкости через мембрану вакуум-корректора (для машин с автоматической КПП). Чтобы уточнить причину, необходимы дополнительные диагностические методы. Возможна такая картина и на первых километрах пробега при обкатке нового двигателя или после ремонта, когда кольца еще не приработались.

Если в бак вашего автомобиля регулярно попадает этилированный бензин, то неизбежно отложение свинца на поверхности изолятора и электродов. Их поверхность покрывается пористыми отложениями, обладающими резким запахом сероводорода. Цвет этих отложений зависит от видов применяемых в бензине присадок и может изменяться от грязно-белого до темно-коричневого. Как показывает практика, срок службы свечей при использовании этилированного бензина сокращается как минимум вдвое.

Проверка свечей зажигания

Если двигатель с трудом запускается, работает с перебоями, в первую очередь следует проверить исправность свечей зажигания.

Свеча зажигания сохраняет работоспособность при не изношенных электродах, герметичном корпусе, неповрежденных тепловом конусе и изоляторе, а также исправном добавочном резисторе (если он присутствует в конструкции данного узла).

Существует несколько способов определения работоспособности свечей зажигания: испытания «на искру», внешний осмотр, проверка электроцепи. Первый способ наиболее полно осуществим в условиях СТО (с применением спецоборудования). Автовладельцы могут провести самостоятельную проверку «на искру» только упрощенным способом.

Проверить искрообразование свечей можно с помощью диагностического тестера, стенда с барокамерой или пьезоэлектрического пробника-«пистолета».

Специальные тестеры позволяют проверить «на искру» свечи, установленные на двигателе, в реальных условиях их работы (при запущенном моторе). К высоковольтному проводу свечи подсоединяется датчик, и на экране монитора отображается импульсная характеристика свечи, по которой оператор определяет ее состояние.

На этом обзор заканчиваю, удачного обслуживания автомобиля. Выражаю огромную благодарность ресурсам www.drive2.ru и www.autosecret.net, откуда я черпал информацию для этой статьи