На рисунке приведена конструкция классической современной свечи зажигания. Основными элементами любой современной 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».
Опорная поверхность (поверхность свечи зажигания, ограничивающая ход свечи при вкручивании по резьбе в головку блока двигателя) может быть плоской или конической.
Нажмите, чтобы увеличить.
Устройство свечи.
Для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо или коническая поверхность, которая сама 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.
Чтобы увеличить срок службы свечей зажигания, повысить устойчивость деталей к коррозийным влияниям и разрушениям под воздействием электрохимических процессов, сердечник изготавливают из благородного или редкоземельного сплава стали (иридия, платины, иттрия, вольфрама или палладия). Именно этот факт поспособствовал появлению дополнений к названию деталей: иридиевая свеча зажигания, платиновая и т.д.
Основные характеристики свечей зажигания
Для обеспечения всего спектра бензиновых двигателей свечами зажигания последние производят с различными параметрами, которые отражаются в условном обозначении свечи.
- Габаритно-присоединительные размеры — это диаметр и шаг резьбы, длина резьбовой части и размер шестигранника «под ключ» (21 мм или 16 мм). Все они строго определенны для каждого двигателя, так как колодцы под свечи имеют ограниченный конструктивный диаметр.
- Калильное число — является показателем тепловых свойств свечи (ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя). Оно пропорционально среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке в ее цилиндре начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 900°С (температура начала калильного зажигания) при относительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи применяются на малофорсированных двигателях с небольшими степенями сжатия. У холодных свечей калильное зажигание возникает при больших тепловых нагрузках, и они используются на высокофорсированных двигателях.
- Величина искрового зазора — указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля (но может быть указана также на упаковке или в маркировке свечи) и находится в пределах от 0,5 до 2 мм. В зависимости от конструкции электродов зазор бывает регулируемым (за счет подгибания бокового электрода) и нерегулируемым.
Из-за отсутствия за рубежом единой системы маркировки определить соответствие свечей зажигания различных производителей можно только при помощи каталогов или таблиц взаимозаменяемости.
| Россия | DENSO | NGK | BOSCH | BRISK | BERU | CHAMPION |
| А11, А11-1, А11-3 | W14F | B4H | W9A | N19 | 14-9A | l86 |
| А11Р | W14FR | BR4H | WR9A | NR19 | 14R-9A | Rl86 |
| А14В, А14В-2 | W16FP | BP5H | W8B | N17Y | 14-8B | l92Y |
| А14ВМ | W16FP-U | BP5HS | W8BC | N17YC | 14-8BU | l92YC |
| А14ВР | W14FPR | BPR5H | WR8B | NR17Y | 14R-7B | — |
| А14Д | W17E | B5EB | W8C | l17 | 14-8C | N5 |
| А14ДВ | W16EX | BP5E | W8D | l17Y | 14-8D | N11Y |
| А14ДВР | W16EXR | BPR5E | WR8D | lR17Y | 14R-8D | NR11Y |
| А14ДВРМ | W16EXR-U | BPR5ES | WR8DC | lR17YC | 14R-8DU | RN11YC |
| А17В | W20FP | BP6H | W7B | N15Y | 14-7B | l87Y |
| А17Д | W20EA | B6Em | W7C | l15 | 14-7C | N4 |
| А17ДВ, А17ДВ-1, А17ДВ-10 | W20EP | BP6E | W7D | l15Y | 14-7D | N9Y |
| А17ДВМ | W20EP-U | BP6ES | W7DC | l15YC | 14-7DU | N9YC |
| А17ДВР | W20EXR | BPR6E | WR7D | lR15Y | 14R-7D | RN9Y |
| А17ДВРМ | W20EPR-U | BPR6ES | WR7DC | lR15YC | 14R-7DU | RN9YC |
| АУ17ДВРМ | Q20PR-U | BCPR6ES | FR7DCU | DR15YC | 14FR-7DU | RC9YC |
| А20Д, А20Д-1 | W22ES | B7E | W6C | l14 | 14-6C | N3 |
| А23-2 | W24FS | B8H | W5A | N12 | 14-5A | l82 |
| А23В | W24FP | BP8H | W5B | N12Y | 14-5B | l82Y |
| А23ДМ | W24ES-U | B8ES | W5CC | l82C | 14-5CU | N3C |
| А23ДВМ | W24EP-U | BP8ES | W5DC | l12YC | 14-5DU | N6YC |
Подбор свечей зажигания по марке автомобиля
Практически все популярные производители свечей зажигания озаботились тем, чтобы автолюбители смогли без труда подобрать их продукцию для своего авто. Существуют как сайты для подбора свечей онлайн, так и приложения для смартфонов и бумажные каталоги. Подробнее об этом в отдельных статьях на нашем сайте:
- Denso;
- NGK;
- Bosch;
- Brisk;
- Champion;
- Beru;
- Torch.
Остановимся подробнее на подборе свечей зажигания по VIN-коду автомобиля. Он необходим только тогда, когда нужна полная идентификация характеристик автомобиля. Такая необходимость может возникнуть, если модификация машины очень редкая и производитель выпустил её ограниченной партией.
Для относительно новых моделей такой вариант подбора также возможен, особенно если машина покупалась с рук. Так, новый владелец может достоверно убедиться, что под капотом у него установлены свечи, которые соответствуют заявленным характеристикам конкретной модели автомобиля.
Подбор по VIN применим в полной мере ко всем автобрендам. В индивидуальном коде автомобиля зашифрованы технические данные, которые тесно переплетаются со спецификациями запасных частей.
Если автовладелец не знает или не уверен в технических параметрах машины, искомую свечу можно найти с исключительной точностью.
Однако, для большинства автолюбителей достаточно знать марку, модель автомобиля и модель двигателя, чтобы без проблем осуществить подбор свечей зажигания.
Диагностика по состоянию свечей зажигания
Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны. Полное отсутствие следов масла. Владельцу данного мотора можно только позавидовать, и есть чему: это экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены.
Типичный пример свечи от двигателя с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора, угла опережения зажигания или неисправность системы впрыска), засорение воздушного фильтра.
Пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до белого. Здесь есть повод для беспокойства. Езда на слишком обедненной смеси и при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева, как самой свечи, так и камеры сгорания, а перегрев камеры сгорания прямой путь к прогару выпускных клапанов.
Юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок. Этот цвет можно сравнить с цветом красного кирпича. Покраснение вызвано работой двигателя на низкокачественном топливе, содержащем избыточное количество присадок, которые имеют в своем составе металл. Длительное использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который току будет легче пройти, чем между электродами свечи, и свеча перестанет работать.
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 вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла, смешанного с каплями несгоревшего 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 1,5-2 раза.
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 аналогичны пред.случаю. Но можно надеяться, что частицы центрального электрода сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв под выпускным клапаном, иначе тоже не избежать ремонта головки блока цилиндров.
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 синее дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.
Как отличить подделку от оригинала
Прежде всего, не ориентируйтесь только на стоимость. Если фирма производит подделку, не думайте, что люди там настолько совестливые, что обязательно выставят цену на свое изделие ниже оригинала. Но все же низкая стоимость свечей зажигания должна вызывать подозрения.
Некачественная, распадающаяся после открытия упаковка, расплывающиеся, мутные надписи – 100% признак подделки. О том же скажут и кривые, нечеткие надписи на изоляторе и корпусе свечи. Такой товар, не колеблясь, откладываем подальше в сторону.
Если же первый визуальный тест пройден, переходим ко второму — изучению геометрии электродов свечи. Для увеличения срока службы и снижения температуры нагрева боковой электрод делают не меньше 3 мм² в сечении.
Посмотрите на длину бокового электрода: он должен полностью перекрывать центральный электрод. Проверьте соосность электродов: они должны находиться точно один над другим.
Оцените качество припайки бокового электрода – у всех свечей в комплекте оно должно быть одинаковым. Все, что несимметрично, криво, косо – не покупаем.
Далее оцениваем качество керамического изолятора. Он должен быть цельным. Если при внимательном рассмотрении окажется, что он склеен из двух половинок – это подделка. Посмотрите на изолятор в отраженном свете. Для защиты от загрязнений его покрывают слоем специальной глазури, который на фирменном изделии однородный. Если же Вы увидите, что он имеет матовые пятна, значит, свеча поддельная.
Солидные фирмы для защиты от коррозии покрывают корпуса свечей никелевым слоем. Для производства же дешевых подделок используется цинковое покрытие. Никель – блестит, цинк – матовый. Уплотнительные шайбы, которые падают при встряхивании свечи, криво прикрученные наконечники – тоже верный признак фальсификата.
Свеча зажигания: источник искры для работы двигателя
Главная » Статьи » Свеча зажигания: источник искры для работы двигателя 
В современных бензиновых двигателях применяется электроискровая система зажигания, одну из ключевых ролей в которой играет свеча зажигания. О том, что такое свечи зажигания, какими они бывают и какую имеют конструкцию, а также о правильном выборе свечей для транспортного средства — читайте в статье.
Что такое свеча зажигания?
Искровая свеча зажигания — один из компонентов электроискровой системы зажигания бензиновых и газовых ДВС, обеспечивающий воспламенение подготовленной топливно-воздушной смеси в цилиндре. Свечи устанавливаются на силовые агрегаты со всеми видами электроискрового зажигания — контактного, бесконтактного, электронного и т.д.
От свечей во многом зависит стабильность функционирования мотора и его характеристики, к выбору данных деталей для автомобиля необходимо подходить ответственно. А для правильной покупки нужно знать о существующих типах свечей, их параметрах и применимости.
Типы и устройство свечей зажигания
Все свечи зажигания имеют принципиально одинаковую конструкцию. В качестве основной корпусной детали выступает керамический изолятор, предотвращающий электрический пробой при подаче импульса на электроды. В нижней части на уплотнителях фиксируется металлическая оправа с резьбой для вворачивания свечи в канал и шестигранником под ключ. Внутри изолятора расположены центральный электрод (в нижней части), резистор (в центральной части, обычно выполняется из токопроводящего герметика, он предназначен для подавления радиопомех во время работы свечи) и токоподводящий электрод, который переходит в контактный вывод (головку, стержень).
Основные компоненты свечи — центральный и боковой электроды, которые находятся в нижней части. На центральный электрод подается импульс от катушки зажигания, боковой электрод через металлическую оправу соединен с «массой» электросистемы. Между электродами образуется искра, обеспечивающая поджиг подготовленной и сжатой горючей смеси.
Свечи зажигания делятся на три группы по способу искрообразования и количеству электродов:
- Стандартные двухэлектродные;
- Улучшенные многоэлектродные;
- Форкамерные.
В наиболее распространенных изделиях применяется только два электрода — центральный и боковой. В многоэлектродных свечах имеется один центральный электрод и от двух до четырех боковых электродов — это улучшает искрообразование и, как следствие, стабильность работы двигателя. Кроме того, многоэлектродные свечи обеспечивают лучшее очищение электродов от нагара.
В форкамерных свечах боковой электрод претерпел существенные изменения, приняв форму конуса, между ним и центральным электродом остается зазор, в котором происходит искрообразование и первичный поджиг смеси. Зазор имеет форму сопла, благодаря чему воспламенившаяся здесь смесь (плазма) выбрасывается в цилиндр и поджигает основной объём топливно-воздушной смеси.
Свечи могут иметь электроды двух типов:
- Стандартные сплошные;
- Биметаллические.
Стандартные электроды изготавливаются из различных стальных сплавов (как правило — железоникелевых, либо легированных хромом и некоторыми другими металлами) и не подвергаются дополнительной обработке. Биметаллические электроды имеют составную конструкцию, они изготавливаются из двух металлов с различными характеристиками. Такие электроды бывают нескольких видов:
- Стальной с медным сердечником — медь имеет более высокую электропроводность, а стальная оболочка обладает высокой прочностью и теплостойкостью;
- С напылением или напайкой редкоземельных/благородных металлов — иттрия, платины, иридия;
- Из сплава с благородными/редкоземельными металлами и с медным сердечником;
- Сплошной иридиевый электрод уменьшенного диаметра — токую конструкцию имеют только центральные электроды.
Использование благородных и редкоземельных металлов повышает устойчивость электродов к негативным воздействиям и в разы увеличивает ресурс. А изготовление центрального электрода из иттрия позволяет увеличить напряженность электрического поля между электродами, а значит — улучшить искрообразование. Применение этих металлов обычно отражено в название свечи — платиновая, иттриевая и т.д.
Также электроды могут иметь некоторые конструктивные особенности для улучшения искрообразования, повышения их устойчивости и срока службы — V- или U-образные канавки на боковых и центральных электродах, увеличенную или уменьшенную длину.
Все свечи зажигания можно разделить еще на несколько групп по размеру, типу контактного вывода и форме опорной части:
- По размеру — полноразмерные и компактные;
- По типу контактного вывода — со штыревым и резьбовым выводом;
- По форме опорной части — плоские, конические.
В России конструкция и характеристики данных изделий регламентируются ГОСТ Р 53842-2010.
Основные характеристики свечей зажигания
К основным характеристикам свечей относятся их присоединительные и габаритные размеры, и калильное число.
По присоединительным и габаритным размерам свечи бывают:
- Тип и размер резьбы — М10х1, М12х1,25, М14х1,25 (наиболее распространенный сегодня вариант) и М18х1,5;
- Длина резьбы — 12 мм и менее (короткая), 19 мм (удлиненная) и 25-32 мм (длинная);
- По размеру шестигранника — 16, 19 и 20,8 (наиболее распространены сегодня), также можно встретить на 22 и 24 мм.
Калильное число — условная величина, указывающая на устойчивость свечи к калильному (безыскровому) зажиганию.
Во время работы двигателя электроды и нижняя часть изолятора (которая часто называется тепловым конусом) подвергаются значительному нагреву (до 500-900°C в зависимости от типа двигателя), этого тепла бывает достаточно для воспламенения горючей смеси — так происходит неконтролируемое калильное зажигание. Чем в более напряженных тепловых условиях работает двигатель, тем большей устойчивостью к калильному зажиганию должны обладать свечи — это и отражает их калильное число.
По российскому стандарту калильное число устанавливается в 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26 условных единиц. При этом изделия можно разделить на три типа:
- С числом от 8 до 14 — для двигателей с малыми температурными нагрузками, нижнеклапанных, малофорсированных;
- С числом 17 и 20 — для моторов средней степени форсирования;
- С числом выше 20 — высокофорсированные двигатели, двухтактные двигатели (в том числе с воздушным охлаждением).
Эта характеристика важна и по другой причине: самоочищение электродов свечей от нагара происходит только при высоких температурах, и если свеча будет работать в моторе с малым нагревом, то она быстро загрязнится и начнет работать неправильно. Поэтому свечи с различным калильным числом имеют разные тепловые режимы самоочищения от нагара:
- «Горячие» — очищаются от нагара при относительно низких температурах, обычно к ним относятся свечи с калильным числом до 14;
- Средние — с калильным числом 17-20;
- «Холодные» — очищаются от нагара при высоких температурах, не допуская калильного зажигания.
«Горячие» свечи названы так, потому что при относительно низких температурах они сильно нагреваются, чем обеспечивают самоочищение от нагара. Соответственно, «холодные» свечи при высоких температурах меньше нагреваются, поэтому не допускают калильного зажигания.
У многих производителей свечей есть свои шкалы калильных чисел, которые могут значительно отличаться друг от друга. Например, компания Bosch использует ряд от 2 («холодные») до 20 («горячие»), а NGK применяет обратный ряд от 9 («горячие») до 35 («холодные»). Это всегда следует учитывать, чтобы избежать установки недопустимых для двигателя свечей зажигания.
Этих параметров обычно достаточно для уверенного подбора свечей под конкретный мотор.
Как правильно подобрать свечи зажигания?
При выборе свечей следует руководствоваться их присоединительными размерами и габаритами, а также рекомендуемым калильным числом.
С размерами все просто — нужно использовать те свечи, которые предусмотрены производителем двигателя, установка других свечей, как правило, просто невозможна.
Сложнее подобрать свечи по их калильному числу. Эту характеристику также указывает производитель, но здесь можно использовать указанные выше рекомендации по применимости «горячих» и «холодных» свечей.
Выбор более «горячих» свечей приведет к калильному зажиганию и нестабильности работы двигателя, а более «холодные» свечи вскоре будут загрязнены нагаром и могут вовсе перестать нормально функционировать.
После определения характеристик и размеров свечей автовладельцу придется столкнуться с выборов свечей по их конструкции и особенностям.
Например, многоэлектродные свечи обеспечивают более стабильную работу двигателя, однако они, как правило, имеют более высокую стоимость.
Это же относится и к «платиновым», «иридиевым», «иттриевым» и прочим свечам — они объективно более надежны, но их стоимость может быть на порядок выше обычных изделий.
Правильный подбор свечей для транспортного средства — гарантия надежной и долговечной работы двигателя на всех режимах.
Устройство автомобиля: свечи
Многоэлектродная свеча
Иридиевая свеча
Свеча DENSO TT (Twin Tip)
Казалось бы, свечи зажигания давно перестали быть для автомобилистов поводом для беспокойства. Ремонт и обслуживание автомобиля отданы на откуп автосервису, — только деньги плати! Зачем, скажите, владельцу современного автомобиля лишняя «головная боль»?! Вот только лишняя ли?
В большинстве случаев в сервисе вам поставят самые обычные недорогие свечи, но возьмут при этом за “запчасти плюс работа” приличную сумму.
Так не лучше ли самостоятельно сделать выбор? К сожалению далеко не все водители могут сделать его осознанно и купить свечи зажигания, которые прослужат долго и обеспечат стабильную работу двигателя в любое время года.
Обычно выбор осуществляется по принципу либо “дешево и сердито” (экономия здесь и сейчас), либо “только платиновые/иридиевые, сколько бы это ни стоило”.
Между тем, мало кто вдается в такие подробности, как принципы работы свечи зажигания, особенности ее эксплуатации в разных условиях, основные причины выхода из строя. То есть, выбор осуществляется не на основе знаний, а исключительно из веры в маркетинговые обещания или рекомендации “компетентных” советчиков.
Попробуем разобраться, от чего зависит эффективность и долговечность работы свечей зажигания? Главная функция свечи — искрообразование. Чем оно мощнее и стабильнее, тем более надежным будет воспламенение топливно-воздушной смеси. Во время холодного пуска двигателя сила тока понижена, и искра становится не такой мощной.
Влияет на мощность искры и образование слоя нагара на электродах свечи. Тут уже влияет, например, как качество самого топлива, так и качество топливно-воздушной смеси, которая впрыскивается в цилиндры (слишком богатая или бедная смесь). В самом общем виде, чем тоньше электроды — тем мощнее искра.
И чем меньше нагар, — тем она опять же мощнее и стабильнее.
При этом мощность разряда напрямую влияет на эффективность сгорания топлива, и чем она выше, тем меньше образование нагара.
Однако здесь кроется одна тонкость — очень мощный ток быстрее разрушает поверхности электродов, что приводит к изменению геометрической формы искрового зазора. А это тоже ведет к быстрому падению интенсивности разряда со всеми вытекающими последствиями.
То есть, мощная “искра” может вести к резкому снижению рабочего ресурса (другими словами, долговечности) свечи. Что же придумали разработчики свечей зажигания?
Помимо обычных свечей, на рынке, во-первых, существуют так называемые многоэлектродные свечи. Заряд в них распределяется по нескольким электродам, что делает свечи долговечнее. В таких свечах электроды могут быть несколько тоньше обычных, но от проблемы образования нагара наличие нескольких электродов не избавляет. При этом стоимость таких свечей заметно выше.
Во-вторых, есть свечи с электродами из редкоземельных металлов: платины или иридия. Электрод в таких “зажигалках” намного тоньше, чем в обычных — менее 0,5-1 мм против обычных 2,5 мм.
Технологии, по которым изготовляются “благородные” свечи, позволяют, как увеличить КПД двигателя и динамику автомобиля, так и снизить расход топлива и вредные выбросы в атмосферу. Благородные металлы обладают большей коррозионной стойкостью, они меньше подвержены разрушению под воздействием мощных разрядов, и на них меньше образуется нагар.
Более того, многие производители обещают пробег на таких свечах вплоть до 100 тысяч км. Но и стоимость таких свечей, как правило, в 5-8 раз выше обычных.
Вопрос стоимости в случае выбора свечей зажигания далеко не последний, ведь, в конечном счете автовладелец хочет не только обеспечить надежную работу двигателя, но и оптимизацию расходов на эксплуатацию автомобиля. “Благородные свечи” позволят вам сэкономить в перспективе двух-трех лет, в зависимости от вашего ежегодного пробега. Рискнем предположить, что не для всех такая экономия покажется оправданной.
Так на чем же остановится? Менять обычные свечи на каждом ТО, понадеяться на “многоэлектродные”, которые могут в российских условиях обеспечить 20-25 тыс. км. пробега от замены до замены, или выложить немалую сумму за свечи с электродами из благородных металлов, утешая себя мыслью, что больше к этому вопросу возвращаться не придется в ближайшие несколько лет?
Слава богу, технологии не стоят на месте, и спектр возможностей постоянно расширяется. Появляются новые материалы, сплавы, геометрические решения и т.д. В результате при выборе свечей возможен и промежуточный вариант — свечи зажигания с тонкими никелевыми центральным и боковым электродами.
Такие свечи выпускает известный мировой производитель автокомпонентов и “расходников” DENSO. Называются они — DENSO TT (Twin Tip). Электроды этих свечей имеют диаметр всего 1,5 мм, что по параметрам воспламенения вплотную приближает их к иридиевым свечам. Отсутствие же в конструкции драгоценных металлов положительно сказывается на стоимости.
Благодаря тонкому центральному электроду производимая искра получается намного более сильной, улучшая эффективность зажигания, что особенно важно при низких температурах.
При этом, применяемый никелевый сплав эффективно сопротивляется разрушению под воздействием мощного электрического разряда, лучше, чем это было возможно раньше в обычных свечах. В результате свечи обеспечивают необходимый ресурс.
Подходят TT и для автомобилей, работающих на сжиженном газе — сплав свечей выдерживает более высокую температуру горения по сравнению со стандартными свечами.
Конечно, с TT вряд ли можно говорить о пробегах сопоставимых с иридиевыми и платиновыми свечами, но по соотношению “цена/качество” для многих потребителей они покажутся оптимальным решением. Особенно если не забывать еще об одном преимуществе использования свечей с увеличенной мощностью искры.
Сильная искра обеспечивает лучшее воспламенение и горение бедных смесей (вспомним о качестве нашего бензина).
В результате, правильный выбор свечей важен не только для уверенного пуска двигателя, но и для экономии на бензине в процессе эксплуатации.
По данным компании DENSO, в случае применения модели Twin Tip расход топлива может быть уменьшен до 5%. К слову такую же экономию предлагает большинство производителей “драгоценных” свечей.
Согласитесь, — тоже не последний довод, учитывая постоянный рост цен на топливо в России.
Свечи зажигания
Свеча зажигания – устройство, предназначенное для воспламенения топливной смеси, поступающей в камеры сгорания двигателя, в конце такта сжатия.
Принцип действия
Электрический ток высокого напряжения (до 40.000 В) подаётся по высоковольтным проводам от катушки зажигания, через распределитель зажигания, к свече зажигания. Между центральным электродом свечи (плюс) и её боковым электродом (минус) возникает искровой разряд. От этой искры воспламеняется топливная смесь, находящаяся в камере сгорания двигателя в конце такта сжатия.
Виды свечей зажигания
Свечи зажигания бывают искровые, дуговые, накаливания. Нас будут интересовать искровые, применяющиеся в бензиновых двигателях внутреннего сгорания.
- Расшифровка маркировки свечей зажигания отечественного производства
- В качестве примера возьмём широко распространённую свечу А17ДВРМ.
- А – резьба М 14 1,25
- 17 – калильное число
- Д – длина резьбовой части 19 мм (с плоской посадочной поверхностью)
- В – выступание теплового конуса изолятора свечи за торец резьбовой части корпуса
- Р – встроенный помехоподавительный резистор
- М – биметаллический центральный электрод
- Также могут быть указаны – дата изготовления, производитель, страна изготовления.
- Подробнее: «Расшифровка маркировки свечей зажигания отечественного производства».
Маркировка свечей зажигания импортного производства не имеет единой системы расшифровки. Что она означает для тех или иных свечей можно посмотреть на сайтах их производителей.
Устройство свечи зажигания
Контактный наконечник. Служит для крепления высоковольтного провода на свече.
Изолятор. Выполнен из высокопрочной алюминиево-оксидной керамики, выдерживающей температуру до 10000 и электрический ток напряжением до 60.000 В. Необходим для электрической изоляции внутренних деталей свечи (центрального электрода и т. д.) от ее корпуса. То есть разделения «плюса» и «минуса».
Имеет несколько кольцевых канавок в верхней части и покрытие из специальной глазури, служащих для предотвращения утечки тока.
Часть изолятора со стороны камеры сгорания, выполненная в виде конуса называется тепловым конусом и может как выступать за пределы резьбовой части корпуса (горячая свеча), так и быть утопленным в него (холодная свеча).
Корпус свечи. Изготовлен из стали. Служит для вворачивания свечи в головку блока двигателя и отведения тепла от изолятора и электрода. Помимо этого он является проводником «массы» автомобиля к боковому электроду свечи.
Центральный электрод. Наконечник центрального электрода изготавливают из жаростойкого железо-никелевого сплава с сердечником из меди и других редкоземельных металлов (т. н. биметаллический электрод). Он проводит электрический ток для создания искры и является наиболее горячей частью свечи.
Боковой электрод. Изготавливается из жаропрочной стали с примесью марганца и никеля. На некоторых свечах может быть несколько боковых электродов для улучшения искрообразования.
Так же существуют биметаллические боковые электроды (например, железо с медью) имеющие лучшую теплопроводность и увеличенный ресурс.
Боковой электрод предназначен для обеспечения образования искры на свече зажигания между ним и центральным электродом. Выполняет роль «массы» (минуса).
Помехоподавительный резистор. Изготовлен из керамики. Служит для подавления радиопомех. Соединение резистора с центральным электродом герметизировано специальным герметиком. Имеется не на всех свечах зажигания. Например А17ДВ его нет, А17ДВР есть.
Уплотнительное кольцо. Выполнено из металла. Служит для уплотнения соединения свечи с посадочным гнездом в головке блока. Присутствует на свечах с плоской контактной поверхностью. На свечах с конусной контактной поверхностью его нет. На модели показана свеча с плоской посадочной поверхностью и уплотнительным кольцом.
Зазор между электродами свечи зажигания
Двигатель легкового автомобиля эффективно работает только при определенном зазоре между электродами свечей зажигания. Зазор в свечах зажигания должен соответствовать требованиям заводской инструкции по эксплуатации автомобиля.
При меньшем зазоре искра между электродами получается короткой и слабой, сгорание топливной смеси ухудшается.
При большем зазоре увеличивается напряжение, необходимое для пробивания воздушного промежутка между электродами свечи, и искры вообще может не быть или она будет, но очень слабая.
Измеряется зазор при помощи круглого щупа необходимого диаметра. Не рекомендуется применение плоского щупа, так как измерение зазора будет неточным. Объясняется это тем, что при работе свечи происходит перенос металла с одного электрода на другой. На одном электроде, со временем, образуется ямка, на другом бугорок. Поэтому для измерения зазоров подходят только круглые щупы.
Зазор между электродами свечи зажигания регулируют только подгибанием бокового электрода.
С наступлением зимы, для снижения пробивного напряжения нормальный зазор можно уменьшить на 0,1 – 0,2 мм. При прокрутке двигателя стартером в мороз, двигатель быстрее будет схватывать.
Калильное число
Тепловая характеристика свечи зажигания (способность противостоять нагреву) называется калильным числом. Для каждого типа двигателя требуется свеча зажигания с определенным калильным числом. Свечи делятся на холодные (с высоким калильным числом) и горячие (с низким калильным числом).
Калильное число определяется материалом изолятора и длиной его нижней части (у горячих свечей он более длинный). Отечественные свечи имеют показатели калильного числа от 11 до 23, зарубежные индивидуально у каждого производителя.
При неправильно подобранных свечах зажигания возможно калильное зажигание, когда топливная смесь в цилиндрах поджигается преждевременно не электрической искрой, возникающей между ее электродами, а от раскаленного корпуса свечи.
Двигатель в этом случае звенит под нагрузкой (детонация, «пальцы стучат») как при неверно выставленном угле опережения зажигания, а также продолжает некоторое время работать при выключении зажигания.
Необходимо заменить свечи на более холодные.
И, наоборот, наличие постоянно возникающих черных отложений (нагар) на электродах свечей, при заведомо исправном двигателе, говорит о том, что свечи зажигания холодные и их следует заменить на более горячие.
Правильно подобранные свечи должны иметь светло-коричневый цвет в нижней части, так как температурный режим такой свечи 600-8000. В этом случае свеча самоочищается, масло, попавшее на нее, выгорает, нагар не образуется.
Если температура ниже 6000 (например, при постоянном движении в городе), то свеча очень быстро покрывается нагаром, если выше 8000 (при движении на мощностных режимах) возникает калильное зажигание.
Поэтому стоит подбирать свечи для своего двигателя согласно рекомендациям его завода-производителя.
[driwenetwork]
Проверка свечей зажигания
Выкрутите свечи и осмотрите их центральные электроды. Если они черные — топливная смесь переобогащается, если они светлые (светло-серые) — топливная смесь обеднена.
Дефектные свечи меняем. Подробнее об этом на странице «Неисправности свечей зажигания» .Применяемость свечей зажигания для разных двигателей можно посмотреть на странице «Применяемость свечей зажигания для двигателей автомобилей ВАЗ»
- Еще пять статей по электрике автомобилей ВАЗ
- — Применяемость свечей зажигания на автомобилях ВАЗ
- — Неисправности свечей зажигания
- — Неисправности бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
- — Порядок присоединения высоковольтных проводов к крышке трамблера на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099
- — Проверка высоковольтных проводов на автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099
Устройство свечи зажигания
Свеча зажигания – это элемент системы зажигания, в котором образуется искровой электрический разряд, необходимый для воспламенения рабочей смеси, поступающей в цилиндры двигателя.
Конструктивно свеча зажигания представляет собой небольшой цилиндрический корпус из стали, в котором крепится центральный электрод, расположенный в изоляторе. Корпус имеет резьбу, посредством которой вся конструкция ввинчивается в головку цилиндра двигателя, оборудованную специальным отверстием. Верхняя часть корпуса имеет грани для гаечного ключа.
Устройство свечи зажигания
Вывод центрального электрода находится в верхней части корпуса и имеет специальное приспособление (наконечник) для подсоединения высоковольтного провода. Второй электрод располагается на боковой части корпуса.
Для нормального функционирования свечи зажигания необходимо поддержание температурного режима в нижней части изолятора в диапазоне от 400°С до 900°С. Соблюдение данного условия обеспечивает удаление нагара с конуса, препятствующего образованию искры, и называется функцией самоочищения свечи.
Нагрев элементов свечи свыше 900°С может стать причиной воспламенения горючей смеси до момента образования искры. Такая ситуация носит название – калильное зажигание и считается недопустимой.
Процесс отвода тепла осуществляется за счет наличия в конструкции свечи различных элементов и горючей смеси в камере сгорания.
В связи с тем, что при общих требованиях к температурному диапазону условия работы свечей в зависимости от мощности двигателя могут существенно различаться, промышленность предусматривает производство свечей с различными показателями калильного числа (различной тепловой характеристикой).
Показатель калильного числа определяется в лабораторных условиях с использованием испытательной установки, имитирующей работу одноцилиндрового двигателя.
Лабораторный режим предполагает создание ситуации калильного зажигания в условиях растущего нагрева конструкции свечи.
По результатам лабораторных испытаний устанавливается калильное число свечи, определенное рядом цифровых значений: 8, 11, 14, 17, 29, 23, 26.
Маркировка свечей зажигания необходима для их правильного выбора в зависимости от установки на предполагаемом двигателе. Маркировка включает следующие обозначения: материал, из которого произведен изолятор; длину резьбы в нижней части изолятора, диаметр резьбы, калильное число.
Длине резьбы, обозначенной буквой Н – соответствует размер в 11 мм, обозначенной буквой Д – размер в 19 мм, отсутствие буквы говорит о длине размером в 12 мм. Аналогично этому маркируется диаметр резьбы: обозначенный буквой А – соответствует размеру 14 мм, а обозначенный буквой М – размеру 18 мм.
Калильное число обозначается цифрой.
Существенная роль в работе свечи зажигания отведена зазору между электродами, расположенными в верхней и боковой части корпуса. Оптимальными считаются заводские размеры зазора в пределах от 0,85 мм до 1,00 мм.
Уменьшенный размер зазора может привести к излишнему образованию нагара на электродах и, как следствие, к сбоям в работе свечи.
Увеличенный зазор приводит к повышению сопротивления электрической цепи, что препятствует образованию искрового разряда, что также приводит к сбоям в работе свечи.
Зазор можно регулировать подгибом бокового электрода, а полученный размер контролировать специальным щупом. Центральный электрод, расположенный в керамическом изоляторе, трогать не следует из-за его хрупкости.
Свечи зажигания следует подбирать с учетом пределов их тепловой характеристики в зависимости от установки на предполагаемый двигатель. От правильно выбранных типов свечей зажигания зависит эффективность работы двигателя и других важных систем в оборудовании автомобиля.
Свечи зажигания, устройство и работа искровых свечей зажигания
Устройство и работа искровых свечей зажигания.
Свеча зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси цилиндре двигателя. При подаче высокого напряжения на электроды свеч возникает искровой разряд, воспламеняющий рабочую смесь.
Свеча является важнейшим элементом системы зажигания двигателей внутренне сгорания с принудительным воспламенением рабочей смеси.
По исполнению свечи бывают экранированные и неэкранированные (отрытого исполнения), по принципу работы:
- · с воздушным искровым промежутком;
- · со скользящей искрой; полупроводниковые;
- · эрозийные; многоискровые (конденсаторные);
- · комбинированные.
Наибольшее распространение на автомобилях получили свечи с воздушным искровым промежутком.
Это объясняется тем, что они удовлетворительно работают на современных двигателях, наиболее просты по конструкции и технологичны.
В последние годы для специальных двигателей (например, роторно-поршневых и газотурбинных) применяют комбинированные свечи, где искровой разряд проходит частично по воздуху, а частично по поверхности изолятора.
В силу своего назначения и специфики работы свеча влияет на надежность и выходные показатели двигателя. Для правильного выбора конструкции свечи необходимо знать специфические требования, предъявляемые к ней двигателем.
Условия работы свечи на двигателе
Свеча при работе на двигателе подвержена высоким тепловым, механическим, электрическим и химическим воздействиям. По мере развития двигателестроения и форсирования двигателей интенсивность воздействия перечисленных факторов возрастает. Введение в бензин антидетонационных присадок, содержащих металл (свинец или марганец), способствует снижению срока службы свечи.
В процессе работы частота тепловых, механических, электрических и химических воздействий на свечу зависит от частоты вращения коленчатого вала и тактности двигателя.
Количество воздействий на свечу в единицу времени на многоцилиндровом, например, восьмицилиндровом, четырехтактном, двигателе в 6 раз меньше, чём в двухтактном двигателе.
Поэтому срок службы свечей для разных двигателей различен.
Тепловые нагрузки. Температура газовой среды в камере сгорания двигателя колеблется от 70°С (температура свежего заряда смеси, поступающей в цилиндр) до 2000 …
2700 °С (максимальная температура цикла), а наружная часть свечи, находящаяся в подкапотном пространстве, омывается встречным потоком воздуха. В определенных случаях свеча может работать при температуре окружающей среды до —60 °С (в северных районах).
Из-за неравномерного нагрева свечи возникают тепловые деформации и напряжения, которые усугубляются тем, что материалы ее деталей имеют различные коэффициенты линейного расширения (металл, керамика).
В процессе пуска двигателя на холодном тепловом конусе (части изолятора свечи, находящейся в камере сгорания) возможна конденсация влаги, которая может привести к отказу в искрообразовании.
Таким образом, указанный перепад температур свеча должна выдерживать без потери работоспособности.
Кроме того, изолятор свечи должен иметь фактически нулевое влагопоглощение, а ее поверхность должна быть стойкой к смачиванию.
Механические нагрузки. Давление в цилиндре двигателя достигает 5…6 МРа (максимальное давление в цикле). На поверхность свечи, находящуюся в камере сгорания, действует усилие, пропорциональное ее площади. Это усилие составляет 0,5… 1,2 кН. Кроме того, свеча подвергается вибрационным нагрузкам от работающего двигателя.
В процессе сборки по существующей технологии изолятор свечи при завальцовке в корпусе и термоосадке подвергается усилию сжатия, равному 25…30 кН. При ввертывании свечи в головку цилиндра к ее корпусу прилагается крутящий момент 40…60 Н*м.
В процессе эксплуатации этот показатель значительно повышается, особенно при вывертывании свечи из-за образования нагара на резьбе или срыва резьбы в головке цилиндра.
Электрические и химические нагрузки. Свеча находится под электрическим напряжением, приложенным к ее электродам, равным пробивному напряжению искрового промежутка. Это напряжение может превышать 20 кВ.
Рабочая часть электродов подвергается воздействию электрической энергии в процессе искрообразования. Износ электродов дополнительно увеличивается из-за того, что в продуктах сгорания находятся вещества, которые вызывают их химическую коррозию.
Опыт показывает, что в процессе работы зазор в свече увеличивается в среднем на 0,015 мм на 1000 км пробега автомобиля.
Шунтирование свечи. Неполное сгорание топливной смеси ведет к отложению токопроводящего нагара на поверхности теплового конуса, электродах и стенках камеры свечи.
Нагар образуется также из-за попадания смазочного масла на тепловой корпус изолятора, особенно при работе свечи на двухтактном двигателе.
Смазочное масло является изолятором для электрического тока, но когда оно смачивает слой ранее отложившегося нагара, то вся образовавшаяся масса превращается в токопроводное вещество. Это отложение постепенно обугливается под действием температуры и становится более токопроводным.
При этом напряжение, развиваемое во вторичной цепи системы зажигания, уменьшается и может оказаться равным или даже меньшим пробивного напряжения искрового промежутка свечи, что приводит к нарушению в бесперебойности искрообразования и даже к полному его прекращению.
К аналогичному результату может привести попадание влаги и загрязнение открытой части изолятора свечи, находящейся в подкапотном пространстве автомобиля.
Рисунок 1. Свеча зажигания открытого типа.
Устройство свечей зажигания
свеча двигатель зажигание электрод
Современная свеча открытого исполнения (Рисунок 1) состоит, как правило, из металлического корпуса с резьбой для ввертывания в головку цилиндра , бокового электрода , изолятора с контактной головкой и центральным электроде.
Между коническими посадочными местами изолятора и корпуса кладется уплотнительная теплоотводящая шайба. Между головкой блока цилиндров и свечой, устанавливается уплотнительное кольцо .
Для обеспечения контакта между свечой и высоковольтным проводом иногда применяют контактную гайку .
Сердечник, включающий в себя изолятор с контактной головкой и центральным электродом, соединяется с корпусом при помощи термоосадки корпуса.
При этом буртик корпуса завальцовывается за плечико изолятора, корпус нагревается и впрессовывается с усилием до 30 кН.
Корпус нагревают методом пропускания электрического тока силой до 9000 А через термоосадочную канавку. Эту же операцию производят при помощи тока высокой частоты.
Центральный электрод и контактную головку закрепляют в изоляторе с помощью токопроводящего стеклосплава. Этот способ обеспечивает герметичность свечи в процессе эксплуатации.
Центральный электрод устанавливают в канале изолятора сверху, а на него — контактную головку. Изолятор вместе с этими деталями нагревают до температуры 800…900 °С, и контактная головка запрессовывается в расплавившуюся таблетку стеклогерметика.
Боковой электрод прикрепляют к корпусу методом контактной сварки.
Материал центрального электрода должен обладать высокой коррозионной и эрозионной стойкостью, жаростойкостью и хорошей теплопроводностью.
Центральные электроды изготавливают из хромотитановой стали 13Х25Т, а у некоторых типов свечей — из нихрома Х20Н80, боковые электроды — из никель-марганцевого сплава (например, НМц-5).
Корпус свечи и контактную головку изготавливают из конструкционных сталей.
Тепловая характеристика и маркировка свечей
Нормальная работа свечи происходит при температуре теплового конуса изолятора в пределах от 400…500 до 850…900 °С. Нагар на конусе исчезает при нагреве его до температуры 400…500 °С.
Эта температура называется температурой самоочищения свечи. Если температура деталей свечи превысит 850…
900 °С, может возникнуть преждевременное воспламенение смеси (калильное зажигание) во время процесса сжатия еще до момента появления искры.
Тепло, подведенное к свече, отводится от нее через различные элементы ее конструкции (корпус, изолятор, центральный электрод) и поступающую в камеру сгорания горючую смесь.
Доля теплоты, отводимая от свечи рабочей смесью, составляет около 20 %.
Так как диапазон изменения температуры свечи для всех свечей практически одинаков, а тепловые условия работы ее на различных двигателях существенно отличаются, свечи изготавливаются с различной тепловой характеристикой (калильным числом).
Критерием для оценки калильного числа свечи служит отвлеченный показатель, пропорциональный среднему индикаторному давлению и соответствующий порогу калильного зажигания.
Калильное число определяют на испытательной установке с одноцилиндровым двигателем путем постоянного повышения тепловой нагрузки на свечу зажигания до момента появления калильного зажигания.
Калильное число выбирается из следующего ряда чисел: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26.
Маркировка свечей зажигания должна содержать:
- · обозначение резьбы на корпусе (А — резьба М14Х1.25 или М — резьба М18Х1.5);
- · калильное число;
- · обозначение длины резьбовой части корпуса (Н — 11 мм, Д — 19 мм);
- · длину резьбовой части корпуса (12 мм) не обозначают;
- · обозначение выступания теплового конуса изолятора за торец корпуса — В;
- · отсутствие выступания не обозначают;
- · обозначение герметизации по соединению изолятор — центральный электрод термоцементом — Т;
- · герметизацию иным герметикой не обозначают.
Примером условного обозначения свечи зажигания с резьбой на корпус М14Х1.25, калильным числом 20, длиной резьбовой части корпуса 19 мм имеющей выступание теплового конуса изолятора за торец корпуса, загерметизированной по соединению изолятор — центральный электрод герметиком (кроме термоцемента), является свеча зажигания А20ДВ.
Свечи зажигания подбирают к двигателю с учетом обеспечения надежной работы свечи и двигателя на верхнем и нижнем пределах тепловой характеристики свечи.