Что такое свеча накала на дизельном автомобиле

Как работают и для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе

В дизельном двигателе топливовоздушная смесь самовоспламеняется за счет сильного нагрева воздуха в процессе его сжатия в цилиндрах. Пока температура в камерах не достигнет нужного значения, мотор находится в режиме «холодного пуска». Если эксплуатационные условия при этом будут отличаться от нормальных (например, температура окружающей среды будет ниже +5 °С), двигатель будет запускаться слишком долго. Чтобы этого не произошло, применяются свечи накаливания, принцип работы которых аналогичен погружному электронагревателю. О том, как устроена свеча накаливания и какую функцию выполняет в дизельном двигателе и пойдет речь далее.

Принцип работы и функции свечи накаливания

Основное предназначение свечи накаливания – это прогрев внутреннего пространства камеры сгорания. А потому для каждого цилиндра устанавливается своя свеча. В отличие от бензиновых двигателей она не генерирует искру, а лишь прогревает воздух для запуска мотора.

В зависимости от конструкции самого дизельного двигателя, эти свечи могут устанавливаться в различных местах:

При включении зажигания от аккумулятора на свечи накаливания поступает напряжение. Это позволяет разогреть воздушное пространство в зоне впрыска топлива до высоких значений температуры 850-1350°С. Когда происходит нагрев, на приборной панели автомобиля загорается индикатор состояния нагревателей (свечей).

Если лампочка индикатора гаснет, это означает, что требуемая температура достигнута и двигатель может быть запущен. После запуска силового агрегата свечи накаливания продолжают цикл разогрева, пока датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя не покажет 75 °С. В стандартном режиме это занимает не более 3 минут с момента запуска мотора.

Основными характеристиками свечей накаливания являются следующие параметры:

Устройство и виды свечей накаливания

Конструктивно эти свечи состоят из: корпуса, нагревательного элемента и клеммы подключения к питанию.

В верхней части корпуса присутствует резьба, позволяющая зафиксировать нагреватель на двигателе. Нагревательный элемент состоит из спирали с защитной оболочкой, которая может быть выполнена из металла или керамики. Ранее применялись конструкции с открытой спиралью, которые сегодня можно встретить в старых моделях авто. Такая система не отличалась долговечностью.

В конструкции с металлической защитной оболочкой наконечник нагревателя выполняется из сплава железа, хрома и никеля, устойчивого к воздействию высоких температур. Внутри него находятся нагревательная и регулировочная спирали.

Нагревательная спираль выполняет разогрев воздуха, и ее сопротивление не зависит от температуры. Регулировочная спираль путем повышения сопротивления выполняет регулировку интенсивности накаливания, предотвращая перегрев. Внутреннее пространство наконечника заполняется изолятором из оксида магния.

Кроме классических конструкций существуют турбосвечи, которые имеют специфическую форму корпуса и конический наконечник, что позволяет сократить утечки. Применяются такие модели в гоночных автомобилях.

Керамические свечи накаливания имеют аналогичную конструкцию, но вместо металла и защитная оболочка, и нагревательный элемент выполняются из керамики.

Спираль в нагревателе может быть целостной (моноспираль) или двойной. В первом случае она одновременно выполняет и функции накаливания, и при этом самостоятельно регулируется, препятствуя разогреву до критических температур. Конструкции с двойной спиралью применяются сравнительно недавно. Они позволяют более точно регулировать температурный режим нагревательного элемента на всех режимах работы двигателя.

Управление свечами накаливания

Охлаждение нагревательного стержня осуществляется за счет потока топливно-воздушной смеси на такте подачи и потока воздуха на такте сжатия. Снижение температуры происходит при увеличении скорости, а повышение – при стабильной работе двигателя. Для компенсации и регулирования этих процессов в современных автомобилях задействуется электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который подает на свечу такое напряжение, которое оптимально соответствует текущему режиму работы мотора.

Помимо этого ЭБУ может осуществлять экстремальный разогрев свечи накаливания (за максимально короткие промежутки времени до 2 секунд). Наиболее прогрессивные системы предусматривают возможность независимого управления каждой свечой с помощью полупроводниковых элементов, что также упрощает процесс диагностики их состояния.

Неисправности свечей накаливания в дизельных двигателях

Срок службы свечи зависит от ее конструктивных особенностей, материала электрода и условий эксплуатации. Штифтовые конструкции в среднем имеют ресурс до 30 тысяч километров пробега, но некоторые наиболее качественные способны обеспечивать бесперебойную работу до 60 тысяч километров эксплуатации.

Выполнять проверку неисправности свечей в дизельном двигателе лучше всего до наступления холодов, поскольку летом проблемы могут вовсе не проявляться. Наиболее распространенными неполадками этого элемента являются:

Причинами неполадок могут служить как естественные процессы, так и нарушения правил эксплуатации. В их числе:

Для более эффективной работы свеча должна устанавливаться точно на периферии воронки топливовоздушной смеси. При этом она должна быть продвинута достаточно глубоко в камеру сгорания или в форкамеру. Диагностику и замену этого элемента следует доверять профессионалам.

Источник

Свечи накала: когда менять, сколько стоят и как проверить на «дизельке»

— Андрей, давайте проговорим типичную для «дизелистов» ситуацию: в холодное время года двигатель не всегда легко заводится. С чем это связано? И какую роль играют свечи накаливания для запуска дизеля?

Практически все особенности зимнего пуска сопряжены со стартом двигателя. Зачастую только одного нагрева недостаточно для того, чтобы его завести. Без притока тепла в камеру сгорания дизельный двигатель не достигает температуры, необходимой для воспламенения топлива. Именно в этот момент на помощь и приходит свеча накаливания, которая за короткий период времени сама разогревается до высокой температуры — порядка 1000 °C и, соответственно, нагревает камеру сгорания.

На современных моторах свеча накаливания вкручена в головку цилиндра. Естественно, ее главной задачей является вырабатывание дополнительной энергии для запуска двигателя, но и после этого СН (свеча накаливания; прим. далее СН) иногда не перестает работать. Таким образом, свеча накаливания не только помогает быстрее прогреться мотору, особенно при низкой температуре воздуха, но и оптимизирует процесс сгорания топлива, благодаря чему уменьшается выделение дыма, а также сокращаются другие выбросы.

— Каков принцип действия свечей накаливания? Какие типы свечей бывают и чем они отличаются друг от друга?

— Конструктивно свечи зажигания и накаливания достаточно схожи между собой. Принципиальным отличием является наличие нагревательного элемента. Свеча накаливания состоит из таких элементов, как регулировочная спираль, ведущая к центральному электроду, и нагревательная спираль. Регулировочная спираль способствует поддержанию рабочей температуры благодаря своим свойствам: чем выше температура, тем выше и ее сопротивление, что в свою очередь снижает прохождение тока к нагревательной спирали.

В зависимости от материала изготовления нагревательного элемента, внутри которого находится спираль, различают свечи накаливания с металлическим штифтом и керамические свечи накаливания. Во втором случае нагревательный элемент покрыт специальной керамикой, что позволяет СН быстрее нагреваться и достигать нужной рабочей температуры. У них более продолжительный срок эксплуатации. Вместе с тем керамические СН более хрупкие, поэтому с ними следует обращаться очень аккуратно. При этом как в случае с керамическими, так и штифтовыми свечами накаливания возможно многообразие форм и размеров. Они подбираются в соответствии с маркой автомобиля, его года выпуска, типа двигателя. Если стоимость свечи зажигания варьируется от 3 до 60 рублей, то диапазон цен на СН составляет в среднем от 9 до 100 рублей и выше.

— Какой у них регламент обслуживания?

— Неспособность дизельного двигателя к запуску связана с неисправностями в системе зажигания. Либо требуется замена свечей накаливания, либо происходит некорректная подача топлива в камеру сгорания. Как правило, СН меняются реже, чем свечи зажигания. Это связано с тем, что свечи накаливания в основном обеспечивают холодный запуск и только иногда подключаются к работе после него, когда нужно повысить температуру двигателя. Поскольку они сами по себе работают меньше, то износ СН тоже снижается, как и необходимость их частой замены.

Как правило, регламент замены СН составляет в среднем 60-100 тыс. км, а максимальный срок службы свечи и вовсе достигает 160 тысяч. Однако я бы не советовал дожидаться таких пробегов по ряду причин. Во-первых, свеча накаливания сама по себе более хрупкая, чем СЗ, а во-вторых, если ее оставить без обслуживания на долгий период времени, есть риски потом не выкрутить свечу из свечного колодца. Лучше всего периодически, раз в год-полтора, выкручивать СН, чтобы не столько провести профилактический осмотр ее состояния, сколько не дать ей закореть в свечном колодце.

— Какие еще могут быть последствия несвоевременного обслуживания свечей накаливания?

— Такой режим работы свечи, когда ее нагревательный элемент постоянно испытывает контрастность температур от минусовых до 1000 °C, со временем негативно сказывается на его физическом состоянии. Он может просто-напросто отломаться и попасть в цилиндр, а любое инородное тело в нем при работающем двигателе может натворить немало бед. Самые негативные последствия — повреждение поршня или гильзы самого цилиндра, а это вернуть путь к капитальному ремонту мотора. Так что, если при выкручивании свечи автовладелец заметил, что ее часть осталась внутри, ни в коем случае нельзя запускать двигатель. В таком случае необходимо снимать головку блока цилиндра и бережно извлекать оттуда обломок свечи.

По внешнему виду свечи накаливания можно судить о возможной причине повреждения. Например, типичным признаком повреждения из-за превышения напряжения является «вздутая» (24 вместо 12В) калильная трубка, а применение неправильного момента затяжки может стать причиной разрушений на корпусе. Нередко свеча накаливания может повредиться во время установки или демонтажа, что может случиться как в случае с керамическими, так и с металлическим штифтом свечами накаливания.

— Какие правила важно соблюдать во время монтажа свечей накаливания, чтобы они не повредились?

— Крайне важно использовать динамометрический ключ. Не зря ведь определенный момент затяжки прописан в книге по эксплуатации автомобиля. Если свеча накаливания устанавливается посредством неправильного крутящего момента, это может привести к потере компрессии, а в последующем к перегреву двигателя. Если свеча, наоборот, зажата слишком сильно, она может деформироваться или сломаться.

Еще одно обязательное правило при замене СН — обязательно нужно почистить свечные колодцы и резьбовые соединения. Иначе есть риск либо некорректно вкрутить свечу при установке, повредив её резьбу, либо сломать её в момент следующей замены. В целом при монтаже следует осторожно обращаться со свечами накаливания, особенно керамическими. И еще раз повторюсь, что сам регламент замены СН, установленный заводом-изготовителем, не отменяет профилактического осмотра, о котором говорилось выше.

— Как вообще можно проверить свечу накаливания?

— Есть несколько способов диагностики свечей накаливания. Один из них — «на искру», при котором СН установлена в двигателе и она освобождается от подающего провода. При этом используется изоляционный провод длиной до 1 метра. Один конец проверочного провода фиксируется на плюсовой клемме аккумулятора, а второй касательными движениями прикладывается к центральному электроду. На исправной свече будет наблюдаться сильное искрение, а на слаборазогревающейся искра образовывается плохо. Важно: проверка на искрение в месте подключения питающего провода может производиться лишь на старых дизелях, где отсутствует ЭБУ.

Еще один способ проверки свечи накала на двигателе — использование лампочки. К лампочке 12V (подойдет и лампочка габаритов) припаивают два проводка, и одним из них нужно касаться клеммных выводов свечей (отсоединив предварительно питающий провод), а вторым присоединяться на плюсовую клемму аккумулятора. Если лампочка загорается, значит, обрыва нагревательного элемента нет. Когда лампочка светится тускло или совсем не горит — свеча неисправна. Опять же, этот способ тоже не рекомендуется применять на современных дизелях.

Для проверки СН с помощью аккумулятора нужно прижать центральный электрод свечи к плюсовой клемме АКБ, а проводом присоединить минус с корпусом нагревательного элемента. В этом случае исправная свеча должна нагреваться быстро, в течение 2-5 секунд. Недостаток этого метода — придется выкручивать все свечи и есть риски получить ожог, если действовать неаккуратно.

Наиболее современный и безопасный способ для проверки СН — это проверка с помощью мультиметра, например, в режиме прозвонки. Прозвонить на обрыв нагревательного элемента можно даже не выкручивая свечу из двигателя. Алгоритм действий такой: перевести регулятор в соответствующее положение, отсоединить подающий ток провод от центрального электрода, плюсовой щуп мультиметра присоединить на электрод, а минусовым коснуться корпуса. Если нету звукового сигнала — значит, обрыв.

Чтобы измерить сопротивление, нужно знать параметры каждой свечи. Как правило, у исправной свечи сопротивление спирали составляет 0,7-1,8 Ом. Для замера потребления тока от свечи отключается питающий провод и к нему (либо плюсу на АКБ) подключается одна клемма амперметра, а вторая на центральный вывод свечи. Ток потребления исправной свечи накаливания в зависимости от типа должен составлять 5-18A. Если на какой-нибудь свече будет по-другому или вообще ничего не происходит, то имеет смысл открутить свечу и проверить накал визуально. Когда свеча накаливается частично (к примеру, самый кончик или середина) — показания будут значительно отличаться, а когда в обрыве — тока нет вовсе.

— В преддверии холодов что вы посоветуете владельцам автомобилей с моторами, работающими на тяжелом топливе?

— Чтобы зимний пуск дизеля был легким и беспроблемным, подготавливая автомобиль к зиме, вспомните, когда вы меняли свечи, и проверьте их, а для полноты картины проведите диагностику двигателя. Вообще, для дизельного мотора (впрочем, как и бензинового) важна исправность всех систем с точки зрения успешности запуска в мороз. Если автомобиль не завелся с первого раза или вы замечаете нестабильную работу двигателя, то важно проверить систему зажигания в целом.

Источник

Головная боль дизелиста. Для чего нужны и почему выходят из строя свечи накала

Иными словами, когда свечи накала выходят из строя, отсутствия любых других неисправностей, способных осложнить холодный запуск, может быть недостаточно, чтобы без проблем завести дизельный мотор. Рассказывает Сергей Боярских.

Ниже дымность и токсичность

Летом одна-две неработающие свечи еще не становятся непреодолимым препятствием для запуска. Однако в старых предкамерных и вихрекамерных дизелях не всегда удавалось обеспечить температуру в камере сгорания в конце такта сжатия выше требуемой для самовоспламенения горючей смеси уже при осеннем снижении температур окружающего воздуха до плюс 5-7 градусов. Если свечи не грели, это создавало проблемы с запуском даже в таких условиях.

В морозы в дополнение к еще более низкой температуре ухудшается смесеобразование из-за того, что холодное и вязкое дизтопливо не только хуже распыляется форсунками, но и не спешит испаряться. Необходимость обеспечить испарение капелек топлива для качественного смесеобразования в момент запуска также требует наличия в камерах сгорания высокой температуры.

Свечи накаливания как раз и являются ее источниками. Они включаются в работу сразу после поворота ключа в замке зажигания в первое положение, на что указывает синхронно загоревшийся символ спирали на приборном щитке.

Но если сигнал погас, это не значит, что свечи греть перестали. Помимо предпускового подогрева у них есть другие задачи. Некоторое время после запуска свечи продолжают функционировать, чтобы улучшить условия для смесеобразования и обеспечить более полное сгорание топлива.

Как они это выдерживают?

Кроме свечей накаливания, по одной на каждый цилиндр, система предпускового подогрева состоит также из блока управления, реле включения и температурного датчика, однако именно свечи выходят из строя чаще всего. Почему?

Кроме тяжелых условий работы на срок службы влияет торговая марка, которая отражает качество изготовления свечей. Однако даже в случае использования качественных изделий риск выхода свечей из строя существенно увеличивается, если они отработали 80-100 тыс. км.

Спираль в калильной трубке плотно упакована в спрессованный порошок, который изолирует витки от короткого замыкания и предохраняет от вибраций. Такое устройство до минимума сокращает число причин, которые приводят к преждевременной неисправности свечи.

Почему выходят из строя?

Гораздо реже, как уверяют специалисты, спираль может перегореть из-за залипания реле и слишком долгой в этой связи подачи электропитания. И это же возможно, если из-за разрядившегося аккумулятора двигатель запускают от внешнего источника энергии при слишком большом напряжении.

Как о том говорилось, не факт, что с неработающими свечами двигатель не удастся завести. Многое зависит от конструкции конкретного мотора, температуры в момент запуска, компрессии в цилиндрах и других факторов.

Зато лишь одна вышедшая из строя свеча в дизеле с сажевым фильтром не позволит включиться автоматической регенерации. Ничего хорошего сажевому фильтру это не сулит.

Негативные последствия неисправности только этим не ограничиваются. Чтобы за счет лишь одного давления в конце такта сжатия воздух в камере сгорания начал разогреваться до температуры, превышающей температуру самовоспламенения паров дизтоплива, при каждой попытке запуска стартеру придется раскручивать коленвал гораздо дольше. Ему и аккумулятору такой труд жизни не добавит.

Также ухудшаются условия смазки трущихся деталей в цилиндре с отказавшей свечой. Неиспарившаяся часть холодного дизтоплива попадает на стенки цилиндров, где разжижает и смывает масляную пленку. Несгоревшее топливо, попавшее в масло, вызывает его более быстрое старение.

После запуска двигатель с неработающей свечой из-за пропусков воспламенения какое-то время «троит». При этом из выхлопной трубы наряду с отработавшими газами появляется дым.

Нельзя сказать, что это однозначный признак выхода свечей накала из строя. У неровной работы мотора и дымления могут быть другие причины, однако свечи как минимум желательно проверить.

Пожалуйста, без «лома»

Не будем вдаваться в подробности, как это делается, каким бы увлекательным ни казался такой рассказ желающим самостоятельно выяснить, в каком состоянии свечи накаливания в их автомобиле.

Не будем углубляться и в вопросы замены свечей своими руками, несмотря на то что эта нехитрая на вид процедура может запросто превратиться в захватывающий триллер, если окажется, что старые свечи не желают выкручиваться, а после приложения силы и вовсе обламываются.

А если это не поможет либо свеча разрушилась, в результате чего одна ее часть все-таки осталась в головке цилиндров? Чтобы не усугубить ситуацию, которая усложнит дальнейшие действия по извлечению свечи или ее обломка, лучше обратить к специалистам, имеющим инструмент и приспособления, предназначенные для этой работы. Мастера есть, их нужно только найти.

Поэтому замена должна быть адекватной. В противном случае свечи будут разогреваться лишь частично или вообще не станут работать.

Точную информацию, какие свечи используются в конкретном двигателе, следует искать в инструкции по обслуживанию и ремонту, в каталогах взаимозаменяемости свечей производства разных компаний. При отсутствии данных образцом может служить свеча, которой ищется замена.

Хотя при неисправности одной свечи менять все свечи в двигателе комплектом необязательно, желательно все-таки на покупке не экономить. Если в результате длительной эксплуатации комплекта свечей накаливания из строя выходит одна из них, это можно считать сигналом, что ресурс остальных, скорее всего, почти исчерпан, долго они не прослужат, а значит, придется снова лезть в мотор.

В какую сумму в рублях обойдется покупка свечей накаливания отдельных марок для некоторых распространенных автомобилей, можно узнать из таблицы. В ней также приведен диапазон цен от минимума до максимума среди свечей, найденных в предложениях о продаже.

Фото автора и из открытых источников
Автобизнес

Источник