Что такое свеча зажигания

Виды, устройство и принцип работы свечей зажигания

Свеча зажигания – это важнейший элемент системы зажигания двигателя, который непосредственно осуществляет воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания. В современных автомобилях используются свечи различных конструкций и эксплуатационных параметров, но все они имеют сходный принцип работы.

Устройство и роль в автомобиле

Базовая конструкция свечи включает в себя следующие элементы:

В устройстве автомобильной свечи системы зажигания также может быть предусмотрен резистор. Его основной задачей является подавление помех, создаваемых системой зажигания. Сопротивление может варьироваться от 2 кОм до 10 кОм.

Свечи, используемые в двигателях внутреннего сгорания, также называют искровыми. Они формируют искру на каждом такте сжатия (либо сжатия и выпуска при применении двухвыводных катушек зажигания), воспламеняя топливовоздушную смесь в определенный момент, на протяжении всего времени работы мотора. На каждый цилиндр двигателя, как правило, приходится одна свеча (за исключение двигателей типа Twinspark), которая ввинчивается при помощи резьбы в специальные отверстия в корпусе головки блока цилиндров. Рабочая часть при этом находится в камере сгорания двигателя, а ее контактный вывод снаружи.

Неправильно выполненная затяжка свечей может привести к неустойчивой работе мотора. Недостаточная затяжка способствует понижению компрессии в камере сгорания. При слишком сильной затяжке могут произойти механические деформации.

Принцип работы и характеристики

Основной задачей свечи является формирование искры и ее поддержание в течение необходимого количества времени. Для этого низкое напряжение от аккумулятора автомобиля преобразуется в высокое (до 40 000 В) в катушке зажигания, а затем поступает на электроды свечи, между которыми выполнен зазор. “Плюс” от катушки приходит на центральный электрод, “минус” – на боковом от двигателя.

В момент формирования напряжения на электродах (“плюс” от катушки на центральном и “минус” на боковом от двигателя), достаточного для преодоления (пробоя) сопротивления среды в зазоре, между ними возникает искра.

Значение искрового зазора

Искровой зазор – главный параметр свечей зажигания. Он определяет минимальное расстояние между электродами, обеспечивающее формирование искры достаточного размера и возможность пробоя соответствующего слоя среды (топливовоздушной смеси, находящейся под давлением).

Величина зазора должна находиться в пределах, заданных производителем. Если зазор будет слишком большим – энергии искрового разряда может не хватить для поддержания необходимого времени горения свечи и смесь может не воспламениться. С другой стороны, слишком малый зазор приведет к прогоранию электродов и повышенному износу свечей.

Величина искрового зазора отличается в зависимости от режима работы двигателя и его типа и производителя. Нижний порог искрового зазора может быть около 0,4 мм, а верхний доходить до 2 мм.

Для проверки величины искрового зазора используется специальный инструмент – щуп, который может быть округлым или плоским. Второй тип более прост в использовании, но дает погрешность, поскольку не учитывает износ поверхности электродов. Подгонку зазора под необходимый размер выполняют вручную подгибанием бокового электрода.

Что такое калильное число

Не менее важным параметром является калильное число. Оно определяет тепловые свойства конструкции и демонстрирует, при каком давлении в камере сгорания может произойти неконтролируемое самовоспламенение топливовоздушной смеси (калильное зажигание). Простыми словами, чем больше будет калильное число, тем меньше свеча будет разогреваться в процессе работы двигателя.

Конструкции с разным калильным числом применяются соответственно типу мотора, режиму и условиям его работы. Так, в летнее время и при повышенных нагрузках оптимально использовать конструкции с большим калильным числом, а зимой или при спокойной езде в городской черте – с меньшим.

Свечи с низким калильным числом устанавливаются в моторах с малым уровнем давления, работающих на топливе с небольшим октановым числом. Конструкции с высоким калильным числом наоборот используются в двигателях с повышенной компрессией и высокой температурной нагруженностью камеры сгорания.

Виды и маркировка

Чтобы не ошибиться при выборе модели, следует обратить внимание на маркировку приобретаемых свечей зажигания. У каждого производителя она своя.

Первый параметр – это, как правило, диаметр резьбы и форма опорной поверхности, демонстрирующие возможность фактической установки свечи на конкретный двигатель.

Символ R (Р) зачастую свидетельствует о присутствии в конструкции резистора. Далее, указывается калильное число, величина искрового зазора и материал, из которого выполнены электроды.

По количеству электродов свечи зажигания разделяют на два вида:

В зависимости от величины калильного числа свечи разделяют на:

По типу материала центрального электрода свечи зажигания различают:

Самыми долговечными и износостойкими считаются иридиевые автомобильные свечи зажигания. Они применяются в двигателях высокой мощности, но при установке на обычные моторы серьезных улучшений не создают.

Срок службы и распространенные неисправности

Определить на практике, когда менять свечи зажигания можно, принимая во внимание несколько аспектов:

От работоспособности этого, на первый взгляд, простого элемента зависит корректный запуск и мощность мотора, расход топлива и содержание СО в выхлопных газах, а потому ответ на вопрос зачем своевременно менять свечи зажигания вполне очевиден.

Источник

Свечи зажигания: зачем нужны, как правильно подбирать и когда менять

И как не ошибиться при их замене

Если сильно упрощать, свечи зажигания нужны, чтобы машина ехала.

Если вдаваться в детали, все происходит так: в нужный момент свечи поджигают смесь бензина и воздуха. Нужный момент — это за доли секунды до того, как поршень в цилиндре дойдет до верхней мертвой точки и сожмет топливно-воздушную смесь: свеча дает искру, смесь поджигается, расширяется и давит на поршень, который через шатун проворачивает коленчатый вал. Он в свою очередь вращает колеса, и машина едет.

Если все в порядке — это происходит в любом режиме работы двигателя: на минимальных, на высоких оборотах, и абсолютно во всех цилиндрах. Бензин в смеси сгорает хорошо, двигатель работает так, как должен.

В этом материале мы расскажем, как подбирать свечи, когда их менять и как не ошибиться при их замене.

Как работает свеча зажигания

В бензиновых двигателях смесь поджигает электрическая искра. Она возникает между двух электродов свечи зажигания. Расстояние между ними может отличаться: в среднем это примерно миллиметр. Еще это расстояние называют искровым зазором.

Искровой зазор должен быть именно таким, каким его предусмотрел производитель свечи: чтобы, с одной стороны, искра образовалась, а с другой — чтобы у нее было достаточно энергии для воспламенения смеси.

Чтобы пробить искровой зазор 1 мм, нужно напряжение не меньше 20 000 В. Такое напряжение обеспечивает катушка зажигания: она преобразует ток бортовой сети 12 В и делает так, чтобы на электроды подавалось нужное напряжение в десятки тысяч вольт. Работой катушек зажигания в современных автомобилях управляет электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Катушка может стоять в отдельном модуле зажигания и связываться со свечой через высоковольтный провод, а может стоять непосредственно на свече. Стандартный высоковольтный провод рассчитан на напряжение до 40 000 В.

Если блок управления зажиганием или катушки неисправны, а высоковольтные провода изношены — совершенно неважно, насколько свечи новые или дорогие: будут пропуски зажигания или искры не будет вовсе.

С другой стороны, неисправные свечи перегружают высоковольтные провода и катушку зажигания — энергия высоковольтного импульса вместо искры рассеивается в них, из-за чего они могут выйти из строя раньше срока.

Как победить выгорание

Характеристики и отличия свечей зажигания

Свечи различают по типоразмерам и характеристикам:

Важно, чтобы эти характеристики были именно такими, какими их задумал производитель конкретного двигателя. Поэтому параметры свечи указывает производитель автомобиля. Дальше поговорим о характеристиках более подробно.

Материал центрального электрода

Одна из целей, которую преследуют инженеры, когда выбирают металл для электродов — замедлить их износ. Искра — это поток заряженных частиц — электронов и ионов. Они с огромной скоростью двигаются в электрическом поле между электродами, а когда встречаются с их поверхностью, выбивают из них атомы металла. Электроды постепенно теряют вещество, «выгорают», но этот процесс может происходить по-разному : все зависит от сплавов и металлов на концах электродов. В каталогах производителей в основном никелевые, иридиевые, платиновые и реже серебряные свечи.

Никель применяют для изготовления бюджетных свечей зажигания. Он недорогой, удобный в массовом производстве и относительно тугоплавкий. В среднем никелевые свечи служат без перебоев до 40 000 км. Их применяют в двигателях с объемом до 1,6 л с невысокой степенью сжатия, которые работают на бензине марки АИ-92 или АИ-95.

Серебро отличается высокой теплопроводностью и может работать в широком диапазоне температур. Поэтому свечи с серебряным центральным электродом используют в двигателях, которые работают на газу и временами на бензине. Срок службы — до 50 000 км.

У никелевых свечей достаточно толстый центральный электрод — примерно 2,5 мм в диаметре. В основном он состоит из сплава никеля и хрома. Серебряный электрод — незначительно тоньше, примерно 2 мм в диаметре, состоит преимущественно из серебра.

И у тех и у других может быть до четырех боковых электродов. Искра всегда одна: она проходит между боковым электродом и ближайшим участком центрального. Несколько боковых электродов позволяют добиться более медленного износа центрального электрода.

Платина плавится при температуре 1768 °C, что примерно на 300 °C больше, чем у никеля. Благодаря этому свечи с платиновыми электродами даже в более тяжелых условиях эксплуатации служат дольше — до 90 тысяч километров. Узкий центральный электрод эффективно работает при более низком искровом напряжении, что снижает нагрузку на катушку зажигания и высоковольтные провода.

Иридий плавится при температуре 2466 °C, поэтому электроды с иридием чрезвычайно устойчивы к дуговой эрозии. Срок службы иридиевых свечей — до 100 тысяч километров. Цена тоже самая высокая: иридий встречается реже платины, он дороже.

Платиновые и иридиевые свечи применяют в двигателях с высокой степенью сжатия — от 12:1 и выше. Такие работают на бензине марки АИ-98 и АИ-100. У них один боковой электрод.

Такие свечи зажигания можно ставить в двигатели с невысокой степенью сжатия вместо никелевых — само собой, если каталог производителя свечей допускает такую замену для конкретного двигателя. Это позволит менять свечи реже.

В некоторых случаях установка иридиевых свечей нецелесообразна: например, если их хотят поставить в старый двигатель с низкой степенью сжатия, который потребляет много масла. Вряд ли на такой машине получится проездить без замены свечей даже 50 000 км — их гораздо раньше закидает маслом, так что выгоднее будет проехать 30 000 км на дешевых никелевых свечах.

Преимущество платиновых и иридиевых свечей в том, что они позволяют добиться большей напряженности электрического поля, а значит, для возникновения искры нужно подать меньшее напряжение. Кроме того, тонкие электроды отнимают у искры меньше тепловой энергии — значит, на поджиг смеси ее остается больше и она сгорает быстрее и полнее. Поэтому, если свойства металла позволяют, концы электродов — и центрального, и бокового — делают тонкими. Основного металла на электродах немного — его на них наплавляют.

Калильное число: холодные и горячие свечи

Если свеча перегревается, смесь начинает воспламеняться не от искры, а от соприкосновения с раскаленными электродами свечи — возникает калильное зажигание. Проблема в том, что при этом топливо воспламеняется неконтролируемо и хаотично. В результате мощность двигателя падает, он перегревается, возникают дополнительные критические нагрузки на поршень, шатун и коленвал.

Многие двигатели современных автомобилей оснащают датчиками, которые могут определять, когда в каком-то из цилиндров возникает калильное зажигание. Информация поступает в ЭБУ, который отключает подачу топлива в проблемный цилиндр.

Одна из важных характеристик свечи — калильное число. Оно отражает температурный диапазон работы свечи, на верхнем пределе которого возникает калильное зажигание.

😡 Низкое калильное число у «горячих» свечей. Такие работают в промышленных двигателях — например, в стационарном генераторе, который работает на стабильно невысоких оборотах. Оборотистый двигатель спортивной машины с такой свечой может серьезно пострадать от калильного зажигания.

😌 Среднее калильное число — у свечей для двигателей, которые стоят на обычных автомобилях.

🥶 «Холодные свечи» ставят на двигатели спортивных машин, которые постоянно крутят до высоких оборотов. В малолитражном атмосферном двигателе такая свеча быстро покроется толстым слоем желто-коричневого нагара: она не будет нагреваться до нужной температуры, поэтому нагар не сгорит и свеча не сможет самоочиститься.

Геометрические параметры

У свечей зажигания могут быть разные геометрические параметры:

Геометрические параметры зависят от конструктивных особенностей конкретного двигателя — они должны быть в точности такими, как требует производитель. Если вместо нужной свечи установить «почти такую же », но немного отличающуюся, в лучшем случае двигатель не будет работать нормально, в худшем — жди беды.

Например, если у свечи слишком короткая резьба, электроды будут располагаться гораздо выше, чем нужно, а значит, и искра будет образовываться не там, где нужно. Возникнут пропуски зажигания, двигатель потеряет тягу. А еще его начнет трясти, и расход топлива возрастет: существенная его часть не сгорит и улетит в атмосферу.

Если же резьба будет слишком длинной, есть два варианта:

Когда и как часто менять свечи зажигания

Срок службы свечей, указанный в сервисной книжке или инструкции по эксплуатации автомобиля, действителен для оригинальных свечей — и его нередко можно увеличить: поставить вместо никелевых свечей платиновые или иридиевые.

Примерный срок службы свечи зависит от металла на концах электродов. Они постепенно выгорают, материал изолятора деградирует, его электроизоляционные свойства становятся хуже, а значит, рано или поздно искра пойдет между боковой частью центрального электрода и корпусом свечи. Но чаще бывает, что электроды свечи изнашиваются, расстояние между ними увеличивается и катушке зажигания все сложнее образовать искру.

Свеча не всегда перестает работать полностью, хотя такое тоже бывает. Перебои возникают сначала на некоторых режимах работы мотора. Например, если резко нажать на педаль газа. Топливо в таком случае будет сгорать не полностью, а полетит в трубу, на катализатор — устройство, которое служит для очистки выхлопных газов. Расход топлива возрастет, а срок службы катализатора сократится. Вот почему важно вовремя менять свечи зажигания. При этом неисправность свечей — это не единственная причина, по которой могут возникать пропуски зажигания.

Какие свечи зажигания поставить

Нужно ставить только те свечи, которые подходят к конкретному мотору по всем параметрам, о которых мы говорили выше. Именно поэтому подбор свечи лучше доверить профессионалу — например, консультанту специализированного магазина. Он посмотрит по каталогу и предложит подходящий вариант. Но есть и другой путь: можно воспользоваться официальным сайтом производителя свечей.

Поищем свечи для Фольксвагена Гольфа 2010 года с атмосферным двигателем 1,6. Воспользуемся каталогом Denso.

Попробуем разобраться, что сколько стоит, и сделаем окончательный выбор.

Цены на свечи DENSO для двигателя 1,6 BSE в июле 2021 года

Как не купить поддельные свечи зажигания

Свечи зажигания подделывают, как и большинство других запчастей. Очень важно не нарваться на подделку, потому что она может стоить вам двигателя: корпус свечи и изолятор, скорее всего, будут плохими. Вот что можно сделать:

Как правильно заменить свечи зажигания

⚠️ Это работа для опытного автослесаря

Не пытайтесь поменять свечи самостоятельно: есть риск ошибиться и повредить двигатель. Кажется, что достаточно открутить старые и вкрутить новые, но все далеко не так просто.

Вам, как клиенту мастерской, следует убедиться, что у слесаря есть динамометрический ключ — такой позволяет выставить, а потом соблюсти момент затяжки.

Вот что следует сделать специалисту для замены свечей зажигания:

О чем может рассказать налет на свечах

Допустим, мастеру пришлось остановиться сразу после того, как он выкрутил все свечи: на них налет. Это глава поможет разобраться, каким он бывает и о чем он может рассказать.

Все это влияет на температуру, давление и состав отработанных газов. На электродах оседают продукты горения: по их остаткам можно судить о работе двигателя. Некоторые специфические признаки могут указать на конкретную неисправность.

Тонкий слой желтоватого нагара на свече — норма. На холостом ходу температура свечи относительно невысока: продукты горения оседают на электродах и нижней части изолятора.

На трассе нагрузка на мотор выше, свеча разогревается, и отложения сгорают. Свеча естественным образом самоочищается и работает так, как должна.

Источник

Свечи зажигания

Система зажигания является одной из наиболее важных систем каждого двигателя с искровым зажиганием. Свечи отвечают за генерацию искры в цилиндрах двигателя. Искровая свеча используется во всех типах системы зажигания: контактной, бесконтактной и электронной. Ведущими производителями выступают такие фирмы как: Denso, NGK, Bosch, Champion, Beru. Устройство свечи зажигания представляет собой керамическую трубку с проводником по центру и металлическим электродом сбоку.

Грамотно подобранные свечи зажигания, взаимодействуя с качественным топливом, прослужат без замены на протяжении достаточно большого пробега автомобиля. В среднем, это 30–60 тыс. км, а если это иридиевые или платиновые – то намного дольше. Именно поэтому, делая подбор свечей зажигания, так важно хорошо разбираться в маркировке, видах и их назначению, такие знания помогут выбрать лучшие свечи для вашего транспорта.

Параметры и характеристика свечей зажигания

Основными параметрами характеристики свечей выступают размер и калильное число, это кроме того, что они также отличаются по количеству электродов и по материалу изготовления. Со всеми этими моментами, и как они влияют на работоспособность, разберемся по порядку.

Одна из важнейших тепловых характеристик свечей зажигания – так называемое, калильное число. Это параметр, обозначающий давление, при котором возникает калильное зажигание. Обычно в документации автомобиля указывается марка свечей и калильное число, которые должны в нем использоваться. Старайтесь придерживаться этих рекомендаций.

Калильное число делится на три диапазона:

Данный параметр указывает на тепловые режимы работы свечи, чем оно выше, тем с более высокими температурами она может работать.

Помимо калильного числа и геометрических размеров, есть еще один достаточно важный параметр при выборе свечей — их конструкция.

Технические характеристики

Общая информация про свечи зажигания

К техническим характеристикам свечи зажигания относятся:

Диаметр автомобильных свечей зажигания, как правило, составляет 14 мм. По длине резьбы свечи делятся на три группы:

2) средние – 19-20 мм;

3) длинные – 25 мм и более.

Длина резьбовой часты свечи будет зависеть от мощности двигателя – чем мощнее, тем свеча длиннее. Такая конструкция обусловлена тем, что температура по длинному корпусу быстрее и равномернее распределяется. Наиболее распространенным размером инструментом для вкручивания свечек является головка на 16 мм, реже – 14 и 18 мм. Размер зазора между центральным и боковым электродами у всех свечей зажигания в пределах 0,5 мм – 2,0 мм, но наиболее распространенный – 0,8 или 1,1 мм.

Характеристики свечи зажигания маркируются типовым обозначением – буквенно-цифровым кодом, который наноситься на свечу и на упаковку. Типовые обозначения свечей различаются в зависимости от производителя, унифицированных обозначений нет.

Из каких материалов делают свечи зажигания?

Кроме всего прочего, свечи различаются и по материалу, из которого они изготовлены. Свечи могут быть одно или биметаллическими, но так как времена, когда свечи производились только для советской техники прошли, в нынешнее время изготавливаются из двух металлов – медного (или хромо-никелевого) сердечника и стальной оболочки. Такой метод применяется чтобы обеспечивать быстрый и надежный пуск двигателя, а также быстрый отвод тепла во время работы, поскольку стальная оболочка быстро прогревается на начальном этапе работы, а медный сердечник хорошо отводит тепло при рабочей температуре от 500 до 900 °C.

Но для повышения устойчивости к коррозии и, соответственно, увеличения срока службы, такую классическую компоновку разбавляют тем, что на центральный электрод делают напайку, из сплавов стали и других дорогих металлов типа платины, иридия, палладия или вольфрама или полностью заменяют медный сердечник.

Виды свечей зажигания

В классическом исполнении свеча зажигания является двухэлектродной — с одним центральным электродом и одним боковым, но вследствие эволюции конструкции появились многоэлектродные (боковых электродов может быть несколько, в основном это 2 или 4). Такая многоэлектродность позволяет увеличить надежность и срок службы. Также менее распространенные из-за своей дороговизны и противоречивых тестов факельные и форкамерные свечи.

Помимо конструкции, свечи разделяются и на другие виды, обусловленные материалом изготовления электрода. Как уже выяснилось, зачастую, это сталь, легированная никелем и марганцем, но для увеличения ресурса работы на электроды делаются напайки разных драгоценных металлов, как правило, из платины или иридия.

Тестирование свечей зажигания

Отличительная черта платиновых и иридиевых свечей зажигания — иная форма центрального и бокового электродов. Поскольку применение этих металлов позволяют обеспечить постоянную мощную искру в более жестких режимах эксплуатации, тонкий электрод требует меньшего напряжения, тем самым снижая нагрузку на катушку зажигания и оптимизируя сгорание топлива.

Имеет смысл ставить платиновые свечи в турбомоторы, так как этот металл обладает высокой коррозионной устойчивостью, а также стойкий к высоким температурам.

По периодичности замены свечи можно разместить в таком порядке:

Лучшие свечи зажигания

Узнав о типах свечей и их характеристика, возникает логический вопрос при подборе: «Какие свечи зажигания лучше?». При поисках однозначного ответа на данный вопрос можно долго листать страницы в интернете и изучать различные рейтинги производителей свечей зажигания. Но сказать абсолютно всем, что нужно покупать иридиевые и радоваться работе мотора, нельзя.

Что нужно учитывать подбирая свечи?

Первым делом заглянуть в инструкцию по обслуживанию вашего автомобиля, зачастую, там всегда можно найти информацию о том, какая марка свечей устанавливается с завода. Наилучшим выбором будут те свечи, которые рекомендует автопроизводитель, ведь на заводе учтены потребности двигателя и технические характеристики искровых свечей. Тем более, если машина уже с большим пробегом — вложения в неё виде дорогих платиновых или иридиевых свечей как минимум не оправдает себя. Также нужно принять во внимание, на каком бензине и сколько вы ездите. Бессмысленно платить деньги за дорогие свечи для мотора с объемом меньше 2 литров, когда от двигателя не требуется запредельной мощности.

Как правильно подобрать свечи зажигания для своего автомобиля

Основные параметры подбора свечей зажигания

А чтобы быстро ориентироваться в свечах с необходимыми требованиями, нужно уметь расшифровывать маркировку. Но, в отличие от маркировки масла, маркировка свечей зажигания не имеет общепринятого стандарта и, в зависимости от производителя, буквенно-числовое обозначение по-разному расшифровывается. Впрочем, на любых свечах обязательно существует маркировка, указывающая на:

Расшифровка маркировки свечей зажигания

От какого производителя свечи лучше

Смотреть нужно, прежде всего, не на модель и изготовителя, а на конструкцию и качество изготовления свечи. Для обычного применения подойдет любая свеча, которая способна обеспечить стабильность искрообразования при давлении не менее 8 атм., но рекомендовано все же брать те, которые имеют запас по давлению не менее чем на 16 атм.

Ниже приведен ряд свечей из разной ценовой категории, конструкции, видов и популярных производителей, которые, в ходе теста, показали наилучшие результаты:

Можно сделать вывод, что с момента создания рейтинга (2016 года) состоянием на конец 2021 года стоимость всех перечисленных свечей зажигания выросла в среднем на 30%.

Какие хорошие свечи зажигания, решает лично каждый автовладелец сам для себя. Кто-то предпочитает подбирать выполненные исключительно из редких и дорогих материалов, а кто-то в первую очередь учитывает марку детали и марку авто, а также то, в каких условиях эксплуатируется его машина.

Основные признаки выхода из строя свечи

Внешний вид свечей зажигания может рассказать не только об их работе, но и неисправностях, как топливной системы, так и других систем двигателя. А какие признаки неисправности самих свечей зажигания?

Чтобы водители смогли понять по поведению своего авто, что пора заменить свечи зажигания, напомним основные признаки их неисправностей:

Источник