Всё о свечах зажигания и накала.

📖Темы статьи:

Свеча зажигания -

Что такое свеча зажигания.

Как работает свеча зажигания.

Характеристики и отличия свечей зажигания.

Материал центрального электрода.

Режимы работы свечей.

Степень нагрева элементов свечей зависит от следующих основных факторов...

Калильное число.

История свечей.

Неисправности свечей зажигания.

Когда и как часто менять свечи зажигания.

Мифы о свечах зажигания.

Свечи зажигания в форсированных моторах.

Свеча накала -

Назначение.

Принцип работы.

Типы свечей накаливания.

Системы быстрого накаливания QGS. Свечи на 6 и 12 вольт.

Признаки неисправности свечей накаливания дизельного двигателя.

Уход за свечами накаливания или как продлить жизнь свечей накала.

Как проверить свечи накала на работоспособность.

Свеча зажигания —

Свеча зажигания - это устройство для подачи электрического тока из системы зажигания в камеру сгорания двигателя с искровым зажиганием для воспламенения сжатой топливовоздушной смеси с помощью электрической искры при поддержании давления сгорания внутри двигателя.

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.

Свечу устанавливают в головке блока цилиндров, при этом ее нижняя часть с электродами оказывается в камере сгорания: пока двигатель работает, на нее воздействует сгорающая смесь с ее высокими температурами и давлением. Бывают двигатели, в которых по две свечи на цилиндр.

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.

Характеристики и отличия свечей зажигания —

Свечи различают по типоразмерам и характеристикам:

• диаметру и длине части с резьбой, размеру шестигранника под ключ.
• форме и длине керамического изолятора.
• материалу центрального электрода.
• количеству и форме боковых электродов.
• величине искрового зазора, калильному числу и другим параметрам.

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 элект род.

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.

Чем тоньше электрод, тем быстрее распространяется пламя по объему цилиндра. 2,5 мм — это обычно никелевый центральный электрод, 1,1 мм — платиновый, а 0,4 — самый тонкий вариант иридиевого электрода: чаще его диаметр 0,5⁠—⁠0,7 мм.

Центральные электроды свечей зажигания. Слева свеча с никелевым центральным электродом, справа — с иридиевым.

Режимы работы свечей —

Искровые свечи бензиновых двигателей по режиму работы условно подразделяют на «горячие», «холодные», «средние» — в зависимости от тепловой характеристики свечи, выражаемой её калильным числом.

Калильное число свечи зажигания определяется на специальной тарировочной установке, имеющей вид эталонного одноцилиндрового двигателя определённой конструкции. В этот двигатель устанавливают соответствующую свечу зажигания и испытывают его в различных режимах, отслеживая при этом характер работы, а также температуру и давление в цилиндре.

Каждому режиму работы двигателя соответствует определённое значение температуры теплового конуса изолятора свечи. Когда эта температура поднимается выше 850…900°С, в двигателе начинает происходить так называемое калильное зажигание — самопроизвольное, без искры, воспламенение рабочей смеси при контакте с раскалённым тепловым конусом изолятора и другими частями свечи. Данный процесс обычно проявляется при работе двигателя на больших оборотах под нагрузкой. Он может приводить к оплавлению поршня и камеры сгорания, прогоранию поршней и выпускных клапанов, а также повреждению иных элементов двигателя. Для его предотвращения в двигатель устанавливаются свечи зажигания с «холодной» тепловой характеристикой, что обеспечивается хорошим отводом тепла от теплового конуса изолятора свечи. У таких свечей тепловой конус короткий и изолятор почти на всей своей длине контактирует с металлом корпуса свечи, благодаря чему тепло от него хорошо отводится и его перегрева не происходит даже в форсированных моторах с напряжённым тепловым режимом.

С другой стороны, однако, нельзя допускать и слишком малой рабочей температуры теплового конуса свечи, поскольку при её снижении ниже 400…500°С на конусе начинается накопление отложений, вследствие чего происходит поверхностная утечка тока высокого напряжения через слой нагара, что уменьшает мощность искрового пробоя зазора, или вообще делает его невозможным. Поэтому в менее форсированных двигателях применяются «горячие» свечи, у которых тепловой конус изолятора имеет большую длину и теплоотвод от него затруднён, благодаря чему даже при невысокой тепловой напряжённости камеры сгорания происходит нагрев свечей и их выход на рабочую температуру, обеспечивающую самоочищение от продуктов сгорания топливной смеси — нагара, сажи и т. п.

Изоляторы свечей, работающих в оптимальном режиме, всегда имеют цвет «кофе с молоком», говорящий о правильной работе двигателя. Прогрев свечей до температуры самоочищения занимает достаточно много времени и происходит лишь примерно после 10 км пробега автомобиля, в особенности по скоростной трассе, когда тепловыделение велико. При поездках на более короткие расстояния, а также работе двигателя исключительно на малых и средних оборотах, самоочищения свечей не происходит и они покрываются нагаром, требуя периодической очистки (механической или пескоструйной).

Степень нагрева элементов свечей зависит от следующих основных факторов —

Внутренние факторы:

• конструкция электродов и изолятора (длинный электрод и изолятор нагреваются быстрее).
• материал электродов и изолятора.
• толщина материалов.
• степень теплового контакта элементов свечи с корпусом.
• наличие медного сердечника в центральном электроде.

Внешние факторы:

• степень сжатия и компрессии.
• тип топлива (более высокооктановое обладает большей температурой сгорания).
• стиль езды (на больших оборотах и нагрузках двигателя нагрев свечей больше).
• состав смеси (на бедных нагрев выше) и угол опережения зажигания.

«Горячие» свечи — конструкция свечей специально разработана таким образом, что снижается теплопередача от центрального электрода и изолятора. Применяются в двигателях с низкой степенью сжатия и при использовании низкооктанового топлива. Так как в этих случаях меньше температура в камере сгорания.

«Холодные» свечи — конструкция свечей специально разработана таким образом, что максимально повышается теплопередача от центрального электрода и изолятора. Применяются в двигателях с высокой степенью сжатия, с высокой компрессией и при использовании высокооктанового топлива, а также в двигателях с воздушным охлаждением, отличающихся повышенной тепловой напряжённостью камеры сгорания.

«Средние» свечи — занимают промежуточное положение между горячими и холодными (самые распространенные)

Калильное число (тепловая характеристика):

«Горячие» свечи: 8…14 единиц по ГОСТ 2043-74 (нижнеклапанные и малофорсированные нижневальные двигатели);

Свечи со средними характеристиками: 17…19 (форсированные нижневальные двигатели и верхневальные средней степени форсирования);

«Холодные» свечи: 20 и более (высокофорсированные 4-тактные двигатели, двигатели с воздушным охлаждением, 2-тактные двигатели);

Ранее, по ГОСТ 2043-54, указывалась непосредственно длина теплового конуса свечи в миллиметрах; так, свеча А7,5БС имела длину теплового конуса изолятора 7,5 мм (современный аналог — А17В).

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.

История —

Первая свеча зажигания в ее современном виде была разработана немецким инженером и ученым Робертом Бошем в 1902 году. Впервые свеча зажигания была использована с магнето высокого напряжения, также разработанным в мастерской компании BOSCH. Свечи зажигания BOSCH стали использоваться в двигателях внутреннего сгорания Карла Бенца, заменив используемые в то время калильные трубки с открытым пламенем. С тех пор и по настоящее время практически все свечи зажигания используют тот же принцип работы и строение, как и в 1902 году, эволюция данного узла шла преимущественно по пути усовершенствования используемых материалов (для изолятора, проводников и т.п.) и технологии изготовления (удешевления).

Устройство свечи зажигания.

Устройство свечи зажигания:

1 — контактный вывод

2 — рёбра изолятора.

3 — изолятор.

4 — металлическая оправа.

5 — центральный электрод.

6 — боковой электрод.

7 — уплотнитель.

Для иностранных свечей используются свои шкалы тепловой характеристики —

Способ уплотнения по резьбе:

• С плоской прокладкой (с кольцом)
• С конусным уплотнением (без кольца)

Количество и вид боковых электродов:

• Одноэлектродные — традиционные.
• Многоэлектродные — несколько боковых электродов.
• Специальные, более стойкие электроды для работы на газе или для большего пробега.
• Факельные — унифицированные свечи зажигания, присутствует конусный резонатор, для симметричного поджига топливной смеси.

Неисправности свечей зажигания —

Свеча может выходить из строя следующими способами:

• загрязнение теплового конуса углеродом и маслом во время длительного безуспешного пуска или езды на непрогретом моторе - приводит к отказу обслуживаемого свечой цилиндра.
• закоксовывание пространства между тепловым конусом и корпусом продуктами сгорания масла, при его большом расходе.
• износ (выгорание) электродов, приводящие к увеличению зазора, что может привести к пробою провода, свечного наконечника, катушки, либо вызывать пропуск зажигания при резком открытии дросселя ("провал газа"). В "платиновых" - полное израсходование напыления, быстрый рост зазора.
• оплавление электродов, растрескивание или разрушение теплового конуса.
• пропуск газов через уплотнение корпуса, приводящее к сильному загрязнению изолятора снаружи, и возможному пробою свечного наконечника.

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.

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.

Топливно-воздушная смесь в цилиндре может гореть по-разному. Вот от чего это зависит:

• От качества топлива, а также присадок и примесей, которые в нем содержатся.
• Концентрации кислорода в воздухе.
• Количества масла, которое неизбежно попадает в камеру сгорания со стенок цилиндров.
• Температуры двигателя.
• Режима работы мотора: оборотов, нагрузки и так далее.

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.

О чем говорит на свече сажа — топливо в цилиндре сгорает не до конца.

Возможные причины: богатая смесь, пропуски зажигания.

Что делать - проверить систему зажигания: свечи, высоковольтные провода, катушку зажигания.

Черный маслянистые отложения —

О чем говорит на свече масло.

Возможные причины - маслосъемное кольцо на поршне износилось или сломалось, изношены маслосъемные колпачки клапанов

Что делать - отремонтировать двигатель с заменой маслосъемных и компрессионных колец, колпачков и других деталей. Чаще всего такой ремонт нужен после большого пробега.

Белый —

О чем говорит - свеча перегревается.

Возможные причины - свеча не подходит по тепловой характеристике — слишком горячая, бедная смесь, низкооктановый бензин.

Что делать - проверить, правильно ли выбраны свечи, проверить систему питания, залить качественное топливо.

Красноватый —

О чем говорит - на свече чистое железо. В бензине избыток антидетонационных присадок.

Возможные причины - некачественный бензин.

Что делать - сменить АЗС и заливать более качественный бензин, поменять свечи.

В таблице далеко не все возможные причины неисправностей, а только наиболее вероятные. Кроме того, для правильной диагностики надо сопоставлять внешний вид свечей с другими симптомами неисправности.

В сети много советов, как снять нагар: уже изношенные свечи предлагают потереть наждачной бумагой или отмочить в каких-нибудь химикатах. Так-же ещё свечи нагревают на открытом огне(без опыта можно испортить свечи).

Мифы о свечах зажигания:

Миф № 1: чем больше электродов в свечах, тем мощнее работает мотор:

Число электродов свечи практически не влияют на воспламенением.

Некоторые производители предлагают модели свечей зажигания с двумя и большим количеством боковых электродов (от двух до четырех). Они якобы способствуют более эффективному воспламенению топливно-воздушной смеси. Из-за этого увеличивается мощность двигателя. Но на деле искра бьет только в один электрод, поэтому отдача мотора не повышается. Так что это лишь рекламная уловка.

Однако к чести производителей нужно отметить, что детали с двумя и более электродами долговечнее, чем с одним. Если на одном электроде появилось больше нагара, то в работу включается другой. Так что за счет дополнительных электродов увеличивается надежность искрообразования. То же самое можно сказать и о свечах со специальными прорезями на центральных или боковых электродах. Подобное решение не увеличивает количество искр, но повышает ресурс расходника.

У многоэлектродных моделей есть ряд минусов:

• за счет дополнительных боковых электродов ухудшается доступ топливовоздушной смеси к области возникновения искры, и эффективность возгорания смеси уменьшается
• пламя плохо распространяется по камере сгорания.
• недостаточное охлаждение приводит к плохому сгоранию топливовоздушной смеси и накоплению нагара.

Если же вам так необходимы именно многоискровые свечи, то выбирайте те, у которых на изоляторе несколько круговых поясков. Искра пробегает через них поочередно с такой высокой скоростью, что в каждом рабочем цикле сразу возникает три искры. Но будьте готовы заплатить за расходники с подобной конструкцией в 10 раз дороже, чем за стандартные.

Миф № 2: если резьба подходит, то свечу можно ставить на любой двигатель:

Диаметр и длина резьбы – не единственные параметры свечей зажигания. Не менее важная характеристика – калильное число. Любой мотор работает в собственном температурном режиме, в соответствии с этим должны подбираться свечи с оптимальным калильным числом. Если этот показатель больше – то есть, свеча слишком горячая, то силовой агрегат будет перегреваться.

Слишком холодная свеча не может самоочищаться, соответственно, на ней будет усиленно образовываться нагар. Это приводит к ухудшению искрообразования, уменьшению мощности мотора и более быстрому износу самой свечи.

А теперь о резьбе на свече зажигания. Если ее шаг и диаметр не соответствуют конкретному мотору, то нормально установить элемент у вас просто не получится! Можно, конечно, попытаться, но произойдет следующее:

• короткая свеча – электроды неправильно встанут в камере сгорания, это приведет к неустойчивой работе силовой установки.
• длинная свеча – будет препятствовать движениям клапанов или поршня, это чревато серьезными поломками.

Миф № 3: свечи с конусным резонатором вокруг центрального электрода уменьшают расход горючего.

Свеча зажигания Bugaets с конусным резонатором.

Это еще один рекламный трюк. Производители и продавцы уверяют, что конусный резонатор формирует факельный, то есть направленный эффект. Это способствует снижению расхода бензина. Дополнительные бонусы – повышение срока эксплуатации свечей до 100 тыс. км и увеличение мощности двигателя (куда же без этого!).

На самом деле процесс воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре представляет собой вихревую вспышку, и она не может иметь направления. Какие-либо приспособления в этом не помогут.

Миф № 4: плазменные свечи – самые лучшие:

Форкамерная (плазменная) свеча.

Плазменные свечи зажигания предлагаются за очень высокую цену. Но непонятно, что имеют в виду производители, называющие свои запчасти «плазменными»? Любая свеча – это плазменный генератор, ведь искровой разряд представляет собой чистую холодную плазму. Поэтому нет смысла переплачивать, если у свечей нет других реальных отличительных характеристик.

Свечи зажигания в форсированных моторах —

Для того чтобы в вашем моторе не было пропусков зажигания(если есть проблемы с свечами), возможно нужно настроить зазор у свечи. Пропуски могут быть из-за:

• Слишком большого зазора - сложно пробить искру.
• Слишком маленького зазора - искра не зажигает топливно-воздушную смесь.

Положение свечи в цилиндре, а именно в какую сторону смотрит электрод можно установить:

1. Чтобы он не препядстаовал попаданию топливо-воздушной смеси в камеру сгорания.
2. Чтобы фронт пламени сгорания шёл в нужную сторону.

Можно использовать специальную линейку для подбора нужной свечи, которая расположена так, как вам нужно(с завода расположение электрода разное). Либо можете использовать регулировочные шайбы. Так можно настроить позиционирование свечи.

Свечи накаливания: типы, устройство, принцип действия —

Дизельные двигатели на легковых автомобилях давно перестали быть экзотикой в нашей стране: их все чаще можно встретить не только на внедорожниках и премиальных кроссоверах, но и на легковушках среднего класса. О том, как обеспечивается уверенный холодный запуск дизельных моторов и как работают свечи накаливания.

Свечи накаливания (калильные свечи) — детали в дизельном двигателе, в предпусковом подогревателе двигателя, в автономном отопителе салона (кабины) и в калильном карбюраторном двигателе (широко распространены в авиа-, судо-, и автомоделировании), служащие для облегчения его холодного пуска. В отличие от свечей зажигания, они не дают искру, а представляют собой обычный электрический нагревательный элемент, работающий напрямую на низком напряжении (12 или 24 Вольт в автомобилях).

Назначение —

Основной принцип работы дизельного двигателя такой же, как и бензинового: в объеме между цилиндром, поршнем и головкой блока цилиндров (ГБЦ) сгорает воздушно-топливная смесь. Образовавшееся при этом высокое давление газов толкает вниз поршень, который с помощью шатуна вращает коленчатый вал. Но процесс горения инициируется по-разному. При нормальной работе дизеля горючее в цилиндрах поджигается путём самовоспламенения в момент впрыска его форсунками в предварительно сжатый поршнем воздух, нагретый до 700—900°С; соответственно, обычных искровых свечей зажигания, как в бензиновом двигателе, в его конструкции нет и не требуется.

Свечи накаливания являются по сути частью предпускового устройства двигателя и нужны по большому счёту только для облегчения пуска дизеля после долгого простоя («на холодную») за счёт улучшения условий образования рабочей смеси, особенно если температура воздуха низка (ниже +5°С). При такой температуре дизельное топливо испаряется неохотно, и не образует необходимой для работы двигателя смеси с воздухом. Морозы в дополнение низкой температуре ухудшает 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.

Некоторые дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания (без предкамер) вообще не имеют свечей накаливания, в основном это сравнительно крупные и тихоходные тракторные двигатели или двигатели, приводящие в движение промышленное оборудование. Некоторые дизели вместо свечей накаливания используют предпусковой подогреватель в виде встроенной во впускной коллектор нагревательной решётки (grid heater) — как пример можно назвать 5,9-литровые дизели фирмы Cummins, устанавливаемые на автомобиле Dodge Ram. У некоторых тракторов свеча накаливания только одна, расположенная во впускном коллекторе и работающая в паре с дополнительной форсункой (при запуске непрерывно в небольшом количестве впрыскивается дизельное топливо); таким образом, перед пуском в камеры сгорания подаётся не холодный воздух, а горячий вместе с продуктами сгорания дизтоплива. Данное устройство называется электрофакельный подогреватель.

Принцип работы —

Упрощённо говоря, калильные свечи представляют собой обычный погружной электронагреватель со спиральным резистором. Стержень свечи накаливания выступает в камеру сгорания (или предкамеру) дизеля, так, что его кончик расположен на границе создаваемого форсункой завихрения рабочей смеси.

Обычно свечи накаливания подключаются автоматически после поворота ключа зажигания в положение, непосредственно предшествующее тому, в котором включается стартер (III, Start или аналогичное). При этом на щитке приборов зажигается специальная лампа-индикатор (показана на иллюстрации), а свечи накаливания начинают нагреваться до высокой температуры (рабочий элемент становится красным), попутно прогревая камеры сгорания и поступающий в камеру сгорания воздух (кроме форкамерных моторов). Однако 2-5 секунд электронакала свечи с холодного состояния хватает только для её саморазогрева, нагреть воздух и холодный металл массивного блока цилиндров и его головки свеча не в состоянии, тем более что воздух при кручении стартером двигателя постоянно замещается извне на не подогретый. Таким образом, главная цель нагрева свечей — это подогрев впрыскиваемого топлива до температуры, при которой оно испарится, хорошо смешается с поступающим воздухом и легко воспламенится уже от компрессии.

После повышения температуры свечи до достаточного уровня (обычно это занимает от 2 до 5 секунд) индикатор гаснет, после чего двигатель можно запускать. Обычно индикатор гаснет тем быстрее, чем выше температура воздуха, но, как правило, напряжение на свечи продолжает подаваться довольно долго. Непосредственно перед пуском двигателя или, чаще всего, вскоре после него свечи накаливания отключаются.

Во время пуска двигателя впрыскиваемое через форсунки топливо сильно нагревается и испаряется, хорошо смешивается с воздухом. Далее, за счёт компрессии, топливо-воздушная смесь самовоспламеняется. Если свечи неисправны или на них не поступает ток, то компрессии холодного дизельного двигателя оказывается недостаточно для уверенного воспламенения смеси — либо двигатель заведётся после продолжительного кручения стартера, либо не заведётся вовсе. Чем ниже окружающая температура, тем более затруднителен старт такого мотора. Исправный же дизельный мотор как правило заводится при минусовых значениях воздуха так же быстро, как и при плюсовых, что обеспечивается свечами накала и компрессией в пределах допуска.

В большинстве современных двигателей они могут продолжать работать до нескольких минут после пуска для снижения уровня вредных выбросов в атмосферу при работе холодного двигателя, а также для стабилизации процесса горения в ещё не полностью прогретом двигателе. Часто для этого напряжение не снимается совсем, но ступенчато снижается (например, +12В или + 24В при первичном прогреве, и +7В далее для поддержания температуры свечей). Затем подача тока на свечи полностью прерывается.

В ходе установившейся работы двигателя, свечи начинают играть другую роль, уже вспомогательную — становятся элементом системы распыления топлива, улучшающим приготовление рабочей смести (поток топлива постоянно «разбивается» о кончик свечи, что способствует созданию завихрений в камере сгорания). Также, представляя собою твёрдое тело с хорошей теплопроводностью, свечи накала продолжают подогревать впрыскиваемое топливо, будучи нагреваемыми уже процессами сгорания внутри двигателя.

Таким образом, от правильной работы свечей накала напрямую зависит зимний запуск дизельного двигателя и его дальнейшая работа.

Схематика реализации системы свечей накала непосредственно зависит от производителя двигателя — могут подаваться различные напряжения, сами свечи могут быть выполнены из различных материалов, схема управления может учитывать и температуру воздуха, топлива, изменение сопротивления свечей в зависимости от их нагрева, температуру антифриза (по достижении которой заданной отметки отключать подогрев свечей) и так далее.

Время прогрева первых свечей накаливания в 1920-е годы составляло бесконечные 180 секунд — целых 3 минуты водитель должен был ждать, пока свечи достигнут рабочей температуры, чтобы запустить двигатель! Современные свечи со стальным стержнем полностью раскаляются менее чем за 10 секунд (рекордсмены — за 4 секунды), а температура стержня достигает 800–1000 °C.

Свечи с керамическим стержнем ещё эффективнее: прогрев за 2 секунды и максимальная температура 1350 °C. Такие свечи используются в высокофорсированных дизелях, отвечающих самым жёстким экологическим требованиям. Но и стоимость керамических свечей в сравнении с классическими стальными заметно выше.

В современных дизелях свечи могут включаться и во время движении автомобиля, если блок управления двигателем зафиксирует температуру приготовления рабочей смеси ниже оптимального значения. Именно поэтому в автомобилях нового поколения свечи зажигания являются не только неотъемлемой частью системы холодного пуска, но и важной составляющей увеличения топливной экономичности, ресурса двигателя и сохранения окружающей среды.

Некоторые автопроизводители «научили» свечи накаливания «мониторить» процесс сгорания в режиме реального времени (технология PSG). Такие свечи, кроме своей основной функции обогрева камеры сгорания, обладают возможностью передавать в блок управления данные об изменении давления в камере сгорания, тем самым позволяя оптимизировать работу двигателя.

Типы свечей накаливания —

Первый - это саморегулирующиеся свечи. Внутри нагревательной трубки располагается нагревательная спираль. При включении зажигания она быстро раскаляется примерно до 1000 °C (а в керамических свечах 1350 °С) , поднимая температуру в камере сгорания через кончик нагревательной трубки. Также нагревается соединенная с ней лазерной сваркой регулирующая спираль. Металл, из которого она сделана, обладает свойством увеличивать сопротивление при нагреве. Тепло от нагревательной спирали нагревает регулирующую, сопротивление увеличивается, а ток, поступающий на нагревательную, согласно закону Ома, уменьшается, поэтому температура тоже снижается. Происходит саморегуляция температуры нагрева, которая препятствует перегреву и выходу свечи из строя. В свечах накаливания первого поколения время и мощность их нагрева регулировал либо сам водитель, либо отдельный электронный блок управления. Современные свечи меняют свой режим работы самостоятельно благодаря дополнительной регулирующей (управляющей) спирали. Такие свечи накаливания называются саморегулирующимися и обозначаются маркировкой SRM — Self Regulating Metal. Или SRC (Self Regulating Ceramic), если речь о керамической свече.

Свеча с открытым нагревательным элементом и современная стержневая свеча накала.

Второй тип свечей накаливания - низковольтные свечи. Их принципиальные отличия от саморегулирующихся — укороченные спирали, которые быстрее нагреваются, а время нагрева и температуру регулирует блок управления свечами накаливания. При включении зажигания на свечу поступает напряжение бортовой сети автомобиля, быстро ее накаливая, но через несколько секунд блок управления снижает вольтаж на свечах до 7 В, 5 В или 4,4 В (в зависимости от конструктива автопроизводителя), тем самым предотвращая перегрев и снижая энергопотребление. Такие свечи в основном используются в системах непосредственного впрыска топлива.

Системы быстрого накаливания QGS. Свечи на 6 и 12 вольт —

В двухступенчатых системах быстрого накаливания QGS (Quick Glow System) свечи последовательно работают в двух режимах: сперва интенсивный накал, затем более слабый догрев. В фазе накала свеча почти мгновенно выходит на пиковую температуру, а затем переходит в режим догрева, где поддерживает её какое-то время. Системы QGS обычно встречаются в зимних комплектациях дизелей, а работой свечей в них заведуют сразу два реле и специальный таймер.

В двухступенчатых системах используются особые свечи накаливания с пониженным вольтажом (6V или 7V). В режиме накала они работают на повышенном напряжении 12V, а после запуска двигателя переходят в режим догрева, где напряжение уже соответствует номинальным 6V. Если такие свечи установить в одноступенчатую систему накаливания, где 12 вольт подаются постоянно, то они очень быстро сгорят. А если использовать обычные свечи на 11/12 вольт в системе QGS, то автомобиль будет плохо запускаться и нестабильно работать на холостых оборотах, ведь свечи не будут раскаляться до расчётной температуры. Поэтому правильный подбор свечей накаливания очень важен — нельзя устанавливать в двигатель первые попавшиеся свечи, подходящие по размеру.

Свечи накаливания в калильном карбюраторном двигателе —

Калильные свечи также применяются в двухтактных и четырёхтактных калильных карбюраторных двигателях, где они необходимы для начального и последующего (вначале на спираль подается электрический ток для разогрева спирали, воспламенителя, затем раскалённая спираль сама поддерживает температуру) воспламенения топливо-воздушной смеси.

Подразделяются на несколько видов:

• холодная
• средняя
• горячая
• очень горячая

Это необходимо для оптимального подбора температуры воспламенения горючей смеси, относительно климатического воздействия температуры окружающего воздуха.

Признаки неисправности свечей накаливания дизельного двигателя —

Повсеместно принято выделять 7 основных признаков, которые укажут вам на неисправность свечей накаливания дизельного двигателя:

Затруднительный запуск двигателя. Если свечи накаливания не работают должным образом, может возникнуть проблема с запуском двигателя. Дизельные двигатели используют свечи накаливания для нагрева воздуха в цилиндрах перед запуском, чтобы обеспечить инициирование сжатия топлива. Если свечи накаливания не функционируют правильно, двигатель может не иметь достаточно тепла для запуска.

Нестабильные обороты холостого хода. Это происходит из-за того, что неработающие свечи накаливания не обеспечивают достаточного нагрева для правильного сжигания топлива в цилиндрах. Увеличенное количество дыма из-за несжигания топлива, которое не может правильно смешаться с нагретым воздухом без свечи накаливания. Провалы при ускорении или при нагрузке на двигатель.

Потеря мощности дизельного двигателя. Еще одним признаком неисправности свечей накаливания является потеря мощности двигателя. Если свечи накаливания не нагревают воздух в цилиндрах, двигатель может работать менее эффективно и не иметь полной мощности. Повышение расхода топлива из-за недостаточного нагрева воздуха.

Повреждение других компонентов двигателя. Например: недостаток смазки и износ цилиндров, поршней и клапанов.

Причин, как и признаков неисправности свечей накала, может быть несколько. Так, например причиной выхода из строя свечей накала может стать: загрязнение или износ свечей, неисправность электрической системы грузовика, неправильное время работы свечей, неисправность контрольной системы, проблемы с топливной системой транспортного средства или ошибки в системе впрыска топлива.

В большинстве случаев неисправность свечей накаливания вызывает проблемы с запуском двигателя в холодное время или при низких температурах. Если у вас возникли проблемы с запуском дизельного двигателя, то рекомендуется проверить состояние свечей накаливания и их работу. Если свечи оказались неисправными, необходимо их заменить.

Уход за свечами накаливания или как продлить жизнь свечей накала —

Забота о свечах накаливания поможет поддерживать нормальную работу двигателя и продлить их срок службы. Далее мы приведем несколько полезных правил, которые помогут вам в этом вопросе:

• В случаи замены свечей на новые, убедитесь в правильности установки свечей накала, а именно – что свечи правильно установлены в гнезда и плотно закреплены на местах. Плохая фиксация свечей может привести к искрам и утечке тока.
• Регулярно очищайте свечи от накопившейся грязи и сажи. Для этого используйте мягкую щетку или воздушный компрессор.
• Периодически проверяйте состояние изоляторов свечей. Они должны быть целыми, без трещин.
• Также проверяйте провода и соединения на целостность.
• Регулярно осматривайте электроды свечей накала на момент износа. Электроды свечей должны иметь одинаковое расстояние и быть в хорошем состоянии.
• Проверяйте выходную мощность свечей. Если свечи не производят достаточного искрового разряда, это может указывать на их неисправность.
• Поддерживайте правильный зазор между электродами свечей. Проверьте рекомендации производителя автомобиля для установки правильного зазора. При необходимости, отрегулируйте зазор с помощью специального инструмента.
• Регулярно проверяйте и заменяйте свечи в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля. Устаревшие или поврежденные свечи накаливания могут привести к проблемам с запуском двигателя.

Забота о свечах накаливания поможет поддерживать нормальную работу двигателя и продлить их срок службы.

Как проверить свечи накала на работоспособность —

Для проверки свечей накала на работоспособность следует выполнить следующие шаги:

Убедитесь, что двигатель автомобиля охлаждения. Откройте капот автомобиля и найдите свечи накала. Обычно они расположены возле головки цилиндра или коллектора выпускной системы. Отсоедините провода от каждой свечи накала. Используйте мультиметр в режиме измерения сопротивления, чтобы проверить сопротивление каждой свечи. Сопротивление должно быть в пределах нормы, указанной в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля. Если сопротивление значительно отличается от нормы, свеча накала неисправна и требует замены. Если мультиметр не показывает неправильные значения сопротивления, можно также проверить свечи накала на наличие повреждений или трещин. Визуально осмотрите свечи и замените их, если они выглядят поврежденными. Если все свечи накала прошли проверку, вы можете приступить к повторной установке свечей и подключению проводов в правильной последовательности.

Важно помнить, что проверку свечей накала лучше проводить при помощи специальных инструментов и оборудования, а также следовать инструкциям, предоставленным производителем вашего автомобиля или обратиться к автомеханику для более точной диагностики.

Если заинтересовало, подпишись, здесь будет море информации про мир авто. Я буду очень признателен)

Смотри канал так-же в телеграмм.