Свічка запалювання - пристрій для підпалу паливо-повітряної суміші в бензинових двигунах внутрішнього згоряння. Підпал проводиться електричним розрядом напругою в кілька тисяч або десятків тисяч вольт, що виникають між електродами свічки.
Свічка запалювання є вирішальним фактором у визначенні оптимальної роботи та надійного функціонування бензинового двигуна. Завданням свічки запалювання є подача високої напруги, генерованого в котушці запалювання, до камери згоряння, і займання паливно-повітряної суміші. Тим часом, свічка запалювання є предметом надзвичайних і часто змінюються режимів роботи, таких як "припинення і початок" дорожнього руху в місті або водіння по автострадах на повному газу.
Вимоги до сучасних свічок запалювання:
* Надійна робота при високій напрузі (до 40,000 вольт),
* Хороші ізоляційні властивості (при температурі в 1000 ° С),
* Опірність хімічним процесам в камері згоряння і агресивним відкладенням,
* Опірність тепловому удару,
* Ізолятор і електроди повинні мати гарну теплопровідність.
Мало хто з автолюбителів надає особливого значення вибору свічок запалювання. Однак свічки є найважливішим елементом системи запалювання, адже від стійкості і своєчасності іскроутворення залежить стабільність роботи всього двигуна. До основних характеристик свічки можна віднести: краплинне число, здатність до самоочищення, величину іскрового проміжку, число бічних електродів, термін служби, теплову характеристику свічки і робочу температуру свічки. Тепер про все це докладно.
Здатність до самоочищення
Теж є умовною характеристикою, яка не піддається кількісній оцінці. В процесі роботи двигуна частина продуктів згоряння паливоповітряної суміші осідає на поверхні камери згоряння, порушених і на тепловому конусі свічки.
Практично всі виробники говорять про те, що їх свічки мають високу здатність до самоочищення, проте перевірити правдивість таких заяв можна тільки на практиці. В ідеалі свічка, Прогрівшись до робочої температури, взагалі не повинна покриватися нагаром, проте в реальних умовах домогтися цього неможливо.
Тепер настала пора поговорити про те, чим шкідливий утворився нагар.
іскровий проміжок
Це відстань між центральним і бічним електродами. Для кожного типу свічок завод-виготовлювач встановлює певний зазор, і подальша його регулювання не передбачена. Якщо ж ви якимось чином змінили його величину, то «бюджетний» варіант вирішення проблеми - відновлення початкового зазору, розумний - заміна свічки.
Число бічних електродовСвечі запалювання (NGK, Denso)
Класична конструкція свічки передбачає один центральний електрод і один бічний. Проте через якийсь час виробники почали виготовляти двох-, трьох- і навіть чотириелектродні моделі. Побутує помилкова думка, що в процесі їх роботи утворюються дві, три і чотири іскри відповідно. Це не вірно. Просто іскроутворення стає стійкіше, обумовлюючи більш стабільну роботу двигуна в режимі малих оборотів, поліпшується процес підпалу суміші і, нарешті, збільшується термін служби самого виробу.
Нещодавно у продажу з'явилися свічки взагалі без бічних електродів, роль яких виконують додаткові, розташовані на ізоляторі. Ось при такій конструкції якраз і виникає кілька розрядів, причому в повному обсязі відразу, а по черзі, утворюючи тим самим «гуляє» іскру. Подібні конструкції є досить перспективними, так як об'єктивно забезпечують більш надійне запалення суміші. Однак внаслідок ускладнення технології виробництва вони мають і більш високу ціну.
Робоча температура свічки
Це температура робочої частини свічки при даному режимі двигуна. На всіх режимах роботи мотора вона повинна лежати в межах від 500 до 900 градусів Цельсія. Як би не розрізнялися теплові потоки, які вирують в камері згоряння при пуску, роботі на холостому ходу і режимі повної потужності, температура свічки не повинна виходити із зазначеного поля допуску. Так як зниження температури призведе до утворення нагару на ізоляторі, здатного шунтировать ( «закоротити») міжелектродний зазор і викликати перебої в іськрообразованії. А при підвищенні виникне краплинне запалювання.
Цей некерований процес здатний повністю порушити суворо узгоджений робочий цикл двигуна і різко знизити його потужність. Крім цього підвищення середньої температури електродів скорочує термін служби самої свічки.
Теплова характеристика свічки
Це залежність температури теплового конуса ізолятора і центрального електрода (робочої температури свічки) від режиму роботи двигуна. Для збільшення робочої температури теплового конуса збільшують його довжину, проте вище 900 градусів розігрівати конус можна, так як при цьому виникає краплинне запалювання.
Виходячи з теплової характеристики все свічки можна умовно поділити на «гарячі» і «холодні».
«Гарячі» свічки призначені для застосування на двигунах, коли потрібно домогтися температури самоочищення від нагару при відносно невеликих теплових навантаженнях. Свічки, «гаряче» покладених для даного двигуна, викликатимуть краплинне запалювання.
«Холодні» свічки використовуються коли передбачений нагрів менше температури калильного запалювання при максимальній потужності двигуна. Свічки «холодні» для даного двигуна не будуть досягати температури самоочищення від нагару і перестануть працювати через короткий проміжок часу.
Технології «подвійного металу» Свічки запалювання
Здавалося б, що ще нового можна привнести в конструкцію свічки? Виявляється - дуже багато. Насправді свічка має набагато більш складне «внутрішню будову», ніж прийнято вважати.
В даний час багатьма виробниками освоєно виробництво свічок з складовими, біметалічними центральними електродами. За зовнішнім виглядом вони нічим не відрізняються від звичайних - центральний електрод начебто також виконаний з хромонікелевого сплаву. Але всередині - мідь, теплопровідність якої помітно вище. Це дозволяє поліпшити процес самоочищення від нагару і підвищити захист від перегріву. Діапазон робочих температур у них значно розширено, тому вони отримали назву «термоеластік».
«Термоеластічному» свічки здатні досягати нижньої температурної межi теплової характеристики при найменшій ефективній потужності, що розвивається двигуном.
Крім того, застосування біметалевих електродів знижує термонагруженность свічки, завдяки чому значно збільшується термін служби. До речі, біметалічним може бути не тільки центральний, але і бічний електрод, що ще більше розширює температурний діапазон роботи свічки.
Поява особливо форсованих моторів з турбонаддувом змусило шукати матеріали з більш високою ерозійної стійкістю, ніж хромонікелеєві сплави. В результаті з'явилися свічки з центральним електродом з платинових або іридієвих сплавів. За температурними характеристиками такі моделі не мають переваг перед звичайними, ось тільки служити вони будуть як мінімум в 2 рази довше біметалевих, а ціна їх в 2-3 рази вище.
Чого чекати від нагару? Свічки запалювання, нагар
За утворюється нагару відбувається витік енергії на корпус, значно послабляє потужність електричної дуги між центральним і бічним електродами свічки (тобто іскру). Може трапитися, що нагар повністю заповнить простір між електродами, утворюючи електропровідний місток, що повністю виведе свічку з ладу. У більшості випадків кількість відкладень, достатню для втрати свічок працездатності, виникає при несправності системи живлення і невірно виставленому вугіллі випередження запалювання. Якщо ви виявили, що свічки серйозно «закоптилися», не намагайтеся відмочувати їх в бензині або ацетоні з тим, щоб потім очистити щіткою. Справа в тому, що на поверхні електродів більшості сучасних свічок проводиться напилення благородних металів. Таким чином, проводячи вищевказані процедури, ви буквально обдереться свічку, як липку, що тільки погіршить її характеристики. Крім того, ви ризикуєте змінити величину іскрового проміжку, ніж остаточно порушите її роботу.
Якщо вже з якихось причин немає можливості придбати новий комплект свічок (що є самим розумним рішенням), то просто на час трохи прикрутите гвинт токсичності (рада підходить тільки для карбюраторних двигунів) в сторону збіднення суміші. Після пробігу 50-100 кілометрів нагар самоліквідується, якщо тільки причина його виникнення чи не криється в порушенні нормальної роботи будь-якої з систем двигуна.
Про колір і запах
Термін служби правильно підібраною свічки багато в чому залежить не тільки від її конструкції, але і від справності систем харчування, запалювання, а також деталей самого двигуна.
Ну а самі свічки запалювання цілком можна віднести до унікальних деталей, за зовнішнім виглядом яких можна судити про несправності тих чи інших систем силового агрегату. Отже, переходимо безпосередньо до квітів відкладень.
Світло-сірий або світло-коричневий може бути викликаний наявністю невеликої кількості відкладень продуктів згоряння, помітних також на бічних поверхнях електродів. Ерозія практично відсутня. Значить, двигун і всі його системи працюють нормально, і в паливному баку у вас залитий якісний бензин.
Чорний свідчить про те, що на якихось режимах двигуна система харчування перезбагачувати топливовоздушную суміш. Вона не згорає повністю і утворює велику кількість кіптяви.
При забрудненні паливом ізолятор і електроди свічки покриті вологими відкладеннями чорного кольору, а свічка пахне бензином. Крім того, причиною подібного явища може стати нестабільна робота системи запалювання, що призводить до збоїв іскроутворення, а також використання надмірно «холодної» свічки.
Якщо електроди і ізолятор свічки покриті шлаком, які мають маслянистий блиск, то можна зробити висновок про забруднення свічки маслом. При тривалій експлуатації такої свічки, і не усуваючи причину, можна отримати повністю закоксованность продуктами згоряння масла ізолятор і електрод. До цього призводить потрапляння масла в камеру згоряння, яке може бути викликане зносом маслос'емних ковпачків, втулок клапанів, маслос'емних поршневих кілець.
Інші, не так часто зустрічаються, але все ж можливі причини - підтікання гальмової рідини через пошкоджену діафрагму вакуумного підсилювача і просочування у впускний колектор трансмісійної рідини через мембрану вакуум-коректора (для машин з автоматичною КПП). Щоб уточнити причину, необхідні додаткові діагностичні методи. Можлива така картина і на перших кілометрах пробігу при обкатці нового двигуна або після ремонту, коли кільця ще не приробили.
Якщо в бак вашого автомобіля регулярно потрапляє етилований бензин, то неминуче відкладення свинцю на поверхні ізолятора і електродів. Їх поверхня покривається пористими відкладеннями, що мають різкий запах сірководню. Колір цих відкладень залежить від видів застосовуваних у бензині присадок і може змінюватися від брудно-білого до темно-коричневого. Як показує практика, термін служби свічок при використанні етилованого бензину скорочується як мінімум удвічі.
Знос і остекленение
У ряді випадків відбувається знос свічки. Ізолятор має нормальний колір, а кромки бічного і центрального електродів заокруглені в результаті ерозійного зносу. Електродний зазор неприпустимо збільшений. Така свічка гарантує проблеми при запуску двигуна, особливо в холодну пору року, і збільшення витрат на паливо. Причина одна - несвоєчасна перевірка і заміна свічок. Вигорілі або сильно ознаки корозії електроди, вигорілий «виразок» ізолятор - симптоми перегріву свічки. Причина - занадто низька краплинне число, неправильна установка запалювання, низькооктановий бензин. Менш імовірні, але можливі й інші причини - занадто бідна суміш, зависання клапана, погане охолодження і перегрів двигуна. Результат в будь-якому випадку один - краплинне запалювання і сильна детонація. Якщо ви експлуатуєте автомобіль переважно у важких умовах, поставте більш «холодні» свічки.
Якщо ви часто допускаєте перегазовки і «кік-дауни», то у вас є всі шанси дізнатися, що таке скління свічки. Поверхня ізолятора набуває жовтуватий колір з глянцевим блиском. Освіта глазурі відбувається через швидке підвищення температури в камері згоряння в момент різкого натискання на педаль газу. При розігріві знаходяться на поверхні ізолятора відкладення плавляться, утворюючи електропровідне склоподібне покриття. В результаті виникають збої іскроутворення, особливо на високих оборотах двигуна. У більшості випадків відновлення такі свічки не підлягають.
Причини калильного запалювання і детонації
При перегрів електродів і ізолятора виникає краплинне запалювання. Наслідком перегріву є оплавлення електродів. Як правило, причиною перегріву служить невірний вибір типу свічки (більш гарячої, ніж потрібно). Якщо ж свічка обрана правильно, то слід шукати несправність в системі харчування. Можливо, суміш переобеднена через порушення регулювань карбюратора або несправність одного з датчиків (на двигунах з уприскуванням палива), як правило - ДМРВ. Також необхідно переконатися у відсутності підсосу стороннього повітря у впускний колектор і перевірити регулювання клапанів, так як невірно встановлений кут випередження запалювання теж може служити причиною перегріву свічок.
При використанні низькооктанового бензину, а також при порушенні регулювання зазору між електродами і занадто раннього запалювання може виникати детонація. Як наслідок тріскається або навіть фарбували теплової конус свічки. Набагато більшу небезпеку детонація має для поршневої групи і може послужити причиною прогорання поршнів. Визначити наявність детонації можна по підвищеної вібрації двигуна і регулярному «постреліваніе» з вихлопної труби на холостому ходу (не плутати з «витраіваніем» двигуна).
Чуть-чуть про ресурс
Сучасні свічки запалювання при експлуатації на повністю справних і відрегульованих двигунах повинні відповідно до ОСТ 37. 003 081 безперебійно працювати протягом 30 тис. Км пробігу для класичної і 20 тис. Км для електронної системи запалювання. На думку фахівців, фактичний ресурс приблизно вдвічі вище, але труднодостіжім через необхідність ідеальних умов експлуатації свічок, які можливі не завжди. Однак з урахуванням прогресу в області нових технологій ресурс сучасних свічок, за умови справності всіх систем двигуна, становить в середньому 50 тис. Км.
Безумовно, вибираючи свічки, необхідно керуватися не тільки необхідними характеристиками, але і здоровим глуздом. Адже якщо ви є власником ВАЗівської «класики», двигун якої є архаїзмом в усіх відношеннях, то ставити свічки за $ 10-20 за штуку щонайменше нерозумно. І навпаки, важко уявити собі власника Lexus, який купує дешеві свічки з ресурсом не більше 20 тис. Км.
Якщо двигун з працею запускається, працює з перебоями, в першу чергу слід перевірити справність свічок запалювання.
Свічка запалювання зберігає працездатність прі не зношених електродах, герметичному корпусі, непошкоджених тепловому конусі і ізоляторі, а також справному додатковому резисторі (якщо він присутній в конструкції даного вузла).
Існує кілька способів визначення працездатності свічок запалювання: випробування «на іскру», зовнішній огляд, перевірка електроланцюзі. Перший спосіб найбільш повно здійснимо в умовах СТО (із застосуванням спецобладнання). Автовласники можуть провести самостійну перевірку «на іскру» тільки спрощеним способом.
Перевірити іскроутворення свічок можна за допомогою діагностичного тестера, стенду з барокамерою або п'єзоелектричного пробніка- «пістолета».
Спеціальні тестери дозволяють перевірити «на іскру» свічки, встановлені на двигуні, в реальних умовах їх роботи (при запущеному двигуні). До високовольтного проводу свічки під'єднується датчик, і на екрані монітора відображається імпульсна характеристика свічки, по якій оператор визначає її стан.