Чем отличаются автомобильные свечи. Свечи бывают разные: классификация автомобильных СЗ. Принцип работы и характеристики

Свечи зажигания, предназначенные для того, чтобы поджигать топливно-воздушную смесь в автомобильном двигателе, имеют несколько видов классификации. В первую очередь это – деление по конструкции, затем идут различия по материалам изготовления и по тепловым параметрам свечей.

Конструкция свечей

По своей конструкции свечи могут быть:
– двухэлектродными;
– многоэлектродными.

Чем отличаются свечи зажигания с двумя электродами от тех, которые имеют большее их количество? Классическая двухэлектродная свеча имеет один электрод, выступающий центральным, и один боковой, тогда как в многоэлектродной конструкции, тоже включающей один центральный электрод, боковых будет уже несколько. Чем больше электродов, тем надёжнее должна работать свеча и тем дольше она способна прослужить. Хотя, конечно, такой вариант свечей будет и более дорогим.

Материалы свечей

По материалам, из которых изготовлены электроды, свечи бывают:
– платиновыми;
– иридиевыми;
– классическими.

В платиновых свечах зажигания электроды (и центральный, и боковые) изготавливаются из платины, обладающей высокой стойкостью к воздействию температур и коррозии. Платиновый электрод практически не выгорает, хотя и стоит, естественно, недёшево. Такая свеча служит намного дольше «классической», электроды которой сделаны из меди.

Впрочем, и стандартные свечи зажигания могут работать довольно долго, если их медные электроды покрыты редкими металлами, например, иттрием. При этом стоимость их будет меньше, чем у платиновых.

Тепловые параметры

Ещё один параметр, по которому можно разделить автомобильные свечи – их калильное число, определяющее тепловые параметры. Чем отличаются свечи зажигания с разными калильными числами? Те, у которых этот параметр выше, лучше работают при высоких температурах, меньше нагреваются и называются «холодными», остальные – «горячими». «Горячие» свечи достаточно надёжны при небольшой нагрузке, поэтому их применяют на сравнительно небольших расстояниях поездки. Для длительных путешествий, во время которых температура свечи может значительно подняться, целесообразнее будет использовать «холодный» вариант.

Впрочем, в настоящее время диапазон калильных чисел на различных свечах не слишком велик, и разница между «горячими» и «холодными» свечами небольшая. Это объясняется практически одинаковыми процессами сгорания топлива в современных двигателях при любых расстояниях, проезжаемых автомобилем.

Свечи зажигания - это специальное устройство, основное назначение которого воспламенение топливно-воздушной смеси. Такие свечи зажигания используются в бензиновых двигателях и различаются своими эксплуатационными характеристиками. В этой статье мы расскажем вам о том какие бывают холодные свечи зажигания. Поподробнее поговорим о том, как отличить горячие свечи зажигания от холодных.

Почему необходимо подбирать правильные свечи зажигания?

Многие автовладельцы при эксплуатации своего автомобиля не уделяют должного внимания вопросам правильности выбора и качества используемых свечей зажигания. А ведь от этого зависят показатели мощности двигателя, его приемистость и топливная экономичность. Именно поэтому необходимо использовать качественные свечи, регулярно проводить их обслуживание и при необходимости выполнять их замену.

Количество электродов у свечи

Сегодня в продаже можно найти одно- и многоэлектродные горячие и холодные свечи зажигания. Каждая из таких разновидностей имеет определенные преимущества. Сегодня одноэлектродные свечи используются преимущественно со старыми двигателями, что объясняется их коротким сроком службы и нестабильностью в работе.

Современные мощные форсированные двигатели используют многоэлектродные свечи, которые могут иметь до четырех боковых электродов. Они характеризуются долговечностью и стабильностью в работе. Отметим существенное снижение токсичности выхлопа и сокращение расхода топлива при использовании таких многоэлектронных свечей. Их единственный недостаток - это высокая цена, что приводит к существенному увеличению расходов на обслуживание и ремонт авто, в особенности, когда требуется произвести их замену комплектом на шести или восьмицилиндровом двигателе.

Материал центрального электрода

При выборе свечей зажигания необходимо в первую очередь обратить внимание на материал, из которого изготовлен центральный электрод. В недорогих запчастях для его изготовления может применяться железо, никель, медь или цинк. Если заливает свечи зажигания на холодную, то причиной могут быть толстые железные электроды. А вот в свечах зажигания высокого уровня электрод может быть выполнен из благородного металла платины, иридия и серебра. Использование таких металлов позволяет выполнять сверхтонкие электроды, что в свою очередь дает высокую по своей мощности искру и предупреждает заливание свечей.

Из преимуществ свечей с электродом из благородных металлов можем отметить их великолепные показатели долговечности. Так, например, простые никелевые свечи служат обычно 30 000 километров, а модели с платиновым центральным электродом имеют гарантированный эксплуатационный срок в 100 000 километров пробега.

Калильное число, холодные и тёплые свечи

Калильное число указывает на давление в цилиндрах, при котором появляется самопроизвольное воспламенение топливной смеси от раскалённой свечи. Появление такого калильного зажигания отрицательно сказывается на работе двигателя, приводит к потере мощности и увеличению расхода топлива. Такое самопроизвольное воспламенение топливно-воздушной смеси приводит к повышенной нагрузке на поршневую группу, что в свою очередь снижает ресурс двигателя. Многие автовладельцы задаются вопросом, свечи зажигания холодные горячие какая разница. Это понятие напрямую зависит от калильного числа.

Именно калильное число определяет тепловые режимы работы свечи. Соответственно, чем выше этот показатель, тем в более сложных условиях способна работать конкретная свеча зажигания. Именно поэтому необходимо учитывать данную характеристику и сопоставлять с рабочими показателями конкретного двигателя внутреннего сгорания. Принято подразделять холодные и горячие свечи зажигания, разница между которыми состоит в показателе калильного числа. Как вы можете понять из названия, холодные свечи медленно нагреваются, и в последующем быстро рассеивают полученное тепло. У горячих разновидностей свечей зажигания наоборот происходит быстрый нагрев, но при этом сами такие устройства медленно рассеивают тепло.

Горячие свечи рекомендуется применять в двигателях, которые работают на стандартных оборотах коленчатого вала. В таких силовых агрегатах свечи не подвергаются серьезным температурным нагрузкам, что и позволяет обеспечить беспроблемное зажигание и отсутствие самопроизвольного воспламенения смеси. Популярностью пользуются самоочищающиеся горячие свечи, у которых такая очистка производится при относительно низких температурах, что позволяет улучшить показатели воспламеняемости топливной смеси.

А вот холодные свечи зажигания отличаются повышенной устойчивостью к температурным нагрузкам и рекомендованы для использования в турбированных и форсированных силовых агрегатах. Самоочищение таких свечей происходит при высоких температурах, поэтому устанавливать их в обычные атмосферные нефорсированные двигатели не рекомендуется. В атмосферных моторах температурный режим не позволит холодным свечам самоочищаться, что приведет к проблемам с зажиганием. Большинство производителей рекомендуют использовать такие разновидности холодных свечей с автомобилями премиум-класса и в спортивных авто, где установлены форсированные и турбированные двигатели, которые работают с высокой температурной нагрузкой.

Как правильно выбрать холодные и горячие свечи

Выбор холодных и горячих свечей не представляет особой сложности. Необходимо обратить внимание на индекс свечи, и исходя из этого и следует делать выбор. У горячих такой индекс колеблется от 11 до 14, а маркировка холодных свечей зажигания - от 20 и выше. Подобрать свечи можно также на основании рекомендаций автопроизводителя. В документации к автомобилю можно найти всю необходимую информацию по заводским запчастям, а также рекомендации по их выбору при замене. Также в руководстве по эксплуатации авто можно найти подходящие марки свечей, которые рекомендованы к конкретному автомобилю. Всё это позволит существенно упростить выбор, а автовладелец может гарантировать беспроблемость эксплуатации своей машины.

Заключение

При эксплуатации автомобиля вы неизменно столкнетесь с необходимостью замены свечей зажигания. Выбирая такие запчасти необходимо в первую очередь учитывать показатели калильного числа. Популярностью пользуется горячая и холодная свеча зажигания, отличия между которыми лишь в показателе калильного числа. Именно в зависимости от этой характеристики принято различать холодные и горячие свечи, которые предназначаются для атмосферных и форсированных двигателей. Для спортивных форсированных моторов рекомендуется использовать холодные свечи зажигания, что позволит гарантировать максимальную мощность силового агрегата и отсутствие проблем с зажиганием. А вот для экономичных малолитражных и атмосферных двигателей рекомендованы горячие свечи, которые имеют доступную стоимость и отличаются долговечностью в эксплуатации. В этой статье мы рассказали, чем отличаются холодные свечи зажигания от горячих. Надеемся, что после прочтения этой статьи у вас не будет сложностей с выбором.

Свеча зажигания является главной деталью двигателя внутреннего сгорания и выполняет две основные функции:

• Воспламенение топливовоздушной смеси
• Отвод тепла из камеры сгорания

Главной задачей для свечей зажигания, является воспламенение топливовоздушной смеси. Свеча зажигания представляет собой - электрод, который передает электрическую энергию из системы зажигания в камеру сгорания в виде искры. Система зажигания должна генерировать величину напряжения достаточную для формирования искры в зазоре свечи.

Температура рабочего конца свечи должна поддерживаться достаточно низкой для предотвращения раннего зажигания и, одновременно, достаточно высокой для предотвращения образования нагара. Это свойство свечи называется тепловой характеристикой, и определяется выбором теплового диапазона свечи.

Важно помнить, что свечи зажигания не генерируют, а только отводят тепло. Свеча зажигания функционирует как теплообменник, отводя излишнюю тепловую энергию от камеры сгорания и передавая ее системе охлаждения двигателя. Тепловой диапазон характеризуется как способность свечи к рассеиванию (передаче) тепла.

Величина теплопередачи определяется следующими факторами:

• Длинной изолятора рабочего кончика свечи
• Объемом газовой полости вокруг изолятора рабочего кончика свечи
• Материалом и конструкцией центрального электрода и керамического изолятора

Тепловой диапазон свечей зажигания не зависит от фактического напряжения передаваемого через свечу зажигания. Вернее, тепловой диапазон есть величина способности свечи к отводу тепла от камеры сгорания. Величина теплового диапазона определяется несколькими факторами: длинной керамического центрального изолятора рабочего кончика свечи и его способности к поглощению и передаче тепла процесса сгорания, материалом изолятора и центрального электрода.

Тепловая мощность и тепловой поток через свечи зажигания NGK

Горячий тип Развитая поверхность контакта с газами камеры сгорания. Медленный отвод тепла. Быстрый нагрев рабочего кончика свечи. Холодный тип Небольшая поверхность контакта с газами камеры сгорания. Быстрый отвод тепла. Медленный нагрев рабочего кончика свечи. Длина изолятора рабочего кончика свечи есть расстояние между кончиком изолятора со стороны искрового зазора и точкой контакта изолятора с металлическим корпусом свечи. Так как кончик изолятора является самой нагретой частью свечи, его температура является первичной причиной раннего зажигания и образования нагара. Температура кончика свечи должна находиться в диапазоне от 500°C до 850°C, вне зависимости от того, используется ли она в двигателе газонокосилки, лодки или гоночной машины.

Читайте также

Если температура кончика ниже 500°C, поверхность изолятора, окружающего центральный электрод, будет недостаточной для сгорания углеродных и прочих отложений. Накопление отложений может вызвать загрязнение свечи, что ведет к пропускам зажигания. Если температура кончика выше 850°C, свеча будет перегреваться, что может вызвать повреждение керамической оболочки центрального электрода и плавление электродов. Это может привести к раннему зажиганию/детонации и серьезному повреждению двигателя. Для одинаковых типов свечей зажигания изменение теплового диапазона на 1 единицу приводит к изменению температуры в камере сгорания на величину от 70°C до 100°C, а температура кончика свечи зажигания с заземляющим электродом выступающей формы при этом изменяется на 10°C-20°C.

Температура кончика изолятора и внешний вид свечи зажигания

Внешний вид свечи зажигания также зависит от температуры кончика свечи зажигания. Существует три основных критерия для диагностики свечей зажигания: нормальные, загрязненные и перегретые. Граница раздела между областями загрязнения и оптимального функционирования лежит около 500°C и называется температурой самоочистки свечи. При этой температуре скопившиеся углеродные и прочие отложения сгорают. Необходимо иметь в виду, что длина изолятора рабочего кончика свечи является определяющим фактором теплового диапазона свечи. Чем он длиннее, тем меньше поглощается тепла и, в дальнейшем, тепло должно передаваться охлаждающей воде в каналах головки блока цилиндров. Это означает, что свеча имеет большую внутреннюю температуру и является свечой горячего типа. Свеча горячего типа поддерживает высокую внутреннюю рабочую температуру, обеспечивая сгорание масла и углеродных отложений, и не зависит от интенсивности или качества искры. И наоборот, свеча зажигания холодного типа имеет меньшую длину изолятора и поглощает больше тепла камеры сгорания. Тепло проходит меньшую дистанцию, позволяя свече работать при более низкой внутренней температуре. Холодный диапазон необходим для тяжелонагруженного функционирования или работы на высоких оборотах в течении продолжительного периода времени. Свечи холодного типа более быстро отводят тепло и, таким образом, снижают вероятность раннего зажигания/детонации и плавления или повреждения рабочего кончика свечи. (Температура двигателя может влиять на рабочую температуру свечи, но не на тепловой диапазон свечи).

Ниже приведен перечень некоторых возможных внешних факторов, влияющих на рабочую температуру свечи. Следующие симптомы или условия могут иметь воздействие на фактическую температуру свечи. Свеча не может создавать эти условия, но должна быть способна выдерживать тепловые нагрузки, иначе пострадают эксплуатационные возможности и двигатель может выйти из строя.

Соотношение/качество топливовоздушной смеси имеет значительное влияние на эксплуатационные возможности двигателя и рабочую температуру свечи зажигания.

• Богатая топливовоздушная смесь вызывает падение температуры кончика свечи, провоцируя возникновение нагара и низкие эксплуатационные возможности.
• Бедная топливовоздушная смесь вызывает возрастание температуры в камере сгорания и кончика свечи, в результате, приводя к возникновению раннего зажигания, детонации и возможности серьезных повреждений свечи зажигания и двигателя.
• Важно многократно проверять состояние свечей зажигания в процессе работы, чтобы достигнуть оптимального соотношения топливовоздушной смеси.

Высокая компрессия / наддув поднимают температуру в камере сгорания и температуру кончика свечи зажигания.

• Компрессия может возрастать при следующих модификациях:
  • снижение объема камеры сгорания, то есть применение куполообразных поршней, головок блока цилиндров измененной конструкции и т.д.
  • дополнительный наддув (Nitrous, Turbocharging или Supercharging)
  • модификация распредвала
• При возрастании компрессии следует: использовать свечи более низкого температурного диапазона; применять высокооктановое топливо; необходимо осторожно и внимательно подбирать момент зажигания и соотношение топливовоздушной смеси. Ошибка в выборе свечи зажигания холодного типа может привести к повреждению свечи / двигателя.

Смещение момента зажигания в сторону опережения

• Смещение момента зажигания в сторону опережения на 10° вызовет нагрев кончика свечи примерно на 70°-100°C Обороты двигателя и нагрузка.
• Возрастание температуры кончика свечи пропорционально увеличению оборотов двигателя и его нагрузки. При работе на высоких оборотах или при большой нагрузке следует устанавливать свечи более холодного теплового диапазона.

Температура окружающего воздуха

• При снижении температуры окружающего воздуха возрастает плотность/объем воздуха, в результате, происходит обеднение топливовоздушной смеси.
• Это способствует возрастанию температуры/давления в цилиндре и вызывает повышение температуры кончика свечи. Таким образом, следует увеличить подачу топлива.
• С возрастанием температуры плотность и объем всасываемого воздуха уменьшается, таким образом следует снизить подачу топлива.

Влажность

• С возрастанием влажности снижается объем всасываемого воздуха.
• В результате, уменьшается компрессия и температура сгорания, вызывая снижение температуры свечи и доступной мощности.
• Следует обеднять топливовоздушную смесь в зависимости от температуры окружающей среды.

Барометрическое давление/Высота над уровнем моря

• Также влияет на температуру рабочего кончика свечи.
• С повышением высоты над уровнем моря снижается компрессия. Вследствие падения температуры сгорания уменьшается температура рабочего кончика свечи.
• Многие механики пытаются при этом изменять тепловой диапазон свечей.
• Наиболее реальный вариант заключается в регулировке жиклеров или соотношения топливовоздушной смеси с целью увеличения подачи воздуха в двигатель.

ВАРИАНТЫ НЕНОРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ

Ранний момент зажигания

• Определяется как: воспламенение топливовоздушной смеси раньше предварительно установленной отметки.
• Вызвано горячими участками камеры сгорания, причиной может являться: ранний момент зажигания, перегрев свечи, низкооктановое топливо, обедненная топливовоздушная смесь, чрезмерно высокая компрессия, недостаточное охлаждение двигателя.
• Может помочь повышение октанового числа топлива, применение свечи более холодного теплового диапазона, обогащение топливовоздушной смеси или снижение компрессии.
• Также может понадобиться смещение момента зажигания в сторону запаздывания и проверка системы охлаждения.
• Ранний момент зажигания обычно приводит к детонации. Ранний момент зажигания и детонация являются двумя отдельными случаями.

Детонация

• Злейший враг свечей зажигания! (наравне с нагаром).
• Может вызвать повреждение изоляторов или заземляющих электродов.
• В большинстве случаев ранний момент зажигания приводит к детонации.
• Температура рабочего кончика свечи в процессе сгорания может превышать 1650°С (гоночные двигатели).
• Наиболее часто вызывается перегретыми участками камеры сгорания.
• Перегретые участки приведут к раннему моменту зажигания топливовоздушной смеси. Когда поршень движется вверх под действием шатуна, преждевременное воспламенение смеси вызовет усилие в обратном направлении. Если поршень не может подняться вверх (вследствие преждевременного воспламенения) и не может двигаться вниз (вследствие воздействия шатуна в верхнем направлении), он будет колебаться из стороны в сторону. В результате, ударная волна воплотится в слышимый глухой звук. Такое явление называется детонацией.
• Разрушающее воздействие для двигателя более критично от возникновения детонации, нежели чем от перегрева.
• Свечи зажигания повреждаются как от повышенных температур, так и от сопутствующей ударной волны или сотрясения.
ул>

Перебои/пропуски зажигания

• Считается, что свеча дает пропуск зажигания, когда в нужный момент хода поршня в камеру сгорания подается искровой разряд недостаточный для полного воспламенения топливовоздушной смеси (несколько градусов до верхней мертвой точки).
• Свеча зажигания может генерировать слабую искру (или вообще не генерировать искру) по различным причинам: поврежденная катушка зажигания, слишком высокая компрессия вкупе с неправильным зазором свечи, сухой или влажный налет на свечах, сбитый момент зажигания и т.д.
• Незначительные пропуски зажигания могут вызвать потерю мощности по очевидным причинам (не генерируется энергия, непостоянная подача топлива).
• Частые пропуски зажигания вызовут повышенный расход топлива, низкие эксплуатационные возможности и могут привести к повреждению двигателя.
ул>

Нагар

• Возникает, когда температура рабочего кончика свечи недостаточна для сжигания углеродных, топливных, масляных и других отложений.
• Вызовет закорачивание электродов на землю, так, что искра не будет проскакивать через зазор свечи, соответственно, возникнут пропуски зажигания.
• Влажные свечи должны заменяться, так как не происходит образования искры.
• Иногда свечи с сухим налетом могут быть очищены увеличением рабочей температуры двигателя.
• Перед заменой зашлакованных свечей убедитесь в устранении причины их загрязнения.
ул>


МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

При компетентной диагностике свечи зажигания, она может являться помощником в различных настройках двигателя. Анализируя цвет изолятора рабочего кончика свечи, опытный механик может получить множество информации о рабочих условиях двигателя.

Вообще, светлый желтовато-коричневый/серый цвет свечи говорит о том, что двигатель функционирует в нормальном режиме при оптимальной температуре. Темный цвет, например, черные влажные или сухие отложения, может указывать на чрезмерно богатую смесь, слишком холодный тепловой диапазон свечи, возможное снижения вакуума, низкую компрессию, поздний момент зажигания или слишком большой искровой зазор свечи.

Присутствие влажного налета может быть вызвано повреждением прокладки головки блока цилиндров, износом маслосъемного кольца, или возникновением проблем в механизме газораспределения, или работой двигателя на чрезмерно богатой смеси - в зависимости от состава влажных отложений на рабочем кончике свечи. Следы нагара или перегрева необходимо обнаруживать как можно быстрее с целью предотвращения ухудшения ходовых возможностей и повреждения двигателя.

СУХИЕ И ВЛАЖНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Хотя существует множество различных вариантов, но если сопротивление между центральным и заземляющим электродом выше 10 Ом, двигатель можно нормально завести. Если сопротивление изолятора падает до значения 0 Ом, запальный конец свечи зажигания загрязнен либо сухими сажистыми, либо влажными масляными отложениями.




Причины образования сажистых отложений: неправильные регулировки карбюратора; слишком обогащенная топливно-воздушная смесь; сильное загрязнение воздушного фильтра; слабая искра; неправильное функционирование/заедание воздушной заслонки; проблема чаще всего возникает при использовании двигателя для перемещения на короткие расстояния; свечи зажигания имеют слишком низкую рабочую температуру; индекс теплового диапазона свечи зажигания слишком низкий. Результат: Исправления: отрегулировать настройки карбюратора и воздушной заслонки; проверить состояние воздушного фильтра. Если загрязнены только одна или две свечи комплекта, то проверьте на наличие заедания клапанов или неисправности выводов системы зажигания. После исправления причины неисправности необходимо провести обслуживание свеч зажигания и снова их установить.



Причины образования масляных отложений: высокое содержание масла в камере сгорания. Повышенный уровень масла в картере двигателя; износ поршневых колец, гильз блока цилиндров или направляющих втулок клапанов. Может возникать в период обкатки нового двигателя или двигателя после капремонта (такие загрязненные свечи могут пройти обслуживание и устанавливаться снова). Результат: пропуски в зажигании, трудности в запуске двигателя. Исправления: проведение капитального ремонта двигателя, отрегулировать соотношение топливно-масляной смеси (2-тактные двигатели), заменить свечи зажигания на новые.




СВИНЦОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВ

При перегреве свечи зажигания отложения, которые скапливаются на рабочем кончике изолятора, расплавляются и придают ему глазурованный или глянцевый внешний вид коричнево-желтого цвета.

Причины: резкое повышение температуры в камере сгорания, вызванное резким ускорением при большой нагрузке приводит к образованию лаковых отложений. Также использование топлива со свинцово-содержащими присадками приводит к образованию лаковых отложений. Результат: при большой нагрузке лаковые отложения становятся электропроводными и приводят к пропускам в зажигании. Они не могут быть обнаружены замером сопротивления между центральным и заземляющим электродами при комнатной температуре. Исправления: заменить свечи зажигания на новые. При повторении таких явлений рекомендуется использовать свечи с более холодным диапазоном и обслуживать их чаще.

Изолятор имеет мутно-белый или серый цвет и выглядит вспученным. Электроды подверглись эрозии и отложений не наблюдается. Причины: использование свеч зажигания со слишком высоким тепловым диапазоном; чрезмерное опережение зажигания; неисправность системы охлаждения двигателя; обеднение топливно-воздушной смеси; протечка впускного коллектора или заедание клапанов. Исправления: проверить правильность: используемого теплового диапазона свечи зажигания, установки момента зажигания, регулировка карбюратора; проверить герметичность впускного коллектора и состояние клапанов. Заменить свечи зажигания.




ЗОЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Обильные порошкообразные отложения белого или желтого цвета на изоляторе и заземляющем электроде. Рекомендуется проверить исправность двигателя, в некоторых случаях рекомендуется замена свечей зажигания на новые. Возможно,понадобится смена типа используемого машинного масла.




СКОЛ, КРОШЕНИЕ, РАЗРУШЕНИЕ ИЗОЛЯТОРА

Причины: разрушение изолятора обычно вызвано тепловым расширением и тепловым ударом, вследствие внезапного нагрева или охлаждения; механическое повреждение, вызванное падением свечи зажигания, или прикладыванием чрезмерного усилия на центральный электрод при выставлении зазора; в исключительных случаях формирование отложений между центральным электродом и изолятором, а также коррозия центрального электрода могут привести к разрушению изолятора (это чаще происходит при слишком большом периоде эксплуатации двигателя). Результат: пропуски в зажигании, искра проскакивает в промежутке, недоступном для воспламенения свежей порции топливно-воздушной смеси, подающейся в камеру сгорания. Исправления:

СВИНЦОВАЯ эрозия Типичная свинцовая эрозия вызывает утоньшение заземляющего электрода, и кончик центрального электрода выглядит расщепленным. Причины: свинцовая эрозия вызвана присутствием свинцовых примесей в топливе, которые при высоких температурах вступают в химическую реакцию с материалом электродов (никелевый сплав); структура никелевого сплава разрушается, вследствие проникновения и разделения структуры зерен никелевого сплава свинцовыми соединениями. Результат: пропуски в зажигании, трудный запуск. Исправления: замена свечи зажигания на новую.




РАСПЛАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ

Работа двигателя при чрезмерно высокой температуре в камере сгорания приводит к возникновению чрезмерно раннего зажигания и расплавлению электродов. Температура плавления никелевого сплава составляет 1,200~1,300°C. Первым плавится центральный электрод, затем, заземляющий электрод. Чаще всего поверхность электрода глянцевая и неровная, изолятор - белого цвета, имеет пористую и мягкую структуру но может быть грязным, если присутствовали пропуски в зажигании. Электроды могут быть частично расплавленными с присутствием расплавленных посторонних включений на них (крайний справа снимок).

Результат: пропуски в зажигании; потеря мощности (повреждение двигателя).

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

Конструкция свечи зажигания

Базовая конструкция свечи включает в себя следующие элементы:

• Корпус из металла с нанесенной на внешнюю сторону резьбой для крепления свечи в головке блока цилиндров. Он также выполняет функцию отвода излишков тепла и служит проводником от «массы» к боковому электроду.
• Изолятор. Он, как правило, имеет ребристую поверхность, что удлиняет фактический путь поверхностных токов и предотвращает пробой по поверхности.
• Центральный и боковой электроды, между которыми возникает искра, воспламеняющая топливовоздушную смесь. Боковой электрод выполняют из стали, легированной никелем и марганцем. Центральный — из благородных металлов, что обеспечивает возможность самоочищения электрода.
• Контактный вывод для крепления свечи к высоковольтным проводам системы зажигания. Соединение может быть резьбовым или с защелкивающимся контактом.

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 ), 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

Образование искры на электродах

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).

Искровой зазор

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

Расположение свечи зажигания в двигателе

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

Маркировка свечей зажигания

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:

• Одноэлектродные.
• Многоэлектродные — они имеют несколько боковых электродов. Искра возникает с тем из них, у которого наименьшее сопротивление.

В зависимости от величины калильного числа свечи разделяют на:

• горячие с калильным числом от 11 до 14;
• средние — от 17 до 19;
• холодные — от 20 и выше;
• унифицированные — от 11 до 20.

Свечи зажигания с различным числом электродов

По типу материала центрального электрода свечи зажигания различают:

• иридиевые;
• иттриевые;
• вольфрамовые;
• платиновые;
• палладиевые.

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:

• Заявленный производителем срок службы конкретной марки свечей зажигания. Например, периодичность замены для типовых моделей составляет до 50 тысяч километров пробега, для платиновых этот показатель составляет 90 тысяч километров, а наиболее дорогостоящие иридиевые свечи зажигания служат до 160 тысяч километров.
• Условия эксплуатации. При использовании низкокачественного топлива реальный срок работы будет меньше заявленного изготовителем на 20%. При этом особенно чувствительными среди свечей зажигания являются иридиевые.
• Состояние электродов. Они могут выгорать в ходе долгой эксплуатации или в результате нарушения режимов работы двигателя. Очистка электродов может производиться механическим способом или самопроизвольно (при достижении высоких температур). Стоит отметить, что иридиевые и платиновые свечи зажигания очищать механически нельзя.
• Состояние изолятора. Он может быть загрязнен или разрушен.

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.

Запуск двигателя, его бесперебойная работа, эффективность и обороты могут быть связаны не только с нормальным функционированием всех систем. Важную роль при этом играют свечи зажигания, от которых зависит воспламенение топливно-воздушной смеси. Поэтому стоит знать о характеристиках этих элементов, правилах выбора и марках, предлагаемых на рынке.

Важность правильности выбора

Если грамотно подойти к выбору свечи, то можно избежать таких проблем:

• регулярные траты на покупку новых свечей ввиду быстрого выхода из строя недавно приобретенных;
• высокая эффективность подачи искры на протяжении длительного времени;
• поломка гнезда для свечи;
• увеличение расхода топлива.

Поэтому стоит учитывать многие параметры при приобретении набора свечей.

Типы свечей зажигания

Свечи зажигания классифицируется применительно к числу электродов на виды:

• Двухэлектродные – имеется два электрода (центральный и боковой);
• Многоэлектродные – содержат несколько боковых электродов.

Многоэлектродные конструкции позволяют увеличить стабильность работы двигателя. Когда присутствуют дополнительные боковые электроды, то искрообразование обязательно случится. Ведь в случае несрабатывания одного элемента, сработает другой. Наличие нескольких электродов увеличивает период службы.

В продаже можно встретить свечи со вспомогательными электродами, находящимися на изоляторе. Они создают в один момент несколько разрядов. Но цена таких элементов выше по сравнению с классической конструкцией.

По типу материала изготовления свечи подразделяются на:

• Классические – в основе изготовления используется легированная сталь, дополненная марганцем, хромом и никелем;
• Платиновые – имеется напыленный слой платины;
• Иридиевые – сверху покрываются иридиевой пленкой.

Классический (стандартный) вариант появился давно. Никелевый электрод обеспечивает продолжительный срок службы свечи. Сердцевина, сделанная из меди, характеризуется хорошими показателями отведения тепла, что препятствует возникновению тепловой нагрузки. Стандартная разновидность считается недорогим вариантом за счет использования дешевых материалов.

Платиновые свечи – это новшество в автомобильной индустрии. Они обладают длительным периодом эксплуатации благодаря применению благородного металла – платины. Кроме этого, этот данная добавка благоприятствует достижению постоянной мощности при разнообразных условиях работы. Электрод у такой разновидности отличается тонкой формой в сравнении со стандартной свечой.

Иридиевые свечки были разработаны с целью понижения напряжения зажигания и улучшения распределения пламени при сгорании. Металл иридий обладает повышенной твердостью и не поддается коррозии. Благодаря этим свойствам производители смогли выполнить тонкий стержень электрода, который является очень прочным. Такие свечи могут эксплуатироваться продолжительное время. Но цена изделий увеличивается в разы.

Характеристики свечей зажигания

Определившись с типом свечи, следует также ознакомиться с дополнительными характеристиками:

1. Калильное число – это параметр, указывающий на давление в цилиндре, при котором появится калильное зажигание. Смесь загорается от большой температуры. Эта температура должна поступить от искры. Если температура приходит от нагретого электрода, то возникает калильное зажигание. Калильное число свидетельствует о температурном режиме работы самой свечи. В случае большой величины этого показателя происходит меньший нагрев самой свечи. Низкое калильное число увеличивает способность свечи к нагреванию, которое приводит в итоге к прогоранию поршней и прокладок. Применять свечи с заниженным калильным числом, значение которого ниже рекомендованного в руководстве по эксплуатации авто, запрещено.
2. Тепловой показатель – это параметр, означающий зависимость температурного режима свечи в рабочем состоянии от режима работы мотора. Кончик изолятора должен нагреваться в пределах 500–850°С. При температуре ниже минимальной точки указанного диапазона поверхность изолятора не сможет самоочищаться от нагоревших остатков. Впоследствии они создадут препятствие, которое повлияет на пропуск зажигания. При температуре выше 850°С свеча не сможет отводить тепло и перегреется. В результате керамическая оболочка треснет, а электроды оплавятся. По тепловым параметрам свечи бывают «горячие» (в большей степени нагревается) и «холодные» (хорошо отводит тепло). «Горячие» элементы требуются в ситуациях, когда при большой нагрузке мотора необходим высокий температурный режим свечи. «Холодные» свечки применяются с целью достижения меньшего температурного режима в момент пиковых нагрузок мотора, но они быстрее покрываются нагаром.Производители маркируют свечи разным цифровым кодом, соответствующим коэффициенту ценности тепла. У различных фирм большой коэффициент может указывать на «горячесть» или «холодность» свечи.
3. Искровой промежуток – это отрезок между центральным и боковым электродом. Увеличенное расстояние влияет на пропуски зажигания. При уменьшении расстояния энергия искры не может «разыграться». Заводской промежуток не нужно изменять, так как регулировка приведет к снижению эффективности или перебоям при работе.
4. Размер – определяется диаметром и длиной резьбы. Диаметр резьбы составляет 10,12, 14, 18 мм. Но современные моторы изготавливаются с меньшими по диаметру проемами для свечей, чтобы сэкономить пространство цилиндра для расположения топливной форсунки и дополнительных клапанов. А также новые модели двигателей рассчитаны на увеличенную длину резьбы. Ведь теперь делаются алюминиевые головки для свечей, а не прочные чугунные. За счет увеличенной толщины стенок головки вероятность свернуть резьбу сводится к нулю.

Важной характеристикой свечей является срок службы. Если учитывать все вышеназванные параметры, то срок периода эксплуатации зависит от них в некоторой степени. Если свеча подобрана правильно, она будет служить положенные 20–30 тыс. км. Но при условии, что нет проблем в работе топливной системы или двигателя.

Производители и их серийные выпуски

Сегодня пользуются популярностью такие фирмы-изготовители:

Фирма/Страна	Серии	Особенности серии	Общие качества
Bosh/Германия	Super	Медный центральный электрод имеет хромоникелевое покрытие	Износостойкость, стабильность образования искры, улучшенное сгорание топлива, наличие резистора для снижения помех, отличный запуск в сильные морозы (платиновый вариант)
	Super plus	Центральный электрод изготовлен из никель-иттриумнного сплава, а боковой электрод имеет заостренную форму
	Super plus 4	В основе производства те же самые компоненты, как и Super plus, но присутствует 4 боковых электрода
	Platinum	Центральный электрод делается с применением платинового сплава, а изолятор сделан из керамики
NGK/Япония	Нет отдельных серий	Изолятор изготавливается из керамики	Высокая работоспособность в условиях пиковых нагрузок и больших температур, широко применяются в качестве штатных элементов у многих автопроизводителей
Denso/Япония	Стандарт	Электроды изготавливаются из меди, никеля, хрома, присутствует помехоподавляющий резистор	Высокая эффективность сгорания топлива, увеличенные показатели работоспособности, износостойкость
	Platinum	Имеется тонкий платиновый электрод
	Iridium	Центральный электрод сделан из сплава иридия
	Twin Tip	Электроды выполнены из никеля по специальной технологии, которая рассчитана на повышенную износостойкость
Brisk/Чехия	Classic	Для карбюраторного типа	Серии рассчитаны на определенную систему впрыска, применяемое топливо
	Super	Для инжекторных двигателей любого производства
	Forte	Центральный электрод намного толще
	Extra	Несколько боковых электродных компонентов
	Silver	Применяются на автомобилях, работающих на газу
	Platin	Платиновый центральный электрод
	Premium	Производятся по специальной технологии, обеспечивающей повышенную мощность искры
	A-line yttrium	Иттриевый центральный электрод, свечи рассчитаны на использование в авто иностранного производства
Champion/США	Copper Core OE	Двухэлектродный вариант, изготовленный с применением меди и цинка (оправа)	Приемлемый ресурс эксплуатации, улучшенная теплоотдача
	Double Copper OE	В конструкции имеется медный центральный цельнотянутый электрод
	OE	Многоэлектродный вариант
	Platinum OE	На центральном электроде есть платиновые оплавки

Что нужно учитывать при выборе свечей зажигания

Универсальных свечей не существует. Разные модели автомобиля предполагают применение специальных видов. Поэтому необходимо ориентироваться на такие нюансы:

• Ознакомиться с руководством по эксплуатации автомобиля, где указаны требуемые характеристики.
• Посмотреть информацию в каталогах производителей об использовании свечей в тех или иных конструкциях двигателя, а также узнать о маркировке изделий.
• Брать во внимание используемое топливо.
• Не стоит исходить из цены на продукцию, так как дорогостоящие платиновые или иридиевые варианты отличаются большим сроком эксплуатации.
• Маленькая свечка не вкрутится в гнездо, а большая может повредить внутренние детали агрегата.
• При обнаружении сильного выгорания электрода, «язвенной поверхности» изолятора следует подобрать в следующий раз элементы с увеличенным калильным числом (сначала нужно исключить зависание клапана, перегрев, недостаточность охлаждения мотора).
• Если стиль вождения предполагает постоянную перегазовку, то замена свечей не поможет избавиться от желтого налета. Требуется исключить резкий старт и «кик-дауны».

Пользование свечами предполагает их правильную установку. Не нужно повторно монтировать использованные ранее свечки. Также исключается замена отдельных элементов.

В видео можно узнать подробнее о видах, параметрах, маркировке свечей зажигания. Еще описываются нарушения в их работе.

Ознакомившись с инструкцией по эксплуатации к своему автомобилю, и учтя все недочеты в работе мотора, можно купить правильные свечи зажигания. В результате двигатель будет работать без сбоев, и развивать отличную мощность. А затраты на топливо будут связаны только с повышением цен.

Читайте еще: