Устройство свечи зажигания автомобиля: Свечи зажигания. Назначение и устройство — Официальная продажа грузовиков MAN и Mercedes, а также полуприцепов Wielton и Shmitz по России

Содержание

Устройство свечи зажигания

При всем разнообразии конструкций, любая искровая свеча зажигания (рис.9) включает 8 себя керамический изолятор, металлический корпус, электроды и контактную головку для соединения с высоковольтным проводом.

Центральный электрод установлен в канале изолятора, имеющем переменный диаметр. Головка электрода опирается на коническую поверхность канала изолятора в месте перехода от большего диаметра к меньшему. Рабочая часть центрального электрода выступает на величину от 1.0 до 5.0 мм из изолятора. Закрепление электрода в канале изолятора и герметизацию этого соединения осуществляют с использованием стеклогерметика. Он представляет собой смесь специального технического стекла и порошка металла. Стекло должно иметь коэффициент термического расширения одинаковый с этим коэффициентом у керамики. В этом случае герметизирующая пробка не разрушится при изменениях температуры в процессе эксплуатации. Порошок могалла (медь или свинец) добавляют в стекло для придания ему электрической проводимости.

Рис. 9 — Устройство искровой свечи зажигания: 1 — контактная гайка: 2 — оребрение изолятора (барьеры для тока уточки): 3 — контактный стержень: 4 — керамический изолятор: 5 — металлический корпус, б — пробка стеклогерметика. 7 — уплотнительное колыю: 8 — теплоотводящая шайба: 9 — центральный электрод. 10 — тепловой конус изолятора: 11 — рабочая камора: 12 боковой электрод -массы-: h — искровой зазор

Сборку сердечника (изолятора в сборе с центральным электродом и контактным стержнем) осуществляют в следующем порядке. Электрод устанавливают в канале изолятора и сверху засыпают порошкообразный стеклогерметик или укладывают ого в виде таблетки. Затем в канал изолятора устанавливают контактную головку. До запрессовки стеклогерметик занимает больший объем, чем после этой операции, и контактный стержень не может полностью войти в канал изолятора Он примерно на треть длины выступает над изолятором.

Заготовку нагревают до температуры 700-900 «С и с усилием в несколько десятков килограммов контактный стержень вводят о размягченный под воздействием температуры стеклогерметик. При этом он затекает в зазоры между каналом изолятора, головкой центрального электрода и контактной головкой. После остывания стеклогерметик затвердевает и надежно закрепляет обе детали в канале изолятора Между торцами электрода и контактной головки образуется герметизирующая пробка высотой от 1.5 до 7,0 мм, полностью перекрывающая канал изолятора от прорыва газов

В случае необходимости встроить в цепь центрального электрода электрическое сопротивление для подавления электромагнитных помех применяют резистивный стеклогерметик. После остывания герметизирующая пробка приобретает электрическое сопротивление необходимой величины.

Сердечник устанавливают в корпусе свечи так, что он соприкасается своей конической поверхностью с соответствующей поверхностью внутри корпуса. Между этими поверхностями устанавливают герметизирующую -теплоотводящую» шайбу (медную или стальную).

Закрепление сердечника осуществляют завальцовкой буртика корпуса на поясок изолятора. Герметизацию по соединению изолятор — корпус осуществляют методом осадки корпуса в нагретом состоянии (термоосадкой).

Боковой электрод -массы» прямоугольного сечения приваривают к торцу корпуса и изгибают в сторону центрального. На цоколь корпуса с упором в плоскую опорную поверхность устанавливают уплотнительное кольцо, предназначенное для герметизации соединения свеча — двигатель.

На резьбовую часть контактного стержня устанавливают контактную гайку, если это требуется конструкцией наконечника высоковольтного провода. В некоторых свечах контактный стержень не имеет резьбовой головки, она сразу же штампуется в форме контактной гайки.

ИЗОЛЯТОР

Для обеспечения бесперебойности искрообразования изолятор должен обладать необходимой электрической прочностью даже при высокой рабочей температуре. Напряжение, прикладываемое к изолятору в процессе работы двигателя, равно напряжению пробоя искрового зазора. Это напряжение возрастает с увеличением давления и величины зазора и уменьшается по мере возрастания температуры. На двигателях с классической системой зажигания используются свечи с искровым зазором 0.5-0,7 мм. Максимальная величина напряжения пробоя в этих условиях не превышает 12-15 кВ (амплитудное значение). На двигателях с электронными системами зажигания установочный искровой зазор составляет 0,8-1,0 мм. В процессе эксплуатации он может увеличиться до 1,3-1,5 мм (у обеих систем). При этом напряжение пробоя может достигать 20-25 кВ.

Конструкция изолятора относительно проста — это цилиндр с осевым отверстием для установки центрального электрода.

в средней части изолятора имеется утолщение, так называемый -поясок- для соединения с корпусом. Ниже пояска расположена более тонкая цилиндрическая часть — -дульце-, переходящая в тепловой конус. В месте перехода от дульца к тепловому конусу расположена коническая поверхность, предназначенная для установки между изолятором и корпусом герметизирующей теплоотводящей шайбы. Выше пояска расположена -головка’, а в месте перехода от пояска к головке расположено плечико под завальцовку буртика корпуса при сборке свечи.

Допустимая, с учетом коэффициента запаса прочности, толщина стенок определяется электрической прочностью материала изолятора. По отечественным стандартам изолятор должен выдерживать испытательное напряжение от 18 до 22 кВ (действующее значение), что больше амплитудного в 1.4 раза Длина головки изолятора определяется напряжением поверхностного перекрытия и выполняется в пределах от 15 до 35 мм. У большинства автомобильных свечей эта величина около 25 мм. Дальнейшее увеличение малоэффективно и приводит к снижению механической прочности изолятора. Для исключения возможности электрического пробоя по поверхности изолятора его головку снабжают кольцевыми канавками (барьерами тока) и покрывают специальной глазурью для защиты от возможного загрязнения.

Функцию защиты от поверхностного перекрытия со стороны камеры сгорания выполняет тепловой конус. Эта важнейшая часть изолятора при относительно небольших размерах выдерживает без перекрытия по поверхности указанное выше напряжение.

Первоначально в качестве материала изолятора применяли обычный фарфор. но такой изолятор плохо сопротивлялся тепловому воздействию и имел низкую механическую прочность.

С увеличением мощности двигателей потребовались изоляторы более надежные. чем фарфоровые. Продолжительное время применяли слюдяные изоляторы. Однако при использовании топлив с присадкой свинца слюда разрушалась. Изоляторы снова стали изготавливать керамическими, но не из фарфора, а из особо прочной технической керамики.

Наиболее распространенной и экономически целесообразной для производства изоляторов является технология изостатического прессования, когда из заранее подготовленных компонентов изготавливают гранулы необходимого состава и физических свойств. Из гранул при высоком давлении прессуют заготовки изоляторов, шлифуют до необходимых размеров с учетом усадки при обжиге, а затем однократно обжигают.

Современные изоляторы изготавливают из высокоглиноземистой конструкционной керамики на основе оксида алюминия. Такая керамика, содержащая около 95% оксида алюминия, способна выдержать температуру до 1600 ‘С и имеет высокую электрическую и механическую прочность.

Важнейшим преимуществом керамики из оксида алюминия является то, что она обладает высокой теплопроводностью. Это существенно улучшает тепловую характеристику свечи, так как через изолятор проходит основной поток тепла, поступающий в свечу через тепловой конус и центральный электрод (рис. 10).

КОРПУС

Металлический корпус предназначен для установки свечи в двигатель и обеспечивает герметичность соединения с изолятором. К его торцу приваривается боковой электрод, а в конструкциях с кольцевым искровым зазором корпус непосредственно выполняет функцию электрода «массы».

Корпус изготавливают штамповкой или точением из конструкционных малоуглеродистых сталей.

внутри корпуса имеется кольцевой выступ с конической поверхностью. на которую опирается изолятор. На цилиндрической части корпуса выполнена кольцевая проточка, так называемая термоосадочная канавка. В процессе сборки свечи верхний буртик корпуса завальцовывают на поясок изолятора. Затем его нагревают и осаживают на прессе, при этом термоосадочная канавка подвергается пластической деформации, и корпус плотно охватывает изолятор. В результате термоосадки корпус оказывается в напряженном состоянии, что обеспечивает герметичность свечи на весь срок службы.

Рис. 10. Тепловые потоки в изоляторе свечи

ЭЛЕКТРОДЫ

Как сказано выше, для улучшения эффективности воспламенения электроды свечи должны быть как можно более тонкими и длинными, а искровой зазор должен иметь максимально допустимую величину. С другой стороны, для обеспечения долговечности электроды должны быть достаточно массивными.

Поэтому, в зависимости от требований к мощности, топливной экономичности и токсичности двигателей, с одной стороны, и требований к долговечности свечи с другой стороны, к каждому типу двигателя разрабатывалась своя конструкция электродов.

Появление биметаллических электродов позволило в определенной степени решить эту проблему, так как такой электрод имеет достаточную теплопроводность. В отличие от обычного «монометаллического» он при работе на двигателе имеет меньшую температуру и соответственно больший ресурс. В тех случаях, когда требуется увеличить ресурс, применяют два электрода «массы- (рис.11). На свечах зарубежного производства с этой целью применяют три и даже четыре электрода. Отечественная промышленность выпускает свечи с таким количеством электродов только для авиационных и промышленных газовых двигателей. Следует отметить, что с увеличением числа электродов снижается стойкость к образованию нагара и затрудняется очистка от нагара.

К материалу электродов предъявляются следующие требования высокая коррозионная и эрозионная стойкость: жаростойкость и окалиностойкость: высокая теплопроводность; достаточная для штамповки пластичность. Стоимость материала не должна быть высокой Наибольшее распространение в отечественной промышленности для изготовления центральных электродов свечей зажигания получили жаростойкие сплавы: железо-хромтитан, никель-хром-железо и никельхром с различными легирующими добавками

Рис. 11. Свеча А26ДВ-1 с двумя боковыми электродами «массы-

Боковой электрод «массы» должен обладать высокой жаростойкостью и стойкостью к коррозии. Он должен обладать хорошей свариваемостью с обычной конструкционной сталью, из которой изготавливают корпус, поэтому применяют сплав никель — марганец (например. НМц-5). Боковой электрод должен обладать хорошей пластичностью для обеспечения возможности регулирования искрового зазора.

С целью снижения гасящего влияния электродов при доработке свечей на электродах выполняют канавки, в электроде -массы» выполняют сквозные отверстия. Иногда боковой электрод разделяют на две части, превращая одноэлектродную свечу в двухэлектродную.

ВСТРОЕННЫЙ РЕЗИСТОР

Искровой разряд является источником электромагнитных помех, в том числе радиоприему. Для их подавления между центральным электродом и контактной головкой устанавливают резистор, имеющий при температуре 25±10 ‘С электрическое сопротивление от 4 до 13к0м. В процессе эксплуатации допускается изменение величины этого сопротивления в диапазоне 2-50 кОм после воздействия температуры от -40 до +300 ‘С и импульсов высокого напряжения.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Даже небольшие потери энергии зажигания приводят к ослаблению искры со всеми неприятными последствиями: ухудшение пуска, неустойчивая работа на холостом ходу, потеря мощности двигателя, перерасход топлива, рост токсичности отработавших газов и т. д. Если поверхность изолятора покрыта нагаром, грязью или просто влагой, происходит утечка тока «на массу». Она обнаруживается в темноте в виде коронного разряда по поверхности изолятора. Утечка по загрязненной поверхности теплового конуса изолятора в камере сгорания двигателя может привести к отказу в искрообразовании. Наиболее радикальным способом повышения электрической прочности изоляции является установка между корпусом и контактной головкой свечи дополнительного изолятора в виде керамической втулки. Таким образом, свеча приобретает двойную защиту от утечек тока «на массу».

Данное техническое рошенио защищено патентом и реализовано у нас в стране ЗАО «Автоконинвест» (Москва).

ФОРКАМЕРНЫЕ СВЕЧИ

Рис. 12. Форкамерная свеча зажигания

Известны различные варианты устройства свечи, у которых рабочая камера выполнена в виде форкамеры. Их используют с целью улучшения сгорания рабочей смеси. Форкамерные свечи подобны свечам для спортивных форсированных двигателей, где электроды для защиты от перегрева установлены глубоко внутри рабочей камеры корпуса. Отличие заключается в том. что отверстие. соединяющее рабочую камеру (форкамеру) с цилиндром двигателя, делают специальной формы. При сжатии свежая смесь поступает в форкамеру, искровой разряд возникает в области вихревого потока, и образование первичного очага воспламенения становится интенсивнее. Благодаря этому обеспечивается быстрое распространение пламени в форкамере. Давление быстро возрастает и выбрасывает факел пламени, проникающий в камеру сгорания двигателя и интенсифицирующий воспламенение даже сильно обедненной рабочей смеси.

При перетекании горящих газов из форкамеры в цилиндр двигателя, в связи с турбулизацией горючей смеси, ускоряется и становится более эффективным процесс сгорания. Это. в свою очередь, может привести к улучшению показателей, характеризующих топливную экономичность и токсичность отработавших газов.

Недостатки форкамерных свечей заключаются в том, что велико гасящее влияние электродов, а стойкость к образованию нагара мала. Вентиляция форкамеры затруднена и горючая смесь в ней содержит повышенное количество остаточных газов. При перетекании горящих газов из форкамеры в цилиндр возникают дополнительные тепловые потери. Один из вариантов форкамерной свечи представлен на рис. 12.

Устройство современных свечей зажигания

В бензиновом двигателе внутреннего сгорания (ДВС) для воспламенения, сжатой поршнем, топливно-воздушной смеси используется элемент получивший название – свеча зажигания. Изобрел ее Роберт Бош в далеком 1902 году после чего, одноименная компания внедрила ее в устройство ДВС.

Каково ее устройство?

Базовое устройство свечи зажигания примерно одинаковое у любой производящей её фирмы. Это – металлический корпус, электроды, число которых может меняться в зависимости от марки, керамический изолятор и проходящий сквозь него центральный контактный стержень. Дальше начинаются различия.

Центральный контактный стержень, например, может иметь наконечник в виде плоской площадки. Но может иметь U или V-образную канавку. Может быть заострённым – в случае, если изготовлен из иридия, как у свечей компании DENSO. У них даже боковой электрод имеет профиль особой формы. Эта компания выпускает самые, пожалуй, надёжные свечи – иридиево-платиновые.

У отдельных моделей бокового электрода может не быть вообще – в частности, инженеры компании SAAB разработали мотор, в которой сам поршень имеет заострённый выступ, функция у которого такая же, как у бокового электрода. Когда поршень максимально приближается к верхней мёртвой точки, между ним и центральным электродом проскакивает искра, поджигая сжатую топливно-воздушную смесь.

Уже упомянутые два и более боковых электрода так же меняют в лучшую сторону рабочие режимы и параметры работы мотора. Одновременно с этим возрастают и требования к рабочим зазорам, которые вообще не рекомендуют менять или как-то трогать подгибанием или разгибом, а только строго сохраняя заводские параметры их изготовления.

При этом принцип работы свечи с двумя и более электродами прост, не требуется никаких технических ухищрений для ее стабильной работы: когда, по мере выработки электрода, его «съедания» искрой, начинаются сбои искры, она автоматически появляется на невыработанном электроде, и процесс работы ДВС продолжается без перебоев.

Металлический корпус в нижней части с резьбой для вкручивания в головку блока цилиндров (ГБЦ) имеет плоскую или коническую кольцеобразную площадку. У свечей с плоской площадкой в комплекте имеется обжимное кольцо-шайба из мягкого металла, препятствующее прорыву сжатой топливно-воздушной смеси или продуктов сгорания наружу. У свечей с коническим профилем после резьбы в таком кольце нужды нет, сам конический профиль надёжно закупоривает верхушку камеры сгорания.

Центральные изоляторы во всех моделях делают из термостойкой керамики. Именно на неё наносится маркировка с типом, названием компании-производителя и т.д. Внутри, между контактом для провода и стержнем с центральным контактом, размещается резистор, главная функция которого – подавление радиопомех, возникающих в момент искрового разряда. С учётом развития радио- и телекоммуникаций и их внедрение в системы автомобиля, включая электронное управление впрыском, размещение такого резистора стало обязательным в устройстве свечи зажигания.

В той части, которая вкручивается в ГБЦ, центральный изолятор имеет форму постепенно сужающегося конуса – это сделано для того, чтобы более эффективно отводить тепло, не допуская перекала.

Вид современной свечи

Разнообразие технических решений в разработке и производстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания породило и множество моделей свечей для них. В зависимости от применяемого топлива для машины, степени сжатия в цилиндре, способа управления зажиганием (механический, с помощью трамблёра, или электронным), их можно разделить на следующие виды.

Виды свечей

Они разделяются по нескольким характеристикам:

Калильному числу.
Количеству электродов.
Искровому промежутку.
Температурному диапазону.
Сроку службы.
Характеристикам термостойкости.

Кроме того, некоторые виды свечей зажигания разных годов выпуска одной и той же фирмы могут отличаться по длине юбки с резьбой: у ранних моделей автомобилей была меньшая толщина головок цилиндров, которые делались из чугуна и, соответственно резьба необходима более короткая. С переходом к ГБЦ из алюминиевых сплавов их толщина увеличилась, а значит – и длина резьбы в ней тоже стала большей.

Опытный автомобилист в начале всегда обратит внимание на калильное число, которое показывает, с каким давлением может возникнуть калильный эффект, то есть продолжение работы двигателя после разрыва цепи зажигания, когда от контакта с нагретым до критических значений электродом мотор продолжает работать.

При этом использование свечи с калильным числом больше рекомендованных использовать ещё допустимо, с заниженным же – эксплуатация двигателя запрещена! Иначе незадачливый водитель быстро столкнётся с проблемой прогорания поршней, клапанов и с пробоем прокладки головки цилиндров.

Для качественного и стабильного искрообразования в последние два десятка лет выпускают свечи с двумя, тремя и даже четырьмя боковыми электродами.

Но стабильность работы может быть достигнута и иным способом: расположением вспомогательных элементов, играющих роль этих электродов, на самом изоляторе свечи. Возникают несколько кольцевых блуждающих вокруг центрального электрода электрических разрядов, и таким образом, существенно уменьшается вероятность перебоя работы двигателя.

Спортивная свеча Brisk с промежуточными электродами на изоляторе

Приведем еще несколько важных моментов в характеристиках свечей:

Нарушение такого параметра, как искровой зазор, также отрицательно скажется на работе мотора;
Не менее важна термостойкость, её температурный диапазон, означающий нагрев той части, что погружена в пространство между поршнем и головкой цилиндра. Диапазон температур внутри рабочей части в норме лежит в рамках 500-900⁰С. Выход за пределы этого диапазона означает понижение ресурса. В частности, у всех видов свечей зажигания понижение температуры ведёт к быстрому нарастанию нагара;
В нормально отрегулированном двигателе работоспособность зависит от пробега и составляет примерно 30 000 км для свечей, работающих на классической схеме зажигания, и 20 000 – на электронной. Впрочем, у самых высоких по цене (но и у самых надёжных) свечей фирмы DENSO срок службы — до 5-6 лет. Или, иначе говоря, они обеспечат пробег без замены при условии стандартной эксплуатации на протяжении порядка 150 000 — 200 000 километров. Правда, и требования поддержания режимов согласно инструкции ужесточены. К этим требованиям относятся применение топлива с октановым числом ни в коем случае не ниже рекомендованного, и их установка строго по правилам. В частности, не допускается затяжка их в головку цилиндров с усилием выше или ниже рекомендованных, что может повлечь за собой сведение на нет всех их преимуществ;
Тепловой параметр показывает взаимосвязь режимов двигателя и рабочей температуры свечи. Для его повышения увеличивают размеры теплового конуса, придерживаясь, однако, рекомендованной величины в 900 градусов. Выход за эти границы увеличивает риск калильного зажигания.

Драгоценные металлы в конструкции свечи

Градация видов зависит не только от заявленных параметров. Описывая рабочие характеристики свечи зажигания, нужно учитывать ещё и из какого материала изготовлены наконечники электродов.

Самые дешёвые свечи – никелевые. Простота конструкции обуславливает и небольшой срок службы, поэтому их замена делается часто, после 15-18 тысяч километров пробега. Хотя в условиях города, учитывая неровность эксплуатации (стояние с работающим двигателем в пробках, частое чередование ускорения и торможения на светофорах) этот километраж можно смело делить на два, так что время эксплуатации никелевых свечей в норме составляет не больше года.

В платиновых свечах делаются платиновые напайки, что увеличивает срок их эксплуатации до 50 000 километров. Посмотрите стоимость платины в любом обменнике – и вы поймёте, почему эти напайки делают их такими дорогими.

В иридиевых свечах уже два драгоценных металла: иридий в виде напайки на острие центрального электрода и платина – на боковых. Учитывая стоимость иридия, цена на них по сравнению с никелевыми возрастает на 50-60%. Но технические характеристики свечи зажигания с иридием таковы, что проехать с ними можно уже от 60 до 200 тысяч километров.

Такие параметры свечи, как: диаметр резьбы; номер головки ключа под нее; длина юбки с резьбой; зазор между электродами, также относятся к их техническим характеристикам.

Заключение

Прогресс не стоит на месте. Новые технологии позволили, например, довести степень очистки металлов для электродов до 99,999%. Иридий, платина и даже никель такой чистоты способны увеличить срок службы свечи зажигания ещё на 15-18%, в пример поставим компанию DENSO. Кроме того, инженерная мысль продолжила их развитие, предложив факельный и форкамерный тип выработки искры, что сделало работу моторов ещё более стабильной.

Что же касается неизбежной в таком случае увеличения цены – сама возможность в процессе эксплуатации автомобиля как можно реже заглядывать под капот уже оправдывает покупку каждой свечи зажигания даже за 10-20 долларов за штуку.

Устройство свечи зажигания автомобиля в разрезе

В этой статье мы рассмотрим внутреннее устройстве свечи зажигания, определим, что означает Калильное Число и на что оно влияет, а также научимся диагностировать работу цилиндра по его свече.
Начнем, пожалуй, с устройства свечи зажигания. Всем нам известно какую роль свеча зажигания играет в двигателе, но далеко не все понимают на сколько сложными бывают на первый взгляд простые вещи! Рассмотрим строение свечи зажигания в разрезе:

Теперь давайте представим в каких условия приходится работать свече зажигания.
Резьбовой частью свеча завинчивается прямо в камеру сгорания, где на нормально работающем цилиндре, в момент вспышки, давление достигает 50 атмосфер, температура газов в пламени примерно 2500 градусов с волной распространения порядка 20-40 метров в секунду. И все это происходит в каждом цилиндре примерно 4 раза в секунду только на холостых оборотах! Напряжение пробоя, при котором возникает дуга на электродах, не редко достигает 20 000 вольт, а это достаточно высокое напряжение, и его не так уж и просто довести до центрального электрода т.к. искра так и норовит «прошить» своей дугой какой-нибудь высоковольтный провод, колпачок, или свечной изолятор…
Остальной корпус свечи – наоборот находится снаружи двигателя, и не только не испытывает таких тепловых нагрузок, но зачастую и подвергается крепким морозам пока авто стоит на улице зимой. Все это приводит к серьезным тепловым нагрузкам (сжатие / расширение), но при этом свеча должна оставаться герметичной!
На сегодняшний день свечи претерпели много модернизаций, но все равно являются одним из самых уязвимых участков системы зажигания двигателя, и поэтому инженеры ведут разработки по направлению лазерного бесконтактного лучевого зажигания.
Калильное Число свечи.
Прежде чем мы рассмотрим такую важную характеристику свечи зажигания, мне бы хотелось рассказать, что такое вообще «Калильное Зажигание».
У разных видов двигателей, в силу их конструктивного разнообразия, (таких как степень сжатия, форма и объем камеры сгорания, обороты двигателя и состав ТВС и т.д.), температура стенок камеры сгорания, и свечи зажигания тоже, колеблется в достаточно широких пределах. У одних двигателей эта температура меньше, у других больше… И если температура свечи по какой-то причине нагреется больше положенного, то возникает «калильное зажигание». Дело в том, что сжатая топливовоздушная смесь, и так порядочно нагревается от самого сжатия, и ей нужно не так уж много тепла чтобы самовоспламениться! Не будем вдаваться в подробности почему такое явление имеет место, а лишь усвоим для себя, что «калильное зажигание» это воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре не от искрового пробоя, а от «раскаленной» свечи зажигания.
Свечи зажигания, как и разные двигатели, тоже имеют характеристику, определяющую их рабочую температуру – «калильное число». Калильное число свечи определяет ее температурный режим, при котором данная свеча может исправно работать и, что не мало важно, самоочищаться! Говоря простыми словами, если свеча в процессе работы не будет прогреваться до нужной температуры – то на ней очень быстро и неизбежно будет появляться нагар, в результате которого будут нарушаться условия для искрового пробоя, что может привести к выходу из строя высоковольтной катушки зажигания! Слишком сильно нагретая свеча – дает «калильное зажигание», что очень пагубно сказывается на поршневой группе и клапанах. А вот правильная температура свечи способствует ее нормальной работе и самоочищению, разумеется при правильной работе системы зажигания и допустимой ТВС.
Так вот, «калильное число» свечи зажигания – это и есть параметр, определяющий температурный диапазон, для которого данная свеча предназначена!
Как определяют калильное число свечи.
Для определения калильного числа свечи – прибегают к следующему эксперименту:
В специальную тарировочную моторную установку с наддувом, завинчивают свечу, и постепенно поднимают рабочее давление в камере сгорания, пока в камере сгорания не начнет проявляться калильное зажигание. Само калильное число – это и есть величина, пропорциональная среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке начинает появляться калильное зажигание.
Более низкое калильное число (11-14) – это горячие свечи. Другими словами, свечи с низким калильным числом плохо отводят тепло от своих электродов, и очень сильно разогреваются. Такие свечи характерны для атмосферных двигателей с низкой степенью сжатия.
Калильное число от 17-19 – характеризует свечи средней температуры. Они являются самыми распространенными и применяются на подавляющем большинстве современных автомобильных атмосферных двигателях внутреннего сгорания.
Свечи с калильным числом более 20 – считаются горячими, и применяются в основном на форсированных двигателях, и на двигателях с наддувом. Эти свечи считаются холодными т.к. рассеивают (передают на корпус двигателя) большее количество тепла, в связи с чем не сильно разогреваются в моторах с повышенной температурой в камере сгорания.
Разная теплопроводность свечей зажигания характеризуется различной длиной «теплового конуса» на центральном электроде, который собственно и ограничивает теплоотдачу электрода на корпус камеры сгорания:

О чем же нам может рассказать нагар на свечах?
В первую очередь хочу отметить, что анализировать нагар можно лишь на той свече, которая достаточно долго проработала в конкретном цилиндре – как минимум 250-300 км. пробега! Так же будет не верным анализ, если вы выкрутите свечу из не успевшего прогреться, не стабильно работающего (с пропусками зажигания) двигателя морозным утром.
Свечи закручиваются и вывинчиваются – только на горячую! Анализ нагара на свече можно производить только после того как она проработала несколько минут на прогретом двигателе, уже имея пробег свечи в 300 км.
Теперь о нагаре.
При нормальных условиях эксплуатации на свече практически нет никаких отложений и нагара – все это благополучно сгорает! Есть небольшой налет желтовато — коричневатого цвета (зависит от присадок в топливе) на изоляторе центрального электрода. Отложения на самих электродах практически отсутствуют, нет следов коррозии – рис 1

На рис.2 изображена свеча с явными признаками не полностью сгораемого топлива. Бархатисто-черный, угольный нагар – это ничто иное как углеводороды (само топливо) осевшее на горячих электродах свечи! Такой эффект возникает при чрезмерно богатых смесях, пропусках воспламенения.
Наличие белого, или сероватого налета на свечи рис.3 – говорит наоборот о слишком бедной смеси! Длительная эксплуатация двигателя на такой смеси может привести к серьезным разрушениям поршневой группы и к прогару клапанов!
На рис.4 изображена свеча, работающая на топливе с большим содержанием присадок, в частности металлов. Это характеризуется явным налетом «кирпичного» цвета. Длительная эксплуатация на таком топливе приведет к тому, что металлосодержащий налет образует токопроводящий слой, в связи с чем свеча «пробьется» высоким напряжением не на электродах, как положено, а где-то в другом месте.
Рисунок № 5. Свеча имеет ярко выраженные следы масла особенно в резьбовой части. Двигатель с такими свечами после длительной стоянки, имеет обыкновение после запуска «троить» некоторое время, а по мере прогрева работа стабилизируется. Причина этого неудовлетворительное состояние маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы двигателя, в момент прогрева, характерный бело-синий выхлоп.
Свеча на рис. № 6 вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла смешанного с каплями не сгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедшими в этом цилиндре. Причина этого — разрушение одного из клапанов или поломка перегородок между поршневыми кольцами с попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В данном случае двигатель «троит» уже не переставая, заметна значительная потеря мощности, расход топлива возрастает в полтора, два раза. Выход один — ремонт.
Рисунок № 7 это полное разрушение центрального электрода с его керамической юбкой. Причиной данного разрушения мог стать один из перечисленных ниже факторов: длительная работа двигателя с детонацией, применение топлива с низким октановым числом, очень раннее зажигание, и просто бракованная свеча. Симптомы работы двигателя такие же, как в предыдущем случае. Единственное на что можно надеяться так это на то, что частицы центрального электрода сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв под выпускным клапаном, иначе тоже не избежать ремонта головки блока цилиндров. Но это зависит от человека, грешен он или нет (шутка). Если говорить об этой конкретной свече, то ее хозяина Бог миловал.
Рисунок № 8 последнее в этом обзоре. Электрод свечи оброс зольными отложениями, цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о работе топливной системы. Причина этого нароста сгорание масла вследствие выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У двигателя повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы сильное, синие дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный. Если вы хотите, чтобы с работой вашего двигателя было меньше проблем, не вспоминайте о свечах только тогда, когда мотор отказывается работать. Производитель гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе 30 тыс. километров пробега. Но и вы в свою очередь не забывайте с каждой заменой масла или в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего, это регулировка зазора до требуемой величины, удаление нагара. Нагар удалять лучше металлической щеткой, от пескоструйной обработки разрушается керамика центрального электрода, и вы рискуете получить копию с рис. № 7. Так же я бы рекомендовал менять свечи местами, это связано с разными температурными режимами работы цилиндров

Начнем с определения

Свеча зажигания — это устройство, которое поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Поджиг осуществляется с помощью электрического разряда напряжением в несколько тысяч вольт, проскакивающего между электродами свечи.

При работающем двигателе, они постоянно подвергаются воздействию высокой температуры (до 1000 градусов Цельсия) и давления. Существует множество типов и моделей свечек, от качества которых зависит работа двигателя.

Посмотрите, в каких суровых условиях работают свечи:

Температура до 1 000 градусов Цельсия. Например, серебро плавится при 960 градусах Цельсия;
Давление до 4 000 000 Паскаль, что в 20 раз больше давления в шинах;
Напряжение до 25 000 Вольт. Такое высокое напряжение подается для того, чтобы искра пробила слой воздуха между электродами и зажгла топливную смесь. Для пробивки одного сантиметра воздуха требуется напряжение в 30 000 вольт. Делайте выводы.

Почти все люди знают, как выглядит свеча зажигания, но мало кто догадывается о том, что находится у нее внутри.

Принцип работы очень прост. С катушки зажигания на наконечник 1 подается напряжение, и между электродами 2(+) и 3(-) проскакивает искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Ознакомимся с разновидностями свечей

Свечки классифицируются по конструкции и по материалу электродов.

По конструкции, свечи зажигания разделяют на двухэлектродные (первая) и многоэлектродные (вторая):

Многоэлектродные свечи служат дольше и они более надежные, сейчас объясню почему. При эксплуатации свеч электроды выгорают, после чего нарушается искрообразование. Боковой электрод выгорает гораздо быстрее. Так вот, в многоэлектродных свечках, искра проскакивает между центральным и одним из боковых электродов, нагрузка распределяется между боковыми электродами, тем самым, увеличивая их срок службы.

По материалу электродов свечки разделяют на классические и иридиевые. Есть еще и платиновые (платиновая напайка на электродах, которая более устойчива к разрушению), но как класс я их не рассматриваю. С обычными свечками все понятно.

Давайте ознакомимся с иридиевыми.

На рисунке изображена иридиевая свечка (1 — боковой электрод с платиновой напайкой, 2 — иридиевый электрод диаметром 0,6 мм, который приваривается лазерной сваркой). Если присмотреться, то на боковом электроде можно увидеть платиновую напайку. Такие свечи имеют ряд неоспоримых преимуществ перед классическими:

Центральный электрод очень тонкий, что позволяет «концентрировать» напряжение зажигания;
Иридий практически не выгорает, на сердечнике практически не скапливаются отложения;
Благодаря тонкому сердечнику сведен к минимуму гасящий эффект при распространении пламени;
Иридиевый сердечник прослужит как минимум в два раза дольше.

Свечи зажигания с V-образным разрезом в сердечнике

Довольно интересная разработка и, уверен, довольно эффективная. Как видно на рисунке, на свече с разрезом искра проскакивает на кромке электрода, где топливной смеси скапливается больше. Этот факт свидетельствует о том что смесь будет загораться быстрее, что улучшит качество работы двигателя и снизит расход топлива.