Из чего состоит свеча зажигания автомобиля?

Cвечи зажигания описание,устройство,принцип работы,неисправности,фото,видео.

Около 100 лет назад, компанией Bosch была представлена свеча зажигания . Спустя непродолжительное время их начали повсеместно применять по всему миру , для поджигания смеси топлива и воздуха в двигателях .

Они работают в жесточайших условия , постоянно подвергаясь воздействию высокой температуры ( прим . 1000 градусов ) и высокому напряжению ( до 40 тыс . вольт ).

Устройство и принцип работы свечей зажигания

Свечи зажигания устроены просто , по сути они состоят из проводника в центре , металлического корпуса к которому приварен боковой электрод, и изолятора . Несмотря на простоту своего устройства , они играют одну из важнейших ролей в работе двигателя автомобиля . Их обязанность заключается в поджигание горючей смеси, в любых условиях и при любой нагрузки на них.

В момент , когда поршень в такте сжатия приходит в верхнюю мертвую точку , выбрасывается электрическая искра, воспламеняющие смесь из воздуха и горючего . Искра возникает между центральным и боковым электродами . Для ее возникновения , необходимо напряжения не менее 20 тыс . вольт . За его получения отвечает система зажигания , она преобразовывает 12 вольт получаемые с аккумулятора автомобиля , в 25 — 35 тысяч вольт необходимые для нормальной работы свечи . Момент , когда должно подастся высокое напряжения определяется датчиком положения

Существует три основных типа свечей зажигания которые сегодня широко применяются. Отличающихся они друг от друга особенностями конструкции и металлом из которого изготавливаются.

Основные типы свечей зажигания:

Двухэлектродные;
Многоэлектродные;
Свечи из драгоценных металлов.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ СВЕЧЕЙ, ИХ РАЗНОВИДНОСТЬ

Хорошие свечи производятся многими компаниями по всему миру. Среди наиболее известных и признанных лидеров можно отметить фирмы Champion, NGK, Denso и Bosch. Сегодня в продаже есть единицы с биметаллическим центральным электродом. Champion пошла дальше и выпустила элементы с боковым биметаллическим электродом, что расширило термоэластичность единицы.

В середине 80-х появились изделия, центральный электрод которых был сделан из тонкой платиновой проволоки. По температурным характеристикам они превзошли все показатели биметаллических электродов. Для спортивных и гоночных автомобилей выпускают аналоги с серебряными электродами. Последней новинкой в этой области стали запатентованные компанией NGK лучшие свечи зажигания на сегодняшний день, в которых электроды сделаны из сплава иридия.

Так какие свечи зажигания лучше? Работая внутри цилиндра, они должны выдерживать очень высокие температуры (около 1000 °C), пиковые значения давления (около 100 бар), чрезвычайно высокое напряжение (около 40 000 V). Устройства также должны справляться с последствиями работы двигателя — агрессивными продуктами сгорания воздушно-топливной смеси, и всё это при сохранении конструктивных параметров. Изучая вопрос «Какие свечи хорошие?», следует помнить, что стандартные рассчитаны на срок службы около 30 тыс. км.

В продаже есть следующие комплекты: стандартной конструкции; с повышенной прочностью. многоэлектродные, с платиновым наконечником электродов, с иридиевым наконечником электродов, иттриевые.

Снятие и установка

Демонтаж свечи зажигания с двигателя производят в следующей последовательности:

снимают наконечник провода высокого напряжения (недопустимо тянуть за провод);
отворачивают свечу на один оборот специальным ключом, затем поверхность в углублении головки цилиндра вокруг нее очищают сжатым воздухом или кисточкой, чтобы частицы грязи не попали в резьбу или камеру сгорания;
выворачивают свечу;
проверяют наличие уплотнительного кольца (для свечей с плоской опорной поверхностью);
тщательно осматривают свечу на наличие механических повреждений изолятора, корпуса и электродов.

Установка производится в следующей последовательности:

новые свечи, покрытые консервационной смазкой, необходимо протереть и промыть в растворителе (бензине). Допустимо прокипятить свечи в воде и просушить;
внимательно осматривают свечу на наличие механических повреждений, уплотнительного кольца, контактной гайки;
проверяют и при необходимости регулируют искровой зазор (подгибая электрод «массы») до величины, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля;
свечу заворачивают рукой в свечное отверстие и затягивают специальным ключом с усилием 2 кгм.

Проверка работоспособности свечей

Для проверки бесперебойности искрообразования свечу устанавливают в барокамеру (при атмосферном давлении свеча ведет себя иначе, чем в камере сгорания), которая обеспечивает давление газа до 10 кг/см2 и позволяет наблюдать искрообразование между электродами. Оно должно быть бесперебойным после подведения к свече напряжения не менее 22 кВ.

Для проверки герметичности соединения свечу устанавливают в барокамеру, создающую давление до 20 кг/см2, и измеряют утечку газа не менее 30 секунд. Ее величина не должна превышать 5 см3/мин. При этом не учитывают утечку через соединения свечи с барокамерой. Допускается проводить контроль герметичности на свечах зажигания, не укомплектованных уплотнительными кольцами. При техническом обслуживании автомобиля разрешается проверять утечку газа через соединения деталей свечей зажигания под давлением 10 кг/см2.

Ресурс свечей зажигания

Современные свечи зажигания при эксплуатации на полностью исправных и отрегулированных двигателях должны в соответствии с ОСТ 37. 003 081 бесперебойно работать в течение 30 тыс.км пробега для классической и 20 тыс.км для электронной системы зажигания. Фактический ресурс может быть выше примерно вдвое, но труднодостижим на практике, как любой сферический конь в вакууме. При условии исправности всех систем двигателя и нормальном качестве топлива ресурс современных свечей составляет в среднем 50 тыс.км.

Особенностью России является широкое применение запрещенных ферроценовых присадок, повышающих октановое число «паленого» бензина. Такие присадки содержат железо, при сгорании оседающее на свече и приводящее к нарушении изоляции между электродами и к невозможности получить нормальную искру. Как показывает практика, нарваться на такой бензин можно на любой, сколь угодно «именитой» заправке, и доказать что-либо потом невозможно. Пораженные такими присадками свечи восстановлению не подлежат. Поэтому на Руси нет смысла использовать дорогие и «долгоиграющие» свечи.

В процессе эксплуатации зазор между электродами в среднем увеличивается на 0.015 мм за каждые 1000км пробега. Поэтому рекомендуется периодически (через 5 или 10 тыс.км) проводить осмотр и ТО свечей (фактически — регулировку зазора до требуемой величины). Очистить свечи зажигания можно с помощью растворителей и щетки (не металлической). На станциях технического обслуживания свечи очищают на специальных пескоструйных аппаратах. Также рекомендуется менять свечи местами, это связано с тем, что средние цилиндры работают с более высокими температурами, чем крайние. Замена, согласно рекомендациям большинства изготовителей, рекомендуется после 30000км пробега автомобиля.

Холодные и горячие свечи зажигания

Свечи зажигания различаются не только по типу , а также по своим характеристикам и подбираются индивидуально в зависимости от конструкции двигателя . По характеристикам они делятся на три различные группы холодные , средние и горячие .
Что бы понять , что это означает и зачем они нужны , нужно разобраться что такое « калильное число » и « калильное зажигание ».

Калильным числом называют величину , показывающею время , через которое свеча достигает калильного зажигания . Чем выше у нее калильное число , тем меньше она будет нагреваться .
Калильным зажиганием называют негативный эффект , когда воспламенение горючей смеси в двигателе происходит не от свечи зажигания , а от нагревшихся элементов двигателя , чаще всего это бывает сама свеча зажигания . Этот эффект возникает если в автомобиле установлена свеча с неподходящим калильным числом .

Условия работы свечей зажигание в летнее и зимнее время отличаются , поэтому в идеале лучше иметь в комплекте свечей для разного времени года .

Например , в жаркую погоду , при езде на большой скорости свеча с низким калильным числом , быстро приведет к калильному заживанию . Что приводит к потере мощности . В этой ситуации свечу необходимо заменить на более « холодную »
В обратной ситуации если при низкой температуре например в пробке , происходит ослабление искры . В холодную погоду возникнут проблемы с запуском двигателя . В случае возникновения этой проблемы необходимо поставить более « горячею » свечу .

На выбор также влияет и размер двигателя , что он больше тем « холоднее » должна быть свеча .
Группы свечей по калильному числу ( Российская маркировка ):

В « горячею » группу входят свечи имущих калильное число от 11 до 14 .
В « среднею » группу входят свечи имеющих калильное число от 17 до 19 .
В « холодную » группу входят свечи имеющих калильное число от 20 до 26 .

В дизельных двигателях очень часто используется калильное зажигание , то есть самовоспламенение , от накаленной свечи , что облегчает запуск двигателя при низких температурах .

Неисправности свечей зажигания , признаки и причины

Без рабочих свечей зажигания становится невозможным нормальная эксплуатация автомобиля .
Рассмотрим признаки неисправности свечей , которые требующие срочного вмешательства водителя :

В разы увеличивается расход топлива ;
Происходит падение мощности и набора оборотов в работе силового агрегата ;
Тяжелый запуск двигателя ;
Возрастает концентрация CO в выхлопных газах ;
Ощущается подёргивания автомобиля во время движения ;
Не приятный шум доносящийся из двигателя на холостом ходу .

Причины же таких явлений как привило просты :

Свеча просто выработала свой ресурс ;
Оплавление электродов или их коррозия ;
- Не правильно подобрана свеча ;
- Загрязнение ( отложения , нагар , масло или топливо на электродах );
- Повреждение или загрязнение изолятора .
В случае возникновения подобных неисправностей , следует срочно принять меры . В противном случае может произойти детонация двигателя , что полностью выведет его из строя .

Когда менять свечи зажигания на авто

Неисправные свечи зажигания могут привести к тяжелы последствиям , таким как повреждения топливной системы и двигателя , а это грозит куда более крупными затратами . От их своевременной замены зависит сохранность силового агрегата автомобиля .

Когда же всё — таки менять свечи зажигания ? Постараемся разобраться в этом вопросе . Такие признаки как:

Признаки износа самой свечи , они заметны невооруженным глазом . Это оплавления , сколы и коррозия .
Подтраивание при езде ;
Проблемы с запуском ;
Падение мощности и тяги двигателя ;
Увеличившие расхода топлива;
Регулярное образования нагара на свечах ( каждые 20 — 30 километров ).

Могут свидетельствовать о необходимости замены свечей.
В среднем свечи следует менять каждые 25 — 30 тысяч пробега автомобиля .

Тенденции развития

Расширение выпуска свечей с биметаллическим электродом, что, помимо улучшения термоэластичности, повышает их надежность и долговечность.
Расширение выпуска свечей с выступанием теплового конуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное самоочищение от нагара.
С целью увеличения срока эксплуатации, не требующего регулировки искрового зазора, выпускают свечи зажигания с несколькими электродами «массы».
Для улучшения процесса искрообразования (воспламеняющей способности искры) разрабатывают свечи с увеличенным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их поверхности наносят платину.
Расширение выпуска свечей с использованием поверхностного разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора).
Для снижения уровня радиопомех все больше свечей зажигания снабжаются встроенным резистором.

Свечи зажигания: назначение, устройство и маркировка

Назначение и устройство свечей зажигания

Задачей свечи зажигания в бензиновом двигателе автомобиля является воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, подвергаются высоким термическим, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура в ней изменяется от 70 до 2500°С, давление газов достигает 50-60 бар, а напряжение на электродах доходит до 20 кВ и выше. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, так как от бесперебойности искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработавших газов.

Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень. Корпус имеет резьбу, которая ввинчивается в головку блока цилиндров, шестигранник “под ключ” и специальное покрытие для защиты от коррозии. Опорная поверхность может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Материалом изолятора служит высокопрочная керамика. Для предотвращения утечки электричества на его поверхности (в верхней части изолятора) делают кольцевые канавки (барьеры тока) и наносят специальную глазурь, а часть изолятора со стороны камеры сгорания выполняют в форме конуса (называемого тепловым). Внутри керамической части свечи закреплены центральный электрод и контактный стержень, между которыми может быть расположен резистор, подавляющий радиопомехи. Герметизация соединения этих деталей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Боковой электрод “массы” приварен к корпусу.

Электроды изготавливают из жаростойкого металла или сплава. Для улучшения отвода тепла от теплового конуса центральный электрод может изготавливаться из двух металлов (биметаллический электрод) – центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву. Это позволяет, помимо улучшения термоэластичности, повысить надежность и долговечность свечи. С целью увеличения срока эксплуатации выпускаются свечи зажигания с несколькими боковыми электродами и тонкоэлектродные с центральным электродом, покрытым слоем платины или иридия. Срок службы свечей зажигания (в зависимости от конструкции) составляет от 30 до 100 тыс. км.

Маркировка свечей

В маркировке свечи зажигания указываются ее геометрические и посадочные размеры, особенности конструкции и калильное число. Разные производители имеют свою систему обозначений. Ниже приведены маркировки, применямые российскими и ведущими зарубежными изготовителями, а также таблица взаимозаменяемости свечей разных марок (для просмотра нажмите на нужную картинку – файл откроется в новом окне).

Варианты замены свечей

Калильное число является показателем тепловых свойств свечи (ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя). Оно пропорционально среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке в ее цилиндре начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 900°С (температура начала калильного зажигания) при относительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи применяются на малофорсированных двигателях с небольшими степенями сжатия. У холодных свечей калильное зажигание возникает при больших тепловых нагрузках, и они используются на высокофорсированных двигателях.

Пока тепловой конус не нагреется до 400°С, на нем образуется нагар, приводящий к утечкам тока и нарушению искрообразования. По достижении этой температуры он (нагар) начинает сгорать, происходит очищение свечи (самоочищение). Чем длиннее тепловой конус, тем больше его площадь, поэтому он нагревается до температуры самоочищения при меньшей тепловой нагрузке. К тому же выступание этой части изолятора из корпуса усиливает ее обдув газами, что дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара. Увеличение длины теплового конуса приводит к уменьшению калильного числа (свеча становится “горячее”).

Диагностика работы двигателя по состоянию свечей зажигания

Свеча зажигания может обеспечить бесперебойную работу только при соблюдении нижеперечисленных условий:

используются свечи, рекомендованные изготовителем двигателя;
используется марка бензина, указанная в руководстве по эксплуатации автомобиля;
исправны системы зажигания и питания;
не превышено усилие при вворачивании свечи в головку блока двигателя.

Наиболее вероятной причиной преждевременного отказа свечей является загрязнение их продуктами неполного сгорания или увеличение искрового зазора из-за износа электродов. При этом решающее влияние на работоспособность свечей оказывает техническое состояние двигателя. Даже по внешнему виду свечи можно многое сказать как о работе двигателя в целом, так и об отдельных его узлах. Осмотр свечи нужно проводить после продолжительной работы двигателя, идеальным вариантом будет осмотр свечи после длительной поездки по загородному шоссе. Ошибкой некоторых автолюбителей, например является то, что после холодного старта двигателя при минусовой температуре и неустойчивой его работе первым делом выкручивают свечи и увидев черный нагар, делают поспешные выводы. А ведь этот нагар мог образоваться во время работы двигателя в режиме холодного старта, когда смесь принудительно обогащается, а неустойчивая работа могла быть следствием скажем плохого состояния высоковольтных проводов. Поэтому если вас что-то не устраивает в работе двигателя, и вы решили сделать диагностику его работы с помощью свечей, нужно проехать на изначально чистых свечах минимум километров 250-300, и только после этого делать какие-то выводы.

Диагностика двигателя по состоянию свечей

На фото №1 изображена свеча, вывернутая из двигателя, работу которого можно считать отличной. Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны. Полное отсутствие следов масла. Владельцу данного мотора можно только позавидовать, и есть чему: это экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены.

Фото №2 – типичный пример свечи от двигателя с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора, угла опережения зажигания или неисправностьсистемы впрыска), засорение воздушного фильтра.

Фото №3 – наоборот, пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до белого. Здесь есть повод для беспокойства. Езда на слишком обедненной смеси и при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева, как самой свечи, так и камеры сгорания, а перегрев камеры сгорания прямой путь к прогару выпускных клапанов.

На фото №4 юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок. Этот цвет можно сравнить с цветом красного кирпича. Покраснение вызвано работой двигателя на низкокачественном топливе, содержащем избыточное количество присадок, которые имеют в своем составе металл. Длительное использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который току будет легче пройти, чем между электродами свечи, и свеча перестанет работать.

На фото № 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.

Фото № 6 – свеча вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла, смешанного с каплями несгоревшего 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.

Фото № 7 – 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 бракованая 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.

Фото № 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 синее дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.

Если вы хотите, чтобы с работой вашего двигателя было меньше проблем, вспоминайте о свечах не только тогда, когда мотор отказывается работать. Производитель гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе 30 тыс. километров пробега. Однако не лишним будет в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего это проверка и, при необходимости, 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 фото № 7.

Виды, устройство и принцип работы свечей зажигания

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

Устройство и роль в автомобиле
Принцип работы и характеристики
Значение искрового зазора
Что такое калильное число
Виды и маркировка
Срок службы и распространенные неисправности

Устройство и роль в автомобиле

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 двухвыводных катушек зажигания), воспламеняя топливовоздушную смесь в определенный момент, на протяжении всего времени работы мотора. На каждый цилиндр двигателя, как правило, приходится одна свеча (за исключение двигателей типа Twinspark), которая ввинчивается при помощи резьбы в специальные отверстия в корпусе головки блока цилиндров. Рабочая часть при этом находится в камере сгорания двигателя, а ее контактный вывод снаружи.

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

Принцип работы и характеристики

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

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

Значение искрового зазора

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

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

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

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

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

Виды и маркировка

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

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

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

По количеству электродов свечи зажигания разделяют на два вида:

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.

Никель, иридий, платина? Выбираем свечи зажигания

На первый взгляд, выбор свечей зажигания прост: открываем инструкцию к машине, находим нужную маркировку, покупаем. Всё усложняется, когда рекомендованных вариантов несколько. Да и производители свечей регулярно что-то усовершенствуют, разрабатывают и выпускают новые модели. И выбор становится не таким уж простым. Посмотрим, какие свечи зажигания есть на рынке и в чём их отличия.

Устройство свечи зажигания

Чтобы понять, чем свечи отличаются друг от друга, нужно разобраться в их устройстве.

Принципиально конструкция свечи зажигания не меняется уже много лет. Внутри металлического корпуса проходит центральный электрод (проводник), отделённый керамическим изолятором. На верхний контактный вывод свечи подаётся ток, который, пройдя внутри по всей длине электрода, упирается в… тупик. Но рядом с ним есть ещё один электрод — заземляющий (боковой), соединённый с корпусом свечи. В воздушном промежутке между электродами возникает мощный (несколько тысяч вольт) электрический разряд — искра, которая и поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя.

Искровой зазор свечей

Расстояние между центральным и боковым электродами свечи — искровой зазор — напрямую влияет на работу двигателя. Больше зазор — длиннее искра, лучше сгорание смеси, выше мощность. Но чем шире зазор, тем сложнее создать в нём искру и тем выше риск, что электричество найдёт себе другой путь: пробьёт изолятор свечи, высоковольтный провод или катушку зажигания. Поэтому искровой зазор — это всегда компромисс, тщательно рассчитанный инженерами.

В процессе эксплуатации электроды изнашиваются, и искровой зазор постепенно растёт, увеличивая нагрузку на катушки зажигания. Точно отрегулировать зазор вручную сложно: речь идёт о десятых долях миллиметра. Лучше просто менять свечи вовремя, не дожидаясь их сильного износа и поломок.

Холодные и горячие свечи. Калильное число

При работе свеча ощутимо нагревается (до 800–900 °C) — неудивительно, учитывая количество проходящих через неё вольт. С одной стороны, это хорошо: высокая температура помогает свече самостоятельно очищаться от нагара. Но это же порождает проблему для мотористов: если свеча чересчур раскалится, то смесь в цилиндре может зажечься не от искры, а от контакта с самой свечой. Такой эффект называют калильным зажиганием.

Калильное зажигание не сулит ничего хорошего. Его последствия схожи с детонацией (хотя это разные процессы): неконтролируемое воспламенение смеси ведет к росту температуры двигателя, падению мощности, повреждению деталей.

Старые карбюраторные двигатели при калильном зажигании могли работать, даже будучи выключенными — до тех пор, пока не остынут свечи или не кончится бензин. Этот необычный эффект ушёл в прошлое с появлением электронного впрыска топлива.

Теплостойкость свечей определяется калильным числом: в зависимости от него свечи делятся на холодные (меньше нагреваются при работе) и горячие (нагреваются сильнее). Степень нагрева свечи регулируют конструктивно — длиной изолятора.

К сожалению, не существует единой шкалы калильных чисел: каждый производитель обозначает их, как хочет. Причём у одних брендов меньшему числу соответствуют более холодные свечи, у других — более горячие. Настоящая путаница! Остаётся пользоваться сравнительными таблицами. Ниже приведены значения для свечей Denso, NGK и Bosch.

Как и искровой зазор, калильное число — это компромисс. Холодные свечи применяют в форсированных двигателях, которые часто крутят до отсечки (например, на гоночном треке). В таком режиме стойкость свечей к нагару не важна, а вот стабильная работа под нагрузкой — на первом месте. Горячие свечи нужны маломощным моторам, долго работающим вхолостую (автошколы, промышленность) — здесь требуется хорошая самоочистка свечей. Ну, а для обычных машин производители подбирают что-то среднее.

Иногда автомобилисты меняют свечи зажигания сезонно. На зиму ставят свечи чуть горячее рекомендованных — на них образуется меньше нагара, что упрощает запуск в мороз. А на лето — холоднее, они стабильнее при высоких нагрузках в жару. Нужна ли такая сезонная смена свечей — решать вам. Всё зависит от условий эксплуатации и капризности двигателя. Но инструкции к современным автомобилям такую практику обычно не поощряют.

Количество боковых электродов

Внешние особые приметы свечей — электроды, над ними производители колдуют постоянно. И над центральным, и над боковыми — последних может быть и несколько.

Многоэлектродные свечи понадобились, когда мотористы стали внедрять первые катушки зажигания и принцип холостой искры (например, в системе зажигания Toyota DIS-2 в конце 90-х), где искрообразование происходит в два раза чаще. А значит, в два раза выше и износ электродов. Чтобы компенсировать это, свечам добавили второй боковой электрод: искра каждый раз проскакивает к менее изношенному. Сегодня встречаются свечи и с тремя-четырьмя электродами.

Вопреки расхожему мнению, несколько боковых электродов не улучшают искрообразование и сгорание смеси, зато могут увеличивать ресурс свечей зажигания на некоторых моторах. Если автопроизводитель рекомендует многоэлектродные свечи, значит того требует примененная система зажигания, и нужно использовать именно их.

Толщина центрального электрода

В современных системах зажигания с отдельной катушкой для каждой свечи важнее не количество боковых электродов, а толщина центрального. Лабораторные тесты наглядно показывают: чем тоньше центральный электрод, тем лучше работает свеча. Улучшается искрообразование, эффективнее сгорает смесь, уменьшается расход топлива и вредные выбросы. Свечи с тонкими электродами лучше самоочищаются от нагара и менее чувствительны к увеличению искрового зазора в процессе износа.

Чем тоньше центральный электрод, тем эффективнее работает свеча.

Стандартный материал центрального электрода свечи — сплав никеля и хрома, такие свечи называют никелевыми. Производители экспериментируют и с другими металлами (медью, серебром, иттрием), добавляя их в сплав, чтобы улучшить характеристики свечей. Но толщина электрода никелевых свечей остаётся большой — около 2,5 мм. Сделать его тоньше нельзя — тепловая эрозия быстро «съест» электрод, существенно сократив и так небольшой ресурс никелевой свечи. Решением стали электроды из тугоплавких драгоценных металлов.

«Драгоценные» свечи. Иридий и платина

Электроды из редкоземельных драгметаллов — платины и иридия — получаются в пять раз тоньше никелевых. И в пять раз надёжнее: обычные свечи служат примерно 20 тысяч км, а «драгоценные» — около 100 тысяч. Правда, и стоимость таких свечей выше в 4–5 раз, зато вы существенно сэкономите на работе по их замене.

Платина стала первым редкоземельным металлом, массово применённым в свечах зажигания. Платиновые наплавки на центральном и боковом электродах заметно уменьшили износ электродов и увеличили ресурс свечи. Толщину электрода платиновой свечи удалось уменьшить до 1,1 мм, что заметно снизило необходимое для искры напряжение, а значит и нагрузку на катушки зажигания.

Иридиевые свечи — более современная разработка. Диаметр центрального электрода из иридия довели до рекордных 0,4–0,6 мм, что обеспечило выдающиеся показатели сгорания смеси в цилиндре и увеличение КПД двигателя. Иридий почти на порядок превосходит никель в теплопроводности, что помогает снизить температуру электрода. Для современных машин большинство производителей рекомендуют именно иридиевые свечи.

Когда пора менять свечи зажигания

Свечи нужно менять своевременно, не дожидаясь их выхода из строя. Пропуски зажигания в любом из цилиндров не пройдут бесследно для каталитического нейтрализатора выхлопа, особенно если ехать на троящем двигателе до сервиса. А цена нейтрализатора несопоставима со стоимостью комплекта свечей.

Но даже когда свечи работают нормально, не забывайте про их искровой зазор, который со временем увеличивается. Вместе с ним возрастает и нагрузка на катушки зажигания, а эти детали тоже не из дешёвых. Многие автомобилисты и не задумываются, что между старыми свечами и «внезапно» умершей катушкой есть прямая связь.

Поэтому замена свечей зажигания должна выполняться согласно пробегу, указанному производителем, и не превышать их заявленный ресурс. Поправка на условия эксплуатации тоже не помешает. Вот лишь несколько факторов, сокращающих жизнь свечей зажигания:

плохое топливо, большое количество железосодержащих присадок (особенно свинца и ферроцена);
детонация;
долгие прогревы двигателя;
частая езда в пробках;
постоянная езда «в отсечке»;
перегрев двигателя;
попадание в цилиндры масла или антифриза;
слишком богатая или слишком бедная топливно-воздушная смесь.

Всего один пункт из этого списка способен сократить ресурс свечей зажигания на треть. Производители свечей в своих расчётах всегда исходят из нормальных условий работы и исправности двигателя. Будьте готовы, что в реальной жизни обычные никелевые свечи придётся менять каждые 15–20 тысяч км, а иридиевые или платиновые — каждые 50–70 тысяч. И, разумеется, всегда меняйте все свечи разом.

Правильный подбор

Геометрия стандартной свечи: 14-19-16. 14 мм — диаметр резьбовой части, 19 мм — её длина, а 16 — размер верхней гайки, под которую подбирается свечной ключ. Бывают и менее распространённые варианты свечей с другими геометрическими размерами — всё зависит от посадочного места в головке двигателя, предусмотренного инженерами. Важно, чтобы свечи точно соответствовали расчётной геометрии. Установка первой попавшейся свечи может закончиться повреждением поршня двигателя и капитальным ремонтом.

Но подобрать свечи лишь по размерам резьбы невозможно, ведь нужно учесть ещё много характеристик: искровой зазор, калильное число, материал электродов и их количество… Поэтому свечи подбирают по специальным каталогам производителей: Denso, NGK, Bosch. Или по OEM-номеру оригинальных свечей: для этого нужно найти свечу зажигания (spark plug) на схемах узлов автомобиля.

На чьи рекомендации ориентироваться: производителя машины или свечей? В идеале они должны совпадать, но иногда встречаются расхождения. Пожалуй, приоритет стоит отдать свечным брендам — они лучше знают особенности своей продукции и регулярно выпускают новые модели, которых могло ещё не быть при начале производства вашей машины.

Но ключевые требования автопроизводителя нельзя игнорировать. Например, если в инструкции к машине указаны только иридиевые или платиновые свечи, нельзя ставить обычные никелевые, пусть и подходящие по геометрическим параметрам. Ведь катушки и вся система зажигания не рассчитаны на большее напряжение, необходимое свечам с толстым электродом, и подобная экономия рано или поздно выйдет боком. То же самое с количеством электродов. Если инженеры предусмотрели многоэлектродные свечи, значит на то были причины — именно такие свечи зажигания и нужно купить. Подходите к выбору свечей с умом, и за здравие двигателя не придётся ставить свечку.

Свечи зажигания: устройство и всё то, что надо знать каждому автовладельцу?

Настало время, уважаемые читатели, поговорить об элементе, который венчает всю систему зажигания автомобиля и без сомнения является одним из ключевых в работе бензинового двигателя внутреннего сгорания. Свеча зажигания – именно ради искры, которая возникает между её электродами, и затеваются все ухищрения с электроникой, катушками, трамблёрами и прочим. Давайте поближе познакомимся с этим узлом, рассмотрим устройство свечи зажигания и нюансы, которые нужно знать о ней начинающим водителям.

Недооцениваете роль свечей, а зря…

Итак, как мы уже с вами знаем, героиня этой статьи нужна для того, чтобы воспламенить топливно-воздушную смесь в цилиндре мотора.

К сожалению, очень часто владельцы машин не уделяют должного внимания этим элементам, считая их простым расходным материалом. На самом же деле свечи, как и многие другие узлы двигателя, требуют к себе определённой доли внимания, ведь от них зависит стабильность работы силового агрегата.

Помимо этого, достаточно высокие требования предъявляются к их надёжности. Только представьте, в каких условиях приходится работать свечам – высокое напряжение, подающееся на их электроды (до 40 000 Вольт), высокие температуры, достигающие 1000 градусов и агрессивные химические процессы, связанные со сгоранием топлива. Всё это диктует определённые условия, которым должно отвечать устройство свечи зажигания, и об этом далее…

Устройство свечи зажигания

Несмотря на всю ответственность, лежащую на плечах свечей, их конструкция довольно простая. Как говорится: «Чем проще, тем надёжней». Состоит она из таких частей:

контактный стержень (наконечник);
центральный электрод;
изолятор из керамики;
металлический корпус;
резистор;
боковой электрод.

Контактный стержень или, как его ещё называют, наконечник предназначен для соединения с высоковольтными проводами системы зажигания.

Другим концом стержень через резистор, служащий для снижения уровня помех от искрового разряда, соединён с центральным электродом, и все эти элементы помещены в изолятор из тугоплавкой керамики.

Изолятор, как и следует из его названия, служит для предотвращения короткого замыкания между центральным электродом, на который подаётся напряжение до 40 000 Вольт и корпусом, имеющим надёжное электрическое соединение с «массой». Изолятор имеет не только наружную часть, которая видна, но и внутреннюю (так называемый тепловой конус), выходящую прямо в камеру сгорания цилиндра мотора.

При правильном режиме работы силового агрегата и свечи, тепловой конус выполняет очень важную роль – на его поверхности из-за высокой температуры догорают частицы сажи, происходит самоочищение свечи от продуктов горения топлива и не накапливаются отложения.

Но если вдруг температура теплового конуса превышает допустимую, то может происходить калильное зажигание смеси – крайне негативное явление, при котором горючее воспламеняется не от искры, а от разогретого до очень высоких температур изолятора.

Металлический корпус объединяет вышеперечисленные внутренние детали и имеет резьбу для ввинчивания в посадочное место.

Ну и последний элемент – боковой электрод. Он приварен к корпусу и располагается вблизи центрального электрода. Именно между ними и проскакивает искра, оживляющая бензиновый двигатель.

Что нужно знать автовладельцу?

Автовладельцу полезно знать не только устройство свечи зажигания, но и её основные характеристики. Только так можно подобрать оптимальную модель этой детали, которая лучше всего подойдёт для мотора. Их несколько:

калильное число – очень важный параметр, от него зависит, будет ли происходить калильное зажигание смеси в цилиндрах, которое может привести к серьёзным поломкам двигателя. У каждого мотора в спецификациях указано рекомендуемое значение этого параметра и крайне желательно использовать соответствующие свечи – не с большим и уж тем более не с меньшим числом;
искровой промежуток – по сути, это расстояние между центральным и боковым электродом. Чем оно меньше, тем меньшее напряжение необходимо для образования искры;
способность к самоочищению – то, как свеча справляется с продуктами сгорания топлива и отложениями. Какой-либо объективной шкалы этот параметр не имеет – верить приходится производителям на слово;
рабочая температура свечи – должна находиться в пределах 500 – 900 градусов по Цельсию;
диаметр свечи и длина резьбы – первый параметр обычно составляет 14 мм, а вот второй зависит от мощности мотора – чем больше лошадей под капотом, тем длиннее должна быть резьба, как правило, от 12 до 25 мм.

Многие из этих характеристик производители указывают на корпусе свечи в виде специальных шифров, разгадать которые можно при помощи таблиц.

Также существуют и таблицы взаимозаменяемости – модель какой свечи без проблем можно заменить на другую.

Как мы можем видеть, друзья, героиня сегодняшней статьи — элемент непростой и для автолюбителя важно знать не только устройство свечи зажигания, но и её параметры, для того чтобы при замене не возникло проблем с силовым агрегатом, которые могут обернуться дорогостоящим ремонтом.

На этом рассказ про свечу подходит к концу, а я приступлю к подготовке следующих статей, в которых поведаю вам о других секретах, скрывающихся в недрах автомобилей.