Строение свечи зажигания: Устройство современных свечей зажигания

Содержание

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:

  1. Калильному числу.
  2. Количеству электродов.
  3. Искровому промежутку.
  4. Температурному диапазону.
  5. Сроку службы.
  6. 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.

Свечи зажигания — RacePortal.

ru

СТРОЕНИЕ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

Присоединение

Присоединение выполнено в виде SAE-соединения или в виде резьбы 4 мм. Здесь присоединяется высоковольтный провод или штифтовая катушка зажигания. В обоих случаях от точки присоединения высокое напряжение передаётся на другой конец свечи зажигания.

Изолятор

Керамический изолятор выполняет две задачи. Он служит для изоляции, препятствует пробою высокого напряжения на массу автомобиля (= минус) и отводит тепло сгорания на головку цилиндра.

Рёбра на изоляторе свечи зажигания

На наружной стороне изолятора имеются волнообразные рёбра, препятствующие утечке напряжения на массу автомобиля. Они удлиняют путь прохождения и, таким образом, повышают электрическое сопротивление. Это гарантирует прохождение энергии через средний электрод с пониженным сопротивлением.

Помехоподавляющий резистор

Для обеспечения электромагнитной совместимости (EMV) и исправного действия бортовой электроники, внутрь свечи зажигания в качестве помехоподавляющего резистора помещается стекломасса.

Средний электрод с медным сердечником

Средний электрод стандартной свечи зажигания обычно состоит из сплава никеля. С конца этого электрода искра должна проскакивать на боковой электрод. Средние электроды NGK имеют медный сердечник, улучшающий теплоотведение.

Металлический корпус с резьбой

Металлический корпус играет важную роль при теплоотведении свечи зажигания. Его резьба в свечах зажигания NGK всегда накатанная. По сравнению с нарезанной резьбой это имеет преимущества, т.к. кромки не острые и не повреждают резьбовое отверстие в головке цилиндра.

Уплотнительное кольцо

Уплотнительное кольцо препятствует выделению горючего газа на свече зажигания, даже при высоком давлении сгорания. Кольцо предотвращает потери давления. Кроме того, оно отводит тепло на головке цилиндра и компенсирует различные характеристики расширения головки цилиндра и корпуса свечи зажигания.

Внутренние уплотнения

Внутренние уплотнения создают герметичное соединение между изолятором и металлическим корпусом. Между двумя уплотнительными кольцами помещается кольцо из талька, которое разрушается в процессе изготовления свечи зажигания и, таким образом, создаёт оптимальную герметизацию.

Боковой электрод

Боковой электрод стандартной свечи зажигания изготовлен из сплава никеля. Сплав представляет собой противоположный полюс для среднего электрода.

Свеча зажигания состоит из немногих, но высокотехнологичных элементов.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Современная свеча зажигания должна быть индивидуально адаптирована к различным конструкциям двигателя и условиям движения. Поэтому не существует свечи зажигания, которая исправно действует во всех двигателях.

Поскольку развитие температуры в камере сгорания соответствующих двигателей протекает по-разному, необходимы свечи зажигания с различными показателями теплоты сгорания. Теплота сгорания выражается так называемымкалильным числом. Это калильное число представляет собой среднюю температуру, измеренную на электродах и изоляторе и соответствующую нагрузке двигателя.

Калильное число представляет собой среднюю температуру, измеренную на электродах и изоляторе и соответствующую нагрузке двигателя. Чем больше калильное число, тем холоднее свеча зажигания. Калильное число представляет собой среднюю температуру, измеренную на электродах и изоляторе и соответствующую нагрузке двигателя

Оптимальное температурное окно

Для оптимального действия свечам зажигания требуется специальное температурное окно. Нижняя граница этого окна составляет 450 °C температуры свечи зажигания, так называемой температуры самоочищения. Начиная с этого температурного порога на вершине изолятора начинают сгорать скопившиеся частицы сажи.

Если рабочая температура долгое время сохраняется на более низком уровне, возможно отложение электропроводных частиц сажи, вследствие чего напряжение зажигания утекает через слой сажи на массу автомобиля, вместо того, чтобы образовывать искру.

Начиная с температуры свечи зажигания 850 °C изолятор так сильно нагревается, что на его поверхности возникают неконтролируемые возгорания — калильное зажигание. Такие неконтролируемые, нетипичные сгорания могут привести к порче двигателя.

Калильное число

Тепловыделение сильно варьируется от двигателя к двигателю. Например, агрегаты с турбонаддувом значительно горячее, чем двигатели без турбонаддува.

Поэтому для каждого двигателя имеется свеча зажигания, которая гарантирует точно определённое количество тепла на головке цилиндра и создаёт оптимальное температурное окно.

Информацию о предельно допустимой температурной нагрузке свечи зажигания даёт так называемое калильное число. Для свеч зажигания NGK действует правило: Чем выше калильное число, тем выше предельно допустимая температурная нагрузка.

Информацию о предельно допустимой температурной нагрузке свечи зажигания даёт так называемое калильное число. Для оптимального действия свечам зажигания требуется специальное температурное окно.

Теплоотведение и тепловой поток

Приблизительно на 60 процентов теплоотведение осуществляется через корпус свечи зажигания и резьбу. Чуть меньше 40 процентов отводит уплотнительное кольцо на головке цилиндра. Теплоотведение свечей зажигания с различной предельно допустимой температурной нагрузкой в двигателе Приблизительно на 60% теплоотведение осуществляется через корпус свечи зажигания и резьбу. Чуть меньше 40 % отводит уплотнительное кольцо на головке цилиндра. Недостающие до 100 % доли утекают через средний электрод.

Изолятор воспринимает тепло в камере сгорания и отводит его во внутрь свечи зажигания. Там, где возникает контакт с корпусом, отводится тепло.

Путём увеличения или уменьшения этой контактной поверхности можно определить, отводит свеча зажигания больше или меньше тепла через корпус.

У свечей зажигания с высокой предельно допустимой температурной нагрузкой контактная поверхность больше. У свечей зажигания с низкой предельно допустимой температурной нагрузкой эта поверхность меньше.

Теплоотведение свечей зажигания с различной предельно допустимой температурной нагрузкой в двигателе

ЗНАЧЕНИИЯ КОДА NGK

Комбинация из букв и цифр на каждой свече зажигания NGK — это не просто типовое обозначение, но и логическая формула, содержащая важную информацию о функции свечи зажигания.

Возможно, Вы уже задавались вопросом, что означает буквенно-цифровая комбинация на свечах зажигания NGK и на их упаковках.

Комбинация из букв и цифр на каждой свече зажигания NGK — это не просто типовое обозначение, но и логическая формула, содержащая важную информацию о функции свечи зажигания.

Весь ассортимент NGK стандартизирован посредством этой формулы свечи зажигания, которая идентифицирует специфические свойства соответствующей свечи зажигания.

Это упрощает обращение со свечами зажигания NGK и их правильный подбор, а также заводскую комплектацию автопроизводителями и впоследствии — работу торговых фирм, мастерских и действия заказчика.

Типовое обозначение состоит из:

  • Комбинация букв (1-4) перед калильным числом обозначает диаметр резьбы, раствор шестигранного ключа, а также конструкцию.
  • 5-я позиция (цифра) обозначает калильное число.
  • 6-я буква обозначает длину резьбы.
  • 7-я буква содержит информацию о специальной особенности конструкции свечи зажигания.
  • 8-я позиция в виде цифры обозначает специальный межэлектродный зазор.

ДИАГНОСТИКА И МОНТАЖ

При установке и демонтаже свечей зажигания важно иметь нужный инструмент 

При свободном доступе замена свечей зажигания не представляет собой проблему для водителя автомобиля, но и при этой работе необходимо учитывать некоторые вещи.

При свободном доступе замена свечей зажигания не представляет собой проблему для водителя автомобиля, но и при этой работе необходимо учитывать некоторые вещи. Особенно в новых автомобилях важно иметь нужный инструмент. Иначе существует риск, что свечи будут повреждены при выкручивании или вкручивании.

Замену производить только при охлаждённом двигателе

Обычно двигатели оснащаются алюминиевыми головками цилиндров; поскольку алюминий сильнее расширяется при нагреве, чем свеча зажигания, свеча зажигания заедает. Поэтому замену свечей зажигания следует выполнять только при полностью охлаждённом двигателе.

Крутящие моменты

При правильно подобранном крутящем моменте тепло равномерно отводится через уплотнительное кольцо и резьбу. Для компетентного монтажа свечи зажигания требуется динамометрический ключ

Для компетентного монтажа свечи зажигания требуется динамометрический ключ. Поскольку даже для специалистов почти невозможно оценить момент затяжки.

Это связано с тем, что крутящий момент состоит из двух величин, умножаемых друг на друга: силы, воздействующей на соответствующий центр вращения и длины рукоятки.

Большинство поломок свечей зажигания происходит из-за неправильного момента затяжки. Если он будет слишком низким, возникнут потери компрессии и перегрев. Из-за вибрации может также сломаться изолятор или средний электрод.

Если крутящий момент будет слишком высоким, свеча зажигания может оторваться. Также может расшириться или деформироваться корпус. Нарушаются зоны теплоотведения, что чревато перегревом и оплавлением электродов, вплоть до поломки двигателя.

Крутящие моменты зависят от материала головки цилиндра и диаметра резьбы

ТЕХОБСЛУЖИВАНИЕ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ

По старой свече зажигания, демонтированной из двигателя, во виду её износа можно судить о том, хорошо ли работает двигатель. Свеча зажигания, извлечённая из исправно работающего двигателя, выглядит как «высушенная» — зоны вокруг электродов сухие, сероватые и имеют оттенки от белого, жёлтого до коричневого. Электроды, так же как и выступ изолятора, обычно не имеют явных признаков повреждения.

 

Исправная свеча зажигания имеет бело-серое изменение цвета. Исправная свеча зажигания имеет бело-серое изменение цвета

Нормальный внешний вид

Так выглядит исправная свеча зажигания. Бело-серое изменение цвета не вызывает опасений. Оно возникает из-за топливных присадок, которые сгорели не полностью и говорит о нормальном процессе сгорания.

Сильные отложения возникают, например, из-за плохого качества топлива и при сгорании масла в неисправном двигателе. Сильные отложения возникают, например, из-за плохого качества топлива и при сгорании масла в неисправном двигателе

Отложения

Здесь Вы видите свечу зажигания с сильными отложениями. Это может быть из-за плохого качества топлива, высокого расхода масла при механически изношенном двигателе или из-за сгорания охлаждающей жидкости при повреждённом уплотнении головки цилиндра; как следствие возникает калильное зажигание (отложения тлеют).

Разрушение изолятора может привести к повреждению двигателя. Разрушение изолятора может привести к повреждению двигателя

Разрушение изолятора

Разрушение изолятора, показанное на фотографии, может привести к повреждению двигателя. Причиной подобных поломок изолятора может быть применение неправильного крутящего момента или падение свечи зажигания на твёрдое основание (напр., на пол в мастерской).

Если свеча зажигания перегревается, средний и боковой электроды сплавляются вместе. Eсли свеча зажигания перегревается, средний и боковой электроды сплавляются вместе

Оплавление

В этой свече зажигания сплавились вместе средний и боковой электроды. Это происходит в случае перегрева свечи зажигания. При этом не исключено и оплавление поршня. Причиной может быть неправильный подбор свечи зажигания (неверное калильное число) или неисправность двигателя (горение с детонацией или калильное зажигание).

Закоптелость возникает, если свеча зажигания часто эксплуатируется при температуре ниже температуры самоочищения (450°C). Закоптелость возникает, если свеча зажигания часто эксплуатируется при температуре ниже температуры самоочищения (450°C)

Закоптелость

Здесь Вы видите закоптившуюся свечу зажигания. Закоптелость возникает, если свеча зажигания часто эксплуатируется при температуре ниже температуры самоочищения (450 °C), например, если автомобиль проезжает только небольшие расстояния или, если выбрано неверное калильное число(слишком холодное)

Про свечи зажигания

Комбинация из букв и цифр на каждой свече зажигания NGK — это не просто типовое обозначение, но и логическая формула, содержащая важную информацию о функции свечи зажигания. (PDF, 120 KB)

 

1.1   Может ли применение недостаточного усилия при установке свечи быть причиной потери компрессии?

В случае применения недостаточного усилия при монтаже свечей существует вероятность того, что часть газов сгорания будет просачиваться по внешней стороне уплотнительной прокладки.

1.2   Что может произойти, если  применить чрезмерное усилие при монтаже свечи?

Если при затяжке свечей прикладывается чрезмерное усилие, могут возникнуть различные неприятные последствия. Например, часть отработанных газов может просачиваться по внутренней поверхности уплотнительной прокладки, может произойти поломка металлического корпуса, могут измениться калильные свойства свечи. Кроме этого боковой электрод может располагаться не в оптимальном положении в камере сгорания, что, соответственно, приводит к неоптимальному воспламенению. 

1.3   Можно ли использовать свечу с интегрированным резистором вместо безрезисторной свечи?

Наличие в свече резистора несколько увеличивает нагрузку на катушку зажигания. Однако если катушка исправна и справляется со своей задачей, никаких проблем при использовании резисторной свечи не будет. Более того, наличие резистора обеспечивает хорошее подавление электрического шума, который  возникает при искрообразовании, что обеспечивает бесперебойную работу различных электронных систем автомобиля.

1.4   Какое влияние оказывают электроды на воспламенение?

Электроды, помимо того, что создают искру, сами оказывают существенное влияние на воспламенение.  Электроды забирают часть энергии воспламенения благодаря хорошим теплопроводящим свойствам. Но в первую очередь, они являются помехой на пути распространения фронта пламени. Это влияние можно снизить, если использовать свечи с тонким иридиевым электродом.

1.5   В чём преимущество иридиевой свечи?

Иридий – очень тугоплавкий металл. Благодаря этому свойству не только увеличивается ресурс свечи, но и появляется возможность сделать центральный электрод очень тонким. Снижается влияние электродов на распространение фронта пламени, воспламенение становится более эффективным, что обеспечивает повышенную мощность и, одновременно, меньший расход топлива.

1.6   В чём особенность гибридных свечей зажигания?

Гибридные свечи имеют один основной боковой электрод и два дополнительных. В штатном режиме искрообразование происходит между центральным и основным боковым электродами. В неоптимальном режиме работы, в случае образования на изоляторе проводящего нагара, удаётся избежать пропусков зажигания с помощью технологии полуповерхностного разряда, который происходит между центральным и дополнительными «страховочными» боковыми электродами.

1.7   Если на свече произошёл поверхностный пробой между контактным терминалом и металлическим корпусом, возможно ли повторное использование такой свечи?

После того как произошёл поверхностный пробой, на изоляторе остаются проводящие углеродистые отложения в виде чёрной полосы (след от выгорания внутренней части свечного наконечника вдоль линии пробоя). Поэтому даже использование новых высоковольтных проводов не предотвратит повторного пробоя по тому же пути.

1.8   Если внутренняя часть изолятора свечи отломилась и попала в камеру сгорания, может ли она повредить двигатель?

К счастью, как правило, кусочек изолятора вылетает через выпускной клапан. Однако, в самом плохом случае, такая частичка может застрять в седле клапана или остаться в камере сгорания, и тогда вероятно повреждение двигателя.

1.9   Что происходит быстрее – искровая эрозия центрального электрода или бокового электрода?

Обычно искра перескакивает с центрального электрода на боковой, в этом случае быстрее происходит эрозия центрального электрода. Однако, в биполярной системе зажигания ситуация может быть обратной

http://www.ngk.de/ru

Свечи зажигания устройство и принцип работы. Как работают свечи зажигания в машине? Как проверяются свечи зажигания

Без свечи зажигания современный бензиновый двигатель не смог бы работать. К тому же относительно незаметная часть должна выдерживать значительную температуру и давление. Как работают свечи зажигания и каковы их наиболее важные характеристики?

Первое практическое применение свечи зажигания в двигателе внутреннего сгорания связано с именем бельгийца Джозефа Ленуара. Произошло это в 1860 году. Он использовал такое устройство для воспламенения в своём двигателе. Но патентование свечи зажигания было впервые осуществлено примерно тридцать восемь лет спустя. И сразу три изобретателя имели к этому отношение: Никола Тесла, Фредерик Ричард Симс и Роберт Бош. Позже со свечами зажигания стали связывать и другие известные имена. Например, Альберт Чемпион — основатель известной компании по их производству.

Условия работы, которым не позавидуешь.

Свеча зажигания с виду является мелкой деталью, но условия, в которых она должна работать, заслуживают как минимум признания. Так как удельная мощность двигателей увеличивается и в то же время прилагаются усилия, чтобы продлить срок службы изделий, к ним предъявляются всё более высокие требования. Впрочем, судите сами.
Так как свеча зажигания входит в камеру сгорания двигателя, она должна быть способна выдерживать быстрые изменения температуры в диапазоне приблизительно от 2000 до 2500 градусов, а давление до 6 бар. В то же время при впуске давление в цилиндре падает ниже атмосферного и одновременно снижается температура приблизительно до 80 градусов. Но и это ещё не всё.

Интересно — что для шестицилиндрового двигателя при 5000 оборотов в минуту каждую минуту требуется 15 000 искровых разрядов! За одну минуту каждая свеча воспламеняет смесь 2500 раз, а это более чем 40 раз в секунду! Ещё изделие подвергается неблагоприятным химическим воздействиям, так как окружающая среда внутри камеры сгорания довольно агрессивная, не говоря уже о различных условиях работы двигателя. А ещё скачки напряжения в диапазоне от 25 до 30 кВ.

О принципе разряда

Воспламенение смеси свечой зажигания осуществляется за счёт возникновения искры между электродами. Речь идёт о так называемом разряде между электродами. Фактически искра возникает в момент, когда имеет место превышение пробойного напряжения между центральным и боковым электродом (их может быть и больше). То есть происходит преобразование энергии из катушки зажигания в электрическую искру. Оценивается так называемое напряжение дугового перекрытия. Его значение зависит от расстояния между электродами, геометрии электродов, давления в камере сгорания и от соотношения воздуха и топлива в момент воспламенения — то есть от насыщенности смеси. Во время работы двигателя происходит постепенный износ устройства, который проявляется увеличением расстояния между электродами, что приводит к постепенному увеличению пробойного напряжения.
Насколько важна хорошая изоляция?

Строение свечи зажигания

Итак, из чего свеча зажигания состоит? Корпус изделия формирует изолятор. Ранее использовалась слюда, сегодня керамика, совсем недавно начали применять так называемый корунд или оксид алюминия. В самом верху устройства имеется контактный вывод для присоединения кабеля системы зажигания или, возможно, размещения катушки зажигания (для прямого зажигания FPS с отдельной катушкой для каждой свечи). Далее, следует металлический корпус, частью которого является резьбовое соединение, с его помощью изделие завинчивается в головку блока цилиндров. С ним и, следовательно, металлическим корпусом соединяется внешний (иногда его также называют боковым) электрод. По центру свечи расположен центральный положительный электрод, соединённый с контактным выводом для присоединения высоковольтного кабеля системы зажигания и герметично упакованный в стекло или кремний. Внешний электрод электрически соединён с кузовом транспортного средства, то есть отрицательным полюсом электрической системы.


Разновидности свечей зажигания

Существует много разновидностей свечей. С первого взгляда можно увидеть отличия в диаметре резьбы: M18, M14, M12 и M10. Вместе с этим имеется и различный шаг резьбы: от максимального 1,5 до 1,25 и даже 1,0 мм. Далее, различают форму опорной (уплотнительной) поверхности свечи в головке блока цилиндров. Она может быть конический или плоской. Есть свечи с короткой и длинной резьбой.

Дальнейшее деление происходит по компоновке (структуре) искры или количеству внешних электродов, их может быть до четырёх. Кроме того, свечи могут отличаться материалом, используемым для изготовления электродов, формой корпуса и уровнем помех.

Для обеспечения имеющихся и постоянно растущих требований к свече зажигания важное значение имеет выбор правильного материала для электрода. Средние изделия обычно изготавливаются таким образом, чтобы соблюдался компромисс между прочностью и расходом материалов. Используются сплавы вольфрама, платины и иридия. Как альтернатива может быть сплав хрома и железа. А ещё лучше серебро, которое обладает превосходными свойствами с точки зрения тепловой нагрузки, отличается износоустойчивостью и продлевает срок службы свечи до 70 000 км. Недостатком является, конечно же, цена. Кроме того, используется платина. Она стоит дороже, но хорошо противостоит выгоранию и коррозии. Очень часто центральный электрод состоит из двух различных материалов.

Особенности свечей зажигания.

При рассмотрении свечей зажигания оцениваются, помимо всего прочего, три важных свойства, от которых зависят другие их характеристики.

  • Первым является уже упомянутое расстояние между электродами, в народе его называют зазор. Это минимальное расстояние между центральным и боковым электродами. Чем меньше расстояние, тем меньше напряжение электрической дуги (пробойное) требуется, чтобы произвести искру.Но на небольшом расстоянии между электродами искра короткая. Вследствие этого выделяется мало энергии, что снижает обеспечение сжигания смеси. Происходит пропуск зажигания, работа двигателя более шумная, к тому же ухудшаются показатели выбросов отработанных газов. И наоборот, большее расстояние требует высокого напряжения зажигания и может привести к пропуску зажигания при высоких оборотах двигателя.
  • Второй особенностью является положение искрового промежутка. Это расстояние конца центрального электрода от фронтальной поверхности резьбового соединения свечи зажигания. Оно, как правило, находится в интервале от 3 до 5 мм. Но у гоночных двигателей это значение может быть даже отрицательным. Центральный электрод, таким образом, погружён в резьбовую часть.
  • Третьей особенностью является значение теплопередачи свечи зажигания. Речь идёт о мере тепловой нагрузочной способности изделия, которая, таким образом, должна быть адаптирована к характеристикам двигателя. Свеча зажигания во время работы не должна превышать определённую температурную зону. И на практике некоторые устройства могут в одном двигателе чрезмерно нагреваться, а в другом рабочая температура будет слишком низкая.

Что такое калильное число

Различают горячие свечи с высокой температурой, которую они смогут выдерживать, и холодные, их температура эксплуатации, наоборот, ниже. Значение теплопередачи свечи зажигания в основном определяет размер поверхности нижней части изолятора. Если передний край изолятора длинный, устройство будет иметь высокую способность выдерживать температуру. С другой стороны, короткий передний край изолятора имеет холодная свеча (с низкими температурными свойствами).


Как понять, подходят ли свечи зажигания.

Описанные выше качества и в результате различия между отдельными видами свечей в плане их использования интересны, но на практике, точнее, для того, чтобы понять, какие свечи нужны двигателю вашего автомобиля, эти знания совершенно не требуются. При покупке изделий важна только корректная маркировка, которая гарантирует, что они предназначены именно для конкретного двигателя.

К сожалению, разные производители используют различные методологии маркировки свечей. К счастью, есть переводная таблица, которая должна быть доступна у каждого продавца автозапчастей. Любопытно отметить, например, что изделие Bosch W7D у компании Champion указывается как N9Y, а у NGK его называют BPM7. Причём в плане свойств и характеристик это одна и та же свеча. Дальше будет…

Свечи зажигания играют важную роль в работе двигателя внутреннего сгорания любого автомобиля. Как невозможна жизнь без сердца, так и невозможна работа мотора без свечей. Прежде чем переходить к вопросу их устройства, необходимо разобраться: что такое свечи двигательной системы?

Свечи зажигания – это устройство автомобиля, которое служит для поджигания воздушно-топливной смеси. Искра образуется между электродами свечи и имеет достаточно большой электрический разряд (несколько десятков тысяч вольт).

Состояние устройства напрямую влияет на функционирование автомобильного двигателя: качественный запуск, максимальная скорость, расход топлива, стабильность работы на холостом ходу и многое другое.

На мировом рынке существует огромное количество производителей автомобильных свечей, среди которых следует выделить NGK, Bosch, Brisk и denso.

Мировой лидер – компания NGK – известна автолюбителям в любом уголке планеты. Продукция данного бренда получила популярность благодаря своим надежным прочностным характеристикам и долгим сроком эксплуатации. Компания не ограничивается производством свечей зажигания, она предоставляет широкий выбор таких запчастей, как кислородные датчики, свечи накаливания, провода высокого напряжения.

На фотографии представлена упаковка свечей зажигания Denso Iridium Power

Компания Bosch — уникальный производитель техники, вложивший в свою продукцию немецкое качество и европейскую надежность. Изделия данного бренда встречаются не только под капотом наших автомобилей, но и в квартирах любителей домашнего уюта и тепла. Пылесосы, холодильные камеры, свечи зажигания и прочие товары показали всему миру широкую специализацию компании Bosch, облегчающую жизнь людей в рамках всех сфер их деятельности.

Свеча зажигания, выпускаемая под брендом Brisk, применяется практически во всех двигателях японских и европейских автомобилей. Данное устройство выдает большую мощность искры, в отличие от стандартных свечей, и обладает высокой акселерацией. У компании есть линейка Brisk Platinum – это платиновые свечи зажигания, отличающиеся особой устойчивостью к электрической эрозии.

Компания Денсо выпускает устройства с 1959 года. За это время производители разработали уникальную линейку свечей зажигания – Denso Iridium Power – способных максимально увеличивать мощностные характеристики двигателя, снижать уровень вредных выбросов и существенно сокращать расход топлива. Иридиевые свечи зажигания имеют большую износостойкость и чаще всего используются в автомобилях Lexus, TOYOTA и др.

Современные свечи зажигания должны отвечать следующим требованиям:

  • Изолятор и электрод свечи должны иметь хорошую теплопроводность;
  • на высоких напряжениях устройство должно работать бесперебойно и иметь надежные изоляционные свойства;
  • свечи зажигания должны иметь устойчивость к вредным отложениям, образующимся в результате химических процессов, происходящих в камере сгорания.

Несмотря на высокий уровень развития производства, достичь совершенства пока не удается: свечи зажигания выходят из строя каждые 20000-40000 километров пробега(в зависимости от условий эксплуатации автомобиля) и вызывают неисправности в работе двигателя. Вышедшая из строя свеча выделяет больше токсичности в окружающую среду и негативно отражается на работе всего автомобиля: затрудняется зажигание, в камеру сгорания начинают просачиваться технические масла, появляется неисправность впускных клапанов. При длительной эксплуатации свечей, не соответствующих характеристике двигателя, могут возникнуть серьезные неполадки, которые может решить только капитальный ремонт автомобиля. Прежде, чем устанавливать в мотор новые свечи зажигания – ознакомьтесь с их характеристиками.

Основные характеристики свечей зажигания

Калильное число. Данная характеристика показывает, при каком давлении в цилиндре автомобиля воздушно-топливная смесь поджигается не от искры, а от контакта с открытым участком устройства. Если использование свечей с большим калильным числом разрешено на короткий промежуток времени, то эксплуатация устройства со слишком низким калильным числом мгновенно приведет к прогоранию поршней. Поэтому устанавливайте свечи зажигания, строго соответствующие характеристикам вашего двигателя.

Самоочищение. Такой параметр свечей необходим и очень важен. Он обеспечивает удаление с поверхности свечи остатков продуктов сгорания, приводящих к выходу устройства из строя. К сожалению, несмотря на большое количество производителей, утверждающих о высокой способности к самоочищению именно их устройства, свечи зажигания любой модели рано или поздно покрываются нагаром.

Искровой промежуток. Данная характеристика отображает расстояние между боковым и центральным электродами. Для каждой компании-производителя характерен свой так называемый зазор, который нельзя отрегулировать. Если по какой-либо причине, произошло изменение величины зазора свечи зажигания, то лучше всего – заменить ее. Искровой зазор напрямую влияет на угол опережения зажигания: его уменьшение провоцирует увеличение угла опережения, т.е. появление более раннего воспламенения рабочей смеси, и наоборот. Более позднему зажиганию способствует увеличение зазора. При правильно отрегулированном зазоре двигатель быстро набирает обороты, увеличивается крутящий момент.

Число боковых электродов («массы»). Достаточно необычный показатель, т.к. классические конструкции свечей зажигания предусматривают всего один боковой и один центральный электроды. Одноэлектродные устройства устанавливались в автомобили всего мира, однако не так давно компании ведущих мировых производителей запчастей начали выпускать устройства, оснащенные двумя, тремя и четырьмя боковыми электродами. Использование данной технологии позволило компаниям добиться стабильного зажигания, устойчивого искрообразования и увеличения срока службы свечей.

Использование нестандартного количества электродов побудило изобретателей создать нечто более идеальное – свечу без дополнительных электродов. Приобрести такое устройство теперь можно в любом авто магазине. Единственный недостаток данной свечи зажигания – сравнительно высокая цена. Однако такая свеча способна обеспечить стабильную работу двигателя на гарантированно долгий срок службы. Ее работа заключается в последовательном образовании «гулящей» искры на дополнительных электродах, установленных на изоляторе.

Рабочая температура свечи. Данный показатель характеризует температуру рабочей части свечи зажигания во время работы двигателя. Температура свечи должна находиться в пределах 500-900°С. Ее величина не должна изменяться при увеличении мощности двигателя или при его работе на холостом ходу. Выход за пределы нормы может повлиять на работоспособность свечи. Помимо этого, увеличение температуры рабочей поверхности устройства сокращает срок его службы.

Тепловая характеристика свечи зажигания. Данная характеристика определяет зависимость рабочей температуры свечи от режима работы двс. Для того чтобы температура теплового конуса изолятора и центрального электрода увеличилась, необходимо увеличить его длину. Однако превышать температуру в 900°С нельзя – возникнет калильное зажигание. Тепловая характеристика свечи зажигания делит устройства на «горячие» и «холодные». Установка горячих свечей производится в те двигатели, где необходима процедура самоочищения устройства от агрессивных отложений при небольших тепловых нагрузках. Холодные свечи ставятся там, где необходим меньший нагрев рабочей поверхности свечи при максимальной нагрузке двигателя.

Для того чтобы предотвратить поломку двигателя, специалисты рекомендуют проводить периодический осмотр свечей зажигания. Их цвет и визуальные повреждения могут рассказать не только о наличие проблемы, но и о непригодности устройства с данными характеристиками. Оценивать состояние свечей рекомендуется каждые 15 000-20 000 тысяч километров, а при эксплуатации автомобиля в тяжелых погодных условиях, гораздо чаще.

Выкручивая по отдельности каждую свечу, обращайте внимание на ее цвет и наличие нагара:

Если в системе нет сбоев, отложения на рабочей части будут отсутствовать, а цвет устройства будет иметь светло-серый оттенок.

Если на электроде автозапчасти имеется небольшой нагар, но цвет не изменился, значит, для замены подойдут свечи таких же тепловых характеристик. Эксплуатировать дальше свечи зажигания с обугленными электродами не рекомендуется, ведь чем больше нагара, тем затруднительнее пуск двигателя.

Если все рабочее пространство свечи загрязнено темно-коричневыми отложениями, повышается токсичность устройства, наблюдаются сбои в работе системы, а на дросселе видны загрязнения, значит, в автомобиле появилась серьезная проблема. Воздушно-топливная смесь в данном случае сжигается не полностью, и остается на поверхности свечи в виде отложений. Временно решить проблему можно, очистив поверхность свечи в бензине, однако в дальнейшем рекомендуется провести осмотр транспортного средства: замена свечей зажигания не устранит неисправность.

Если рабочая часть свечи имеет желтый глянцевый цвет, значит, ресурс устройства снизился из-за «агрессивного» способа вождения автомобиля. Резко надавливая на педаль газа, происходит резкий перегрев электрода свечи и отложение на рабочем конусе большого количества нагара. Устранить проблему можно не только заменив свечи, но и при помощи смены стиля езды.

Если корпус свечи подвержен разрушению, уплотнители перестали предотвращать вывод газа из камеры сгорания, а верхней части резьбы блока цилиндров видны темные отложения, значит, зазор устройства отрегулирован не верно. Повторное использование запчасти не допускается.

Если вы чувствуете, что запуск двигателя вашего автомобиля затруднен, и у вас нет возможности самостоятельно провести диагностику проблемы, обратитесь в сервисный центр.

Уход за автомобилем, своевременный осмотр его составляющих, а также плавный способ вождения позволят вам надолго сохранить в отличном состоянии ваше техническое средство. Уделяйте ему больше времени и не допускайте перегревов двигателя, и тогда вам не придется тратить огромное количество средств на его ремонте.

Свеча зажигания служит для переноса в цилиндр двигателя подающегося высокого напряжения, с целью создания искры зажигания и воспламенения рабочей смеси. Кроме того, свеча должна изолировать от блока цилиндров подающееся на нее высокое напряжение (более 30 кВ), снижать пробои и прорывы, а также герметично закрывать камеру сгорания. Кроме того, она должна обеспечивать соответствующий диапазон температур во избежание загрязнения электродов и возникновения калильного зажигания. Устройство типичной свечи зажигания показано на рисунке.

Рис. Свеча зажигания производства фирмы «Bosch»

Стержень клеммы и центральный электрод

Стержень клеммы изготовлен из стали и выступает из корпуса свечи зажигания. Он служит для присоединения провода высокого напряжения или напрямую установленной стержневой катушки зажигания. Электрическое соединение между стержнем клеммы и центральным электродом выполнено с помощью расположенного между ними расплава стекла. К расплаву стекла домешивается наполнитель для улучшения степени обгорания и свойств сопротивления помехам. Так как центральный электрод находится непосредственно в камере сгорания, он подвержен воздействию очень высоких температур и сильной коррозии вследствие контакта с отработавшими газами, а также с остаточными продуктами сгорания масла, топлива и примесей. Высокие температуры искрообразования приводят к частичному расплавлению и выпариванию материала электродов, поэтому центральные электроды изготавливаются из никелевого сплава с добавками хрома, марганца и кремния. Наряду с никелевыми сплавами используются также сплавы серебра и платины, так как они незначительно обгорают и хорошо отводят тепло. Центральный электрод и стержень клеммы герметично закреплены в изоляторе.

Изолятор

Изолятор предназначен для отделения стержня клеммы и центрального электрода свечи зажигания от ее корпуса, чтобы не происходило пробоя высокого напряжения на «массу» автомобиля. Для этого изолятор должен обладать высоким электрическим сопротивления, поэтому он изготовлен из оксида алюминия, содержащего стекловидные добавки. Для снижения токов утечки горлышко изолятора имеет оребрение.

Наряду с механическими и электрическими нагрузками изолятор подвергается также высоким термическим нагрузкам. При работе двигателя на максимальных оборотах у опоры изолятора температура достигает 850 °С, а у головки изолятора — около 200 °С. Данные температуры возникают вследствие цикличных процессов сгорания рабочей смеси в цилиндре двигателя. Для того, чтобы температуры в области опоры не становились высокими, материал изолятора должен обладать хорошей теплопроводностью.

Общее устройство свечи зажигания

Свеча зажигания имеет металлический корпус, который вкручивается в соответствующее отверстие в головке блока цилиндров. В корпус свечи зажигания встроен изолятор, для герметизации которого используются специальные внутренние уплотнения. Изолятор содержит внутри центральный электрод и стержень клеммы. После сборки свечи зажигания выполняется окончательная фиксация всех деталей путем термической обработки. Боковой электрод, изготовленный из того же материала что и центральный, приваривается к корпусу свечи. Форма и расположение бокового электрода зависят от типа и конструкции двигателя. Зазор между центральным и боковым электродами регулируется в зависимости от типа двигателя и системы зажигания.

Существует много возможностей расположения бокового электрода, что влияет на величину промежутка искрового разряда. Чистая искра образуется между центральным электродом и боковым, г-образной формы. При этом рабочая смесь легко попадает в промежуток между электродами, что способствует ее оптимальному воспламенению. Если кольцеобразный боковой электрод устанавливается на одном уровне с центральным, то искра может скользить над изолятором. В этом случае ее называют скользящим искровым разрядом, который позволяет сжигать наслоения и остаточный нагар на изоляторе. Улучшить эффективность воспламенения рабочей смеси можно либо увеличением длительности искрообразования, либо увеличением энергии искрообразования. Рациональной является комбинация скользящего и обычного искровых разрядов.

Рис. Типы свечей зажигания с воздушным скользящим искровым разрядом

Для снижения потребности в напряжении на свече зажигания со скользящим искровым зарядом может быть дополнительно установлен управляющий электрод. При увеличении температуры изолятора искрообразование способно происходить при меньшем напряжении. При длительном промежутке искрового разряда воспламенение улучшается как для бедной, так и для богатой смеси топлива с воздухом.

Для двигателей с впрыском топлива во впускной коллектор предпочтение отдается свече зажигания с траекторией искрового разряда, «растянутой» в камере сгорания, в то время как для двигателей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания и послойным смесеобразованием свеча зажигания с поверхностным разрядом имеет преимущества благодаря лучшей возможности самоочищения.

При выборе подходящей для двигателя свечи зажигания важную роль играет ее калильное число, с помощью которого можно судить о тепловой нагрузке на опору изолятора. Данная температура должна быть примерно на 500 °С выше, чем температура, необходимая для самоочищения свечи от наслоений. С другой стороны, нельзя превышать максимальную температуру около 920 °С, иначе возможно возникновение калильного зажигания.

Если не достичь температуры, необходимой для самоочищения свечи, частицы топлива и масла, скапливающиеся у опоры изолятора, не будут сжигаться, и между электродами на изоляторе могут образоваться токопроводящие полосы, которые способны привести к пропускам искрообразования.

Если опора изолятора нагревается выше 920 °С, это приведет к неконтролируемому сгоранию рабочей смеси вследствие накаленной опоры изолятора во время сжатия. Мощность двигателя снижается, а свеча зажигания вследствие тепловой перегрузки может быть повреждена.

Свеча зажигания для двигателя выбирается согласно ее калильному числу. Свеча с маленьким калильным числом имеет незначительную поверхность поглощения тепла и подходит для двигателей с высокими нагрузками. Если двигатель нагружен слабо, устанавливается свеча зажигания с высоким калильным числом, имеющая большую поверхность поглощения тепла. Конструктивно калильное число свечи зажигания регулируется при ее изготовлении, например, с помощью изменения длины опоры изолятора.

Рис. Определение калильного числа свечи зажигания

При использовании комбинированного электрода, включающего электрод на никелевой основе с медным ядром, улучшается теплопроводность и вследствие этого отвод тепла от электрода.

К важным задачам при разработке свечи зажигания относится увеличение интервалов технического обслуживания. Вследствие коррозии, связанной с искровым разрядом, во время работы зазор между электродами увеличивается, а вместе с тем увеличивается и потребность в напряжении во вторичной цепи системы зажигания. При сильном износе электродов свечу зажигания следует заменить. На сегодняшний сроки службы свечей зажигания, в зависимости от их конструкции и материалов, составляют от 60000 км до 90000 км. Это достигается улучшением материала электродов и использованием большего количества боковых электродов (2, 3 или 4 боковых электрода).

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 .

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:

  1. Калильному числу.
  2. Количеству электродов.
  3. Искровому промежутку.
  4. Температурному диапазону.
  5. Сроку службы.
  6. 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.

Доброго времени суток! Приветствую Вас на страницах этого блога. Далеко не последнее место, в этом сложнейшем механизме, как автомобиль, занимают свечи зажигания. Даже больше, это один из самых важных элементов двигателя. И от того, насколько четко они работают, как хорошо за ними ухаживают, будет зависеть качество работы двигателя.

Все о свечах зажигания: принцип работы, особенности эксплуатации и ухода.

Итак. Свеча зажигания – это устройство, которое поджигает смесь из топлива и воздуха, в бензинового типа. Производится поджиг электрическим зарядом, возникающим между электродами, и напряжением в несколько тысяч вольт.

Сегодня, к свечам предъявляют особые требования. Ведь на них действуют самые различные нагрузки. В частности изменения режима работы, от движения по трассам на полном газу, до тихих поездок с частыми остановками в городском режиме. А в процессе всего этого, сказываются тепловые, механические и химические нагрузки.

Выбор свечей зажигания.

Требования, которые предъявляются к современным устройствам:

1. Хорошие изоляционные свойства. Современные свечи должны работать при температуре 1000 градусов .

2. Надежная работа при высоком (до 40 000 Вольт) напряжении.

3. Сопротивляемость тепловым ударам и химическим процессам, которые происходят в камере сгорания.

4. Отличной теплопроводностью должны обладать электроды и изолятор.

Свечи должны обеспечивать стабильную работу двигателя на каждом из режимов: как в холостом, так и при максимальной производительности. Главные характеристики свечей зажигания , это калильное число, рабочая температура, тепловая характеристика, самоочищение, величина искрового промежутка и число боковых электродов.

Калильное число.

Эта характеристика показывает, при каком давлении возникает калильное зажигание в цилиндре, то есть при контакте с нагретыми участками свечи, а не от искры. Данный параметр должен четко соответствовать тому, какой рекомендован для вашего двигателя. Можно использовать свечи с несколько большим калильным числом, и то всего лишь какое-то время, но ни в коем случае нельзя устанавливать свечи с меньшим значением.

Рабочая температура свечи.

Это говорит о температуре рабочей части свечи в данном режиме двигателя. При всех его режимах работы, температура должна быть в пределах 500-900 градусов. При любом раскладе, будь то холостой ход, или режим работы в полную мощность, температура должна оставаться в заданных пределах.

Тепловая характеристика.

Здесь говорится о зависимости теплового конуса изоляции от режима работы двигателя. Чтобы увеличить рабочую температуру, тепловой конус увеличивают. Однако нельзя его нагревать выше 900 градусов, так как возникнет калильное зажигание.

Исходя из тепловой характеристики, свечи можно разделить на два вида: холодные и горячие.

Холодные свечи зажигания используются, если нагрев будет меньше температуры калильного зажигания при максимальных мощностях двигателя. Такие свечи прослужат меньше, если они для данного двигателя «холодные», Так как не будут нагреваться до температуры самоочищения от нагара.

Горячие свечи зажигания предназначаются для тех двигателей, которым нужно достигать температуры очищения от нагара при небольших тепловых нагрузках. Если свечи будут «горячее» чем нужно, то они будут вызывать калильное зажигание.

Самоочищение свечей.

Количественной оценке данная характеристика не поддается. Почти все производители говорят о том, что их продукция обладает самой высокой степенью к самоочищению. Однако, по идее, свечи вообще не должны покрываться нагаром. Только вот в реальных условиях этого почти не добиться.

Число боковых электродов.

Обычно, электродов на свечах два: один электрод центральный, и один боковой. Но сейчас производители стали штамповать и четырехэлектродные свечи. Однако это не значит, что будет четыре искры. Их предназначение в том, чтобы сделать стабильное искрообразование. Это позволит увеличить срок службы свечей, и улучшит работу двигателя на малых оборотах.

Искровой промежуток.

Искровым промежутком называют расстояние, между боковым и центральным электродами. У каждого типа свечей свой определенный зазор, который невозможно отрегулировать. И если у вас получилось «изменить» этот зазор, то единственный способ вернуть все на место, приобрести новые свечи.

Эксплуатация и уход за свечами зажигания.

Уход за свечами зажигания, целиком и полностью, связан с особенностью эксплуатации автомобиля. Давайте разберем основные моменты:

Когда будете устанавливать свечи, затягивать их следует только с рекомендуемым моментом. Лучше всего взять динамометрический ключ, им можно ограничить момент натяжки.

Проверяйте, исправна ли система зажигания автомобиля. Позднее, или наоборот раннее зажигание, плохие контакты свечных проводов, проблемы в цепи высокого напряжения – все это может негативно сказаться не только на свечах, но и в целом на работе двигателя.

Большую роль играет качество топлива. Заправляйтесь только на проверенных АЗС , и только качественным топливом. Так как если в бензине будут примеси железа, это вызовет красноватый нагар на свечах зажигания.

Средний ресурс свечи зажигания, составляет от 25000 до 35000 километров. И чтобы они прослужили все это время, а так же для обеспечения качественной работы двигателя, время от времени следует их снимать и производить осмотр.

При осмотре уделите внимание конусу зажигания, там может быть образован нагар, который очень многое может сказать о состоянии двигателя. К примеру: если нагар черный и маслянистый, значит в картере переизбыток масла . Черный и сухой, означает слишком длительную работу на холостых оборотах или недостаточную нагрузку. Белый нагар говорит о перегреве, либо слишком раннем опережении зажигания.

Далее, придется эту свечу от нагара очищать. Способов очистки существует несколько: физический и химический. При физической очистке нагар удаляется с помощью наждачной шкурки или металлической щетки. При этом нельзя использовать какие-либо острые предметы, так как они могут повредить керамический изолятор свечи, из-за чего увеличится образование нагара, и свеча выйдет из строя раньше времени.

При химической очистке свечи выдерживают в бензине, высушивают, затем полчаса держат в растворе 20% уксуснокислого ацетата. После этого их очищают щеткой, промывают водой и высушивают. Уксусную кислоту следует нагреть, но не более чем 90 градусов. Делайте все это в хорошо проветриваемом помещении и подальше от открытого огня, так как и бензин, и пары уксусной кислоты очень опасны.

После того, как свечи будут очищены, проверьте зазор между электродами. Рекомендуемый зазор для вашего автомобиля вы можете узнать из его руководства по эксплуатации. Проверить величину зазора можно при помощи круглого щупа. Ну а регулировку можно сделать путем подгиба бокового электрода. Но делать это следует осторожно, так как если зазор будет недостаточным, возможно замыкание между электродами, а если избыточным, возможно отсутствие искры или большая потеря ее мощности.

Помните, свеча зажигания – это один из важнейших элементов двигателя. И ее неисправность сильно скажется на его производительности. И чтобы не допустить этого, следует соблюдать все вышеуказанные меры. Удачи Вам!

Все о свечах зажигания: принцип работы, особенности эксплуатации и ухода.

Доброго времени суток! Приветствую Вас на страницах этого блога. Далеко не последнее место, в этом сложнейшем механизме, как автомобиль, занимают свечи зажигания. Даже больше, это один из самых важных элементов двигателя. И от того, насколько четко они работают, как хорошо за ними ухаживают, будет зависеть качество работы двигателя.

Все о свечах зажигания: принцип работы, особенности эксплуатации и ухода.

Итак. Свеча зажигания – это устройство, которое поджигает смесь из топлива и воздуха, в двигателях внутреннего сгорания бензинового типа. Производится поджиг электрическим зарядом, возникающим между электродами, и напряжением в несколько тысяч вольт.

Сегодня, к свечам предъявляют особые требования. Ведь на них действуют самые различные нагрузки. В частности изменения режима работы, от движения по трассам на полном газу, до тихих поездок с частыми остановками в городском режиме. А в процессе всего этого, сказываются тепловые, механические и химические нагрузки.

Выбор свечей зажигания.

Требования, которые предъявляются к современным устройствам:

1. Хорошие изоляционные свойства. Современные свечи должны работать при температуре 1000 градусов.

2. Надежная работа при высоком (до 40 000 Вольт) напряжении.

3. Сопротивляемость тепловым ударам и химическим процессам, которые происходят в камере сгорания.

4. Отличной теплопроводностью должны обладать электроды и изолятор.

Свечи должны обеспечивать стабильную работу двигателя на каждом из режимов: как в холостом, так и при максимальной производительности. Главные характеристики свечей зажигания, это калильное число, рабочая температура, тепловая характеристика, самоочищение, величина искрового промежутка и число боковых электродов.

Калильное число.

Эта характеристика показывает, при каком давлении возникает калильное зажигание в цилиндре, то есть при контакте с нагретыми участками свечи, а не от искры. Данный параметр должен четко соответствовать тому, какой рекомендован для вашего двигателя. Можно использовать свечи с несколько большим калильным числом, и то всего лишь какое-то время, но ни в коем случае нельзя устанавливать свечи с меньшим значением.

Рабочая температура свечи.

Это говорит о температуре рабочей части свечи в данном режиме двигателя. При всех его режимах работы, температура должна быть в пределах 500-900 градусов. При любом раскладе, будь то холостой ход, или режим работы в полную мощность, температура должна оставаться в заданных пределах.

Тепловая характеристика.

Здесь говорится о зависимости теплового конуса изоляции от режима работы двигателя. Чтобы увеличить рабочую температуру, тепловой конус увеличивают. Однако нельзя его нагревать выше 900 градусов, так как возникнет калильное зажигание.

Исходя из тепловой характеристики, свечи можно разделить на два вида: холодные и горячие.

Холодные свечи зажигания используются, если нагрев будет меньше температуры калильного зажигания при максимальных мощностях двигателя. Такие свечи прослужат меньше, если они для данного двигателя «холодные», Так как не будут нагреваться до температуры самоочищения от нагара.

Горячие свечи зажигания предназначаются для тех двигателей, которым нужно достигать температуры очищения от нагара при небольших тепловых нагрузках. Если свечи будут «горячее» чем нужно, то они будут вызывать калильное зажигание.

Самоочищение свечей.

Количественной оценке данная характеристика не поддается. Почти все производители говорят о том, что их продукция обладает самой высокой степенью к самоочищению. Однако, по идее, свечи вообще не должны покрываться нагаром. Только вот в реальных условиях этого почти не добиться.

Число боковых электродов.

Обычно, электродов на свечах два: один электрод центральный, и один боковой. Но сейчас производители стали штамповать и четырехэлектродные свечи. Однако это не значит, что будет четыре искры. Их предназначение в том, чтобы сделать стабильное искрообразование. Это позволит увеличить срок службы свечей, и улучшит работу двигателя на малых оборотах.

Искровой промежуток.

Искровым промежутком называют расстояние, между боковым и центральным электродами. У каждого типа свечей свой определенный зазор, который невозможно отрегулировать. И если у вас получилось «изменить» этот зазор, то единственный способ вернуть все на место, приобрести новые свечи.

Эксплуатация и уход за свечами зажигания.

Уход за свечами зажигания, целиком и полностью, связан с особенностью эксплуатации автомобиля. Давайте разберем основные моменты:

Когда будете устанавливать свечи, затягивать их следует только с рекомендуемым моментом. Лучше всего взять динамометрический ключ, им можно ограничить момент натяжки.

Проверяйте, исправна ли система зажигания автомобиля. Позднее, или наоборот раннее зажигание, плохие контакты свечных проводов, проблемы в цепи высокого напряжения – все это может негативно сказаться не только на свечах, но и в целом на работе двигателя.

Большую роль играет качество топлива. Заправляйтесь только на проверенных АЗС, и только качественным топливом. Так как если в бензине будут примеси железа, это вызовет красноватый нагар на свечах зажигания.

Средний ресурс свечи зажигания, составляет от 25000 до 35000 километров. И чтобы они прослужили все это время, а так же для обеспечения качественной работы двигателя, время от времени следует их снимать и производить осмотр.

При осмотре уделите внимание конусу зажигания, там может быть образован нагар, который очень многое может сказать о состоянии двигателя. К примеру: если нагар черный и маслянистый, значит в картере переизбыток масла. Черный и сухой, означает слишком длительную работу на холостых оборотах или недостаточную нагрузку. Белый нагар говорит о перегреве, либо слишком раннем опережении зажигания.

Далее, придется эту свечу от нагара очищать. Способов очистки существует несколько: физический и химический. При физической очистке нагар удаляется с помощью наждачной шкурки или металлической щетки. При этом нельзя использовать какие-либо острые предметы, так как они могут повредить керамический изолятор свечи, из-за чего увеличится образование нагара, и свеча выйдет из строя раньше времени.

При химической очистке свечи выдерживают в бензине, высушивают, затем полчаса держат в растворе 20% уксуснокислого ацетата. После этого их очищают щеткой, промывают водой и высушивают. Уксусную кислоту следует нагреть, но не более чем 90 градусов. Делайте все это в хорошо проветриваемом помещении и подальше от открытого огня, так как и бензин, и пары уксусной кислоты очень опасны.

После того, как свечи будут очищены, проверьте зазор между электродами. Рекомендуемый зазор для вашего автомобиля вы можете узнать из его руководства по эксплуатации. Проверить величину зазора можно при помощи круглого щупа. Ну а регулировку можно сделать путем подгиба бокового электрода. Но делать это следует осторожно, так как если зазор будет недостаточным, возможно замыкание между электродами, а если избыточным, возможно отсутствие искры или большая потеря ее мощности.

Помните, свеча зажигания – это один из важнейших элементов двигателя. И ее неисправность сильно скажется на его производительности. И чтобы не допустить этого, следует соблюдать все вышеуказанные меры. Удачи Вам!

Похожие статьи:

Свечи зажигания и устройство системы зажигания. Обзорная статья

Свечи зажигания

Свечи зажигания используются в двигателях внутреннего сгорания для воспламенения топливо воздушной смеси. Система зажигания циклически подает на свечу зажигания электрический ток напряжением в несколько тысяч вольт в результате чего между электродами свечи зажигания возникает искровой электрический разряд обладающий высокой температурой и вызывающий воспламенение топливовоздушной смеси.

Для правильной работы двигателя внутреннего сгорания необходимо три условия:

  1. Оптимальный состав топливо-воздушной смеси.
    Для полного сгорания бензина соотношение воздуха с топливом должно быть 15:1. Для максимальной мощности двигателя соотношение воздух топливо должно быть 12:1. Для экономии топлива соотношение должно быть 16:1. У двигателей с системой работы на сверхобедненной смеси соотношение может достигать 23:1. 
  2. Оптимальный уровень компрессии. Индекс компрессии это отношении объема поступившей в цилиндр топливовоздушной смеси к объему сжатой смеси. У большинства двигателей этот индекс равен 9-10. 
  3. Исправное состояние системы зажигания. Искра должна быть своевременной и достаточной силы. 

Рассмотрим классификацию строение и функции системы зажигания.
По строению системы зажигания можно разделить на три основные типа:

  1. Контактная (обычная) система зажигания.
    В неё входят:
    1. Аккумулятор
    2. Ключ зажигания
    3. Высоковольтная катушка
    4. Контакт трамблера (прерыватель)
    5. Крышка трамблера
    6. Бегунок
    7. Свеча зажигания.

    В этой системе зажигания используется механический прерыватель питания на высоковольтную катушку для обеспечения прерывистой подачи высокого напряжения на трамблер.

    Недостатки: из за того, что прерыватель является механическим устройством с движущимися деталями возможно нарушение прохождения электрического тока через его контакты из-за их загрязнения или износа, так же характеристики работы данной системы зависит от оборотов двигателя. 

  2. Транзисторная система зажигания. 
    Эта система зажигания состоит из:
    1. Аккумулятор
    2. Ключ зажигания
    3. Высоковольтная катушка с транзисторным коммутатором.
    4. Датчик Холла.
    5. Крышка трамблера
    6. Бегунок
    7. Свеча зажигания.

    В транзисторной системе прерывание питания высоковольтной катушки осуществляется транзистором, расположенным в коммутаторе, который срабатывает при поступлении сигнала от датчика Холла. Эта система обеспечивает стабильное искрообразование во всем диапазоне оборотов двигателя.

    Недостатки: из за того, что в системе сохранились механическим движущиеся устройства (бегунок, датчик Холла) возможно нарушение прохождения электрического тока через его контакты из-за их загрязнения или износа, так же имеются ограничения в тонких настройках работы системы зажигания. 

  3. Электронная система зажигания (ESA, DLI).
    ESA — electronic spark advance (электронное зажигание)
    DLI — distributorless ignition (безтрамблерное зажигание)

    В этой системе нужный момент для искрообразования вычисляется микрокомпьютером. В системе зажигания отсутствуют подвижные механические элементы. Эта система лишена недостатков двух предыдущих систем. 

 

Свечи зажигания.
Длительность момента образования искры между центральным и заземляющим электродами свечи зажигания после подачи на неё высокого напряжения чрезвычайно мала и составляет одну миллисекунду, а температура искры составляет порядка 10000 градусов. Функция свечи зажигания заключается в искрообразовании, которое запускает воспламенение топливовоздушной смеси.

На процесс искрообразования между электродами свечи влияет множество факторов:

  1. Зазор между электродами свечи 
    Чем больше зазор, тем большее напряжение требуется для искрообразования.
  2. Форма центрального электрода 
    чем меньше площадь торца электрода, тем легче возникает искра. 
  3. Давление в камере сгорания.
    Чем выше давление, тем большее напряжение требуется для искрообразования. 
  4. Температура топливовоздушной смеси.
    Чем выше температура, тем меньшее напряжение требуется для искрообразования. 
  5. Температура электродов.
    Чем выше температура, тем меньшее напряжение требуется для искрообразования.
  6. Соотношение воздух/топливо.
    Чем выше это соотношение (чем беднее смесь, чем меньше в ней бензина) тем выше требуется напряжение для искрообразования.  
  7. Влажность. Чем выше влажность, тем большее напряжение требуется. 

Во время работы двигателя, на свечу воздействует ряд неблагоприятных факторов. Свеча зажигания должна обладать рядом свойств для того, чтобы эффективность её работы не снижалась под действием этих неблагоприятных факторов.
Рассмотрим эти свойства:

  1. Устойчивость к перепадам температур.
    Во момент воспламенения топлива поверхность свечи контактирует с раскаленными газами, чья температура может достигать 3000 градусов, а через мгновение во время фазы впуска поверхность свечи контактирует с топливовоздушной смесью, чья температура может находится в минусовых значениях в холодное время года.
  2. Устойчивость к перепадам давления.
    Свеча должна обладать достаточной механической прочностью так как во время фазы впуска давление в цилиндрах менее 1 атмосферы, а в момент фазы сгорания топлива давление может достигать 50 атмосфер.  
  3. Устойчивость к высокому напряжению.
    Свеча должна без утечек и пробоев проводить электрический ток напряжением в 10-30 тысяч вольт. 
  4. Свеча должна обеспечивать герметичность соединения с двигателем
  5. Свеча должна быть износостойкой. Электроды свечи не должны быстро разрушаться в процессе эксплуатации двигателя. 
  6. Поверхность свечи должна самоочищаться от отложений продуктов горения в процессе эксплуатации двигателя. Это обеспечивается поддержанием оптимальной для самоочищения температурой поверхности свечи (около 500 градусов). 

Устройство свечи зажигания.

Диагностика работы двигателя по состоянию свечей

Все, что происходит в камере сгорания любого двигателя, будь то ДВС трактора, грузовика Камаз или автомобиля Порше Кайен, напрямую отражается на состоянии свечей зажигания. Можно игнорировать состояние свечей, просто их чаще менять, но гораздо полезнее и правильнее задуматься над тем, что же происходит в камере сгорания и что не так?

Приехав на техобслуживание, не спешите выкидывать свечи, отходившее 10 тысяч километров, попросите мастера приемщика Автотехцентра МЭИ положить вывернутые (старые) свечи с ДВС вашего автомобиля в багажник с целью их последующего изучения. Кстати говоря, с этим вопросом Вы можете обратиться и к мастеру-приемщику Автотехцентра МЭИ.

Что же могут показать старые свечи зажигания?

 

На фото № 1 Вы видите свечу зажигания, вывернутую из двигателя, работу которого можно считать абсолютно отличной. Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны, если не сказать, что их вообще нет. Полное отсутствие следов масла. Владельцу этого мотора можно только позавидовать, и есть чему! Это и экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены. Процесс сгорания оптимален по своим физико-химическим свойствам.

На фото № 2 можно увидеть типичный пример свечи от двигателя внутреннего сгорания с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому бывает несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора (да да, есть еще двигатели и с карбюратором, при том что карбюратор является более сложным с технической точки зрения устройством, нежели инжектор, или неисправность инжектора), засорение либо слабая пропускная способность воздушного фильтра.

На фото № 3 наоборот, пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до почти белого. Здесь уже есть повод для более серьезного беспокойства. Работа ДВС на слишком обедненной смеси при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева как самой свечи, так и стенок камеры сгорания ДВС, а перегрев камеры сгорания — это прямой путь к прогару выпускных клапанов.

На фото № 4 юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок, который можно сравнить с цветом красного кирпича. Это покраснение вызвано работой ДВС на топливе, содержащем избыточное количество присадок, имеющих в своем составе различные металлы. Длительное использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который ток будет проходить минуя электроды свечи, соответственно, не вызывая искровой разряди не поджигая топливную смесь.

На фото № 5 свеча имеет ярко выраженные следы масла особенно в ее резьбовой части. ДВС с такими свечами, особенно после долгой стоянки, имеет обыкновение после запуска «троить» некоторое время, а по мере прогрева работа ДВС стабилизируется. Причиной этого неудовлетворительного состояния ДВС является неудовлетворительное состояние (износ, разрушение, потеря гибкости) маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы ДВС после старта, в момент прогрева, из выхлопной трубы наблюдается характерный бело-синий выхлоп.

На фото № 6 показана свеча, вывернутая из неработающего цилиндра. Центральный электрод, юбка свечи покрыты плотным слоем масла, смешанного с каплями несгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедших в этом цилиндре. Причина такой неисправности ДВС — разрушение одного из клапанов либо поломка перегородок между поршневыми кольцами, как правило отягченная попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В таком случае ДВС «троит» уже не переставая, отмечается значительная потеря мощности, серьезно возрастает расход топлива (в полтора, два раза). Выход один — срочный ремонт двигателя.

На фото № 7 полное, тотальное разрушение центрального электрода и его керамической юбки. Причиной такого разрушения мог стать любой из перечисленных ниже факторов (в порядке убывания вероятности): длительная работа ДВС с детонацией, применение топлива с низким октановым числом либо избыточным количеством присадок, слишком раннее зажигание, ну и наконец, просто бракованная свеча. Симптомы неисправности ДВС такие же, как были описаны в предыдущем случае. Единственное, на что все еще можно надеяться, так это на то, что частицы центрального электрода свечи сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв между седлом и выпускным клапаном. В противном случае просто не избежать ремонта головки блока цилиндров.

На фото № 8 электрод свечи ДВС оброс зольными отложениями (при этом цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о непраильной работе топливной системы). Причиной этого нароста является сгорание масла, возникающее по причине выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У ДВС отмечается повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы наблюдается сильное синие дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.


Общие рекомендации.

Если Вы желаете, чтобы с работой двигателя Вашего автомобиля было меньше проблем, стоит задумываться о замене свечей не только тогда, когда двигатель отказывается работать. Производитель любого автомобиля гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе не более 30 тыс. километров пробега (исключение составляют только «платиновые», «иридиевые» и «прочие» свечи, драгоценное покрытие которых «не работает» в случае с российским топливом, поэтому мы их в расчет не берем.

Поэтому, стоит придерживаться установленной производителем периодичности замены свечей зажигания для бензиновых двигателей — 30 тысяч километров.

Но и в свою очередь не забывать 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 (если Вы желаете продолжать использовать эти свечи). Нагар удалять лучше специальной металлической щеткой, поскольку пескоструйная обработка разрушает керамику центрального электрода, и появляется возможность попасть в ситуацию с фото № 7. Рекомендация менять свечи местами, встречающаяся на просторах интернета не актуальна ввиду изменившейся конструкции свечи, а именно появлением одноразовой сминаемой шайбы свечи.

Что касается конструкции свечи зажигания, то за прошедшие 60 лет существенных изменений в конструкции свечей не произошло. Как и ранее, свеча зажигания состоит из металлического ядра, которое покрыто керамическим изолятором. Керамический изолятор свечи, в свою очередь, покрыт металлической оболочкой с резьбой, которая вкручивается к головку цилиндра ДВС и, как правило, имеет шестигранную форму — в этом месте крепится наконечник свечи и с помощью свечного ключа осуществляется установка и демонтаж свечи зажигания.

Основное назначение конструкции свечи состоит в обеспечении замкнутости электрической цепи на свече посредством искры, которая возникает при прохождении через свечу зажигания высокого напряжения. Искра проскакивает от среднего электрода к боковому электроду и вызывает вспышку топливо-воздушной смеси.

Основной принцип работы свечи зажигания

Свеча зажигания играет важную роль в ДВС с принудительным зажиганием. Свеча зажигания осуществляет воспламенение смеси воздуха и топлива. На качество воспламенения влияют многие факторы, имеющие существенное значение для эксплуатации автомобиля и для состояния окружающей среды в городе. Важны такие потребительские показатели, как плавность хода машины, мощность и эффективность ДВС, а также выброс вредных веществ в атмосферу.

Если принять во внимание, что каждая свеча зажигания обеспечивает от 500 до 3500 вспышек в минуту, то становится ясно, насколько значимой является роль современной технологии в изготовлении и дизайне свечей зажигания, при необходимости соблюдения норм выбросов вредных веществ в атмосферу и в сокращении расхода топлива.

Возникновение искры

В ДВС воздух всасывается в цилиндр за счет движения поршня вниз и создающегося разряжения. В цилиндр также поступает топливо в виде впрыскиваемого под давлением бензина. В цилиндре создается горючая смесь, воспламеняемая искрой зажигания. Принцип действия двигателя с принудительным зажиганием 1. Всасывание: Поршень движется вниз. При открытии впускного клапана происходит всасывание окружающего воздуха, через насос форсунку вбрасывается топливо. 2. Сжатие: Поршень снова движется вверх. Топливная смесь в цилиндре сильно сжимается. В области ВМТ происходит воспламенение топливной смеси. 3. Работа: Температура сгорания в цилиндре резко повышается до 2600 °C, давление — до 120 бар. Поршень движется в направлении коленвала со скоростью более 20 метров в секунду! 4. Выталкивание: Продукты сгорания выбрасываются под давлением через выпускной клапан при повторном движении вверх поршня. .

Строение любой свечи зажигания (для бензиновых двигателей)

Свеча зажигания состоит из нескольких высокотехнологичных элементов.

Присоединение (часть свечи с резьбой) Присоединение выполнено SAE соединением, либо в виде резьбы. Тут присоединяется свеча зажигания или штифтовая катушка зажигания. В любом случае от точки присоединения высокое напряжение передаётся на другой конец свечи.

Изолятор Керамический изолятор выполняет 2 задачи. Он выполняет роль изолятора, препятствует пробою тока на массу автомобиля и отводит тепло, образующееся в результате сгорания топливной смеси на головку цилиндра.

Рёбра на керамическом изоляторе свечи зажигания На наружной стороне изолятора выполнены волнообразного вида рёбра, препятствующие утечке тока на массу автомобиля. Они удлиняют путь прохождения и, таким образом, повышают электрическое сопротивление проводника. Это обеспечивает прохождение тока через средний электрод, обладающий пониженным сопротивлением.

Помехоподавляющий резистор Для обеспечения полной электромагнитной совместимости (EMV) и корректной работы бортовой электроники авто, внутрь свечи зажигания в качестве помехоподавляющего резистора помещается стекломасса.

Средний электрод с медным сердечником Средний электрод стандартной свечи зажигания обычно состоит из сплава никеля Ni. С конца этого электрода искра проскакивает на боковой электрод свечи (при исправной свече зажигания). Средние электроды обычно имеют медный сердечник, улучшающий отведение тепла.

Металлический корпус с резьбой Металлический корпус играет важную роль при проведении тепла по свече зажигания. Резьба в хороших свечах зажигания всегда накатанная. По сравнению с нарезанной резьбой такая резьба имеет свои преимущества, т.к. кромки не острые, не повреждают резьбовое отверстие в головке цилиндра.

Уплотнительное кольцо Уплотнительное кольцо препятствует прохождению горючего газа на свече зажигания, даже при высоком давлении в камере сгорания. Кольцо предотвращает потерю давления. Кроме того, оно отводит тепло на головке цилиндра и компенсирует различные характеристики расширения головки цилиндра и корпуса свечи зажигания.

Внутренние уплотнения Внутренние уплотнения свечи зажигания создают герметичное соединение между изолятором свечи зажигания и металлическим корпусом. Между двумя уплотнительными кольцами помещается кольцо из Талька (Та), которое разрушается в процессе изготовления свечи зажигания и создаёт оптимальную герметизацию.

Боковой электрод Боковой электрод обычной свечи зажигания изготовлен из сплава никеля (Ni). Сплав никеля представляет собой противоположный полюс для среднего электрода.

Местоположение свечи зажигания

Свеча зажигания вкручивается в головку цилиндра ДВС.

Видимый снаружи оконечник свечи зажигания является соединительным элементом. В зависимости от применяемой технологии, сюда либо вставляется свечной наконечник, либо собственно штифтовая катушка зажигания.

Противоположный конец свечи зажигания выступает внутрь камеры сгорания. На нём находятся как минимум два электрода, между которыми во время эксплуатации проскакивает искра, вызывающая воспламенение топливо-воздушной смеси.

Порядок зажигания

В классическом варианте работы ДВС центральная катушка зажигания вырабатывает высокое напряжение, необходимое для поджигания смеси воздуха и топлива.

Механический распределитель зажигания обеспечивает своевременную и поочерёдную подачу напряжения к каждому цилиндру и свече зажигания.

При этом ток для зажигания направляется к месту присоединения свечи зажигания через распределительный клапан и кабель. Отсюда ток попадает к концу среднего электрода и в виде искры преодолевает воздушный зазор между электродами.

Если применяется современный вариант зажигания с штифтовой катушкой зажигания, располагаемой на каждой свече зажигания (так называемая система зажигания с электронным управлением (VEZ) со статическим распределением зажигания) то необходимость в механическом распределителе зажигания или в высоковольтном кабеле зажигания отпадают.


АвтоТехЦентр МЭИ рекомендует использовать свечи зажигания NGK и BOSCH.

  

Строительство, работа и некоторые простые советы по техническому обслуживанию

В одной из наших предыдущих статей мы рассмотрели, как происходит процесс сгорания внутри двигателя. В разделе о горении мы читаем об устройстве, называемом свечой зажигания, которое обеспечивает крошечную искру, необходимую для начала процесса сгорания.В этой статье мы более подробно остановимся на этом очень маленьком, но мощном устройстве. Мы поймем его основы, как он работает и посмотрим на его различные типы. Мы также рассмотрим несколько простых советов по обслуживанию, которые помогут вашей автомобильной свече зажигания прослужить дольше и оставаться здоровой.

Читайте также: Как продлить срок службы автомобильного сцепления

Что такое свечи зажигания?

Как мы уже говорили ранее, свеча зажигания — это устройство, отвечающее за запуск процесса сгорания в бензиновом двигателе.Свеча зажигания состоит из трех основных слоев. Самый внешний слой представляет собой металлическую оболочку с резьбой, которая придает ему структурную целостность. К этой оболочке на одном конце подключен боковой электрод, который заземлен, так как он соединен с металлическим корпусом. Внутри металлической оболочки находится фарфоровый слой, который действует как изолирующая поверхность для основного электрода внутри. Внутри этого изолированного фарфорового корпуса находится основной электрод, через который проходит ток. Этот основной электрод полностью электрически изолирован от бокового электрода с помощью фарфорового корпуса.

Как работают свечи зажигания

Свеча зажигания одним концом подключена к источнику высокого напряжения, такому как магнето или катушка зажигания. Другой конец с двумя электродами погружается в камеру сгорания. Когда ток проходит через клемму к основному центральному электроду, между двумя электродами создается разность потенциалов (падение напряжения). Газовая смесь, которая занимает зазор между ними, действует как изолятор, и поэтому электричество не выходит за пределы кончика центрального электрода.

Но по мере увеличения напряжения газы в промежутке начинают заряжаться. Как только напряжение увеличивается до точки, которая пересекает диэлектрическую прочность (сопротивление проводимости электричества) газов, они становятся ионизированными. Как только газы ионизируются, они начинают действовать как проводники и позволяют току проходить через изолирующий зазор. Когда диэлектрическая прочность пересекается, электроны начинают прорываться через этот зазор. Это внезапное движение электронов быстро увеличивает тепло в этой области, из-за чего они начинают быстро расширяться, вызывая мини-взрыв, который приводит к образованию искры.

Видео предоставлено YouTube

Типы свечей зажигания

Свечи зажигания

можно разделить на две основные категории в зависимости от их рабочих температур и конструкции.

В зависимости от рабочей температуры

После завершения процесса горения в цикле горения вырабатываемое тепло должно рассеяться. Тепло уходит через выхлопные газы, стенку цилиндра двигателя и поверхность свечи зажигания.В зависимости от рабочей температуры и степени рассеивания тепла свечи зажигания можно разделить на два типа:

  1. Горячая свеча зажигания: Горячая свеча зажигания работает в более высоком диапазоне температур. Он имеет меньшую керамическую площадь, которая используется для теплоизоляции. Горячая свеча зажигания рассеивает меньше тепла сгорания и позволяет наконечнику и электроду оставаться более горячими. Это гарантирует, что любое накопление депозита сгорит и не останется надолго.
  2. Холодная свеча зажигания: Для высокопроизводительных двигателей, которые по умолчанию работают в горячем состоянии, использование горячей свечи зажигания приведет к преждевременному зажиганию.В крайних случаях это также может привести к расплавлению наконечника. В таких случаях используется холодная свеча зажигания. Здесь площадь керамической изоляции больше, и это будет рассеивать больше тепла. Но, с другой стороны, он склонен к большему накоплению депозитов. Обязательно следуйте руководству по эксплуатации и используйте правильный тип свечи, рекомендованный для вашего двигателя, для оптимальной работы.

В зависимости от используемого материала

Свечи зажигания

дополнительно классифицируются в зависимости от материала, используемого на концах электродов.Они бывают 4 типов:

  1. Медно-никелевый Тип: Это самые основные типы свечей зажигания. Здесь центральный электрод изготовлен из медно-никелевого сплава, так как медь сама по себе очень слабая и расплавится под воздействием тепла двигателя. Никель добавляется для усиления пробки, но даже в этом случае это самые слабые типы, доступные на рынке. Их также необходимо изготавливать большего диаметра и, следовательно, требовать большего напряжения для работы.
  2. Single Platinum Тип: Эти вилки имеют небольшой платиновый диск на кончике центрального электрода. Этот платиновый наконечник экспоненциально прочнее, чем медно-никелевое покрытие, благодаря чему свечи этого типа также служат дольше. Они также менее склонны к накоплению мусора.
  3. Double Platinum Тип: Эти вилки имеют платиновые наконечники как на центральном, так и на боковом электродах. Они зажигаются дважды в цикле сгорания, один раз перед сгоранием и один раз во время такта выпуска. Вторая искра теряется, поэтому эту свечу зажигания можно использовать только в том случае, если ваш автомобиль оборудован распределителем зажигания с отработанной искрой.
  4. Iridium Тип: Это лучшие свечи зажигания, доступные на рынке. Здесь наконечник центрального электрода сделан из иридия, который является самым прочным из никеля, меди и платины. Следовательно, они наименее подвержены отложениям и повреждениям. Они также имеют электрод небольшого размера, который также требует меньшего напряжения для работы. Иридиевые свечи намного дороже, чем другие типы, но опять же, вы платите за то, что получаете.

Проблемы со свечами зажигания и техническое обслуживание:

Со временем состояние свечи зажигания вашего автомобиля начнет ухудшаться.У производителей есть свои рекомендуемые интервалы замены, но в идеале свечи зажигания вашего автомобиля должны прослужить 20 000 км, прежде чем потребуется замена. Общие признаки того, что свечи зажигания вашего автомобиля требуют замены, включают:

  1. Грубый холостой ход после включения автомобиля
  2. Проблемы с автомобилем при первом утреннем старте
  3. Пропуски зажигания двигателя
  4. Повышенный расход топлива
  5. Снижение ускорения
  6. Внезапные скачки напряжения

Будьте осторожны с этими указаниями, так как эксплуатация автомобиля с неисправной свечой зажигания может привести к неправильному сгоранию.Даже когда они начинают ухудшаться, они начинают терять надлежащее функционирование. Это может привести к повреждению различных других частей двигателя. Но с помощью простого периодического обслуживания вы можете значительно продлить срок службы свечей зажигания вашего автомобиля. Это позволит вам сэкономить много денег, которые в противном случае вы бы потратили на замену деталей, поврежденных из-за неисправных свечей зажигания.

Простые советы по увеличению срока службы свечей зажигания:

  1. Выбор правильного типа: Перед установкой свечи зажигания обязательно выберите правильный тип свечи зажигания для вашего автомобиля.Если вы выбираете холодную свечу зажигания для двигателя с низкой производительностью, она будет слишком быстро рассеивать тепло и вызывать замедленное высвобождение искры. Точно так же использование горячей свечи зажигания на высокопроизводительном двигателе может просто привести к тому, что кончик свечи расплавится на жаре. Поэтому обязательно используйте правильный тип свечи, рекомендованный для двигателя вашего автомобиля.
  2. Очистите электроды: Осторожно снимите свечу зажигания с клеммы с помощью специального торцевого ключа для свечей зажигания. Замочите свечу в более жидкой жидкости, такой как дизельное топливо, бензин или раствор изопропилового спирта.Затем с помощью зубной щетки или наждачной бумаги удалите с электродов затвердевшую корку. Если налет слишком твердый, вы можете использовать проволочную щетку, но это крайне не рекомендуется.
  3. Проверьте искровой разрядник: Искровой разрядник между двумя электродами очень важен. Если зазор слишком мал, искра будет очень слабой. Если его слишком много, может просто не быть искры. Поэтому проверьте руководство пользователя или интернет, чтобы узнать, каким должен быть идеальный искровой разрядник. Используйте измеритель зазора типа монета/проволока-монета, чтобы проверить ширину зазора и внести соответствующие коррективы.Будьте очень осторожны при регулировке зазора бокового электрода, так как он может очень легко отломиться.
  4. Очистите область крепления: В качестве дополнительного совета очистите также область установки искры. Накопление продуктов сгорания в зазоре может привести к смещению свечи зажигания. Вытрите весь мусор и масло с этой области перед установкой свечи зажигания на место.

 

 

Свеча зажигания | Инжиниринг | Фэндом

Свеча зажигания (иногда в британском английском [1], свеча зажигания ) представляет собой электрическое устройство, которое вставляется в головку блока цилиндров некоторых двигателей внутреннего сгорания и воспламеняет сжатый аэрозольный бензин [3] в виде твердых частиц [2] посредством электрической искры.

Системное соединение[]

Изолированный центральный электрод свечи зажигания соединяется изолированным проводом с катушкой зажигания или цепью магнето, установленной снаружи двигателя. Корпус свечи зажигания образует заземленную клемму на основании свечи на головке цилиндра с искровым промежутком внутри цилиндра. Среди первых патентов на свечи зажигания были патенты Николы Теслы [4] (в патенте США 609 250 на систему опережения зажигания, 1898 г. ), Ричарда Симмса (GB 24859/1898, 1898 г.) и Роберта Боша (GB 26907/1898).Карлу Бенцу [5] также приписывают изобретение.

Камера сгорания внутри цилиндра[]

Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на двигатели с искровым зажиганием , для начала сгорания которых требуются свечи зажигания, и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели), которые сжимают топливно-воздушную смесь до самовоспламенения. В двигателях с воспламенением от сжатия могут использоваться свечи накаливания для улучшения характеристик холодного запуска.

Использование[]

Свечи зажигания обязательны для двигателей с искровым зажиганием .Его также можно использовать в других областях, например, в печах, где необходимо воспламенить горючую смесь. В этом случае их иногда называют воспламенителями .

Как это работает[]

Свеча зажигания подключена к тысячам вольт, вырабатываемым катушкой зажигания. По мере того, как электроны постепенно выталкиваются из катушки, возникает разница потенциалов между активным центральным электродом и заземленным боковым электродом или телом. Между ними не может течь ток, потому что топливно-воздушная смесь в зазоре является изолятором.При дальнейшем повышении напряжения структура газов между электродами начинает изменяться. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность [6] газов, газы становятся ионизированными [7]. Ионизированный газ становится проводником, а ионизированный газ может пропускать электроны.

По мере того, как поток электронов проходит через промежуток, он поднимает температуру искрового канала до 60 000 К. Сильный нагрев в искровом канале вызывает очень быстрое расширение ионизированного газа, подобное небольшому взрыву.Это «щелчок», который вы слышите, наблюдая за искрой, похожей на молнию [8] и гром [9].

Тепло и давление заставляют газы вступать в реакцию друг с другом, и в конце искрового разряда в искровом промежутке должен образоваться небольшой огненный шар, поскольку газы сгорают сами по себе. Размер этого огненного шара или ядра зависит от точного состава смеси между электродами и уровня турбулентности камеры сгорания во время искры. Небольшое ядро ​​заставит двигатель работать так, как если бы время зажигания было задержано, а большое ядро, как если бы время зажигания было увеличено для этого отдельного цикла.

Конструкция свечи зажигания[]

Свеча зажигания состоит из корпуса, изолятора и проводника. Он пробивает стенку камеры сгорания и, следовательно, должен также изолировать камеру сгорания от высоких давлений и температур, не ухудшаясь при длительном использовании.

Части вилки[]

Терминал[]

В верхней части свечи зажигания находится клемма для подключения к системе зажигания. Точная конструкция клеммы зависит от использования свечи зажигания.Большинство проводов свечей зажигания легковых автомобилей защелкиваются на контакте свечи, но некоторые провода имеют лепестковые разъемы, которые крепятся к свече под гайкой. Вилки, которые используются для этих приложений, часто имеют конец клеммы, выполняющий двойную функцию в качестве гайки на тонком резьбовом валу, поэтому их можно использовать для любого типа соединения.

Ребра[]

Физическая форма ребер улучшает изолятор и предотвращает утечку электроэнергии от клеммы к металлическому корпусу по боковой стороне изолятора.Нарушенный и более длинный путь заставляет электричество встречать большее сопротивление вдоль поверхности свечи зажигания.

Изолятор[]

Изолятор обычно изготавливается из оксида алюминия [10] и керамики [11], так как он рассчитан на 550 °C и 60 000 В. Он проходит от металлического корпуса до камеры сгорания. Точный состав и длина изолятора частично определяют диапазон нагрева вилки.

Уплотнения[]

Поскольку свеча зажигания при установке также герметизирует камеру сгорания двигателя, уплотнения обеспечивают отсутствие утечек из камеры сгорания.Уплотнения обычно изготавливаются из меди в виде шайбы, чтобы ее можно было сжать, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.

Металлический кейс[]

Металлический корпус свечи зажигания воспринимает момент затяжки свечи, служит для отвода тепла от изолятора и передачи его на головку блока цилиндров. Он также действует как заземление для искр, проходящих через центральный электрод к боковому электроду и к телу.

Наконечник изолятора[]

Наконечник изолятора, окружающего центральный электрод, находится внутри камеры сгорания и напрямую влияет на характеристики свечи зажигания, особенно на диапазон нагрева.

Боковой электрод или заземляющий электрод[]

Боковой электрод изготовлен из высоконикелевой стали и приварен к боковой части металлического корпуса. Боковой электрод также сильно нагревается, особенно на выступающих носовых заглушках. В некоторых конструкциях свечей зажигания используется несколько боковых электродов, которые не перекрывают центральный электрод.

Центральный электрод[]

Центральный электрод подключается к клемме через внутренний провод и обычно последовательное керамическое сопротивление для уменьшения излучения радиопомех от искрения.Наконечник может быть изготовлен из комбинации меди [12], никеля [13]-железа [14], хрома [15] или драгоценных металлов [16]. Центральный электрод обычно предназначен для выброса электронов (катод), потому что это самая горячая (обычно) часть свечи; легче испускать электроны с горячей поверхности из-за тех же физических законов, которые увеличивают испускание пара с горячих поверхностей. Кроме того, электроны испускаются там, где напряженность электрического поля наибольшая; это от того места, где радиус кривизны поверхности наименьший, i.е. с острой точки или края, а не с плоской поверхности. Было бы проще всего вытащить электроны из заостренного электрода, но заостренный электрод разрушится уже через несколько секунд. Вместо этого электроны испускаются с острых краев конца электрода; по мере того как эти края стираются, искра становится слабее и менее надежной. Когда-то было обычным делом снимать свечи зажигания, очищать отложения с концов либо вручную, либо с помощью специального пескоструйного оборудования и подпиливать конец электрода, чтобы восстановить острые края, но эта практика стала менее распространенной, поскольку свечи зажигания сейчас просто заменены, с гораздо более длительными интервалами. Разработка высокотемпературных электродов из драгоценных металлов (с использованием таких металлов, как иттрий [17], иридий [18], платина [19], вольфрам [20] или палладий [21], а также относительно прозаичных серебра [22] или золото [23]) позволяет использовать центральную проволоку меньшего размера, которая имеет более острые края, но не плавится и не подвергается коррозии. Меньший электрод также поглощает меньше тепла от искры и начальной энергии пламени. В какой-то момент Firestone продавала свечи с полонием [24] в наконечнике, исходя из сомнительной теории о том, что радиоактивность ионизирует воздух в зазоре, облегчая искрообразование.(См. внешнюю ссылку ниже)

Зазор свечи зажигания[]

Свечи зажигания, как правило, имеют искровой зазор, который может быть отрегулирован техником, устанавливающим свечу зажигания, с помощью простого механизма легкого изгиба заземляющего электрода, чтобы приблизить его к центральному электроду или отдалить от него. Довольно распространенное мнение о том, что заглушки должны иметь правильный зазор, когда они поставляются в коробке с завода, неверно, о чем свидетельствует тот факт, что одна и та же заглушка может быть указана для нескольких разных двигателей, требуя разных зазоров для каждого. Измеритель зазора свечи зажигания с круглыми проволоками точного диаметра используется для измерения зазора; использование щупа с плоскими лезвиями вместо круглых проводов, которые используются на точках распределителя или зазорах клапанов, даст ошибочные результаты из-за формы электродов свечи зажигания. Простейшие калибры представляют собой набор ключей различной толщины, которые соответствуют желаемым зазорам, и зазор регулируется до плотного прилегания ключа. С современной технологией двигателей, повсеместно включающей полупроводниковое зажигание и компьютеризированный впрыск топлива, используемые зазоры намного больше, чем в эпоху карбюраторов и распределителей точки прерывания, до такой степени, что датчики свечей зажигания той эпохи слишком малы для измерения зазоров. нынешних автомобилей.

Эта регулировка может быть довольно критической, и если она не отрегулирована, двигатель может работать плохо или вообще не работать. Узкий зазор может дать слишком маленькую и слабую искру для эффективного воспламенения топливно-воздушной смеси, в то время как слишком широкий зазор может быть слишком большим для того, чтобы искра вообще воспламенилась. В любом случае, искра, которая только периодически не воспламеняет топливно-воздушную смесь, может быть незаметна непосредственно, но будет проявляться как снижение мощности двигателя и топливной экономичности. По мере старения пробки и эрозии металла наконечника зазор будет увеличиваться; поэтому опытные механики часто устанавливают зазор на наборе новых свечей на уровне минимального рекомендуемого производителем двигателя зазора, а не в центре указанного допустимого диапазона, чтобы обеспечить более длительный срок службы между заменами свечей.С другой стороны, поскольку больший зазор дает более «горячую» или «жирную» искру и более надежное воспламенение топливно-воздушной смеси, а так как новая свеча с острыми краями на центральном электроде будет искрить надежнее, чем старая, эродированная свеча, опытные механики также понимают, что максимальный зазор, указанный производителем двигателя, является самым большим, который будет надежно искрить даже со старыми свечами, и на самом деле будет немного уже, чем необходимо для обеспечения искрообразования с новыми свечами; следовательно, можно установить свечи на чрезвычайно широкий зазор для более надежного зажигания в высокопроизводительных приложениях за счет необходимости замены и / или повторной замены свечей гораздо чаще, как только наконечник начинает разрушаться.

Варианты базовой конструкции[]

На протяжении многих лет вариации базовой конструкции свечи зажигания пытались обеспечить либо лучшее зажигание, либо более длительный срок службы, либо и то, и другое. Такие варианты включают использование двух, трех или четырех равноотстоящих заземляющих электродов, окружающих центральный электрод. Другие варианты включают использование утопленного центрального электрода, окруженного резьбой свечи зажигания, которая фактически становится заземляющим электродом. Также используется V-образный вырез на конце заземлителя.

Уплотнение к головке блока цилиндров[]

Большинство свечей зажигания прилегают к головке блока цилиндров с помощью полой металлической шайбы, которая слегка вдавливается между плоской поверхностью головки и свечи сразу над резьбой. Если крутящий момент, используемый для установки заглушек, не является чрезмерным, шайбу можно использовать повторно при снятии и повторной установке заглушки, хотя это, строго говоря, не рекомендуется, и доступны сменные шайбы.

Двигатели Ford, однако, когда-то отличались коническим отверстием и соответствующим конусом в нижней части заглушки над резьбой для герметизации заглушки.Крутящий момент для установки и снятия этих заглушек был выше, и их было легче сломать, если ключ прикладывался частично вне оси.

Совсем недавно некоторые модели Ford Fiesta и Ka также имели аналогичную систему уплотнений. Крутящий момент, необходимый для установки этих заглушек, меньше, чем для заглушек вышеуказанного типа, и крайне важно, чтобы они не были затянуты слишком сильно, поскольку чрезмерное затягивание может привести к тому, что их будет трудно или невозможно снять. Кроме того, известно, что они разъедают головку блока цилиндров, особенно если их не снимать слишком долго.В такой ситуации не исключено, что заглушка защелкнется под шестигранной гайкой, оставив только резьбовую часть (и внешний электрод) в головке блока цилиндров. Форд иногда выпускал Бюллетень технического обслуживания, напоминающий техническим специалистам об использовании правильных методов установки.

Выступ наконечника[]

Свечи зажигания трех размеров

.

Крайняя левая заглушка и центральная заглушка идентичны по резьбе и электродам и могут использоваться взаимозаменяемо; однако центральная заглушка представляет собой компактный вариант с меньшими шестигранными и фарфоровыми частями за пределами головки, который можно использовать в условиях ограниченного пространства.Крайний правый плунжер имеет более длинную резьбовую часть для использования с более толстой головкой]] Длина резьбовой части плунжера должна точно соответствовать толщине головки. Если свеча выходит слишком далеко в камеру сгорания, поршень может ударить ее, что приведет к повреждению двигателя внутри. Менее драматично, если резьба свечи заходит в камеру сгорания, острые края резьбы действуют как точечные источники тепла, которые могут вызвать преждевременное зажигание; кроме того, отложения, образующиеся между оголенными резьбами, могут затруднить снятие заглушек и даже повредить резьбу на алюминиевых головках в процессе снятия. Однако выступ наконечника в патронник также влияет на характеристики пробки; Чем центральнее расположен искровой промежуток, тем лучше будет воспламенение воздушно-топливной смеси, хотя эксперты считают, что на самом деле этот процесс намного сложнее и зависит от формы камеры сгорания. С другой стороны, если двигатель «сжигает масло», избыточное масло, просачивающееся в камеру сгорания, имеет тенденцию загрязнять кончик свечи и препятствовать искре; в таких случаях свеча с меньшим выступом, чем обычно требует двигатель, часто собирает меньше загрязнений и работает лучше в течение более длительного периода.Фактически, продаются специальные «противообрастающие» адаптеры, которые устанавливаются между заглушкой и головкой, чтобы уменьшить выступ заглушки именно по этой причине на старых двигателях с серьезными проблемами сжигания масла; это приведет к тому, что воспламенение топливно-воздушной смеси будет менее эффективным, но в таких случаях это имеет меньшее значение.

Тепловой диапазон[]

Рабочая температура свечи зажигания — это фактическая физическая температура на кончике свечи зажигания при работающем двигателе. Это определяется рядом факторов, но прежде всего фактической температурой внутри камеры сгорания.Прямой зависимости между фактической рабочей температурой свечи зажигания и напряжением искры нет. Однако уровень крутящего момента, создаваемого двигателем в настоящее время, будет сильно влиять на рабочую температуру свечи зажигания, поскольку максимальные температура и давление возникают, когда двигатель работает вблизи пикового выходного крутящего момента (крутящий момент и число оборотов в минуту напрямую определяют выходную мощность). Температура изолятора зависит от тепловых условий, которым он подвергается в камере сгорания, но не наоборот.Если кончик свечи зажигания слишком горячий, это может привести к преждевременному зажиганию, ведущему к детонации/детонации и повреждению. Если слишком холодно, на изоляторе могут образоваться электропроводящие отложения. вызывая потерю энергии искры или фактическое короткое замыкание тока искры.

Свеча зажигания считается «горячей», если она является лучшим теплоизолятором, сохраняя больше тепла на кончике свечи зажигания. Свеча зажигания называется «холодной», если она может отводить больше тепла от наконечника свечи зажигания и снижать температуру наконечника.Является ли свеча зажигания «горячей» или «холодной», это известно как диапазон нагрева свечи зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания обычно указывается в виде числа, при этом некоторые производители используют возрастающие числа для более горячих свечей, а другие — наоборот, используя убывающие числа для более горячих свечей.

На тепловой диапазон свечи зажигания (т. е. с научной точки зрения на ее характеристики теплопроводности [25]) влияет конструкция свечи зажигания: типы используемых материалов, длина изолятора и открытая площадь поверхности свечи внутри камеры сгорания.Для нормального использования выбор теплового диапазона свечи зажигания представляет собой баланс между поддержанием наконечника достаточно горячим на холостом ходу, чтобы предотвратить загрязнение, и достаточно холодным при максимальной мощности, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, ведущее к детонации двигателя. Изучая «более горячие» и «более холодные» свечи зажигания одного и того же производителя рядом, можно очень четко увидеть задействованный принцип; более холодные свечи имеют более прочные керамические изоляторы, заполняющие зазор между центральным электродом и оболочкой, эффективно отводя тепло, в то время как более горячие свечи имеют меньше керамического материала, так что наконечник более изолирован от корпуса свечи и сохраняет тепло лучше.

Тепло из камеры сгорания уходит через выхлопные газы, боковые стенки цилиндра и саму свечу зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания оказывает незначительное влияние на температуру камеры сгорания и общую температуру двигателя. Холодная свеча не будет существенно охлаждать рабочую температуру двигателя. (Однако слишком горячая свеча может косвенно привести к неуправляемому предварительному зажиганию, что может повысить температуру двигателя.) Скорее, основной эффект «горячей» или «холодной» свечи заключается в воздействии на температуру наконечник свечи зажигания.

До современной эры компьютеризированного впрыска топлива было обычным делом указывать по крайней мере пару различных температурных диапазонов для свечей автомобильного двигателя; более горячая свеча для автомобилей, которые в основном мягко ездили по городу, и более холодная свеча для длительного использования на высокоскоростных шоссе. Однако эта практика в значительной степени устарела теперь, когда топливно-воздушные смеси автомобилей и температура цилиндров поддерживаются в узком диапазоне с целью ограничения выбросов. Тем не менее, гоночные двигатели по-прежнему выигрывают от выбора правильного диапазона нагрева свечи зажигания.Очень старые гоночные двигатели иногда имеют два комплекта свечей зажигания, один только для запуска, а другой устанавливается после прогрева двигателя для фактического вождения автомобиля.

Считывание свечей зажигания[]

На запальный конец свечи зажигания влияет внутренняя среда камеры сгорания. Поскольку свечу зажигания можно снять для осмотра, можно изучить влияние сгорания на свечу. Осмотр или «чтение» характерных маркировок на зажигающем конце свечи зажигания может указать на условия в работающем двигателе.На наконечнике свечи зажигания будут метки, свидетельствующие о том, что происходит внутри двигателя. Обычно нет другого способа узнать, что происходит внутри двигателя, работающего на пиковой мощности. Производители двигателей и свечей зажигания будут публиковать информацию о характеристических маркировках в таблицах показаний свечей зажигания (например, общая таблица показаний свечей зажигания).

Светло-коричневое окрашивание кончика блока указывает на правильную работу; другие условия могут указывать на неисправность. Например, кончик свечи зажигания с пескоструйной обработкой означает постоянную легкую детонацию, часто неслышимую.Повреждение кончика свечи зажигания также происходит внутри цилиндра. Сильная детонация может привести к полному разрушению изолятора свечи зажигания и внутренних деталей двигателя, прежде чем это проявится в виде эрозии пескоструйной обработкой, но ее легко услышать. В качестве другого примера, если свеча слишком холодная, на ее кончике появятся отложения. И наоборот, если вилка слишком горячая, фарфор будет выглядеть пористым, почти как сахар. Материал, которым центральный электрод прилегает к изолятору, выкипает.Иногда конец пробки будет казаться застекленным, так как отложения расплавились.

Двигатель, работающий на холостом ходу, по-разному влияет на свечи зажигания, чем двигатель, работающий на полном газу. Показания свечей зажигания действительны только для самых последних условий эксплуатации двигателя, и работа двигателя в других условиях может стереть или скрыть характерные метки, ранее оставленные на свечах зажигания. Таким образом, наиболее ценная информация собирается при запуске двигателя на высоких оборотах и ​​полной нагрузке, немедленном выключении зажигания и остановке без работы на холостом ходу или на малых оборотах, а также при снятии свечей зажигания для считывания.

Приборы для чтения показаний свечей зажигания, представляющие собой комбинацию фонарика и лупы, предназначены для улучшения показаний свечей зажигания.

Два смотровых устройства для свечей зажигания

И снова практика чтения показаний свечей зажигания в значительной степени устарела сейчас, когда топливно-воздушные смеси и температура цилиндров автомобилей поддерживаются в узком диапазоне, но все еще ценны для гонок.

Индексные свечи зажигания[]

Предметом некоторых споров является «индексация» заглушек при установке, обычно только для высокопроизводительных или гоночных приложений; это предполагает их установку таким образом, чтобы открытая область искрового промежутка, не закрытая боковым электродом, была обращена к центру камеры сгорания, к впускному клапану, а не к стене.Многие специалисты считают, что это максимально увеличит воздействие искры на топливно-воздушную смесь и, следовательно, приведет к лучшему воспламенению; другие, однако, считают, что это полезно только для того, чтобы боковой электрод не мешал поршню в двигателях со сверхвысокой степенью сжатия, если зазор недостаточен. В любом случае это достигается путем маркировки зазора на внешней стороне вилки, ее установки и указания направления, в котором обращена метка; затем заглушка удаляется и добавляются дополнительные шайбы, чтобы изменить ориентацию затянутой заглушки. Это необходимо делать индивидуально для каждой заглушки, так как ориентация зазора по отношению к резьбе оболочка случайна [26].

См. также[]

Внешние ссылки[]

*[[http://www.gsparkplug.com/extras/fault_diagnosis/ Диагностика неисправностей свечей зажигания]]

Свеча зажигания: определение, функции, детали, виды, работа, вып.

Изначально, при совершенной конструкции бензиновых двигателей внутреннего сгорания, если исключить свечу зажигания , то процесс сгорания работать не будет.Устройство подает электрический ток от системы зажигания в камеру сгорания двигателей с искровым зажиганием. Сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется вместе с компонентом.

Как мы узнали секрет механического движения большинства автомобилей в полученном от круга сгорания. Чтобы произошел небольшой взрыв, в комплект входит свеча зажигания версии SI.

Компонент настолько мал, что люди не замечают его функции в двигателе автомобиля. он содержит металлическую оболочку с резьбой, электрически изолированную от центрального электрода фарфоровым изолятором.Центральный электрод, который может содержать резистор, присоединен сильно изолированным проводом к выводу катушки зажигания или магнето.

Металлическая оболочка вкручивается в головку блока цилиндров двигателя, вызывая воспламенение. Сегодня мы рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, плохие симптомы, а также преимущества и недостатки свечей зажигания.

Читайте: Основные части поршней и их функции

Определение свечи зажигания

Свеча зажигания представляет собой электрическое устройство, которое используется в двигателях внутреннего сгорания для воспламенения сжатого аэрозольного бензина с помощью электрической искры.Электрический компонент широко используется для выполнения механических работ.

Проще говоря, свечи зажигания превращают источник энергии (бензин) в движение. Например, у нас есть бензин, который легко воспламеняется, а также воздух, который может вызвать взрыв при смешивании. Вилка подобна поджиганию сжатого газа.

Свечи зажигания бывают либо обычные (запасные), либо рабочие. Свечи зажигания Performance более прочные, способны выдерживать большие перепады температур и механические нагрузки.Однако обычные типы не могут. Что ж, мы рассмотрим их ниже в этой статье.

Функции свечей зажигания

Свеча зажигания выполняет две основные функции в двигателях внутреннего сгорания, в том числе:

  • Воспламенение топливно-воздушной смеси: поскольку электрическая энергия передается через компонент, происходит воспламенение бензино-воздушной смеси в камере сгорания.
  • Отвод тепла: свечи зажигания не могут выделять тепло, но их можно использовать только для отвода тепла.Температура конца свечи зажигания должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, но должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить загрязнение. Свечи зажигания могут служить теплообменником, удаляя нежелательную тепловую энергию из камеры сгорания. Затем тепло передается системе охлаждения двигателя.

Еще одной обнаруженной функцией свечей зажигания является прямое зажигание Saab. Когда они не работают, прибор используется для измерения ионизации в цилиндрах. Это измерение ионного тока используется для замены обычного датчика фазы распредвала, датчика детонации и функции измерения пропусков зажигания.

Еще одним важным назначением свечей зажигания являются печи, в которых должна воспламеняться горючая топливно-воздушная смесь. В этом состоянии они называются воспламенителями пламени.

Основные части свечи зажигания

Ниже приведены различные части свечи зажигания и их функции:

Изолятор:

Эта деталь изолирует клемму, центральный вал и центральный электрод от корпуса. это помогает предотвратить утечку высокого напряжения с электродов. Поскольку нижняя часть изоляции вставляется в камеру сгорания, необходимо использовать глинозем высокой чистоты с отличными термостойкими характеристиками, механической прочностью, отличной изоляцией и теплопроводностью при высоких температурах.

Терминал:

Клемма присоединена к проводу высокого напряжения, который позволяет току высокого напряжения проходить через систему зажигания. Он содержал клеммную гайку, которая поддерживает практически любой доступный шнур высокого напряжения. Для некоторых автомобилей, которым не требуется гайка клеммы, клемму можно снять.

Кольцо парковочной шайбы:

Этот компонент свечи зажигания помогает изолятору и корпусу плотно прилегать друг к другу и сохранять герметичность

Прокладка:

Благодаря прокладке корпус и двигатель идеально подходят друг к другу, а также обеспечивают герметичность камеры сгорания. Тем не менее, существует процедура затягивания и должна быть обеспечена подходящая фиксирующая кромка.

Центральный вал (стержень):

Центральный стержень соединяет клемму и центральный электрод.Деталь изготовлена ​​из стали и содержит роль, которая позволяет току высокого напряжения течь от клеммы к центральному электроду без потерь.

Стеклянное уплотнение:

Стеклянное уплотнение расположено между центральным валом и изолятором для обеспечения герметичности. Изготавливается из специальной смеси стеклянного порошка и медного порошка. Их загружают в секцию установки вала и центрального вала и центрального электрода, а затем расплавляют при высокой температуре. Это связывает центральный вал и центральный электрод и сплавляет изолятор и металл.Их уплотнение хорошее, а коэффициент теплового расширения идеальный. Благодаря этому даже в суровых условиях не образуются зазоры и обеспечивается хорошая герметичность.

Читайте: Применение, плюсы и минусы двухтактных двигателей

Электрод с медью:

В центральном электроде используется специальный никелевый сплав для уменьшения износа электрода, а медь уплотнена в центральной части для повышения его теплопроводности.

Корпус:

Корпус образует внешнюю оболочку, которая окружает изолятор и поддерживает его.Это также позволяет установить свечу зажигания на двигатель. в нижней части находится заземляющий электрод, который заставляет ток течь через сам двигатель к центральному электроду через зазор.

Центральный электрод:

Центральный электрод приваривается лазером к наконечнику из иридиевого сплава, обычно диаметром 0,4 мм для изготовления центрального электрода. Иридий — это драгоценный металл с чрезвычайно высокими свойствами для электрода свечи зажигания. Эти свойства включают стойкость к высоким температурам, высокую прочность и низкое сопротивление и т. д.Назначение центрального электрода — снизить напряжение искры, обеспечить надежную искру, улучшить характеристики воспламенения и уменьшить эффект гашения.

Заземляющий электрод с U-образным пазом:

Этот компонент служит очень важной цели, поскольку он позволяет получить большую энергию воспламенения, легко расширить ядро ​​пламени (размер пламени). Поверхность, с которой контактирует топливно-воздушная смесь, велика и имеет много краевых сечений, поэтому легко возникают искры. Наконец,

Конический заземляющий электрод:

В этой части кончик электрода обрезан до тонкой конусной формы.Цель состоит в том, чтобы уменьшить эффект гашения, что улучшает характеристики воспламенения.

Прочтите Вещи, которые вы должны знать об масляном радиаторе двигателя

Ниже приведена полная схема свечи зажигания:

Типы свечей зажигания

Ниже представлены различные типы свечей зажигания:

Медные свечи зажигания:

В этих типах свечей зажигания центральный электрод представляет собой медный сердечник, покрытый никелевым сплавом.Для образования искр требуется большее напряжение, потому что центральный электрод имеет самый большой диаметр по сравнению с другими электродами. Поскольку никелевые сплавы являются мягким материалом и не очень долговечны, медные свечи зажигания необходимо заменять чаще, чем свечи других типов. Некоторые автомобили предназначены для использования штепсельной вилки, несмотря на их более короткий срок службы. Хотя некоторые производители считают, что установка дорогих свечей зажигания может быть пустой тратой денег.

Иридиевые свечи зажигания:

Иридиевые свечи зажигания служат дольше, так как иридий является более твердым и долговечным материалом, чем платина.Центральный электрод имеет небольшой размер, поэтому для образования искры требуется меньшее напряжение. Отсюда и высокая стоимость по сравнению с первым типом. В настоящее время большинство автомобилей оснащены иридиевыми свечами зажигания, поскольку они сводят к минимуму количество поломок автомобиля.

Одинарные платиновые свечи зажигания:

Эти типы свечей зажигания аналогичны медно-никелевым версиям, за исключением того, что их центральный электрод содержит платиновый диск. этот диск приварен к наконечнику, а не из никелевого сплава.Одинарные платиновые свечи дороги, но служат дольше, чем никелевые сплавы, прежде чем они изнашиваются. Он генерирует больше тепла, что снижает накопление углерода. Свеча рекомендуется для новых автомобилей с системой зажигания «катушка на свече».

Двойные платиновые свечи зажигания:

В этих типах есть платиновое покрытие как на центральном, так и на боковом электродах, что делает их более эффективными и долговечными. Это отличный выбор для системы зажигания с переработанной искрой, которая вызывает больший износ обоих электродов.

В системе зажигания с переработанной искрой каждая катушка зажигания одновременно зажигает две свечи зажигания. Один в цилиндре такта компрессора, а другой в цилиндре такта выпуска. Наконец, искра теряется, потому что топливно-воздушная смесь уже сгорела в предыдущем такте. на эту систему зажигания не сильно влияет дождь или мусор.

Серебряные свечи зажигания:

Поскольку материал серебряной свечи зажигания менее прочен, она не прослужит так долго, как иридиевая или платиновая свеча зажигания. Но у него лучшая теплопроводность, его часто используют в старых европейских автомобилях и мотоциклах.

Читать Все, что вам нужно знать об автомобильном масляном фильтре

Принцип работы свечи зажигания

Работа свечи зажигания может быть довольно сложной на некоторых этапах, но ее изучение может быть очень интересным. Как упоминалось ранее, его целью является воспламенение смеси сжатого воздуха и топлива в бензиновых двигателях.

Устройство содержит изолированный центральный электрод, проходящий по всей его длине, и один или несколько заземляющих электродов на нижнем конце.Эта часть отделена от открытого конца центрального электрода, который называется «искровым разрядником». Всякий раз, когда напряжение подается от катушки зажигания к свече зажигания, оно достаточно высокое, что приводит к тому, что электрическая энергия перескакивает через зазор и производит искру.

Электроды традиционно изготавливались из меди, но они были улучшены за счет использования таких металлов, как иридий и платина. Современные свечи зажигания имеют центральные электроды меньшего размера, поэтому для образования искры требуется меньшее напряжение.Это связано с тем, что меньшее напряжение сделает более эффективной систему зажигания.

Вилка установлена ​​на высокое напряжение, создаваемое зажиганием или магнето. Разность потенциалов возникает между центральным электродом и боковым электродом, когда электроны вытекают из катушки. На этом этапе ток протекать не может, потому что воздух и топливо в промежутке являются изолятором, но с ростом напряжения структура газа между электродами начинает меняться. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, они становятся ионизированными.

Этот ионизированный газ становится проводником и позволяет электронам течь через зазор. Свечам зажигания обычно требуется напряжение более 2000 вольт для правильного зажигания. По мере увеличения тока электронов через промежуток температура искрового канала достигает 60 000 К. Благодаря этому огромному теплу в искровом канале ионизированный газ быстро расширяется, вызывая небольшой взрыв в камере.

Горячая и холодная заглушки

Тепловой диапазон свечей зажигания – это температура наконечника в искровом промежутке.Компонент считается горячим или холодным в зависимости от температуры. Горячие свечи зажигания являются хорошими изоляторами, потому что больше тепла накапливается в наконечнике и, следовательно, в камере сгорания. Он имеет тенденцию длиться дольше, чем холодный тип, потому что температура достаточно высока, чтобы сжечь нагар. Вот почему горячие свечи хорошо работают на стандартных автомобилях.

Холодные свечи зажигания имеют гораздо меньшую изоляцию, поэтому больше тепла отводится от наконечника в сторону от камеры. Благодаря этому камера сгорания охлаждается.Однако слишком горячие камеры цилиндров для идеальной работы могут привести к преждевременному зажиганию или детонации (неравномерному сгоранию топлива), что может привести к необратимому повреждению двигателя. Холодные свечи идеально подходят для высокопроизводительных автомобилей с высокотемпературными двигателями, двигателями с высокой мощностью, высокими оборотами, длительным ускорением или вождением на высокой скорости или принудительной индукцией.

посмотрите видео, чтобы лучше понять, как работают свечи зажигания:

Читайте: Понимание автомобильного двигателя

Признаки плохой или неисправной свечи зажигания

Ниже приведены признаки неисправной или неисправной свечи зажигания и способы их предотвращения:

Медленное ускорение:

Когда свечи зажигания начинают выходить из строя, вы начинаете замечать плохой разгон вашего автомобиля.Хотя в современных автомобилях датчик больше всего говорит о состоянии системы зажигания двигателя. Проблема может быть легко замечена. Иногда проблема может быть в неисправном датчике, но в большинстве случаев это изношенная заглушка. Медленное ускорение может быть вызвано несколькими факторами в двигателе, такими как плохие топливные фильтры, грязная или забитая топливная форсунка или неисправный кислородный датчик. Поэтому эксперту необходимо изучить ситуацию, как только она началась.

Плохая экономия топлива:

Неисправная свеча зажигания может привести к увеличению расходов на топливо.Хорошая свеча зажигания помогает эффективно сжигать топливо в цикле сгорания, что помогает добиться большей экономии топлива, чем средняя. Проблема возникает на свече зажигания либо из-за слишком малого зазора между электродами, либо из-за большого зазора между ними. В большинстве случаев механики регулируют зазор, когда вы жалуетесь на аналогичную проблему. Что ж, лучше заменить вилку, чтобы избежать такого в будущем.

Трудный запуск:

Эта проблема является распространенной, так как вы можете обнаружить, что водитель-любитель теряет свечу зажигания, когда у него возникают проблемы с запуском автомобиля. В большинстве случаев устройство выглядит изношенным. Но, разные симптомы могут повлиять на систему зажигания двигателя, нужно привлекать специалиста.

Пропуски зажигания двигателя:

Пропуски зажигания в двигателях — это проблема системы зажигания, часто в современных автомобилях это ошибка датчика. Но это также вызвано проводом свечи зажигания или повреждением наконечника свечи зажигания, соединяющего провод. При пропуске зажигания в двигателе водитель будет испытывать периодические спотыкания или треск в двигателе.если не принять меры предосторожности и пропуски зажигания продолжаются, выбросы выхлопных газов увеличатся, экономия топлива упадет, а мощность двигателя уменьшится. Итак, другая проблема связана с пропусками зажигания, подумайте о том, чтобы обратиться к механику сразу же, как вы заметите пропуски зажигания в двигателе.

Читайте: Понимание автомобильного клапана

В заключение отметим, что свеча зажигания — отличный компонент, который, как мы видели, эффективно работает на бензиновых двигателях. Мы также рассмотрели две функции, которые он предлагает, включая зажигание и отвод тепла из камеры.Были выявлены различные детали и функции свечей зажигания, а также типы и плохие симптомы.

Надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Свеча зажигания – обзор

10.4.1 Глинозем

10.4.1.1 Общие свойства и применение оксида алюминия

Глинозем является наиболее широко используемым из примерно двадцати оксидных керамических материалов и часто считается историческим предшественником современной инженерной керамики. .Фактическое содержание оксида алюминия, обозначенное как Al 2 O 3 , колеблется от 85% до 99,9%, в зависимости от требований применения.

Крупнозернистые огнеупоры на основе оксида алюминия используются в относительно массивных формах, таких как плиты, профили и кирпичи, для строительства печей. Глинозем имеет высокую температуру плавления (2050°C), а его термостойкость или огнеупорность уже давно ценится конструкторами печей. Действительно, наблюдается тенденция к замене алюмосиликатных огнеупоров (на основе глин) более дорогими высокоглиноземистыми материалами и глиноземом высокой чистоты.Силы межатомной связи, частично ионные и частично ковалентные, чрезвычайно сильны, а кристаллическая структура оксида алюминия физически стабильна до температур 1500–1700°С. Он используется для защитных оболочек термопар, измеряющих температуру, которые должны выдерживать воздействие горячих и агрессивных сред, а также для фильтров, удаляющих посторонние частицы и окалину из быстро движущихся потоков расплавленного алюминия перед заливкой. Крупные огнеупорные блоки, отлитые из плавленого глинозема, используются для футеровки печей для плавки стекла.Однако, хотя оксид алюминия является жаростойким материалом с полезной химической стабильностью, он более чувствителен к тепловому удару, чем карбид кремния и нитрид кремния. Дополнительным фактором является относительно высокий коэффициент линейного теплового расширения (α). Соответствующие значения α / × 10 -6 K -1 для карбида кремния, нитрида кремния и оксида алюминия составляют 8, 4,5 и 3,5.

Когда глиноземная керамика предназначена для использования в качестве технических компонентов при более низких температурах, она обычно имеет мелкий размер зерна (0.5–20 µ м) и практически нулевой пористостью. Разработка глинозема для удовлетворения все более строгих требований велась непрерывно в течение многих лет и была сосредоточена в основном на контроле химического состава и структуры зерна. Химическая инертность оксида алюминия и его биосовместимость с тканями человека привели к его использованию для протезов бедра. Часто цитируемым примером возможностей оксида алюминия является изоляционный корпус свечи зажигания для бензиновых двигателей (рис. 10.1).Его дизайн и методы изготовления неуклонно развивались с начала 1900-х годов. В современных двигателях безаварийное функционирование свечи зависит в первую очередь от изолирующих свойств ее изостатически спрессованного корпуса из оксида алюминия. Ожидается, что каждая вилка будет выдерживать температуру до 1000°C, внезапные механические нагрузки, агрессивные выхлопные газы и разность потенциалов около 30 кВ, при этом «срабатывая» точно 50–100 раз в секунду в течение длительных периодов времени. Вилки имеют гладкую глазурованную (стеклянную) поверхность, так что любая электропроводящая пленка загрязнения может быть легко удалена.

Рисунок 10.1. Свеча зажигания для бензинового двигателя

(с благодарностью отделу свечей зажигания Champion компании Cooper CB Ltd).

Исключительные изоляционные свойства и ассортимент глиноземной керамики уже давно признаны в электротехнической и электронной промышленности (например, подложки для схем, герметичная упаковка для полупроводниковых микросхем). В отличие от металлов, в структуре нет «свободных» электронов, необходимых для формирования электрического тока. Диэлектрическая прочность, которая является мерой способности материала выдерживать градиент электрического потенциала без пробоя или разряда, очень высока.Даже при температурах, приближающихся к 1000°C, когда атомы имеют тенденцию становиться подвижными и переносить некоторый электрический заряд, удельное сопротивление все еще остается значительно высоким. Электрические свойства обычно улучшаются при повышении чистоты оксида алюминия.

Многие промышленные компоненты машиностроения используют превосходную прочность на сжатие, твердость и износостойкость глинозема (например, вращающиеся уплотнения в стиральных машинах и водяных насосах для автомобильных двигателей, станочные приспособления и режущие инструменты, проникающие в почву сошники на сельскохозяйственном оборудовании , подшипники валов в часах и магнитофонных машинах, направляющие для быстро движущихся волокон и нитей, шлифовальные абразивы).(Наждак, хорошо известный абразив, представляет собой нечистую безводную форму оксида алюминия, содержащую до 20% SiO 2 + Fe 2 O 3 ; предварительная обработка часто не требуется. ) Атомы, входящие в состав оксида алюминия, алюминия и кислород имеют относительно малую массу и, соответственно, низкую плотность (3800 кг м -3 ) часто являются предпочтительными. Однако, как и большинство керамик, глинозем хрупкий и не должен подвергаться в процессе эксплуатации ни ударным ударам, ни чрезмерным растягивающим напряжениям.

Компоненты из глинозема часто довольно малы, но их функционирование может существенно повлиять на производительность и общую эффективность гораздо более крупной инженерной системы. Изоляторы свечей зажигания 1 и уплотнительные кольца водяных насосов в двигателях внутреннего сгорания являются яркими примерами этого принципа в действии.

10.4.1.2 Приготовление и формование порошков глинозема

Изучение общей формы производственного маршрута глиноземной керамики от руды до готовой формы дает представление о некоторых важных факторах и принципах работы, которыми руководствуется технолог по керамике, и указание специализированных методов формования, которые доступны для керамики. Как упоминалось ранее, каждый этап производственной последовательности вносит свой индивидуальный и жизненно важный вклад в конечное качество продукта и должен тщательно контролироваться.

Основным сырьем для производства глинозема является боксит Al 2 O(OH) 4 , широко распространенная гидратированная порода, встречающаяся в виде крупных месторождений в различных частях мира. 2 В процессе Байера подготовленная бокситовая руда вываривается под давлением в горячем водном растворе гидроксида натрия, а затем «затравливается» для осаждения кристаллов Al(OH) 3 , обычно называемых минеральным термином «гиббсит». ‘.(Условия времени, температуры, перемешивания и т. д. на этой стадии сильно влияют на качество байеровского продукта.) Гиббсит химически разлагается при нагревании (кальцинировании) при температуре 1200°С. Обжиг Байера, который состоит из α-оксида алюминия (>99% Al 2 O 3 ), классифицируется в зависимости от природы и количества примесей. Оксид натрия, Na 2 O, колеблется до 0,6% и имеет особое значение, поскольку влияет на характеристики спекания и электрическое сопротивление.Обжиг состоит из агломератов кристаллитов α-оксида алюминия, средний размер которых может варьироваться от 0,5 до 100 мкм мкм путем тщательного подбора условий прокаливания.

Обжиг Bayer обычно используется производителями для производства высокочистых компонентов глинозема, а также многочисленных разновидностей менее качественных компонентов, содержащих 85–95% Al 2 O 3 . Для последней группы состав кальцината обесценивается добавлением оксидов, таких как SiO 2 , CaO и MgO, которые действуют как флюсы, образуя жидкую стеклообразную фазу между зернами α-оксида алюминия во время спекания.

Выбранный сорт глинозема вместе с любыми необходимыми добавками измельчается в шаровых мельницах мокрого типа до определенного диапазона размеров. Воду удаляют распылением водной суспензии в поток горячего газа (распылительная сушка) и отделением глинозема в циклонной установке. Сыпучему порошку можно придать форму различными способами (например, сухим, изостатическим или горячим прессованием, шликерным или ленточным литьем, валковым формованием, экструзией, литьем под давлением). Часто возможны чрезвычайно высокие темпы производства; например, машина, использующая давление воздуха для изостатического сжатия сухого порошка в гибких резиновых формах («мешках»), может производить 300–400 корпусов свечей зажигания в час.В некоторых процессах в порошок добавляют связующие вещества; например, термопласт можно смешать в горячем состоянии с порошком оксида алюминия для облегчения литья под давлением, а затем обжечь. При литье на ленту, при котором производятся тонкие подложки для микроэлектронных схем, порошок оксида алюминия суспендируется в органической жидкости.

10.4.1.3 Уплотнение путем спекания

Хрупкие и пористые «сырые» формы окончательно обжигаются в печах (непрерывного или периодического действия). Обжиг — это дорогостоящий процесс, и там, где это возможно, наблюдается естественная тенденция к сокращению продолжительности временного цикла для небольших компонентов. Было обнаружено, что более высокие скорости охлаждения после «выдержки» при максимальной температуре дают более мелкую и желательную структуру зерна.

Было упомянуто, что флюсовые оксиды добавляют к оксидам алюминия более низкого качества для образования межкристаллитной фазы (фаз). Хотя этот жидкий межзерновой материал способствует уплотнению во время обжига, его присутствие в конечном изделии может отрицательно сказаться на прочности и стойкости к химическому воздействию. Как следствие, порошки с высоким содержанием оксида алюминия выбирают для требовательных применений.В целом увеличение содержания глинозема с 88% до 99,8% требует соответствующего повышения температуры обжига с 1450°С до 1750°С. Более «жесткий» обжиг требует больших затрат энергии и привел к получению реактивного оксида алюминия с чрезвычайно малым размером частиц (1 мкм мкм) и большой удельной поверхностью. С этим оксидом алюминия стали возможны более «мягкие» температуры обжига, и возникла необходимость разбавления оксида алюминия относительно большим количеством добавок.

Усадка является наиболее очевидным физическим изменением, происходящим при обжиге «зеленой» керамической прессовки.Линейная усадка глинозема составляет около 20%, а размеры могут варьироваться до ±1%. Алмазная обработка используется, когда требуется большая точность, но требует осторожности, поскольку она может повредить поверхность и привести к ослаблению дефектов.

Свеча зажигания | Mein Autolexikon

Если рассматривать базовую конструкцию свечи зажигания, то за последние 50 лет в ней не произошло серьезных изменений. Как всегда, свеча зажигания состоит из металлического сердечника, заключенного в керамический изолятор…

Функция

Свеча зажигания играет важную роль в бензиновых двигателях.Он отвечает за воспламенение топливно-воздушной смеси. Качество этого зажигания влияет на несколько факторов, которые имеют большое значение как для вождения, так и для окружающей среды. К ним относятся плавность хода, производительность и эффективность двигателя, а также выбросы загрязняющих веществ.

Если учесть, что свеча зажигания должна воспламеняться от 500 до 3500 раз в минуту, становится ясно, насколько велик вклад современной технологии свечей зажигания в соблюдение действующих норм выбросов и снижение расхода топлива.

Воспламенение (зажигание)

Если рассматривать базовую конструкцию свечи зажигания, то за последние 50 лет в ней не произошло серьезных изменений. Как всегда, свеча зажигания состоит из металлического сердечника, помещенного в керамический изолятор. Он, в свою очередь, окружен металлическим кожухом с резьбой, которая ввинчивается в головку блока цилиндров, и обычно имеет шестигранную секцию наверху, в которой размещается гнездо свечи зажигания и позволяет устанавливать или снимать свечи зажигания с помощью искры. штекерный ключ.

 

Основное назначение конструкции заключается в обеспечении замыкания электрической цепи при высоком напряжении на свече зажигания искрой, перескакивающей со среднего электрода на заземлитель.

Соединение

Соединение выполнено в виде соединения SAE или резьбы 4 мм. Кабель зажигания или стержневая катушка подключается к разъему. В обоих случаях связанное здесь высокое напряжение должно передаваться на другой конец свечи зажигания.

Керамический изолятор выполняет две задачи. Его основное назначение — изоляция, благодаря чему он предотвращает прорыв высокого напряжения на массу автомобиля (= минус) и отводит теплоту сгорания к головке блока цилиндров. Волнообразные барьеры тока утечки на внешней стороне изолятора предотвращают утечку напряжения на массу автомобиля. При этом они удлиняют путь, который нужно пройти, и увеличивают электрическое сопротивление, тем самым обеспечивая, чтобы энергия шла по пути наименьшего сопротивления — пути через средний электрод.Чтобы обеспечить электромагнитную совместимость (ЭМС) и, следовательно, безотказную работу бортовой электроники, внутри свечи зажигания для подавления помех используется расплав стекла. Средний электрод стандартной свечи зажигания состоит в основном из никелевого сплава.

Искра должна перескочить с конца этого электрода на заземляющий электрод. Металлический корпус прочно соединен с головкой блока цилиндров с помощью резьбы и, таким образом, играет важную роль в отводе тепла, отводя большую часть тепла, образующегося при сгорании, через это соединение.Уплотнительное кольцо предотвращает выход продуктов сгорания через свечу зажигания даже при высоком давлении сгорания. При этом предотвращается потеря давления. Кроме того, он отводит тепло к головке блока цилиндров и выравнивает различные свойства расширения головки блока цилиндров и корпуса свечи зажигания. Внутренние уплотнения создают газонепроницаемое соединение между изолятором и металлическим корпусом, обеспечивая оптимальную герметизацию.

Заземляющий электрод стандартной свечи зажигания изготовлен из никелевого сплава.Он представляет собой противоположный полюс среднего электрода при нормальной работе.

Температура и тепловой поток

Современная свеча зажигания должна быть адаптирована индивидуально для соответствия требованиям различных конструкций двигателей и условий вождения. Поэтому не может быть одной свечи зажигания, которая без проблем работала бы во всех двигателях. Из-за различий в развитии температуры в соответствующих камерах сгорания в разных двигателях необходимы свечи зажигания с разным калильным числом.Этот рейтинг тепла выражается с использованием так называемого числа рейтинга тепла. Эти тепловые характеристики представляют собой среднюю температуру, измеренную на электродах и изоляторах, соответствующую нагрузке двигателя в каждом случае.

Свечам зажигания требуется специальное температурное окно, чтобы они работали наилучшим образом. Нижним порогом этого окна является температура свечи зажигания 450°C, известная как температура самоочищения. Начиная с этого температурного порога частицы углерода, скопившиеся на кончике изолятора, сгорают.

Если рабочая температура постоянно находится ниже этой точки, то электропроводящие углеродные частицы могут собираться, образуя отложения до тех пор, пока напряжение воспламенения не потечет через углеродный слой к массе автомобиля вместо образования искры. При температуре свечи зажигания 850 °C и выше изолятор нагревается настолько, что на его поверхности может происходить неконтролируемое воспламенение, известное как калильное зажигание. Такое неконтролируемое, ненормальное сгорание может привести к повреждению двигателя.

Тепловыделение

Тепловыделение сильно различается от двигателя к двигателю.Например, двигатели с турбонаддувом нагреваются значительно сильнее, чем двигатели без наддува. Поэтому для каждого двигателя существует своя свеча зажигания, которая может отводить точно определенное количество тепла к головке блока цилиндров и обеспечивает поддержание оптимального температурного диапазона. Тепловой рейтинг дает информацию о термической стойкости свечи зажигания. У каждого производителя свечей зажигания есть свой способ выражения калильного числа.

Почти 60 % тепла рассеивается через корпус и резьбу свечи зажигания.Уплотнительное кольцо проводит к головке блока цилиндров немногим менее 40 %.

Небольшой оставшийся процент (составляющий 100%) вытекает через средний электрод. Изолятор поглощает тепло в камере сгорания и проводит его внутрь свечи зажигания. Везде, где он соприкасается с корпусом, передается тепло. Увеличивая или уменьшая площадь этой контактной поверхности, можно определить, проводит ли свеча зажигания больше или меньше тепла через корпус.Площадь контактной поверхности больше у свечей зажигания с более высокой термической стойкостью. Для свечей зажигания с меньшей термической стойкостью он меньше.

Охрана окружающей среды

Сегодня больше, чем когда-либо, защита окружающей среды находится в центре внимания, когда речь идет об автомобилях. Особое внимание уделяется выхлопным газам.

Стандартные свечи зажигания, в частности, подвержены естественному износу. Когда она перескакивает с заземляющего электрода на средний электрод свечи зажигания, каждая искра удаляет с электродов микроскопически мельчайшие частицы.Как следствие, расстояние между электродами увеличивается на протяжении многих тысяч пройденных километров и возрастает риск пропусков зажигания. Каждый раз, когда свеча зажигания дает осечку, ценный бензин впрыскивается, но не сгорает. В результате происходит значительное увеличение загрязнения окружающей среды из-за увеличения потребления только на километр. Кроме того, несгоревшее топливо в каталитическом нейтрализаторе может воспламениться со взрывом, вызывая повреждения, которые не позволяют каталитическому нейтрализатору обезвреживать опасные вещества, такие как окись углерода, оксид азота и углеводороды, и требуют его замены.

Безопасность

Свечи зажигания в идеальном рабочем состоянии необходимы для безопасной эксплуатации автомобиля. Поэтому свечи зажигания следует заменять не позднее, чем по истечении интервала замены, предписанного производителем двигателя.

Важно:

Для установки свечей зажигания требуется точно измеренный крутящий момент. Это требует использования специального инструмента, известного как динамометрический ключ.

Если свеча зажигания недостаточно затянута, давление в поршне будет сбрасываться, и свеча зажигания может перегреться. Также существует риск разрушения керамического изолятора свечи зажигания. Это может привести к повреждению поршня и, как следствие, к повреждению двигателя. И наоборот, если установлен слишком высокий крутящий момент, свеча зажигания может оторваться, что может привести к необходимости замены головки блока цилиндров. Даже если этого не произойдет, слишком туго закрученная свеча зажигания может перегреться во время работы, что приведет к повреждению двигателя.

Свечи зажигания для поршневых двигателей самолетов

Функция свечи зажигания в системе зажигания заключается в проведении короткого импульса тока высокого напряжения через стенку камеры сгорания.Внутри камеры сгорания он обеспечивает воздушный зазор, через который импульс может вызвать электрическую искру для воспламенения топливно-воздушного заряда. Хотя авиационная свеча зажигания проста по конструкции и эксплуатации, она может быть причиной неисправности авиационных двигателей. Несмотря на это, свечи зажигания обеспечивают большую безотказную работу при надлежащем обслуживании и соблюдении правил эксплуатации двигателя.

Свечи зажигания работают при экстремальных температурах, электрическом напряжении и очень высоком давлении в цилиндрах.Цилиндр двигателя, работающего со скоростью 2100 об/мин, должен производить примерно 17 отдельных и отчетливых высоковольтных искр, которые перекрывают воздушный зазор одной свечи зажигания каждую секунду. Это будет выглядеть как непрерывная искра на электродах свечи зажигания при температуре более 3000 ° F. В то же время свеча зажигания подвергается давлению газа до 2000 фунтов на квадратный дюйм (psi) и электрическому давлению до 20 000 вольт. Учитывая экстремальные условия, в которых должны работать свечи зажигания, и тот факт, что двигатель теряет мощность, если одна искра не возникает правильно, надлежащее функционирование свечи зажигания в работе двигателя является обязательным.

Тремя основными компонентами свечи зажигания являются электрод, изолятор и внешняя оболочка. [Рисунок 1] Внешняя оболочка с резьбой, подходящей к цилиндру, обычно изготавливается из тонко обработанной стали и часто покрывается металлическим покрытием для предотвращения коррозии от газов двигателя и возможного заедания резьбы. Резьба с жестким допуском и медная прокладка предотвращают выброс давления газа из баллона вокруг заглушки. Давление, которое может выйти через заглушку, удерживается внутренними уплотнениями между внешней металлической оболочкой и изолятором, а также между изолятором и узлом центрального электрода.Другой конец имеет резьбу для приема провода зажигания от магнето. Всепогодные вилки образуют водонепроницаемое уплотнение между проводом и вилкой, чтобы предотвратить попадание влаги в это соединение.

Рис. 1. Свеча зажигания в разрезе

Изолятор образует защитный сердечник вокруг электрода. Помимо обеспечения электрической изоляции, сердечник из керамического изолятора также передает тепло от керамического наконечника или носика к цилиндру.Изолятор изготовлен из керамики на основе оксида алюминия, обладающей превосходной диэлектрической прочностью, высокой механической прочностью и теплопроводностью. Типы свечей зажигания, используемые в разных двигателях, различаются по тепловому диапазону, радиусу действия, массивному электроду, электроду из тонкой проволоки (иридий/платина) или другим характеристикам требований к установке для разных двигателей.


Электроды могут быть нескольких конструкций от массивных электродов или сплавов на основе никеля до электродов из тонкой проволоки. [Рис. 1 и 2] Массивный электродный материал имеет более низкую температуру плавления и более подвержен коррозии.Основные отличия заключаются в стоимости и сроке службы. Иридиевые и платиновые электроды из тонкой проволоки имеют очень высокую температуру плавления и считаются драгоценными металлами. Поэтому стоимость свечей зажигания данного типа выше, но они имеют больший срок службы при повышенных характеристиках. Свечи зажигания с тонкой проволокой более эффективны, чем свечи с массивными электродами, потому что их размер защищает собственную искру от части топливно-воздушной смеси. Менее эффективное сгорание происходит из-за неравномерного зажигания. Иридиевый электрод позволяет увеличить искровой промежуток, что создает более интенсивную искру, повышающую производительность.Искровой промежуток любого электрода подвержен эрозии и температуре плавления материала электрода.

Рис. 2. Электроды из тонкой проволоки

Тепловой диапазон свечи зажигания является мерой ее способности передавать теплоту сгорания в головку цилиндра. Свеча должна работать достаточно горячей, чтобы сжечь углеродистые отложения, которые могут вызвать загрязнение, состояние, при котором свеча больше не дает искры на электродах, но остается достаточно холодной, чтобы предотвратить преждевременное зажигание.Преждевременное зажигание свечи зажигания вызвано тем, что электроды свечи раскаляются докрасна, как свеча накаливания, и воспламеняют топливно-воздушную смесь до нормального положения зажигания. Длина носового сердечника является основным фактором, определяющим тепловой диапазон свечи. [Рисунок 3] Горячие свечи имеют длинный носик изолятора, который создает длинный путь теплопередачи; холодные свечи имеют относительно короткий изолятор, чтобы обеспечить быструю передачу тепла к головке блока цилиндров. [Рис. 3]

Рис. 3.Горячие и холодные свечи зажигания

Если бы двигатель работал только на одной скорости, конструкция свечи зажигания была бы значительно упрощена. Поскольку требования к полету налагают на двигатель различные нагрузки, свечи зажигания должны быть рассчитаны на работу как можно более горячими на малых скоростях и при малых нагрузках и максимально холодными на крейсерской и взлетной мощности.

Выбор свечей зажигания для использования в конкретном авиационном двигателе определяется производителем двигателя после обширных испытаний.Когда двигатель сертифицирован для использования горячих или холодных свечей зажигания, используемая свеча определяется степенью сжатия, степенью наддува и режимом работы двигателя. В двигателях с высокой степенью сжатия, как правило, используются свечи более холодного диапазона, в то время как в двигателях с низкой степенью сжатия, как правило, используются свечи горячего диапазона.

Свеча зажигания с надлежащей длиной досягаемости гарантирует, что конец электрода внутри цилиндра находится в наилучшем положении для обеспечения воспламенения. Досягаемость свечи зажигания — это длина резьбовой части, которая вставляется во втулку свечи зажигания в цилиндре.[Рисунок 4] Заедание свечи зажигания и/или неправильное сгорание в цилиндре может произойти, если используется свеча с неправильным радиусом действия. В крайних случаях, если вылет слишком велик, свеча может коснуться поршня или клапана и повредить двигатель. Если резьба свечи слишком длинная, она уходит в камеру сгорания, а нагар прилипает к резьбе, что делает практически невозможным снятие свечи. Это также может быть источником преждевременного зажигания. Теплота сгорания может сделать часть углерода источником воспламенения, что может привести к преждевременному воспламенению топливно-воздушной смеси. Очень важно выбрать одобренные свечи зажигания для двигателя.

Рис. 4. Досягаемость свечи зажигания

NGK — Обзор свечей зажигания

Пять вещей, которые нужно знать о свечах зажигания

1. Противозадирный

Свечи зажигания

NGK имеют так называемое трехвалентное покрытие. Это серебристое или хромовое покрытие резьбы предназначено для обеспечения коррозионной стойкости к влаге и химическим веществам.Это покрытие также действует как разделительное средство при извлечении свечи зажигания. Свечи зажигания NGK устанавливаются на заводе всухую, без использования противозадирных средств. В службу технической поддержки NGK поступил ряд технических звонков от установщиков, которые перетянули свечи зажигания из-за использования противозадирных средств. Противозадирный состав может действовать как смазка, изменяя значения крутящего момента до 20 процентов, увеличивая риск поломки резьбы свечи зажигания.

2. Корона краситель

Коронное пятно проявляется в виде светло-коричневого или рыжевато-коричневого пятна над шестигранником (расположенным на керамическом корпусе свечи зажигания).Пятно короны создается частицами масла или грязи, окружающими свечу зажигания. Свечи зажигания создают большое количество статического электричества во время зажигания, притягивая эти частицы к открытой керамике между колпачком свечи и шестигранником. Коронное пятно совершенно нормально, и его не следует путать с прорывом выхлопных газов или сломанными уплотнениями внутри свечи зажигания.

3. Зазоры в свечах зажигания с тонкой проволокой

В конце 1980-х годов, когда впервые появились свечи зажигания с тонкой проволокой, установщики использовали неправильные инструменты и процедуры зазора, что приводило к поломке электродов зажигания.В результате многие предположили, что на пробке из драгоценного металла нельзя отрегулировать зазор. Хотя большинство свечей зажигания NGK имеют предварительно установленный зазор, бывают случаи, когда зазор требует модификации. Компания NGK рекомендует проволочный или щуповый инструмент для измерения зазора, с помощью которого можно отрегулировать зазор, не касаясь центрального электрода. NGK также рекомендует регулировать зазор не более чем на +/- 0,008 дюйма от заданного зазора.

4. Момент затяжки

Крутящий момент имеет решающее значение для способности вилки рассеивать тепло и обеспечивать правильную работу.Всегда соблюдайте рекомендованный производителем момент затяжки. Недостаточно затянутая свеча зажигания может привести к чрезмерной вибрации и неправильному отводу тепла, что может привести к повреждению свечи зажигания и/или двигателя. Свеча зажигания с чрезмерным крутящим моментом может привести к повреждению или поломке резьбы или нарушению внутренних уплотнений в свече зажигания, что приведет к неправильному отводу тепла или прорыву выхлопных газов.

5. «Заглушки медные»

«Медные свечи зажигания» — это термин, ошибочно используемый для свечи зажигания из стандартного материала. В свече зажигания из стандартного материала традиционно используется внешний материал из никелевого сплава, сплавленный с медным сердечником. Почти во всех свечах зажигания используется медный сердечник для проведения электричества, преодоления зазора и обеспечения отвода тепла. Однако в качестве другого материала электрода медь не будет хорошим выбором, так как она мягкая и имеет низкую температуру плавления (в результате свеча прослужит минуты, а не километры). Все свечи зажигания NGK, в том числе из драгоценных металлов Iridium и Platinum, имеют медный сердечник.

Когда говорят о никелевых сплавах, платине и иридии, имеют в виду их долговечность или срок службы свечи зажигания до того, как ее потребуется заменить.Однако, когда кто-то говорит о меди, он или она имеет в виду ее способность проводить электричество, необходимое для прожигания зазора и воспламенения воздушно-топливной смеси.

Несколько заземляющих электродов

Свечи зажигания бывают разных конфигураций боковых электродов. В зависимости от конструкции двигателя и спецификаций производителей оригинального оборудования сегодня используется несколько различных конфигураций свечей зажигания с боковым электродом.Некоторые производители решили использовать свечи зажигания с более чем одним боковым электродом. Почему? Свечи зажигания с несколькими боковыми электродами могут иметь от двух до четырех боковых электродов. Несколько заземляющих электродов могут увеличить срок службы свечи зажигания из традиционного материала (сплава никеля). При воспламенении свечи зажигания износ свечи более равномерно распределяется между заземляющими электродами.

Другим дополнительным преимуществом нескольких заземляющих электродов является уменьшение загрязнения при холодном пуске, поскольку в случае загрязнения свечи искра не может легче пройти через изолятор.С учетом этих преимуществ, почему не каждый производитель использует вилки с несколькими заземляющими электродами? По мере того, как зажигается свеча зажигания и создается начальное ядро ​​пламени, происходит большее гашение, так как на пути движения пламени находится больше массы свечи. Эффект гашения относится к области во время процесса горения, где тепло (пламя) подавляется мешающей массой (заземляющим электродом).

Традиционно свечи с одним боковым электродом и особенно из драгоценных металлов, платины и иридия обладают превосходной воспламеняемостью.Распространенное заблуждение о свечах зажигания с несколькими заземляющими электродами состоит в том, что они могут выжигать более одной искры за раз. Например, вилка с четырьмя заземляющими электродами должна давать четыре искры одновременно; законы электрофизики говорят нам, что это просто невозможно. Электричество пойдет по пути наименьшего сопротивления, а это означает, что одна искра произойдет между центральным электродом и тем заземляющим электродом, который легче всего заземлить.

Отработанные искры зажигания

Как и большинство автомобильных систем, система зажигания претерпела множество изменений.Одним из примеров является система зажигания без распределителя, или сокращенно «DIS». Впервые эта система была введена в 1980-х годах. Распределитель, крышка и ротор в обычной системе были заменены пакетами катушек. Новая система DIS оказалась более надежной и требовала меньше обслуживания.

Самое раннее зажигание DIS имело блок катушек; одна катушка на каждые два цилиндра. Каждая пара катушек обеспечивает питание двух свечей зажигания. Каждая из двух парных катушек зажигала парные свечи зажигания одновременно, одна в такте сжатия, а другая в такте выпуска.Поскольку одна свеча срабатывает на такте выпуска, не имея никакой реальной цели, система была известна как «система искрового разряда». Этот стиль зажигания имеет стороны отрицательной и положительной полярности катушки; это означает, что свечи зажигания также имеют положительную или отрицательную полярность.

Важно знать, что при зажигании отработанной искрой как центральный электрод зажигания, так и заземляющий электрод будут подвержены эрозии зазора. В свечах с положительной полярностью больше всего изнашивается центральный электрод. Вилки с отрицательной полярностью будут больше изнашиваться на заземляющем электроде.В результате этого в транспортных средствах, оснащенных системой зажигания с отработанной искрой, часто используются двойные свечи зажигания из драгоценных металлов, такие как Laser Iridium или Laser Platinum. Эти двойные свечи из драгоценных металлов имеют иридий или платину на центральном электроде зажигания и платину на заземляющем электроде. Поскольку эти электродные материалы более плотные, эрозия зазора уменьшается, что позволяет увеличить интервал обслуживания. Поскольку эти материалы более плотные, это уменьшит эрозию зазора, что приведет к значительному увеличению интервала обслуживания.Использование свечей зажигания из никелевого сплава или одинарных свечей из драгоценного металла в автомобилях, оборудованных системой зажигания с отработанной искрой, приведет к более агрессивной эрозии зазора и сокращению срока службы свечи зажигания.

Настройка — ИБП

Что приходит на ум, когда вы думаете о настройке? В автомобилях более старых моделей настройка могла относиться к замене свечей зажигания, проводов свечей зажигания, крышки распределителя и ротора, регулировке фаз газораспределения или карбюратора. В современных автомобилях подача топлива и синхронизация контролируются электронным способом через блок управления двигателем автомобиля или ECU.Это наводит на один вопрос: из чего состоит правильная настройка современных автомобилей?

Для многих современных автомобилей настройка состоит не более чем из замены свечей зажигания и проверки состояния других важных компонентов зажигания и выбросов.

Обычные свечи зажигания

В старых автомобилях использовались обычные свечи зажигания из недрагоценных металлов, которые требовали замены каждые 30 000 миль или реже.Однако в современных автомобилях большинство производителей перешли на долговечные платиновые и иридиевые свечи зажигания из драгоценных металлов. Эти свечи зажигания не только обеспечивают более длительный срок службы, но и обеспечивают дополнительные преимущества, такие как улучшенная экономия топлива и снижение выбросов.

Колпачки с заглушками

Системы зажигания также претерпели изменения со времен крышки распределителя и ротора. В современных системах зажигания отсутствуют провода свечей зажигания, крышка распределителя и ротор с технологией катушки на свече или COP.Катушки зажигания COP обычно не изнашиваются и заменяются только в случае выхода из строя одной из них. Часто сапоги КС соединяют катушку зажигания со свечой зажигания. Сапоги COP могут стать хрупкими под воздействием тепла и химических повреждений в течение многих лет. Треснувшую или поврежденную катушку на чехлах свечи зажигания следует заменить одновременно с заменой свечи зажигания.

Датчик кислорода

Датчики кислорода

также играют важную роль в экономии топлива. Состояние кислородных датчиков также можно проверить во время обслуживания свечей зажигания.Профессиональный магазин может проверить работу кислородного датчика, проверив время отклика датчика и производительность нагревателя. Медленно работающий или не отвечающий кислородный датчик должен зажечь индикатор проверки двигателя.

Пожалуйста, ознакомьтесь с графиком технического обслуживания автомобиля для получения полного списка элементов технического обслуживания, позволяющих максимально увеличить срок службы и производительность двигателя.

Осечки

Когда говорят о пропусках зажигания, какой автомобильный компонент системы зажигания приходит на ум?

Большинство людей согласятся со свечами зажигания.Однако есть много элементов, которые могут вызвать осечку. Неисправная свеча зажигания часто является признаком другой проблемы с автомобилем, а не всегда причиной проблемы. Замена свечей зажигания может временно улучшить характеристики автомобиля, но в конечном итоге проблема вернется, если не будет устранена основная проблема. Проблемы с системой зажигания, топливной системой, системой выбросов и общим состоянием двигателя могут привести к пропускам зажигания.

Компоненты системы зажигания, в том числе распределитель, крышка распределителя, ротор, набор проводов свечи зажигания, катушка или катушка на чехле свечи зажигания, могут вызвать пропуски зажигания, если они вышли из строя.Изношенный комплект проводов свечи зажигания может привести к утечке напряжения до того, как оно достигнет свечи зажигания, что приведет к пропуску зажигания или отсутствию искры и в конечном итоге может привести к загрязнению свечи зажигания, требующей замены. Отказы катушки могут быть прерывистыми и могут возникать только в условиях высокой температуры. Свечи зажигания, которые превысили рекомендуемый интервал обслуживания и имеют расширенные зазоры, также могут способствовать пропускам зажигания.

Проблемы с топливной системой могут привести к обогащению или обеднению смеси, что может привести к пропускам зажигания свечей зажигания.Причиной часто являются негерметичные или забитые топливные форсунки или плохо настроенные карбюраторы. Регулярная замена топливных фильтров может помочь предотвратить проблемы с топливной системой. Двигатели, которые используются для сезонного использования, такие как газонокосилки или снегоуборщики, часто могут страдать от накопления лака на компонентах топливной системы, если не соблюдаются надлежащие методы хранения топлива.

Система выхлопа, в частности датчики кислорода, предназначены для обеспечения обратной связи с ЭБУ, что может усилить или ослабить подачу топлива.Если датчик кислорода вышел из строя или больше не обменивается данными с ЭБУ, автомобиль по умолчанию перейдет на более безопасное состояние богатого топлива. Это известно как работа с разомкнутым контуром. Продолжительное вождение в режиме разомкнутого контура не только расходует топливо, но и может привести к повреждению каталитических нейтрализаторов и загрязнению свечей зажигания топливом.

Наконец, нельзя упускать из виду общее состояние двигателя. Свечи зажигания могут служить индикатором состояния двигателя. Свечи зажигания, пропитанные маслом или имеющие большое количество отложений, могут указывать на то, что двигатель имеет плохие сальники или низкую компрессию.Если эти условия достаточно серьезные, свечи зажигания могут загрязниться маслом, что приведет к отсутствию искры. Эти механические проблемы должны быть устранены, иначе проблема может повториться.

Если какое-либо из этих условий возникает вне планового технического обслуживания свечей зажигания, рекомендуется проверить двигатель в авторитетной ремонтной мастерской и устранить любые проблемы, связанные с обслуживанием. Исправление основной проблемы сэкономит время, деньги и избавит от головной боли в долгосрочной перспективе.

Тепловые плиты

Одним из наиболее недооцененных аспектов свечей зажигания является их диапазон нагрева.Многие считают, что тепловой диапазон измеряет температуру или интенсивность искры. Это неверно, так как тепловой диапазон на самом деле является мерой способности свечи отводить тепло от кончика свечи зажигания. Нельзя изменить температуру горения топлива.

Горячая свеча зажигания имеет конструкцию изолятора, которая будет медленнее отводить тепло от кончика свечи (более тонкая масса изолятора), тогда как холодная свеча имеет конструкцию изолятора, которая будет быстрее отводить тепло от кончика свечи (более толстый изолятор). масса).Чтобы свеча зажигания функционировала должным образом, температура ее наконечника должна быть достаточно высокой, чтобы вызвать самоочищение, и в то же время оставаться достаточно холодной, чтобы избежать преждевременного зажигания.

Для большинства автомобилей рекомендованный производителем температурный диапазон достаточен; однако для некоторых модифицированных двигателей или двигателей специального назначения могут потребоваться альтернативные тепловые диапазоны. Часто более горячие диапазоны нагрева использовались для решения основной проблемы с расходом топлива или масла; это просто исправление сокрытия, и в конечном итоге придется решать основные проблемы.

На изображении ниже показана разница между горячим и холодным диапазоном тепла. Диапазон нагрева свечей зажигания NGK варьируется от 2 (самая горячая) до 11 (самая низкая).

Свечи зажигания NGK Racing

Знаете ли вы, что номер детали всех свечей NGK гоночной серии выгравирован на металлическом корпусе, а не на керамическом изоляторе? Керамический изолятор гоночных свечей зажигания показывает только номер калильного диапазона. Чтобы найти полный номер детали, нужно будет заглянуть под шестигранник и над посадочной поверхностью — там можно найти полный номер детали (этот номер всегда начинается с буквы «R» и заканчивается номером диапазона нагрева). , э.грамм. R5671A-8). Изображения ниже хорошо иллюстрируют как маркировку диапазона нагрева на керамике, так и полный номер детали, выгравированный на металлическом корпусе.

Свечи зажигания силового оборудования

Знаете ли вы, что существует несколько различных свечей зажигания для силового оборудования? Имея так много вариантов свечей зажигания, очень важно использовать правильные свечи зажигания для каждой области применения. Группирование всех свечей зажигания силового оборудования на «длинные» или «короткие» свечи зажигания недостаточно специфично для удовлетворения необходимых требований к конструкции свечей зажигания для каждого отдельного двигателя.Когда свечи зажигания NGK используются в качестве оригинального оборудования, номер свечи зажигания NGK выбит на металле вокруг основания свечи зажигания.

Критические проектные характеристики:

  • Тепловая плита
  • Размер резьбы/вылет
  • Выступ
  • Стиль сиденья

Тепловая плита

Критично для предотвращения преждевременного зажигания и загрязнения свечей зажигания

Размер резьбы/вылет – критическое значение для функций свечи зажигания, включая рассеивание тепла

Проекция

Заглушка с большим выступом, чем указано, может вызвать заедание поршня.

Стиль сиденья

Свечи зажигания доступны как в «коническом», так и в «прокладочном» стиле седла, которые должны соответствовать спецификациям головки блока цилиндров.

Осторожно

Будьте осторожны с перекрестными ссылками, так как перекрестные ссылки должны использоваться только в качестве справочных материалов и могут не обеспечивать идеальную замену яблок на яблоки. По возможности обратите внимание на информацию о конкретной модели двигателя, чтобы найти нужную свечу зажигания в каталоге.

Печатные и онлайн-каталоги производителей свечей зажигания следует проверять всякий раз, когда вы ищете номера деталей свечей зажигания. Использование неподходящих свечей зажигания может привести к повреждению оборудования и увеличению времени простоя. Для профессионального ландшафтного дизайнера упавшее оборудование означает упущенную возможность, т. е. производительность и прибыль. Потратив время на использование правильных свечей зажигания, вы сможете предотвратить это обострение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.