Свеча зажигания — устройство, инновации, технологии развития, поломки

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.

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.

Иридиевые свечи зажигания NGK

Иридиевые ngk свечи считаются лучшим решением, так как обладают отличным качеством. Иридий — это благородный металл и самый твердый. Плавится этот металл при температуре 2450 градусов. Если сравнивать иридиевую свечу с обычной, она прослужит вам в два раза дольше.

Свечи ngk иридиевые имеют на среднем электроде платиновую пластинку. Она и обеспечивает даже в сложных условиях высокую мощность свечи. В данных свечах тонкий средний электрод и напряжения при зажигании требуется меньше.

Инновационные технологии разработали такую систему, что в кольцевом зазоре происходят электрические заряды между средним электродом и изолятором. Благодаря этому удаляются частицы копоти, которые собираются в данном месте. Эффект самоочищения таких свечей продлевает срок их действия.

Назначение и устройство свечей зажигания

Автомобильные свечи зажигания предназначены для воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, путем образования искры.

Конструкция автомобильных свечей зажигания довольно проста, она практически не менялась с 1902 года – времени изобретения знаменитым немецким инженером Бошем. Основными составляющими свечи являются:

  • контактный вывод;
  • центральный электрод;
  • боковой электрод;
  • изолятор;
  • резьбовая металлическая оправа (корпус);
  • уплотнения.

Работает свеча зажигания следующим образом: высокое напряжение с катушки зажигания автомобиля подается в строго определенные моменты времени через контактный вывод свечи на её центральный электрод. В промежутке между центральным и боковым электродами и возникает электрический разряд, сопровождающийся искрообразованием. Вот, собственно, в этот момент и происходит воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя.

Этот процесс очень наглядно продемонстрирован в анимированных и видео-материалах статьи Устройство и принцип работы ДВС.

Казалось бы, все просто: два электрода и высокое напряжение, но сложности кроются в технологических нюансах. Специфика работы свечи зажигания не только в том, что она происходит с использованием высоковольтного оборудования, но еще и в том, что как в самой свече, так и в окружающей среде происходят сложные высокотемпературные переходные процессы (проще говоря, резкие перепады высоких температур). Все эти процессы и определяют выбор и использование материалов при её производстве.

Так, изолятор, служащий для предотвращения пробоя высокого напряжения, подводимого к контактному проводу на корпусные детали (массу) двигателя выполнен из высокопрочной технической керамики. Помимо этой функции изолятор выполняет функцию отвода тепла на головку блока цилиндра.

В высоковольтных электрических цепях всегда присутствуют токи утечки. Кольцевые рёбра на внешней поверхности изолятора служат для повышения сопротивления токам утечки: удлиняют их путь до корпусных деталей.

Высоковольтный разряд – источник радиопомех для включенной в салоне машины аудиоаппаратуры. Для подавления помех в некоторых типах свечей в средней части контактного провода устанавливают резистор – токопроводящую массу, выполненную из стекломатериала.

Контактный вывод изготавливается обычно из никелевого сплава, а у некоторых производителей содержит ещё и медный сердечник для отвода тепла.

Ту же задачу – отвод тепла во время работы – выполняет металлический корпус с нарезанной на нём резьбой, а внешнее уплотнительное кольцо помимо того, что предотвращает прорыв продуктов горения, ещё и компенсирует разницу в теплопроводности головки блока цилиндров и корпуса свечи.

Что должно насторожить

Чтобы своевременно поменять свечи, тем самым сведя к минимуму всевозможные неприятности, необходимо знать главные признаки плохих свечей. Автовладельцу следует насторожиться, если:

  • затруднен запуск двигателя — происходит срабатывание стартера, но мотор не запускается или запускается после нескольких включений стартера;
  • двигатель начинает «троить» — «подергивается» во время езды (особенно отчетливо это проявляется на холостых оборотах), снижается мощность/тяга;
  • увеличивается расход горючего;
  • увеличивается показатель СО в выхлопе;
  • ухудшилась динамика мотора (плохо набирает обороты, а значит, падает мощность).

Износ свечей зажигания (СЗ) владелец может определить при визуальном осмотре. Для этого необходимо извлечь и посмотреть, как выглядит СЗ. При нормальной работе силового агрегата нагар на СЗ имеет светлый серо – коричневый цвет. Если вы обнаружите одно из перечисленных далее отклонений от нормы, то свечи требуется заменить.

Признаки замены свечей зажигания и причины их появления:

  1. Корпус свечей имеет повреждения механического характера, электроды или уплотнительные шайбы имеют измененную форму. Наличие данных симптомов говорит о необходимости заменить СЗ. Причины могут быть следующими:
  2. несоответствие калильного показателя СЗ типу мотора;
  3. система охлаждения работает со сбоями;
  4. высокий угол опережения зажигания.
  5. Нагар черного цвета является признаком чрезмерно обогащенного топлива, которое, сгорая не полностью, образует копотные излишки, либо искра зажигания не обладает достаточной силой.
  6. СЗ приобрела блестящий стеклообразный вид. Данный симптом является признаком перегрева свечей, который возникает при применении обедненной топливной смеси или автомобиль эксплуатируется на газо-воздушной смеси.
  7. Образование маслянистых нагаров свидетельствует о наличии моторной жидкости внутри камеры сгорания из-за просачивания смазочных материалов сквозь масло-съемные колпачки клапанов ГБЦ, или изношена поршневая система.
  8. На СЗ присутствует окалина коричнево-желтого цвета, образующаяся из-за копоти на диэлектрике кончика свечи.
  9. Скол/обрыв изоляторов СЗ говорит о резком перегреве/охлаждении.
  10. Возникновение эрозии на свечных контактах обусловлено наличием свинцовых реакций окислительного характера. Причиной становится увеличенный свечной зазор.
  11. Расплавленный контакт СЗ — следствие перегревания.
  12. Окалина красноватого оттенка явный признак превышения в топливной смеси присадки, содержащей металлы.

Распространенная ошибка при осмотре СЗ

Исследование СЗ проводится после долгой работы силового агрегата. Заблуждением автомобилистов становится то, что в процессе холодного запуска силового агрегата при температуре ниже нуля и нестабильности в работе двигателя выкручиваются свечи. Увидев чёрный нагар на СЗ, делается поспешный вывод

Однако это может произойти при эксплуатации мотора в процессе холодного старта, в этот момент смесь обогащается по принуждению, а к нестабильности работы приводит, например, неудовлетворительное состояние электрики (обратите внимание на высоковольтные провода пр.)

Неисправность свечей зажигания практически всегда приводят к различного рода проблемам в работе двигателя автомобиля. Например, неустойчивый холостой ход (двигатель «троит», плавают обороты), провалы, рывки, подергивания, потеря мощности и приемистости, затруднительный запуск (как холодный так и горячий) зачастую являются следствием использования дефектных свечей.

В первую очередь проверяем наличие искры на электродах свечей. После чего необходимо вывернуть их из двигателя и внимательно осмотреть. Одновременно эта процедура будет являться диагностикой работы двигателя вашего автомобиля так как их внешний вид это показатель происходящего у него внутри.

Ниже приведен перечень основных, повсеместно встречающихся, неисправностей свечей зажигания.

Трещины на изоляторе

Визуально видимые трещины и сколы на изоляторе свечи зажигания являются поводом к немедленной её замене. Они могут появиться как на верхней части изолятора свечи, так и на тепловом конусе вокруг центрального электрода. Причины их появления — естественный износ в результате длительной эксплуатации, низкое качество материала изолятора, несоблюдение технологии его изготовления (например, при заметном продольном шве от соединения двух его половинок), детонация, в следствии неправильно выставленного угла опережения зажигания, некачественного топлива или несоответствие калильного числа требуемому для данного двигателя.

Снятие и установка

Демонтаж свечи зажигания с двигателя производят в следующей последовательности:

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

Установка производится в следующей последовательности:

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

Система зажигания

Система зажигания автомобиля — это достаточно сложная совокупность приборов, отвечающая за появление искры в тот момент, который соответствует режиму работы силовой установки. Данная система является частью электрооборудования. Самые первые двигатели, такие как агрегат Даймлера, в качестве системы для зажигания применяли калильную головку – это первое устройство системы зажигания, которое не лишено было недостатков. Их суть заключалась в том, что воспламенение осуществлялось в самом конце такта, так как камера раскалялась до достаточно высокой температуры.

Перед стартом всегда нужно было прогреть саму калильную головку и только потом запускать двигатель. В дальнейшем головка разогревалась за счет поддержания температуры от сгораемого топлива. В современных условиях такой принцип системы зажигания может использоваться только в микродвигателях, применяемых в моделях авто и прочей техники, используемой ДВС. Такое исполнение позволяет уменьшить габаритные размеры, но при этом вся конструкция может быть дороже. В небольших моделях это малозаметно, а вот в полноразмерном автомобиле может очень сильно сказаться на цене. Во всех авто схема системы зажигания практически одинаковая. Некоторые отличия диктуются только видом исполнения.

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.

Признаки неисправности свечей зажигания

Первый шаг – выверните свечу зажигания, состояние которой необходимо изучить. Возьмите свечу зажигания и осмотрите её на наличие признаков повреждения

Обратите особое внимание на конец свечи, который был вкручен в цилиндр, и изучите его. Высока вероятность того, что вы заметите на ней один из следующих признаков

Нормальная свеча зажигания

При нормальном функционировании свечи зажигания на её боковом электроде можно обнаружить коричневые или серовато-коричневые отложения. Если они есть, то со свечой зажигания всё в порядке, её можно установить обратно в цилиндр.

Углеродное загрязнение

Чёрная сухая сажа на электродах и кончике изолятора указывает на загрязнение углеродными отложениями. Это может быть спровоцировано загрязнённым воздушным фильтром, чрезмерно продолжительным движением на низких скоростях, слишком обогащённой топливно-воздушной смесью или слишком продолжительной работой на холостом ходу. Механик автосервиса может посоветовать, какой тип свечей зажигания стоит приобрести для замены повреждённой, но при этом можно задуматься о переходе на «более горячую» свечу зажигания (чем ниже калильное число свечи зажигания, тем выше её температура).


Чёрная сухая сажа на электродах — признак неисправности свечей зажигания

Масляные отложения

Чёрные масляные отложения на электродах и наконечнике изоляторов свидетельствуют о загрязнении свечи зажигания машинным маслом. Масло может затекать в цилиндры по причине изношенности поршней или направляющих клапанов

Очень важно обнаружить источник утечки, проконсультируйтесь с механиком для получения более подробных инструкций. Как только причина неисправности свечей зажигания будет решена, можно поменять свечу зажигания


На фото четко видны масляные отложения на свечи зажигания

Залитая свеча

Мокрая свеча может быть результатом так называемого «затопления» двигателя. Такая ситуация происходит при неоднократной попытке запустить двигатель несколько раз, но без воспламенения топливной смеси. В такой ситуации можно почистить свечи зажигания или просто подождать, пока они сами подсохнут.

Обгоревшая свеча

Окалины на кончике изолятора, расплавленные электроды или белые отложения – это признаки обгоревшей свечи зажигания, которая подвергается во время работы слишком высоким температурам. Причины могут быть следующие: перегрев двигателя, неправильно выбран диапазон рабочей температуры свечи зажигания, изношенная свеча зажигания, неправильное время зажигания или слишком сухая воздушно-топливная смесь. Свечу зажигания необходимо заменить.


Белые отложения на кончике изолятора свечи зажигания

Изношенные электроды

Изношенные и истончавшие электроды – это признак того, что свеча зажигания уже отработала свой срок. Свеча прослужила в двигателе слишком долго, поэтому её стоит заменить.

Сломанные электроды

Если электроды сломаны или сплющены, то высока вероятность того, что были установлены неподходящие свечи зажигания. Слишком длинная свеча зажигания может стать причиной серьёзных повреждений двигателя, в то время как слишком короткая свеча приведет к возрастанию расхода топлива и засорению свечей зажигания. Проверьте руководство по эксплуатации для того, чтобы убедиться, что в двигателе используется рекомендованный изготовителем тип свечей зажигания.

Определение состояние двигателя по нагару на свечах зажигания

Диагностика двигателя по свечам зажигания должна выполнятся на разогретом двигателе. Но для того, чтоб сделать это правильно необходимо пройти несколько этапов:

Установить новые свечи зажигания.
Проехать на них 150-200 км.
Выкручивать свечи и обратать внимание на цвет нагара, который расскажет, что работает неправильно.

Маслянистый черный нагар

Маслянистый черный нагар образовывается в резьбовом соединении, при избыточном попадании масла в камеру сгорания, также он проявляется, при выходе дыма синего цвета из трубы в начале работы двигателя. Это происходит по нескольким причинам:

  • Маслосъемные колпачки на поршне уже изношены.
  • Износились поршневые кольца на клапане.
  • Износились направляющие втулки клапана.

Благодаря этому нагару видно, что детали цилиндро-поршневой группы уже изношены, и для качественной работы двигателя их необходимо заменить.

Сухой черный нагар в виде сажи

Этот нагар называется «бархатистым». У него нет масляных подтеков. Он появляется из-за того, что в камеру сгорания попадает топливо-воздушная смесь, которая чрезмерно обогащена бензином. Этот нагар появляется при следующих неисправностях:

  • Свечи зажигания работают не правильно. Это говорит о том, что не хватает энергии для получения искры необходимой мощности.
  • При появлении такого нагара необходимо проверить компрессию в цилиндрах, потому что она очень низкая.
  • При неправильной работе карбюратора на свечах всегда будет такой нагар, тогда рекомендовано произвести настройку либо замену карбюратора.
  • В инжекторном двигателе это обозначает, что проблемы с регулятором давления топлива, он очень сильно обогащает воздушную смесь. Это также приводит к увеличению расход топлива.
  • Также рекомендовано проверить воздушный фильтр двигателя, если он засорен, его пропускная способность существенно снижается, кислорода в камере сгорания не хватает, что не дает топливу сгорать полностью и этот нагар оседает на электроде свечи зажигания.

Такой нагар оседает на электроде свечи зажигания и не доходит до резьбового соединения.

Красный нагар на свечах зажигания

Таким цвета свечи зажигания становятся после использования различных присадок для топлива или масла. Сгорают химические добавки, которые залиты в большом количестве. При их постоянном использовании необходимо уменьшить их концентрацию и постоянно очищать электрод от нагара, потому что со временем слой нагара будет расти, а прохождение искры ухудшаться — работа двигателя будет нестабильной.

Как только начинает появляться красный нагар на свечах зажигания, его необходимо удалять, и рекомендовано произвести замену горючего, куда добавлялась присадка.

Белый нагар на свечах зажигания

Белый нагар появляется в разных проявлениях. Иногда у него глянцевая поверхность, потому что в ней присутствуют крупинки металла или оседают на электроде крупными белыми отложениями.

Глянцевый белый нагар

Этот цвет нагара очень опасный для двигателя. Это означает, что свечи зажигания не охлаждаются и при этом нагреваются поршни, из-за чего образовываются трещины в клапане. Причина проста – перегрев двигателя. Могут быть другие причины появления этого нагара:

  • Бедная топливная смесь, которая поступает в камеру сгорания.
  • Впускным коллектором подсасывается лишний воздух.
  • Плохо настроенное зажигание — очень рано дает искру или идут пропуски.
  • Неправильный выбор свечей зажигания.

При появлении белого нагара с крупинками металла, машину эксплуатировать не рекомендуется. Ее необходимо отвезти в сервисный центр или решить проблему самостоятельно.

Слабовыраженный белый нагар

При появлении белого нагара, который равномерно оседает на свечи зажигания, необходимо произвести замену топлива.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий