Свечи зажигания – что это, для чего надо, как работает и что смотреть, если не работает
Свечи зажигания с двумя изолированными электродами были известны в далеком 1860 г, когда Карл Бенц попытался использовать нечто подобное в системах зажигания для бензиновых двигателей, но не добился успеха: неподходящим оказался материал, из которого изготавливались изолятор и электроды свечи. Как раз тогда он сказал, что «зажигание – это проблема из проблем».
Эту проблему решил Г. Хонольд, разработавший керамический изолятор с высоким электрическим сопротивлением и специальный жаростойкий сплав для электродов.
Ну а дальше развитие пошло, как по маслу.
Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень.
Корпус ввинчивается в головку блока цилиндров. Материалом изолятора служит высокопрочная техническая керамика. Внутри керамической части свечи закреплены центральный электрод и контактный стержень, между которыми может быть расположен резистор, подавляющий радиопомехи. Боковой электрод приварен к корпусу.
Комбинация конструктивных особенностей изолятора и центрального электрода свечей зажигания определили их деление на горячие и холодные.
Первые имеют большую поверхность изолятора, выдающуюся в камеру и «доступную» для обогрева горящими газами и маленькую зону перехода от изолятора к оболочке.
Вторые имеют гораздо большую зону для отвода тепла и, поэтому, их рабочие поверхности нагреваются значительно меньше. Способность накапливать тепло характеризуется калильным числом свечи.
Практически каждая фирма-изготовитель применяет здесь свою систему кодировки и, поэтому, единственный способ правильно подобрать свечу — использовать фирменный каталог или таблицы взаимозаменяемости.
Для того, чтобы двигатель работал, нужно, чтобы смесь в цилиндрах воспламенялась. А воспламеняет смесь в двигателе искра, которая возникает между электродами свечи.
При оптимальном зазоре между ними (0,6-0,8 мм) и нормальном составе топливо-воздушной смеси в цилиндре искровой разряд начинается, когда разность потенциалов между электродами достигает около десяти киловольт.
Искра пробивает пространство между электродами, некоторое небольшое по объему количество смеси нагревается до температуры воспламенения, а затем вспыхивает оставшаяся смесь.
Далее пламя распространяется по всему объему камеры сгорания.
Когда зазор между электродами свечи меньше, то и пробой происходит при меньшем напряжении. Это не самый лучший вариант. Энергия искры меньше и в конечном итоге снижается мощность и увеличивается прожорливость двигателя.
Если же в свече зазор больше нормы, то пробой происходит, наоборот, при более высоком напряжении. Это может в самый неподходящий момент привести к перебоям в работе двигателя, невозможности его запустить, особенно во влажную погоду и прочим гадостям.
Не только свеча влияет на двигатель, но и двигатель может загубить свечу. Слишком богатая или бедная смесь, неисправности в проводах или катушках зажигания, все это отражается на работе силового агрегата.
В поисках путей увеличения времени работы свечи, свечи снабжают платиновыми вставками в виде дисков на боковом или на обоих электродах. Платина намного устойчивей к коррозии и электрохимическому разрушению, чем традиционные хромо-никелевые сплавы. Конструкции с электродами, целиком выполненными из платинового сплава делаются реже.
Свечи также могут быть исполнены с тремя - четырьмя боковыми электродами. Пользователи часто полагают, что четыре электрода улучшают «поджигаемость» смеси, а на самом деле происходит обратное.
«Поджигаемость», а также эффективность сгорания даже немного ухудшаются, но при этом значительно продлевается время жизни свечи. В случае с четырьмя боковыми электродами искра образуется между центральным и тем боковым, который находится ближе. Его поверхность понемногу изнашивается и в дело вступает следующий — тот, расстояние до которого минимально.
Так по очереди и работает несколько боковых электродов, продлевая срок службы свечи. Хотя в наших условиях это далеко не всегда справедливо.
Сгорание рабочей смеси свечей с несколькими боковыми электродами ухудшается потому, что ее доступ в самую критическую часть камеры — к искре, затруднен. К тому же, чем больше электродов, тем интенсивнее отводится тепло от свечи. Для таких конструкций больше вероятность образования нагара и хуже показатели двигателя по СО и NO.
Поэтому конструкторы активно исследуют и другой путь — свечи с одним боковым электродом минимальных размеров или …совсем без бокового электрода, ну это уже оставим на совести спортсменов.
Свечи помогут нам поставить примерный диагноз топливной системе автомобиля. Как? Их внешний вид подскажет.
При нормальной работе двигателя отложения на свече имеют коричневый цвет, что говорит о правильной работе свечи при низких и высоких оборотах, и указывает на нормально настроенные карбюратор/инжектор и зажигание.
Отложение нагара. Бархатистый нагар черного цвета говорит о переобогащенной смеси (загрязнение воздушного фильтра, высокий уровень топлива в поплавковой камере, износ элементов топливодозирующей системы) , слишком позднем зажигании или слишком частых запусках без работы под нагрузкой. Этот нагар после регулировки системы зажигания и питания он исчезает самостоятельно. Иногда, чтобы быстрее выжечь нагар, осуществляют поездку на высоких оборотах длительное время. Однако, если причина повышенного нагарообразования не устранена, это бесполезно: уже на следующий день нагара в цилиндрах будет ровно столько же.
Черный маслянистый нагар, похожий на деготь — признак «холодной свечи». Либо свеча не подходит к двигателю, либо искра на ней появляется нерегулярно, либо компрессия в цилиндре почти отсутствует, либо в камеру сгорания попадает излишнее количество масла или произошло засорение вентиляционного отверстия картера. В этом случае цилиндр не выдает положенной мощности, двигатель «троит», а в неисправном цилиндре усиленно изнашивается зеркало.
Излишне светлый, почти белый цвет изолятора используемой свечи в сочетании с голубоватым оттенком корпуса и слегка оплавленными электродами свидетельствуют о бедной смеси, раннем зажигании, нагарообразовании в цилиндрах.
Отложения — красно-коричневый, желтый или белый осадок на кончике изолятора, который является продуктом сгорания топлива, содержащего много присадок. Не вызывает отрицательного действия на работу свечи, но может создавать перебои при работе на высоких оборотах и большой нагрузке. Такие же отложения скапливаются на клапанах и днищах поршней. Они ухудшают теплоотвод, а обильные отложения на тарелке и стержне клапана могут существенно ухудшить наполнение цилиндров. Проблема заключается в том, что такой нагар не выжигается, его можно удалить только механически.
Детонация. Сверхраннее зажигание или низкое октановое число бензина ведут к детонации. Это вызывает сильный удар внутри камеры сгорания, который приводит к повреждению деталей, в т.ч. и свечи. Обычный результат длительных детонаций — облом бокового электрода свечи. Самый неприятный – повреждение поршневой группы.
Тепловой удар — трещина, откол изолятора. Причины: сверхраннее зажигание, низкосортное топливо. Быстрое увеличение температуры рабочей части изолятора при высоких оборотах приводит к тепловому удару и излому.
Недостаточный момент затяжки при установке — плохой контакт между свечой и резьбой в двигателе приводит к недостаточной теплоотдаче, как следствие — перегрев свечи и выгорание электродов. Но не надо стремиться затянуть изо всех сил – сорвете резьбу, а это такая головная боль, которая вам и не снилась. После заворачивания «от руки» свечу с плоским уплотнением дотягивают на 90 градусов, с коническим уплотнением — на 15 градусов. Двигатель работает нормально богатая смесь Бедная смесь А это наш родимый бензин. Для увеличения октанового числа бензина в него добавляют антидетонаторы. Эффективность присадок высока, они дешевы, легко растворяются в бензине. И все бы хорошо, но их дикое количество вызывает красный налет на изоляторах электродов
Пожалуйста, запомните одну простую вещь – свечи зажигания являются расходным материалом, особенно в российских условиях. Не надо пытаться оставить их в наследство детям. Если надо, то меняйте, это не так уж дорого, но способно сохранить ваши нервы и здоровье ваших автомобилей.
