Устройство свечей зажигания
На первый взгляд кажется, что свеча зажигания (СЗ) имеет простую конструкцию, но на самом деле ее устройство намного сложнее. Данный элемент системы зажигания двигателя состоит из следующих элементов.
- Контактный наконечник (1). Верхняя часть СЗ, на которую надевается высоковольтный провод, идущий от катушки зажигания или индивидуальная. Чаще всего этот элемент выполнен с утолщением на конце, для фиксации по принципу защелки. Бывают свечи с резьбой на наконечнике.
- Изолятор с наружными ребрами (2, 4). Ребра на изоляторе образуют барьер для тока, предотвращая пробои от стержня на поверхность детали. Он изготовлен из керамики с оксидом алюминия. Этот узел должен выдерживать скачки температуры до 2 500 градусов (образуется в процессе сгорания бензина) и при этом сохранять диэлектрические свойства.
- Корпус (5, 13). Это металлическая часть, на которой сделаны ребра для фиксации гаечным ключом. На нижней части корпуса нарезана резьба, с помощью которой свеча ввинчивается в свечной колодец мотора. Материал корпуса – высоколегированная сталь, поверхность которой покрыта хромом для препятствия процессу окисления.
- Контактный стержень (3). Центральный элемент, по которому поступает электрический разряд. Он изготавливается из стали.
- Резистор (6). Стеклогерметиком оснащены большинство современных СЗ. Он гасит радиопомехи, возникающие в процессе подачи электричества. Он также служит уплотнителем для контактного стержня и электрода.
- Уплотнительная шайба (7). Эта деталь может быть в виде конуса или обычной шайбы. В первом случае это один элемент, во втором используется дополнительная прокладка.
- Теплоотводящая шайба (8). Обеспечивает быстрое охлаждение СЗ, расширяя диапазон нагрева. От этого элемента зависит количество образующегося на электродах нагара и долговечность самой свечи.
- Центральный электрод (9). Изначально эту деталь изготавливали из стали. Сегодня используется биметаллический материал с токопроводящим сердечником, покрытым теплоотводящим составом.
- Тепловой конус изолятора (10). Служит для охлаждения центрального электрода. Высота этого конуса влияет на калильное число свечи (холодная или теплая).
- Рабочая камера (11). Пространство между корпусом и конусом изолятора. Оно облегчает процесс поджога бензина. В «факельных» свечах эта камера расширена.
- Боковой электрод (12). Между ним и сердечником происходит разряд. Этот процесс аналогичен дуговому разряду на массу. Существуют СЗ с несколькими боковыми электродами.
На фото также показано значение h. Это искровой зазор. Искрообразование легче происходит при минимальном расстоянии между электродами. Однако свеча должна при этом воспламенить воздушно-топливную смесь. А для этого требуется «жирная» искра (длиной не меньше одного миллиметра) и, соответственно, больший зазор между электродами.
Больше о зазорах рассказывается в следующем видео:
Иридиевые свечи — стоит ставить или нет?
Watch this video on YouTube
Для экономии ресурса аккумулятора некоторые производители используют инновационную технологию создания СЗ. Она заключается в том, чтобы сделать центральный электрод тоньше (меньше потребуется энергии для преодоления увеличенного искрового зазора), но при этом, чтобы он не перегорал. Для этого используют сплав инертных металлов (таких как золото, серебро, иридий, палладий, платина). Пример такой свечи показан на фото.
Характеристика свечей зажигания NGK: отличия по типу
Начнем с того, что каждый изготовитель свечей предлагает потребителю уникальные особенности, которых удается добиться в процессе производства. Компания NGK не является исключением. Хотя устройство изделий подобного рода давно является хорошо продуманным и фактически завершенным решением (не предполагает принципиальных отличий), производители регулярно улучшают различные характеристики.
Такие улучшения становятся возможными благодаря внесению незначительных доработок в общую конструкцию, а также являются результатом использования новых материалов. В сочетании с высокотехнологичным процессом изготовления и последующими тестовыми проверками существенно снижается процент брака в каждой отдельной партии, увеличивается ресурс свечей зажигания NGK из каждой серии.
Что касается самих типов свечей, компания предлагает 7 видов изделий. Каждый тип обладает различными уникальными характеристиками и особенностями. Например, свечи зажигания NGK из линейки V-Line являются популярным и доступным решением. Такие изделия способны обеспечить ровную работу ДВС даже в условиях сильно обедненной рабочей смеси.
Стабильное образование искры позволяет добиться своевременного и полноценного воспламенения топливного заряда в камере сгорания. При этом достигается максимальная надежность на разных режимах работы мотора (легкость запуска, езда на низких оборотах, максимальные нагрузки, переходной режим и т.д.).
Простые одноэлектродные свечи NGK отличаются стабильностью во время работы благодаря специальной V-образной насечке на центральном электроде. Такое решение позволяет распределить потенциалы ближе к области периферии.
В этой области, как правило, отмечается наибольшая концентрация паров топлива. В результате мощная искра позволяет добиться эффективного и полноценного воспламенения заряда на протяжении всего срока службы свечи (около 30 тыс. км.)
Также среди различных типов свечей NGK широко представлены варианты с несколькими электродами. Многоэлектродные свечи зажигания являются более современным решением, отличаются повышенной надежностью. Несколько боковых электродов обеспечивают стабильное искрообразование даже в том случае, когда один из них вышел из строя.
Параллельно улучшается качество воспламенения обедненной смеси, свеча стабильно работает на разных режимах. По количеству боковых электродов на свече их может быть от 2 до 4. Элементы распложены вокруг центрального электрода на равном расстоянии друг от друга.
К плюсам этого типа изделий относят меньшую склонность к загрязнению, а также заметное увеличение срока службы (около 50 тыс. км). Более того, высокое качество стало поводом для отдельных разработок. Например, трехэлектродные свечи НЖК были разработаны специально для моторов немецкого автогиганта VAG.
Отдельного внимания в общем каталоге также заслуживают свечи с центральным электродом в форме конуса и особыми напайками, которые выполнены на внутренней поверхности бокового электрода. Указанные напайки представляют собой сплавы, в основе которых лежат редкоземельные металлы (платина, иридий).
Такие металлы позволяют существенно увеличить ресурс свечей (в среднем, до 3-х раз по сравнению с обычными одноэлектродными, а также на 30-40% в сравнении с многоэлектродными). Благодаря большому сроку службы (около 80-100 тыс. км) и надежности иридиевые свечи NGK пользуются завидной популярностью среди автолюбителей.
Как выбрать свечи зажигания
Выбор свечей зажигания основывается на определении двух ключевых признаков: количества электродов и материала их изготовления.
С точки зрения первого критерия все свечи подразделяются на:
одноэлектродные – классический вариант исполнения, при котором изолирующий керамический корпус комплектуется металлическим стаканом с одним боковым электродом (сечение которого при стандартном построении составляет 2,5 миллиметра). Искра в данном случае извлекается путём взаимодействия вышеописанного электрода с центральным, выступающим немного за пределы корпуса. Преимущества такого исполнения заключаются в простоте и дешевизне готового продукта, однако долговечность оставляет желать лучшего.
многоэлектродные – свечи с двумя и более боковыми электродами, имеющие собственную геометрию построения рабочей части и расположения взаимодействующих элементов. Несмотря на дороговизну одно из их главных преимуществ – долговечность, поскольку боковых электродов много, и они изнашиваются поочерёдно
Главный недостаток же кроется в затруднённом воспламенении смеси, поскольку зона распространения искры жёстко ограничивается…наличием нескольких боковых электродов, принимающих часть генерируемого разряда на себя (поэтому очень важно следить за зазорами между сердечником и контактами для исключения ослабления разряда)
По применяемым для изготовления материалам свечи бывают трёх видов:
- никелевые – самый примитивный, дешёвый и надёжный вид свечи зажигания для автомобилей широкого потребительского сегмента. Центральный электродный стержень здесь выполнен из никеля, обладающего высокой температурной устойчивостью и прокаливаемостью. Правда, из-за увеличенного диаметрального размера (2,5 миллиметра) качество вспышки оставляет желать лучшего.
- платиновые – свечи, пришедшие на широкий потребительский рынок прямиком из автомобильного спорта. Обладая меньшим диаметром центрального электрода (1,1 миллиметра), они дают более мощную искру, которая, в свою очередь, провоцирует объёмную вспышку. Кроме того, платиновые свечи имеют гораздо больший запас рабочего ресурса, чем нивелируют высокую цену комплекта.
- иридиевые – технически самые совершенные свечи, стандартный диаметр электрода в которых не превышает 0,4 миллиметра. Обладают самым большим запасом жаропрочности, дают наиболее объёмную искру и активно подвергаются всевозможным модификациям с целью дальнейшего улучшения рабочих характеристик.
Лучшие свечи зажигания с двумя электродами
Современная промышленность предлагает широкий ассортимент свечей зажигания с двумя электродами. Рассмотрим лучшие свечи зажигания среди двухэлектродных моделей.
Обзор составлен по мнениям автоэкспертов, на основе высказываний владельцев машин на форумах интернета.
Устройство свечи зажигания с двумя электродами:
- Контактная головка.
- Гофрированный цоколь.
- Кольцо прокладки.
- Уплотнительные кольца.
- Резьба.
- Центральный электрод.
- Боковой электрод.
Свечи зажигания Denso TT
Производитель продукции – японская компания Denso, основанная в 1949 году. В настоящее время является одним из лидеров этого сегмента.
Плюсы
- Созданы для эксплуатации в холодную погоду, что актуально для отечественного климата.
- Эффективное зажигание способствует экономии топлива примерно на 1,2% по сравнению с обычными свечами из никеля .
- Универсальность. Подходят для автомашин, работающих на бензине и на сжиженном газе.
Минусы
- Много подделок.
После пробега в 30000 тыс.км. был произведен осмотр свечей.
Bosch Platinum
Изделия известной группы компаний из Германии. Дата её основания – 1886 год. Продукция отличается немецкой надёжностью и хорошим эксплуатационным сроком. При производстве используется драгоценный металл – платина. Он обладает низкой электро- и теплопроводностью. Эти характеристики обеспечивают высокую эффективность в искрообразовании, стабильность в работе двигателя автомобиля.
При работе со свечами Bosch Platinum силовая установка работает более стабильно, мягче. Применение платины увеличивает срок эксплуатации изделия. Калильное число для этого вида свечей – 7, зазор между электродами составляет 1,1 мм.
Плюсы
- Высокая износостойкость.
- Отсутствие пропусков в зажигании.
- Устойчивость к коррозийным процессам.
Минусы
- Не обнаружено.
После пробега в 30000 тыс.км. был произведен осмотр свечей. По данной фотографии можно увидеть что свечи могу отходить еще около 10000 ты.км.
NGK BP6E
Продукция японской компании NGK, основанной в 1936 году пользуется большой популярностью у автолюбителей. Характерной особенностью изделий является V-образный вырез на центральном электроде. Такая форма обеспечивает лучшее искрообразование, что позволяет без проблем запустить двигатель авто даже при критических минусовых температурах.
В свечу встроен резистор, который нивелирует помехи, мешающие работе автомобильных девайсов. Рекомендованный срок замены изделий – 20 тыс. км пробега. Материалом для среднего электрода является никель, величина зазора между электродами – 3 мм.
Плюсы
- Отличное образование искры.
- Уменьшенное количество нагара при работе.
- Уверенный запуск мотора в любое время года.
Минусы
- Не обнаружено.
После пробега в 12000 тыс.км. был произведен осмотр свечей. По данному фото видно что свечи отходят еще как минимум столько же.
Finwhale F510
Продукция этой немецкой компании отличается высоким качеством, что подтверждает международный сертификат ISO 9000.Свеча выполнена из высокопластичной стали и имеет гальваническое покрытие. Добавленная окись алюминия в изолятор обеспечивает особую прочность изделия. Электроды выполнены из сплавов никеля.
Последнее свойство легко проверить. По сравнению с продукцией других производителей автомобиль со свечами этой компании уверенно чувствует себя на крутом подъёме. Зазор между электродами свечей Finwhale F510 – 1,1 мм. Рекомендованный срок замены изделий – 25 тыс. км.
Плюсы
- Присутствие герметика в электроде значительно снижает количество помех.
- Способствует экономичному расходу топлива.
- Устойчивость к перепаду температур.
- Минимальное количество выбросов вредных токсинов при работе на холостом ходу.
- Улучшенные динамические характеристики.
Минусы
- Много подделок.
После пробега в 30000 тыс.км. был произведен осмотр свечей.
Brisk LR15YC
Изделия чешской фирмы, основанной в 1935 году. Автолюбителям нравятся их надёжность в работе, длительный срок службы и доступная стоимость. Об их популярности говорит тот факт, что многие производители устанавливают на свои модели свечи зажигания Brisk. Изделия выполнены из сплава меди и никеля, зазор между электродами – 1,1 мм.
Многие производители отмечают небольшое снижение расходов на топливо с этими изделиями. В зависимости от условий эксплуатации срок их замены – 25-30 тыс. км пробега.
Плюсы
- Приемлемая цена.
- Отличная износостойкость.
- Качественная сборка.
- Стабильная работа двигателя с такими свечами.
Минусы
После пробега в 25000 тыс.км. был произведен осмотр свечей.
Проверка «на искру»
Чтобы проверить искру на свече зажигания своими руками, можно использовать специальный тестер (он же пистолет). Для этого вставляем свечу и прижимаем контакт устройства. Нажимаем на «курок» и проверяем, есть ли искра.
Автомобильный тестер для проверки свечей
Но как показал опыт, сей прибор не всегда полезен. Так как деталь проверяется не под давлением, ей проще выработать искру. И если на улице она еще может дать искру, уместив ее в рабочие условия, движок будет троить. Вывод таков: если прибор показал искру, свеча возможно исправна, если искры нет даже на улице — значит, она уже мертва.
Как проверить свечи зажигания, если нет прибора? Узнать работоспособность можно и другим способом – выкрутить деталь и приложить на «массу». Последней может быть любая металлическая часть корпуса (например, клапанная крышка). Однако нужен помощник, который будет по команде крутить стартер.
Проверка искры на массу
Так как напряжение большое, держать свечу нужно в перчатках. Но как и в случае с тестером, результат будет неточным. Так мы можем проверить только наверняка умершую свечу зажигания.
4 Renault 77-00-500-168
Продукт французской компании Eyqiem официально поставляется на завод «Рено» для комплектации двигателей K7M. Обладает стандартной для свечей зажигания конструкцией, но обеспечивает немного больший вылет центрального электрода для воспламенения как можно большего количества топливовоздушной смеси. Два боковых электрода значительно повышают рабочий ресурс свечи, принимая разряд попеременно, давая друг другу время на отвод и рассеяние тепла.
Поскольку основным стремлением разработчиков при изготовлении свечей Renault 77-00-500-168 стало обеспечение максимальной стабильности работы, экономические и силовые показатели отступили на второй план. Свеча не даёт большого прироста мощности по отношению к одноэлектродным моделям, не несёт в себе экономии топлива, однако может эксплуатироваться вплоть до 40-50 тысяч километров.
Признаки износа свечей
При возникновении сомнений по дальнейшей годности свечей, до проведения техобслуживания можно самостоятельно оценить по косвенным признакам состояние свечей. К ним можно отнести троение (вибрацию) двигателя и неравномерное движение автомобиля.
По возможности свечу надо осмотреть. Иногда визуальный осмотр провести не удается. Например, в некоторых иностранных автомобилях с 8-ми цилиндровыми двигателями чтобы осмотреть свечи, необходимо полностью разбирать впускной коллектор мотора, а это довольно трудоемкая задача, особенно для новичка. Если свечу все-таки удалось извлечь, то ее можно проверить по следующим признакам.
Зазор между электродами
При производстве свечей их маркируют особым образом. Кроме всей информации по этой маркировке можно определить допустимый зазор. Чтобы это выяснить, необходимо найти последнюю цифру в обозначении, она является величиной зазора в миллиметрах. Ее сравнивают с реальным значением между электродами. Если зазор больше, то свечи необходимо заменить.
Не все маркировки имеют в конце цифру зазора, в этих случаях зазор выбирают стандартным, равным 0,8 мм.
Нагар
При нормальном функционировании свечей, нагар на них появляться не должен, так как электроды очищаются самостоятельно. Но чаще всего на свечах имеется белый или темный нагар. Это не свидетельствует о качестве свечи. Причиной этого может быть неправильно настроенное зажигание, для исправления понадобится диагностика на компьютере, либо обычная диагностика.
Часто бывает, что свечи между собой имеют отличия: на одной есть нагар, либо она мокрая, на другой нагара нет. В этом случае лучше заменить весь комплект свечей, а не одну свечу.
«Глиняный» изолятор
По внешнему визуальному осмотру также можно определить степень изношенности свечей зажигания. Вначале находим микротрещины с коричневым налетом в виде сетки. Это явный признак износа и необходимой замены всего набора свечей.
Другим часто встречающимся признаком является появление на свечах кофейной юбки. Подобный эффект возникает от расслоения изолятора и корпуса свечи. В результате в зазор между этими слоями проникают продукты сгорания, расширяющие еще больше этот зазор. В итоге на свече появляется кофейная юбка.
Это небольшое расслоение еще не считается признаком замены свечей, но если юбка большая и темно-коричневая, то незамедлительно требуется замена комплекта.
При решении вопроса замены одного осмотра для этого недостаточно. Пробег здесь является важнее, поэтому, если полный пробег машины с простыми свечами около 20 тысяч км, то внешний вид уже не так важен, их следует без выяснений других причин просто заменить.
Denso PK20PR-P
Особенность свечей этой линейки — наличие напыления на электродах из платины. Конструкция изделия простейшая, одноэлектродная, но по качеству искрообразования изделие ничуть не уступает многоэлектродным моделям. Компании-производителю удалось добиться такой же долговечности, как у иридиевых изделий, но с использованием платины, которая обходится дешевле.
Достоинства:
- ненамного более высокая стоимость, чем у изделий, не содержащих драгоценные металлы;
- длительный рабочий ресурс, значительно превосходящий срок замены, установленный регламентом техобслуживания;
- универсальность. Модификации этой линейки подходят для большей части автомобилей, в том числе, и тех, которые сняли с производства;
- на высоких оборотах — эффект самоочищения;
- хорошее резьбовое соединение;
- кольцо уплотнения отличного качества;
- изделие постоянно есть в продаже.
Имеется и несколько минусов:
- бывает, что величина штатного зазора не соответствует спецификации производителя авто, приходится его выставлять;
- изделие не очень хорошо переносит длительный холостой ход и покрывается слоем нагара;
- плохая совместимость со сжиженным газом.
Лучшие японские производители свечей зажигания
Denso
Рейтинг: 4.9
Крупная машиностроительная компания, основание которой пришлось на послевоенный 1949 год. Является одним из грандов японского рынка запчастей и с 2017 года, в сотрудничестве с Toyota и Mazda, занимается разработкой полноценного электрокара. Что, впрочем, не отменяет работу над выпуском свечей зажигания, которые традиционно для компании подразделяется на четыре группы:
- Standard. Обыкновенные свечи из никеля, легированные небольшим количеством меди для обеспечения лучшего прохождения электрического разряда. В рамках линейки боковые электроды выполняются в различных сечениях, но в последнее время всё чаще встречается унифицированный тип с U-образным вырезом. Примером такой свечи является модель W20EPR-U.
- Platinum. Платиновые свечи со стандартным диаметром центрального электрода и высочайшими износостойкими качествами. Благодаря применению новых технологий отличаются живучестью, и могут переносить (без потери в эффективности) до 100 тысяч километров пробега. Представителем этой группы является известная в потребительских кругах Denso Platinum Longlife.
- Iridium. Свечи с тонким иридиевым электродом усиленного действия, позволяющий зажигать более плотную искру и обеспечивать равномерное сгорание топлива по всему объёму камеры. Очень дорогие, но способны прослужить вплоть до 130 тысяч километров. Пример – Denso Iridium IW20, применяемый для автомобилей на природном газе.
- Twin-Tip. Недавняя разработка компании, позволившая значительно сократить затраты на производство без потери качества на уровне иридиевых аналогов. Уникальность свечей серии TT заключается в утонении бокового и центрального электродов до 1,5 миллиметров. В качестве материала используется тот же самый никель. Идеально подходят как для движков на сжиженном газе, так и для стандартных бензиновых. Представитель: Denso TT Q20TT.
NGK
Рейтинг: 4.8
Компания NGK является негласным лидером по части пользовательских симпатий, поскольку на её долю пришлось создание огромного количества свечей зажигания с великолепными техническими характеристиками. Все они так или иначе отличались оригинальностью формы электродной части, повышенным или пониженным содержанием металлов друг относительно друга, что находило отражение в улучшении параметров потребления топлива, эффективности работы двигателя (вплоть до 6,3% — максимальный результат, полученный применением свечи с четырьмя электродами), а также немаловажный факт привлекательных цен. Ярким представителем свечи зажигания для бензиновых движков стала NGK BKR6EK с двумя контактами с V-образным вырезом, который позволил увеличить площадь поджога искры и полноту сгорания топливной смеси по всему объёму цилиндра.
Но, пожалуй, самой главной заслугой японской фирмы стало изготовление особого «сорта» свечей для движков на природном газе. Выяснилось, что к текущему моменту доля данного сегмента рынка, занимаемая продукцией NGK, составляет 85-87%. Выделить в качестве примера здесь можно модель NGK LPG Line №2, прирост мощности при использовании которой составляет внушительные 3% вкупе с общим увеличением стабильности работы.
HKT
Рейтинг: 4.7
Третья строчка рейтинга достаётся достаточно известной на отечественном рынке компании HKT, выпуск свечей зажигания для которой – действие, по большей части, побочное. Связано это, прежде всего, с тем, что японскому гранду интересна менее конкурентная среда дизельных двигателей и, как следствие, массовый выпуск свечей накала. Тем не менее, на рынке можно отыскать небольшое количество никелевых или платиновых свечек под бензиновые движки, причём по довольно выгодной цене.
Впрочем, как отмечают сами потребители, стоимость – единственный по-настоящему серьёзный плюс продукции HKT. Их можно использовать в качестве переходного комплекта, срок службы которого в долгосрочной перспективе не имеет особого значения. По словам экспертов, даже копирование заводских свечей здесь произведено с небольшими отклонениями по геометрии, что значительно влияет на параметры работы двигателей (причём не всегда в лучшую сторону). К сожалению, в Японии нет ни одного другого производителя, сумевшего составить хоть сколь-нибудь внушительную конкуренцию лидерам сегмента (NGK и Denso) – разве что сами автомобильные гранды, однако запчасти от них едва ли можно найти в розничной продаже.
Подведем итоги
Как показывает практическая эксплуатация, оригинальные и правильно подобранные для конкретного двигателя свечи NGK отличаются высокой надежностью, стабильностью работы и способны при определенных условиях выходить весь заявленный срок службы.
Также важно придерживаться определенных правил в процессе установки свечей на двигатель. Сначала свечи вкручиваются от руки, не допуская перекосов
После этого используется свечной ключ, причем во время закручивания необходимо соблюдать момент затяжки свечей зажигания NGK с учетом особенностей того или иного двигателя.
Еще нужно понимать, что на общий ресурс свечей сильно влияет качество топлива, общее состояние силового агрегата, особенности эксплуатации ДВС. Если мотор неисправен, в камеру сгорания или в свечные колодцы попадает моторное масло, происходит замасливание свечей.
В условиях, когда двигатель перегревается, в цилиндрах низкая компрессия, имеются проблемы с системой питания, зажигания и т.п., даже самые дорогие и надежные свечи зажигания могут работать с перебоями и выйти из строя намного быстрее заявленного срока.
