Диапазон рабочих температур свечей зажигания
Во время работы двигателя свеча зажигания нагревается под действием теплоты сгорания топлива. Некоторая часть тепла, поглощенного свечой зажигания, передается к свежей топливно-воздушной смеси. Основная часть тепла передается на корпус свечи через центральный электрод и его изолятор и рассеивается в головке блока цилиндров. Рабочая температура отражает баланс тепла, поглощаемого свечой и рассеиваемого в головке блока цилиндров. Целью является обеспечение температуры самоочистки изолятора центрального электрода свечи, приблизительно равной 500 °С, даже при низкой нагрузке двигателя.
При снижении температуры ниже этого уровня возникает опасность отложения на холодных областях свечи нагара и масла вследствие неполного сгорания топлива (особенно, когда двигатель не достиг нормальной рабочей температуры при низких температурах наружного воздуха или во время пуска) (см. рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 3). Это может привести к созданию проводимости (шунтирования) между центральным электродом и корпусом свечи зажигания. Это приведет к потерям энергии зажигания в форме тока короткого замыкания (что создает опасность пропусков зажигания). При более высоких температурах отложения нагара сгорают на изоляторе центрального электрода, свеча зажигания «очищает» сама себя (см. рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 2).
При этом температура не должна превышать 900 °С, поскольку в противном случае значительно увеличивается износ электродов свечи (вследствие окисления и коррозии под действием горячих газов). При дальнейшем повышении температуры возникает опасность самовоспламенения (зажигания топливно- воздушной смеси на горячих поверхностях) (см рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 1). Самовоспламенение подвергает двигатель чрезвычайно высоким нагрузкам и может привести к его очень быстрому выходу из строя. Отсюда следует, что свеча зажигания должна соответствовать двигателю в отношении его теплопоглощающей способности.
Идентификатором тепловой нагрузочной способности свечи зажигания является ее тепловой коэффициент, обозначаемый калильным числом и определяемый посредством сравнительных измерений с использованием эталонного источника.
Для определения калильного числа свечей зажигания используется процедура, заключающаяся в измерении ионного тока в процессе сгорания топлива. Для оценки развития процесса сгорания топлива используется ионизирующий эффект пламени, процедура заключается в измерении проводимости в зазоре между электродами. Характеристические изменения в процессе сгорания топлива, вследствие увеличения тепловой нагрузки свечи зажигания, могут быть определены посредством измерения ионного тока и использованы для оценки процесса самовоспламенения. Свеча зажигания должна быть адаптирована таким образом, чтобы предотвратить преждевременное зажигание.
Применение материалов с высокой теплопроводностью (серебра или никелевых сплавов с медным сердечником) для изготовления центрального электрода позволяет значительно увеличить длину изолятора центрального электрода без изменения калильного числа свечи зажигания. Это расширяет рабочий диапазон в сторону низких тепловых нагрузок и снижает вероятность отложений нагара.
Уменьшение вероятности пропусков зажигания, сопровождающихся значительным повышением содержания углеводородов в отработавших газах, является чрезвычайно благоприятным фактором снижения токсичности отработавших газов и расхода топлива во время работы двигателя при частичном открытии дроссельной заслонки в режиме низкой нагрузки.
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.
Отклонения от нормы: виды нездорового нагара на свечах зажигания «инжектора»
- Следы масла на резьбе.
- Белый зольный налет.
- Красный (кирпичный) нагар.
Эта индикация справедлива для мотора, подающего признаки здорового состояния. Устрашающие фотографии полностью черных свечей с характерной шубой, да еще и залитых бензином, рассматривать ни к чему – это лишь крайнее свидетельство того, что отсрочивать «капиталку» дальше некуда. Впрочем, на таких машинах и без того достаточно признаков скорого выхода из строя. Например, горит лампа давления масла на холостых и рабочих оборотах, нестабильный холостой ход и различные стуки.
Масло на резьбе свечи
Масляный след на витках резьбы говорит о том, что вверху камеры сгорания постоянно присутствует масло. Аккумулироваться в этой области оно может по разным причинам:
- Негерметичность маслосъемных колпачков и износ клапанных втулок.
- Проблемы с вентиляцией картера.
- Неполадки с маслообеспечением турбины.
Разумеется, все это имеет смысл лишь в том случае, когда внутри свечного колодца отсутствуют следы масла. Если же в колодец сочится смазка, то дело в прокладках или герметике между деталями головки блока цилиндров.
Белесый нагар
Зольный налет указывает на проблемы с поршневыми кольцами: масло попадает в камеру сгорания небольшими порциями и присадки, содержащиеся в нем, выгорают прямо на свече. На самом деле цвет нагара не всегда белый или серый. Он зависит от оттенка пакета масляных присадок и дополнительно окрашивается добавками, содержащимися в топливе.
Определенный интерес представляет научное обоснование появления зольного нагара. В выпускном такте масляно-воздушная смесь проходит через самую раскаленную деталь камеры сгорания – свечу. Выгорает все, за исключением тяжелых минеральных соединений, которые и оседают в виде крупинок.
При обнаружении зольного нагара первым делом необходимо рассмотреть возможность раскоксовки колец. В ином случае жор масла будет только прогрессировать.
Красно-коричневый налет
Причина образования нагара кирпичного оттенка состоит в железосодержащих присадках, которые недобросовестные сети АЗС добавляют в бензин с целью повышения октанового числа. Дублирующее название подобных добавок – антидетонационные. Справедливости ради стоит отметить, что подобный жест встречается довольно редко и в основном после обслуживания на заправке внутриобластного значения с явно заниженной ценой на топливо.
Судить по этому признаку о качестве свечи или состоянии мотора бессмысленно. Совет один – поменяйте заправку и точка.
Советы по выбору
- Приобретайте свечи зажигания и накаливания в специализированных магазинах или у официальных дилеров. Стоит ориентироваться на продукцию известных брендов.
- Чтобы не ошибиться в выборе, следуйте руководству по эксплуатации авто: в нем указывается марка свечи, подходящая к мотору.
- Осмотрите свечу: если обнаружите нечеткую и неаккуратную маркировку, низкокачественную обработку деталей изделия или плохую сборку (например, криво стоящий боковой электрод), откажитесь от приобретения. Еще один индикатор подделки – низкая цена свечи известной торговой марки. Обычно у брендовой свечи есть свои признаки качества.
- Требуйте у продавца сертификат соответствия, подтверждающий качество свечи.
Холодной калильности
NGK 4629 C7HSA
Плюсы
- низкая стоимость
- устойчивая искра
- ресурс до 30000 км
Минусы
- чувствительность к качеству топлива
- образование нагара
От 170 ₽
Качественное (изготовлено в Японии или Франции), недорогое устройство, подходящее для большого модельного ряда автомобилей. В том числе изделиям АвтоВаз. Дает равномерную искру, ресурс работы составляет до 30000 км. Подходит для мотоциклов, в том числе скоростных японских моделей. Свеча требовательна к качеству топлива – при наличии в бензине примесей быстро образуется нагар, приводящий к поломке. По отзывам покупателей часто встречаются подделки.
DENSO 3273 PK22PR8
Плюсы
- платиновый контакт
- снижение расхода топлива
- работает при пониженном напряжении
Минусы
быстрая коррозия сердечника
От 702 ₽
Модель, предназначенная для мощных, динамичных машин спортивного класса. Конструктивные особенности: небольшая (1,1 мм) толщина центрального электрода, платиновые напайки, низкая калильность, резистор обеспечивают устойчивое искрение и поджиг топливно-воздушной смеси, находящейся под большим давлением. Пользователи отмечают большой ресурс – до 50000 км, быструю коррозию при использовании некачественного топлива.
Bosch FR5DPP222 (0 242 245 558)
Плюсы
- тонкий сердечник (0,6 мм)
- платиновые вставки
- снижение радиопомех
Минусы
чувствительность к топливу
От 530 ₽
Модель с тремя конструктивными особенностями: тонким центральным электродом, резистором, платиновыми напайками в местах искрообразования. Благодаря этому удалось значительно уменьшить пусковое напряжение, снизить уровень радиопомех, увеличить срок службы. При использовании качественного топлива ресурс составляет 70 – 100 тыс. км.
Bosch WR7DP
Свеча, центральный электрод которой имеет инновационное строение: тонкий сердечник утоплен в изолятор из керамики заподлицо. При этом, искра напоминает разряд плазмы и стабильно работает, если напряжение бортовой сети снижено. Добиться увеличения ресурса между заменами до 60 тыс. км удалось за счет применения покрытия из платины, но это работает лишь при надлежащем качестве топлива.
Достоинства:
- напыление из платины сохраняется дольше благодаря оригинальному строению центрального электрода;
- стабильный пуск, даже если напряжение бортовой сети снижено;
- искра с формой, похожей на плазменно-факельную систему;
- центральный контакт с высококачественным покрытием;
- возможность 5-процентного прироста мощности без увеличения расходования бензина, если дроссельная заслонка открыта полностью;
- наличие модификаций для большей части автомобилей, в том числе, от отечественных производителей;
- экологически безопасный выхлоп.
Минусы:
- большее расходование горючего, если сравнивать с обычными моделями свечей;
- относительно высокая цена. Причем, большинство покупателей считает, что это справедливая плата за отличные эксплуатационные качества.
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.
Диагностика своими руками
Проверка свечи зажигания относится к типу работ, выполнение которых под силу даже начинающему водителю. Трудности могут возникнуть, если у вас оппозитный мотор. В таких типах двигателей месторасположение свечных колодцев требует от мастера некоторых ухищрений и более специализированного инструмента. Самая лучшая диагностика свечей – это выкручивание каждой из них и внимательный осмотр. Что можно обнаружить при беглом осмотре:
- пробой керамического слоя, изолирующего высоковольтную часть свечи. При такой поломке часть разряда теряется, поэтому между электродами возникает слишком слабая искра для нормального воспламенения топливно-воздушной смеси (далее ТПВС);
- эрозия электродов. В таком случае будет заметна впадина напротив центрального электрода. Иногда эрозия может показаться незначительной, но на самом деле выработка будет негативно сказываться на работе двигателя. Поэтому рекомендуем не превышать лимит ресурса эксплуатации, указанного производителем;
- неправильный зазор. Для проверки вам необходимо приобрести специальные мерные щупы. Рекомендованный искровой зазор для каждого типа двигателя указан в руководстве по ремонту и эксплуатации. Слишком маленький зазор обеспечивает мощную, но короткую искру. Из-за небольшого размера искрового разряда топливо поджигается неполноценно, что приводит к неравномерной работе ДВС и образованию нагара. Также существует риск замыкания, при котором между электродами возникает более продолжительный заряд. Эффект длительного короткого замыкания разрушает высоковольтные провода (далее ВВП) и катушки зажигания. При большом зазоре увеличивается площадь контакта искрового разряда и ТВС, но значительно возрастает риск обрыва искры. Поэтому на высоких оборотах происходят пропуски зажигания.
Почему народный метод не работает
Суть проверки в том, чтобы выкрутить свечу, а затем вращать ДВС стартером, внимательно наблюдая за искрой. Такой метод подходит лишь для определения наличия либо отсутствия искры (к примеру, если двигатель не заводится). Качество искрового заряда проверить невозможно, так как при атмосферном давлении даже неисправный искрообразователь может сгенерировать разряд. В цилиндре для образования хорошей искры нужно гораздо больше усилий, а поэтому и требования к состоянию свечи намного выше.
Нагар
На фото вы можете увидеть нормальное состояние свечи зажигания, а также основные виды отложений. Появление сухого, бархатистого нагара свидетельствует о неполноценном сгорании топлива. Причиной такой неисправности могут стать свечи зажигания. Остальные типы отложения помогут вам проверить состояние двигателя, с большой точностью рассказав об имеющихся сбоях в работе двигателя.
Разумеется, что закиданные смесью масла и нагара свечи будут давать плохую искру. Как следствие, повысится расход топлива, уменьшится мощность, двигатель может начать троить и т.д. Но замена искрообразователей лишь на короткий период устранит все симптомы, поскольку неработоспособность свечей зажигания будет лишь следствием другой неисправности, повлекшей за собой повышенный угар масла.
Check engine
Износ свечей зажигания не определяется ЭБУ. Значок на приборной панели загорается в случае фиксации пропусков зажигания. Возможным это становится благодаря фиксации частоты вращения коленчатого вала (также в расчетах участвует Датчик Фаз, или ДПРВ). Опираясь на показания датчиков, ЭБУ выдает следующие коды неисправностей:
- Р0301 – пропуски зажигания в 1 цилиндре;
- Р0302 – пропуски во 2 цилиндре;
- Р0303 – пропуски в 3 цилиндре;
- Р0304 – пропуски в 4 цилиндре.
Для образования искрового заряда при изношенных свечах катушкам требуется большее усилие, также возрастает нагрузка на ВВП, что значительно уменьшат их срок службы. Сопоставьте стоимость этих узлов и цену замены свечей зажигания, чтобы понять, как дорого обходится экономия и езда на неисправных искрообразователях.
Чем отличаются: стандартная, иридиевая и платиновая свеча
Стандартные – оснащены электродом из сплава никеля. Обеспечивают эффективную работу привода и низкий расход топлива. Сплав ионной никелевой аккумуляторной свечи характеризуется высокой жизнеспособностью, а стандартно используемая в таких вариантах медная сердцевина электрода хорошо отводит тепло, а также предотвращает свечу от тепловой перегрузки. К тому же — это самая дешевая из возможных вариантов разновидность.
Иридиевые – это вид, в котором сейчас применяются высококачественные технические решения. Такие свечи имеют наконечник центрального электрода из сплава иридий. Применение этого металла связано с его особенностями, ибо иридий один из самых твердых металлов и характеризуется высокой устойчивостью к коррозии. Применение иридия несет и другие преимущества. Благородный металл позволяет выполнять более тонкий стержень электрода – даже 0,4 мм. Это, в свою очередь влияет на уменьшение напряжения зажигания и, кроме того, улучшает распространение фронта пламени зажигания в камере сгорания. Из-за применения новейших технологий этот вид стоит дороже. Однако цену компенсирует в два раза больший срок службы.
Платиновые – характеризуются очень длительным периодом эксплуатации. Применяемые в центральном электроде платиновые пластины обеспечивают постоянную мощность даже в самых сложных условиях.
Такой электрод более тонкий, чем стандартный. Цена платиновых свечей выше, чем у стандартных аналогов. Платиновые элементы идеально подходят для автомобилей, работающих на газе. В этом случае срок их службы даже в четыре раза выше, чему обычных.
