Автотехпомощь НСК54

Свечи зажигания

Устройство свечи зажигания

Конструкция свечи зажигания остается неизменной уже на протяжении многих лет. Внутри металлического корпуса находится центральный электрод, который отделен керамическим изолятором. Ток подается на верхний контактный вывод свечи, протекает по всей длине электрода и затем останавливается.

Однако, снаружи свечи есть еще один электрод - заземляющий, который соединен с корпусом свечи. Между этими двумя электродами возникает электрический разряд воздушным промежутком, создавая мощную искру с напряжением нескольких тысяч вольт. Именно эта искра воспламеняет топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя

Искровой зазор свечи

Расстояние между центральным и боковым электродами свечи, так называемый искровой зазор, имеет прямое влияние на работу двигателя. Больший зазор означает более длинную искру, что способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси и повышению мощности. Однако, чем шире зазор, тем сложнее создать искру в нем, и возрастает риск, что электричество найдет другой путь, пробив изолятор свечи, высоковольтный провод или катушку зажигания. Поэтому искровой зазор всегда является компромиссом, тщательно рассчитанным инженерами.

В процессе эксплуатации свечи подвергаются эрозии и изнашиваются, и искровой зазор постепенно увеличивается, что увеличивает нагрузку на катушки зажигания. Точное регулирование зазора вручную является сложной задачей, так как требуется работать с долей миллиметра. Поэтому важно своевременно менять свечи, не дожидаясь критического износа электродов и поломки дорогостоящих катушек

Калильное число: холодные и горячие свечи

В процессе работы свеча зажигания нагревается до температуры около 800-900 °C. Высокая температура помогает свече очищаться от нагара, однако она также создает проблему калильного зажигания. В этом случае смесь в цилиндре воспламеняется не от искры, а от контакта с раскаленной свечой.

Симптомы и последствия калильного зажигания схожи с детонацией: неконтролируемое горение смеси приводит к повышению температуры двигателя, снижению мощности и повреждению цилиндро-поршневой группы. Карбюраторный двигатель невозможно остановить из-за калильного зажигания - он будет работать, пока свечи не остынут или не закончится бензин.

Риск калильного зажигания определяется теплостойкостью свечи или ее калильным числом, которое зависит от конструкции и длины изолятора. Холодные свечи нагреваются меньше в процессе работы, в то время как горячие свечи нагреваются сильнее. К сожалению, не существует единой шкалы калильного числа, и каждый производитель обозначает его по-своему.

К примеру, у некоторых брендов меньшее число соответствует более холодным свечам, в то время как у других брендов это означает более горячие свечи. Поэтому приходится использовать сравнительные таблицы калильных чисел. Ниже приведены значения теплостойкости свечей от производителей Denso, NGK, Bosch, Torch, Masuma и LUNXauto
калильное число свечей зажигания
Калильное число, подобно искровому зазору, является компромиссом. Холодные свечи применяются в теплонагруженных форсированных двигателях, которые часто работают на высоких оборотах. В таких условиях нагар на свечах не образуется, а стабильная работа под нагрузкой является важным фактором. Горячие свечи необходимы для двигателей с низкой форсировкой, которые часто работают в простое (например, в пробках, в автошколах или в промышленности) - здесь требуется хорошая самоочистка свечей от нагара. Для обычных автомобилей производители подбирают свечи средней теплостойкости.

Иногда автовладельцы меняют свечи зажигания сезонно. На зиму они устанавливают свечи немного горячее, чем рекомендуется, чтобы уменьшить образование нагара при длительном прогреве в холодную погоду, что облегчает запуск двигателя в мороз. А летом они выбирают более холодные свечи, которые работают стабильнее при повышенных нагрузках в жару. Необходимость в такой сезонной замене свечей зависит от условий эксплуатации и особенностей двигателя. В инструкциях к современным автомобилям такие рекомендации обычно отсутствуют

Количество боковых электродов

свечи зажигания
Не всегда боковой электрод у свечи один, их бывает и несколько. Многоэлектродные свечи понадобились, когда мотористы стали внедрять первые катушки зажигания и принцип холостой искры (например, в системе зажигания Toyota DIS-2 в 90-х годах), где искрообразование происходит в два раза чаще. А значит, в два раза выше и износ электродов свечей. Чтобы компенсировать это, свечам добавили второй боковой электрод: искра каждый раз проскакивает к менее изношенному. Встречаются свечи и с тремя–четырьмя электродами.
Вопреки расхожему мнению, несколько боковых электродов не улучшают искрообразование и сгорание смеси, но могут увеличить ресурс свечей зажигания на некоторых моторах. Если автопроизводитель рекомендует многоэлектродные свечи, значит того требует применённая система зажигания и нужно использовать именно их. В других случаях это не имеет смысла.

Толщина центрального электрода

В современных системах зажигания, где каждая свеча имеет отдельную катушку, важнее не количество боковых электродов, а толщина центрального электрода. Лабораторные тесты наглядно демонстрируют, что чем тоньше центральный электрод, тем лучше работает свеча. Это приводит к улучшению искрового разряда, более эффективному сгоранию смеси, снижению расхода топлива и вредных выбросов. Свечи с тонкими электродами лучше самоочищаются от нагара и менее чувствительны к увеличению искрового зазора при износе. Стандартное покрытие центрального электрода свечи состоит из сплава никеля и хрома, такие свечи называют никелевыми.

Некоторые производители экспериментируют с другими металлами, такими как медь, серебро и иттрий, добавляя их в сплав, чтобы улучшить характеристики свечей. Однако толщина электрода в никелевых свечах остается относительно большой, около 2,5 мм. Это связано с тем, что уменьшение толщины электрода нельзя осуществить из-за тепловой эрозии, которая быстро приведет к износу электрода, значительно сократив ресурс никелевой свечи. В результате, для решения этой проблемы стали использовать электроды из тугоплавких драгоценных металлов

Свечи иридиевые и платиновые

Электроды из редкоземельных драгоценных металлов (платины, иридия) получаются в пять раз тоньше никелевых. И в пять раз долговечнее: обычные свечи служат около 20 тысяч км, а «драгоценные» — под 100 тысяч. Правда, и стоимость таких свечей выше в 4–5 раз, зато вы существенно сэкономите на работе по их замене.
Платина стала первым редкоземельным металлом, массово применённым в свечах зажигания. Платиновые наплавки на центральном и боковом электродах существенно увеличили ресурс свечи. Толщину электрода платиновой свечи удалось уменьшить до 1,1 мм, что снизило необходимое для искры напряжение, а значит и нагрузку на катушки зажигания.

Иридиевые свечи — более современная разработка. Диаметр центрального электрода из иридия довели до рекордных 0,4–0,6 мм, что обеспечило выдающиеся показатели сгорания смеси в цилиндре и увеличение КПД двигателя. Иридий почти на порядок превосходит никель в теплопроводности, что помогает снизить температуру электрода. Для современных машин большинство производителей рекомендуют именно иридиевые свечи.

Когда менять свечи зажигания

Свечи нужно менять по пробегу, не дожидаясь их выхода из строя. Пропуски зажигания в любом из цилиндров не пройдут бесследно для лямбда-зондов и каталитического нейтрализатора выхлопа, особенно если ехать на троящем двигателе до сервиса. А цена нейтрализатора несопоставима со стоимостью комплекта свечей.

Но даже когда свечи работают нормально, не забывайте про их искровой зазор, который со временем увеличивается. Вместе с ним возрастает и нагрузка на катушки зажигания, а эти детали тоже не из дешёвых. Многие автомобилисты не задумываются, что между старыми свечами и «внезапно» умершей катушкой есть прямая связь.
Замена свечей зажигания должна выполняться согласно пробегу, указанному производителем, не превышая их заявленный ресурс. Поправка на условия эксплуатации тоже нужна — вот ряд факторов, сокращающих жизнь свечей зажигания:

  • плохой бензин с большим количеством железосодержащих присадок (особенно свинца и ферроцена);
  • детонация;
  • долгие прогревы двигателя;
  • частая езда в пробках;
  • постоянная езда «в отсечке»;
  • перегрев двигателя;
  • попадание в цилиндры масла или антифриза;
  • слишком богатая или слишком бедная топливно-воздушная смесь.

Всего один пункт из этого списка способен сократить ресурс свечей зажигания на треть. Производители свечей в своих расчётах всегда исходят из нормальных условий работы и исправности двигателя. Будьте готовы, что в реальной жизни обычные никелевые свечи придётся менять каждые 15–20 тысяч км, а иридиевые или платиновые — каждые 70–80 тысяч. И конечно, всегда меняйте все свечи комплектом.

Как правильно выбрать свечи

Геометрия наиболее распространённой свечи зажигания: 14-19-16. 14 мм — диаметр резьбовой части, 19 мм — её длина, а 16 — размер верхней гайки, под которую подбирается свечной ключ или свечная головка. Бывают и менее распространённые типоразмеры свечей — всё зависит от посадочного места в головке двигателя, предусмотренного инженерами. Важно, чтобы свечи точно соответствовали расчётной геометрии. Установка первой попавшейся свечи может закончиться повреждением поршня двигателя и капитальным ремонтом.
Но подобрать свечи лишь по размерам резьбы невозможно, ведь нужно учесть ещё много характеристик: искровой зазор, калильное число, материал электродов и их количество. Поэтому свечи подбирают по OEM-номеру: для этого нужно найти свечу зажигания (Spark Plug) на схемах узлов автомобиля. А в результатах поиска онлайн-подборщик предложит подходящие аналоги.
Если в инструкции к машине указаны только иридиевые или платиновые свечи, нельзя ставить обычные никелевые, пусть и подходящие по остальным параметрам. Ведь катушки и вся система зажигания не рассчитаны на большее напряжение, необходимое свечам с толстым электродом, и подобная экономия рано или поздно выйдет боком. То же самое с количеством электродов: если инженеры предусмотрели многоэлектродные свечи, значит на то были причины — именно такие свечи зажигания и нужно купить.
Made on
Tilda