Назначение и принцип функционирования

Предназначение свечей зажигания двигателя сводится к формированию искры, которая обеспечивает возгорание топлива. Элементы свечи подвержены высоким нагрузкам, также они находятся под агрессивным влиянием химических веществ, образовывающихся в результате неполного сгорания топлива. Температура, которую приходится выдерживать деталям, колеблется в пределах от 70-ти до 1,2 тыс. градусов, а давление газов может достигать 60-ти бар.

Важно

Конструкция свечи, а также материалы, используемые в процессе ее изготовления, должны быть максимально прочными, надежными, износостойкими, обладать при этом стабильными эксплуатационными характеристиками.

От способности свечей бесперебойно выполнять свои функции зависят такие характеристики мотора, как его мощность, пусковые качества, экономичность потребления топлива, а также состав отработанных газов.

Как уже говорилось выше, предназначение свечи заключается в искрообразовании и в том, чтобы поддерживать эту искру определенное время. Чтобы справиться с поставленной задачей, важно, чтобы низкое напряжение от АКБ преобразовалось в высокое, достигающее порой 40 тыс В. Происходит это преобразование в катушке, после чего оно передается на электроды свечи (между ними присутствует зазор).

На один из электродов (центральный) поступает «плюс», тогда как «минус» приходится на боковой. Когда на электродах формируется напряжение, достаточное для того, чтобы преодолеть сопротивление имеющейся в зазоре (специалисты называют это пробоем), появляется искра.

Когда менять свечи зажигания? Почему это важно?

Основные виды автомобильных свечей зажигания

Условно всё многообразие свечей зажигания можно разделить на три класса:

1. Традиционные двухэлектродные – их конструкция подробно описана выше – самый распространённый класс;
2. Многоэлектродные – по масштабам применения уступают традиционным. Однако достаточно популярны среди автолюбителей;
3. Факельные и форкамерные (или плазменно-форкамерные) – вначале применялись в спортивных автомобилях, а затем и в обычных легковых машинах, однако их область применения в настоящее время ограничена уровнем доверия автомобилистов.

Даже незначительные конструктивные изменения серьёзно влияют на работу традиционных двухэлектродных свечей. Например, на некоторых моделях выполняется V-образная высечка на поверхности центрального электрода или U-образное углубление на поверхности бокового электрода. Конечно, эти изменения не продлевают срок службы свечи, но зато способствуют увеличению области искрообразования. В некоторых типах двигателей для улучшения процесса искрообразования используются свечи с удлинённым центральным электродом.

Двухэлектродные свечи зажигания

В большом классе традиционных двухэлектродных свечей обычно выделяют два подкласса:

• Свечи, у которых центральный электрод выполнен из однородного металла;
• Биметаллические – на рабочую поверхность центрального электрода наносится покрытие из другого металла, улучшающее характеристики свечи.

Основные преимущества традиционных свечей – цена и проверенная временем надёжность.

Рекомендуем: Датчик объема салона автомобиля для сигнализации Starline

Главные недостатки – ограниченный срок службы, нестабильные параметры искрообразования, низкая эффективность в условиях холодного пуска двигателя.

Использование биметаллических соединений и стало основным направлением в совершенствовании двухэлектродных свечей. Прежде всего, изменения коснулись материала сердцевины электродов: если материалом однородных электродов была никельсодержащая сталь, то сердцевину новых электродов стали изготавливать из меди.

Такая технология позволила улучшить теплоотвод с рабочей поверхности центрального электрода и, как следствие, снизить интенсивность электроэрозионных процессов, а значит увеличить срок службы свечи. У бокового электрода эта технология повысила антинагарные свойства.

Следующим этапом использования биметаллических соединений стало применение в материале центрального электрода благородных металлов: иридия и платины (а точнее их сплавов). Так появились платиновые и иридиевые свечи зажигания.

Иридий обладает высокой тугоплавкостью (температура перехода в жидкое состояние 2450°С) и повышенной стойкостью к электрохимической коррозии. Благодаря этим свойствам инженерам удалось не только резко увеличить долговечность свечей зажигания, но и улучшить другие характеристики. Дело в том, что за счёт повышенной прочности удалось резко (в несколько раз) уменьшить диаметр центрального электрода (до 0,4 мм), что в свою очередь снизило напряжение искрообразования и повысило его эффективность.

Схожие с иридиевыми имеют характеристики и платиновые свечи зажигания. Главный и, пожалуй, единственный недостаток платиновых и иридиевых свечей – высокая цена. Может быть, сюда можно отнести ещё и обслуживание: если у обычных свечей допускается механическая очистка от нагара, то к платиновым и иридиевым элементам нужно относиться значительно бережнее.

Многоэлектродные свечи зажигания

В многоэлектродных свечах зажигания боковых электродов несколько и расположены они, как правило, по окружности вокруг центрального электрода.

Искрообразование между центральным и одним из боковых электродов происходит случайным образом, причём при выходе из строя какого-либо бокового электрода его функции «перебрасываются» на соседний электрод. Главное преимущество таких свечей в снижении нагрузки на единственный боковой электрод по сравнению с традиционной схемой и, соответственно, повышенный по сравнению с двухэлектродным аналогом срок службы.

Кроме того в двухэлектродной свече боковой электрод в силу ассиметричного расположения (по отношению к центральному электроду) экранирует часть пространства за собой. Из-за этого зона искрообразования получается также асимметричной по отношению к оси свечи. При многоэлектродной конструкции такого не происходит, и топливо сжигается эффективнее.

Основные недостатки многоэлектродных свечей – это достаточно высокая стоимость и большее время на восстановление (высыхание) после холодных пусков.

Форкамерные свечи зажигания

В форкамерных свечах пространство вокруг центрального электрода по форме напоминает сопло ракетного двигателя.

Высоковольтный разряд между электродами преобразуется в плазменный сгусток, который, благодаря геометрии межэлектродного пространства, вместе с продуктами сгорания «выстреливается» в цилиндры двигателя. Таким образом формируется объёмный поджиг топлива, который в отличие от традиционного (скорее точечного в этой терминологии) поджига, обеспечивает более эффективное и полное сгорание.

На практике форкамерные свечи показали действительно хорошие результаты при эксплуатации на высоких оборотах, а на пониженных оказались хуже традиционных. К тому же и стоят они дороже предыдущих классов. Поэтому использование форкамерных свечей в легковых автомобилях массового спроса ограничено как технически, так и экономически.

Неисправности свечей: что к ним приводит

Свечи зажигания ломаются достаточно часто, однако справедливости ради отметим, что в последнее время благодаря совершенствованию технологии изготовления ресурс деталей все же увеличился по сравнению с аналогами, выпускавшимися лет 30 тому назад. К наиболее распространенным неисправностям комплектующих относится:

• Образование нагара на электродах и верхушке изолятора.
• Уменьшение зазора и его загрязнение.
• Появление трещин в изоляторе.
• Разгерметизация.

О том, что свечи вышли из строя, говорят проблемы с запуском мотора, его неравномерная работа и внезапная остановка.

В зависимости от характера поломки к ее возникновению могут приводить различные факторы. Если электрод и сама деталь покрылись сажей, есть вероятность того, что смесь в камере неправильная, в частности, в ней слишком много кислорода. К подобным отложениям приводит и загрязненный, требующий замены воздушный фильтр, неполадки в работе системы впрыска и пр.

Когда на свече появились маслянистые отложения, значит, масла в камере сгорания слишком много, что указывает на износ поршней и колец, клапанов и цилиндров. В машинах с турбомотором подобная неисправность становится следствием выхода из строя турбокомпрессора.

Происхождение красного налета

Данное явление встречается реже, чем вышеописанные эффекты. Почему на некоторых свечах наблюдаются красные электроды:

• в бак залит бензин низкого качества с добавками, повышающими октановое число;
• автолюбитель либо поставщик горючего доливает в бензин присадки, в чей состав входит большое количество металлов;
• владелец машины поставил в цилиндры свечи, не подходящие по калильному числу.

Причины возникновения красноватого оттенка свечей не несут прямой угрозы силовому агрегату, но вредят в долгосрочной перспективе. Езда на некачественном бензине с непонятными присадками априори ускоряет износ деталей и узлов. Плюс увеличение расхода, возникающее из-за ухудшения условий горения смеси в цилиндрах.

Рекомендуем: Чем отличается стойка от амортизатора

Эксплуатация автомобиля с более «холодными» или «горячими» свечами по калильному числу снижает мощность мотора и гораздо сокращает ресурс элементов. Характерный признак неправильно подобранных свечей – падение оборотов коленчатого вала на холостом ходу и пропуски циклов зажигания.

Как увеличить ресурс свечей зажигания

Для продления срока эксплуатации свечей некоторые автолюбители используют так называемые народные методы, один из них мы опишем детальнее.

Для обеспечения безопасности следует отключить «массу» либо снять клемму с АКБ, отсоединить кабели, снять свечи. Потом нужно отмерить требуемую длину бокового электрода, обозначить отсекаемый участок, зажать корпус детали, чтобы надежно ее зафиксировать, но не повредить. Аккуратно снять излишнюю часть электрода, а срез обработать напильником, дабы не было заусениц.

С помощью плоскогубцев подогнуть электрод, чтобы край соответствовал высоте центрального электрода, а зазор — номинальному значению. Описанную процедуру следует повторить на каждой детали, затем после модернизации вкрутить их на место и подключить в соответствии с особенностями конструкции силовой установки.

Через сколько КМ нужно менять свечи зажигания?

Про периодичность замены свечей зажигания ходит столько мифов, что их жертвами ежегодно становятся сотни, а то и тысячи автолюбителей. Одни не меняют свечи тогда, когда это критически необходимо, другие — напротив, норовят по-старинке залезть под защитный кожух двигателя при каждом ТО там, где это совершенно не нужно и даже наоборот — вредно для двигателя. Разбираемся: когда замена свечей необходима, а когда — неоправданна.

С какой периодичностью нужно менять свечи зажигания?

Вопрос, как часто нужно производить замену свечей зажигания, автомобилисты решают для себя по-разному. Многие стараются придерживаться рекомендаций производителя, которые зачастую советуют менять эти расходники на каждом втором ТО. Иногда же автовладельцы стараются эксплуатировать свечи до последнего, пока поведение автомобиля само не подскажет о назревшей замене.

Минус второго подхода достаточно серьезный — если автомобилисты вовремя не замечают или просто игнорируют признаки износа свечей, то однажды авто в лучшем случае попросту не заведется, в худшем же возникнет необходимость переборки вышедшего из строя двигателя.

Сроки замены свечей

Также нужно учитывать, что надо менять свечи зажигания с учетом их вида и материала изготовления:

• обычные свечи с медным электродом подлежат через 20-30 тыс. км замене,
• устройства с платиновыми и иридиевыми электродами меняют примерно через 90 тыс. км.

Также на рынке присутствуют свечи с медными электродами, покрытые сплавом иттрия, что несколько продлевает их ресурс по сравнению с классическими. Но всё же, самыми «долгоиграющими» являются устройства с электродами из сплава иридия и платины.

Когда менять свечи зажигания?

Нужно учитывать, что во многом интервал замены свечей зажигания определяется условиями эксплуатации ТС, главным образом качеством используемого топлива. Поэтому если заправляетесь вы постоянно на проверенных сетевых АЗС, то свечи на вашем автомобиле с высокой долей вероятности смогут «отходить» положенный ресурс. Тем не менее примерно каждые 10 тыс. км пробега лучше проверять визуально отсутствие нагара на электродах, сколов керамики и т. п.

Признаки необходимости замены

Неисправности свечей зажигания проявляются по-разному, но связаны все они с проблемами искрообразования. Водитель почти всегда в этом случае может почувствовать, что управление автомобилем стало дискомфортным, двигатель потерял часть мощности, увеличился расход. Правда, не все уделяют этим симптомам должного внимания до тех пор, пока последние не прогрессируют слишком сильно.

Частые признаки неисправности свечей:

1. Из-за пропусков момента зажигания в цилиндре с плохой свечой двигатель может «троить» — появляется вибрация с низкой частотой, но высокой амплитудой. Не заметить такой симптом уже крайне сложно — машину начинает довольно сильно трясти.
2. Более опасная неисправность — калильное зажигание. В этом случае смесь в цилиндре воспламеняется не от разряда, а от высокой температуры при перегреве свечей, т. е. не вовремя.

При возникновении калильного зажигания двигатель иногда может продолжать работать некоторое время и после выключения зажигания. Такой режим быстро выводит мотор из строя.

Часто виновником нестабильной работы мотора и иных проблем служит единственная вышедшая из строя свечка, однако менять рекомендуется сразу весь комплект, соблюдая по возможности периодичность замены свечей зажигания. Иначе велика вероятность, что подобные неисправности в скором времени повторятся из-за другого неисправного устройства.

О чем может сказать состояние свечей зажигания?

В случае, если свечи прослужили меньше положенного срока, велика вероятность нарушений в работе мотора или неправильной эксплуатации автомобиля. Оба этих фактора нужно вовремя устранить, в противном случае следующий комплект расходников прослужит так же мало, да и ресурс двигателя снижается. Поэтому важно время от времени выкручивать свечи и оценивать их внешний вид:

1. Электрод сильно изношен. Причиной неисправности зачастую служит систематическая заправка некачественным топливом. Решение проблемы — замена пришедших в негодность свечей и постоянного места заправки автомобиля. Также износ вызывается использованием некачественного моторного масла с агрессивными присадками.
2. Расплавленный электрод. Наряду с некачественным топливом причиной расплавления электрода может служить наличие отложений в камере сгорания, которые при работе мотора самовоспламеняются.
3. Черные отложения в виде сажи на электродах. Частая причина явления — неправильная топливовоздушная смесь в камере, обычно с переизбытком кислорода. Может быть сильно загрязнен воздушный фильтр, неисправен датчик кислорода.
4. Наличие масляных отложений. Избыточное количество моторного масла в картере (выше черты max на щупе), износ поршня или поршневых колец.
5. Отложения в виде шлака. Образуются обычно из-за действия присадок при использовании некачественного масла.