Влияние свечей на температуру двигателя
avtoexperts.ru
То, без чего не может функционировать ни один двигатель внутреннего сгорания – свечи зажигания. Эти важные детали служат для поджигания топливно-воздушн ой смеси (ТВС) в цилиндре двигателя, и от их слаженной работы зависит, насколько эффективно мотор будет выполнять свою основную функцию – превращать тепло в механическую энергию, которая приводит колеса автомобиля в движение. В сегодняшней статье мы расскажем о видах свечей зажигания, правилах их выбора и особенностях эксплуатации.
Конструкция «бензиновой» свечи: семь важных компонентов
Строение свечи зажигания простое: цоколь, контактный вывод, изолятор, ребра изолятора, центральный и боковой электроды, уплотнитель.
Цоколь — это корпус свечи, в котором расположены ее основные элементы. Через контактный вывод свеча подключается к высоковольтным проводам, идущим к катушке зажигания. Изолятор свече необходим для защиты от воздействия высоких температур, особенно в зоне центрального электрода. Ребра изолятора берегут изолятор свечи от пробоев, которые могут происходить на его поверхности. Центральный и боковой электроды служат для генерации искры, от которой поджигается топливно-воздушн ая смесь, а уплотнитель не дает газам высокой температуры проникать из камеры сгорания цилиндра вовне.
Между боковыми центральным электродом имеется зазор – важная для каждой свечи величина, означающая наименьшее расстояние между электродами. От этого параметра зависит, насколько эффективно искровой заряд сможет воспламенить топливно-воздушную смесь.
В конструкции плазменно-форкам ерных свечей (новое поколение свечей, которые появились на рынке в 1999 году) центральный электрод присутствует, а вот бокового нет – его функцию выполняет цоколь свечи. Искра в таких свечах образуется по кругу (так называемый кольцевой зазор), что позволяет эффективно очищать поверхности, между которыми возникает заряд, и продлить срок их эксплуатации.
Дай искру: как работают свечи
Установленная в двигателе свеча работает так: при включении зажигания ток от катушки идет по высоковольтным проводам к контактному выводу, далее – по электродам. Между боковым и центральным электродом возникает разряд в несколько тысяч вольт, который и поджигает топливно-воздушн ую смесь в цилиндре двигателя.
Важным параметром в работе свечи зажигания, как мы говорили выше, является величина зазора между боковым и центральным электродами. Чем расстояние между этими элементами больше, тем мощнее искровой заряд, и, соответственно, масштабнее площадь воспламенения топливно-воздушн ой смеси в цилиндре двигателя. При оптимальной величине зазора ТВС сгорает более эффективно, двигатель показывает высокий КПД и экономно расходует топливо. Заводской зазор свечи можно регулировать от меньшего к большему и наоборот, но — в заданных производителем параметрах.
Еще одна важная характеристика свечей – калильное число. В процессе работы электроды и изолятор свечи нагреваются до нескольких сот градусов Цельсия, и когда их температура превышает определенный производителем параметр, может произойти калильное зажигание – бесконтрольное поджигание ТВС от раскаленных элементов. Предельная нагрузка, которую испытывают при этом элементы свечи, и определяется калильным числом. По величине калильного числа все свечи подразделяют на четыре вида:
- Горячие (11-14) – свечи, для которых характерны невысокие температуры (более 350-400°С) калильного зажигания. Устанавливаются на моторах небольшой мощности, работающими с малыми тепловыми нагрузками.
- Средние (17-19) – свечи, калильное зажигание в которых может произойти при превышении средних температур (450-600°С). Годятся для установки в двигатели средней мощности.
- Холодные (20-31) – свечи, электроды и изолятор которых могут выдерживать высокие рабочие температуры, не допуская калильного зажигания (от 850 до 900°С и выше). Такие свечи устанавливаются в форсированных силовых агрегатах.
- Унифицированные (11-20) – свечи, для которых характерен широкий спектр рабочих температур. Устанавливаются на большинство двигателей современных автомобилей.
Категорически не рекомендуем устанавливать в мотор несоответствующи е по калильному числу свечи: «холодные» свечи на маломощном двигателе будут менее эффективно очищаться от нагара, что приведет к перебоям в работе силового агрегата. «Горячие» свечи в высокомощном силовом агрегате вызовут раннее калильное зажигание, что чревато повышенным расходом топлива, выходом из строя свеч и прогоранием днища поршня в цилиндре.
Выбираем свечи зажигания: важные аспекты
При подборе свечей зажигания советуем прислушиваться к рекомендациям заводов-производителей, которые указаны в инструкции по эксплуатации автомобиля. Но если вы хотите добиться от мотора большей производительнос ти, то рекомендуем выбирать свечи, исходя из ниже следующих аспектов.
Аспект 1. По материалу электродов
В двигателях большинства автомобилей с завода устанавливают свечи с электродами, изготовленными из сплава никеля либо железа с медью (наиболее распространенный сплав), хромом и другими металлами. Такие свечи относительно дешевы, имеют непродолжительны й эксплуатационный ресурс (в среднем до 50 000 км).
Свечи с платиновыми электродами имеют больший, чем медно-никелевые, запас прочности. Они выдерживают высокие рабочие температуры, вследствие чего их электроды и изоляторы не разрушаются так быстро, как у медно-никелевых. Еще один положительный аспект – стабильное искрообразование в обогащенной или обедненной ТВС. Ресурс работы платиновых свечей зажигания – до 90 000 км.
Свечи зажигания с иридиевыми электродами имеют схожие с платиновыми «свечками» эксплуатационные характеристики. Они отличаются повышенной по сравнению с платиновыми электродами, стойкостью к коррозии, выдерживают более высокие рабочие температуры, способствуют более быстрому образованию искры. Их единственный минус – высокая стоимость. Ресурс работы иридиевых свечей зажигания – до 100 000 км.
Аспект 2. По количеству электродов
Все свечи по своей конструкции делят на два вида: с двумя электродами (боковой и центральный) и тремя или четырьмя электродами (один центральный и несколько боковых).
К преимуществам двухэлектродных свечей отнесем их доступную стоимость. К недостаткам – малый срок эксплуатации, так как образование на боковом электроде нагара препятствует нормальному искрообразованию, вследствие чего ухудшается процесс воспламенения топливно-воздушн ой смеси в цилиндре двигателя.
Плюсом многоэлектродных свечей является увеличенный срок их эксплуатации и гарантированное искрообразование: искра может формироваться между центральным и одним из «чистых» боковых электродов, тогда когда другие уже загрязнены продуктами накаливания и не могут выполнять своих функций.
Расположение боковых электродов вокруг центрального в форме цветка имеет еще одно весомое преимущество – боковые электроды не перекрывают образовавшийся в процессе поджигания ТВС факел, что способствует быстрому воспламенению смеси. Благодаря этому топливно-воздушн ая смесь в цилиндре сгорает эффективнее, что приводит к увеличению мощности двигателя и экономному расходу топлива. Минусом такого вида свечей является их высокая, по сравнению с диэлектродными свечами стоимость.
Аспект 3. По калильному числу.
Тут все просто: если ваш автомобиль имеет двигатель небольшой мощности, ему подойдут «горячие» свечи с низким калильным числом. Если же у вас – спорткар, то для его мотора лучше подобрать «холодные» свечи с высоким калильным числом. Универсальным выбором станет приобретение унифицированных свечей, калильное число которых имеет широкий диапазон.
Аспект 4. По габаритам.
Для различных двигателей предусмотрены свечи зажигания с разными габаритами. Подбор свечей осуществляется в зависимости от таких параметров как диаметр и длина резьбы. Для свечей, которыми оснащаются двигатели автомобилей, диаметр резьбы един — M14×1,25 . Для раритетных автомобилей (в основном, американского производства и отечественного — ГАЗ) использовались свечи с диаметром резьбы M18×1,5.
По длине резьбы свечи делятся на три вида: короткие (12 мм), длинные (19 мм) и удлиненные (25 мм).
Свечи с короткой резьбой устанавливаются в двигатели автомобилей советского и российского производства – ГАЗ, ПАЗ, УАЗ, ЗАЗ). Свечи с длинной резьбой – в силовые установки автомобилей ВАЗ, ИЖ, АЗЛК и машины иностранного производства. Свечи с удлиненной резьбой используются для поджигания ТВС в форсированных силовых установках автомобилей иностранного производства.
Проблемы в эксплуатации свечей зажигания
Распространенные виды поломки свечей:
- Микротрещины и пятна на изоляторе
- Нагар черного цвета на электродах
- Ржавчина и оплавление электродов
- Масло и топливо на резьбе и электродах
- Светлый или белый налет на электродах
Причины выхода из строя свечей:
- Использование топлива низкого качества
- Неверно выставленный зазор между центральным и боковым электродами
- Неправильно подобранное калильное число свечи
- Некорректно установленная свеча
- Превышение указанного производителем срока эксплуатации свечи
- Угол опережения зажигания выставлен неправильно
- Поломка узлов и деталей мотора: (износ направляющих втулок клапанов, маслосъемных колпачков, прогорание поршней и их колец)
Узнать, что свечи не выполняют своих функций, можно по нескольким признакам:
- детонация в цилиндрах двигателя
- усложненный запуск двигателя на холодную
- резкое увеличение расхода топлива
- увеличение выбросов продуктов сгорания топлива
- падение мощности мотора при работе на высоких оборотах.
Калильное число свечей зажигания: что это такое
Как только человек приобретает собственное транспортное средство и переходит из разряда пешеходов в разряд автомобилистов, у него неизбежно возникает немало вопросов, связанных с особенностями функционирования и эксплуатации автомобиля. Среди прочего, приходится разбираться с такими терминами как калильное зажигание и калильное число свечей зажигания. Именно этот вопрос и будет рассмотрен в данной статье.
Что такое калильное зажигание от свечей?
Процесс сгорания топлива с калильным зажиганием (справа)
Для того чтобы понять что такое калильное число свечей зажигания нужно сначала разобраться с тем, что такое калильное зажигание. Дело в том, что работа всех без исключения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) основана на сгорании топливной смеси, приводящем к образованию газов, за счет давления которого на поршни агрегат выполняет полезную работу. При этом температура в камерах сгорания достаточно высока, и находящиеся в ней элементы конструкции силового агрегата серьезно нагреваются. В тот момент, когда температура достигает определенного предела, топливная смесь начинает воспламеняться не от искры, вырабатываемой свечой, а от соприкосновения с сильно разогретыми поверхностями.
Получается, что возникает ситуация в которой зажигание просто невозможно контролировать. При этом, такое не контролируемое зажигание практически всегда провоцируют именно электроды свечи зажигания, поскольку они нагреваются значительнее и быстрее, чем другие детали камеры сгорания. Именно такое поведение системы и называется «калильным зажиганием».
Последствия калильного зажигания
Прогоревший поршень — возможный результат калильного зажигания
Поскольку калильным зажиганием управлять попросту невозможно, то оно имеет несколько опасных для автомобильного двигателя последствий. Так как возгорание топливной смеси происходит раньше, чем требуется, то фаза рабочих циклов мотора смещается. Кроме того, в камере сгорания существенно возрастает температура и давление. Если вовремя не принять меры, необходимые для приведения зажигания в норму, то в очень скором времени из-за калильного зажигания:
- разрушатся электроды свечей зажигания и их керамические изоляторы;
- днище поршня начнет «пригорать»;
- на поверхности цилиндров и поршней образуются задиры;
Очень вероятно также и то, что поршневая группа двигателя в результате просто заклинит, и поэтому придется производить очень недешевый и достаточно длительный капитальный ремонт. Чтобы избежать негативных последствий, вызываемых калильным зажиганием, в ДВС требуется использовать свечи, которые подходят им по такому параметру, как калильное число.
Читайте также: Машина дергается при разгоне — почему и что делать?
На что влияет калильное число свечей зажигания
Существует несколько определений такого понятия, как калильное число свечи зажигания, причем самое строгое и правильное из них изобилует множеством технических терминов, неизвестных подавляющему большинству обычных (тем более — начинающих) автомобилистов. Если использовать более простое и в то же самое время вполне корректное, то можно сказать, что калильное число — это то время, по истечении которого свеча в определенных условиях эксплуатации достигает состояния калильного зажигания.
Калильное число является универсальной характеристикой, позволяющей верно выбирать свечи зажигания для разных типов силовых агрегатов. Этот показатель выражается числом в диапазоне с 11 до 26 и обладает некоторыми особенностями.
Прежде всего, следует отметить, что цифра, обозначающее этот параметр свечи зажигания, является одновременно показателем того минимального давления, которое должно быть в камере сгорания для обеспечения воспламенения впрыскиваемой в нее топливной смеси.
Для определения калильного числа свечей зажигания стандартов не существует, а устанавливается оно в ходе произвольных испытаний на такой устройстве, как моторная тарировочная установка. Интересно, что на импортных свечах, выпускаемых известными зарубежными производителями, калильное число очень часто вообще не указывается. Дело в том, что эти автокомпоненты нередко выпускаются для установки в определенных типах двигателей, и поэтому нет необходимости в экспериментальном определении значения этого показателя.
Разновидности и использование свечей в зависимости от их калильного числа
В зависимости от величины калильного числа, автомобильные свечи подразделяются на:
- Горячие (калильное число от 11 до 14);
- Средние (калильное число от 14 до 17);
- Холодные (калильное число 20 и более).
«Горячие» свечи зажигания предназначены для применения в не форсированных ДВС и моторах малой мощности. «Средние» обычно применяются в силовых агрегатах, которые конструктивно не предусматривают возможности увеличения их мощности форсированием. «Холодные» свечи выпускаются для установки в форсированных автомобильных двигателях и двигателях, имеющих высокие обороты.
Читайте также: Почему троит двигатель — основные причины.
Таблица взаимозаменяемости свечей зажигания
Для того чтобы избежать калильного зажигания очень важно правильно подобрать свечи. При подборе свечей пригодится таблица взаимозаменяемости, которую мы приводим ниже.
Также следует контролировать температуру двигателя, заправляться качественным топливом с соответствующим октановым числом и вовремя проводить техническое обслуживание.
Холодные и горячие свечи зажигания. Калильное число.
Продолжаем познавательную страничку.
Современные свечи зажигания индивидуально подбираются для различных конструкций двигателя и условий движения. Поэтому нельзя указать такую свечу зажигания, которая будет без проблем функционировать во всех двигателях. В данной статье мы рассмотрим, что такое холодные и горячие свечи зажигания и связанный с ними калильное число.
Что такое калильное число?
Калильное число – это величина, которая показывает время, по истечении которого, свеча достигнет состояния калильного зажигания. Чем больше калильное число, тем свеча меньше нагревается. Соответственно с малым калильным числом будет «горячая» свеча, а с большим «холодная».
При небольших нагрузках отлично работают «горячие» свечи, но при длительной и интенсивной работе температура свечи возрастает, это может привести к « калильному» зажиганию. Результат – потеря мощности двигателя. Свечу обязательно следует заменить, уточнив тепловую характеристику и устранив все неисправности.
В камере сгорания различных двигателей температура повышается по-разному, необходимы свечи зажигания с разным тепловым эквивалентом. Этот тепловой эквивалент выражает в виде так называемого калильного числа.
Тепловые эквиваленты, выраженные с помощью калильного числа, представляют собой измеренные на электродах и изоляторе средние температуры, соответствующие нагрузке двигателя. На юбке изолятора рабочая температура должна быть в интервале от 400°С до 850°С. При этом температуры свыше 400°С требуются потому, что при таких температурах удаляются осаждающиеся сажа и масляный нагар и таким образом происходит самоочищение свечи зажигания.
Однако выше 850°С температура на изоляторе подниматься также не должна, так как при температуре свыше 900°С может появляться калильное зажигание. Кроме того, при очень высоких температурах электроды дополнительно подвергаются воздействию химически агрессивных соединений или разрушаются. Избежать калильного зажигания можно, надо только соблюдать несколько простых правил: во-первых — не допускаем ранней установки зажигания; во-вторых – заливаем топливо, соответствующее данному двигателю; и в-третьих – следим за внешним видом свечи.
Когда применяются холодные и теплые свечи зажигания?
Надо иметь в виду, что условия работы свечей летом и зимой различны, следует вывод – правильнее всего иметь два комплекта свечей: летний с «холодными» и зимний с «горячими». Если вы ездите зимой и часто стоите в пробках, то лучше всего поставить свечи более горячие, ну а если летом вы гоняете на высоких скоростях, да еще и на дальние расстояния, то, конечно, поставьте холоднее.
Итак: Для длинных расстояний и высоких скоростей – «холодные» свечи, а для коротких и на малой скорости – «горячие» свечи.
Так же на выбор свечи влияет и размер двигателя, чем он больше, тем «холоднее» свеча. Та же самая свеча для одного двигателя может быть «холодная», а для другого «горячая». Как сильно будет разогреваться свеча в процессе работы, и как она будет отдавать тепло, зависит так же от материала изолятора и длины теплового конуса.
Маркировка свечей зажигания.
Пример маркировки свечи зажигания:
— низкое калильное число (например BP4ES) — «горячая свеча зажигания», высокое поглощение тепла, обусловленное длинной юбкой изолятора;
— высокое калильное число (например BP8ES) — «холодная свеча зажигания», малое поглощение тепла, обусловленное короткой юбкой изолятора.
Из чего состоит свеча:
Спасибо, что прочитали статью до конца!
Удачи на дорогах!
Влияние свечей на температуру двигателя
От этой важной части системы зажигания двигателя во многом зависит его работоспобность. В настоящее время ведущие фирмы-производители в конкурентной борьбе за право устанавливать свою продукцию в наиболее массовых и наиболее престижных автомобилях пытаются довести конструкцию свечей по соотношению качества и себестоимости до оптимальных пределов.
Назначение — преобразование электрической энергии в искровой разряд для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах бензинового двигателя.
Отечественными разработчиками используются нижеприведенные понятия.
Калильное зажигание — неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси раскаленными элементами свечи.
Калильное число — отвлеченная величина, пропорциональная среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке начинает появляться калильное зажигание.
Рабочая температура — температура наиболее раскаленных элементов(электродов и теплового конуса изолятора) свечи в процессе работы двигателя.
Эффективная мощность — мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя.
Холостой ход — работа двигателя без нагрузки.
Тепловая характеристика — зависимость рабочей температуры свечи от эффективной мощности, развиваемой двигателем. Определяется конструктивными параметрами свечи, качеством ее охлаждения и параметрами рабочего процесса двигателя.
Верхний температурный предел тепловой характеристики — рабочая температура свечи, при которой возникает калильное зажигание. Составляет около 900°С.
Нижний температурный предел тепловой характеристики — минимальная температура, при которой свеча начнет самоочищаться от нагара. Находится в пределах 350-400°С.
«Горячие» свечи — относительное понятие, связанное с рабочей температурой. Предназначены для применения на малофорсированных двигателях, где необходимо достижение температуры самоочищения от нагара при относительно небольших тепловых нагрузках. Свечи «горячее» положенных для данного двигателя будут вызывать калильное зажигание. Имеют меньшее, чем «холодные», калильное число.
«Холодные» свечи — предназначены для использования на высокофорсированных двигателях для нагрева меньше температуры калильного зажигания при максимальной мощности двигателя. Свечи «холодные» для данного двигателя не будут достигать температуры самоочищения от нагара и перестанут работать через короткий промежуток времени.
Термоэластичность — понятие, характеризующее способность свечи достигать нижнего температурного предела тепловой характеристики при наименьшей эффективной мощности, развиваемой двигателем.
 | Рис. 1. Устройство свечи зажигания с плоской опорной поверхностью: | |
| 1 | — контактная (штекерная) гайка; | |
| 2 | — оребрение изолятора; | |
| 3 | — контактная головка; | |
| 4 | — изолятор; | |
| 5 | — корпус; | |
| 6 | — токопроводящий (или резистивный) стеклогерметик; | |
| 7 | — уплотнительное кольцо; | |
| 8 | — теплоотводящая шайба; | |
| 9 | — центральный электрод; | |
| 10 | — тепловой конус изолятора; | |
| 11 | — рабочая камера свечи; | |
| 12 | — электрод массы (боковой); | |
| h | — искровой зазор; | |
| L | — длина ввертываемой части; | |
| l | — длина резьбовой части (цоколь); | |
| d | — наружный диаметр резьбы. | |
 | Наращиванием числа боковых электродов (массы) увеличивают срок их службы, но ухудшают обдув теплового конуса. |
 | Рис. 2. Тепловые характеристики свечи: |
| Ne — эффективная мощность двигателя (%); Х/Х — холостой ход двигателя; t — рабочая температура свечи °С. |
 | При одинаковом значении калильного числа большей термоэластичностью обладает свеча с более длинным тепловым конусом, но длина ввертываемой части строго определенна для каждого двигателя. |
 | Увеличение длины резьбовой части и применение конической опорной поверхности позволяют подвести рубашку охлаждения ближе к свече. |
| Таблица 1. | РАСШИФРОВКА ОБОЗНАЧЕНИЯ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ |
