Свечи Зажигания: Какие Лучше Выбрать

Содержание

• 1 Принцип работы свечей зажигания
• 2 Определение состояние двигателя по нагару на свечах зажигания
  • 2.1 Маслянистый черный нагар
  • 2.2 Сухой черный нагар в виде сажи
  • 2.3 Красный нагар на свечах зажигания
  • 2.4 Белый нагар на свечах зажигания
  • 2.5 Глянцевый белый нагар
  • 2.6 Слабовыраженный белый нагар
• 3 Состояние свечей зажигания по внешнему виду
  • 3.1 Замена свечей зажигания раньше срока
  • 3.2 Неисправности свечей зажигания и их признаки
  • 3.3 Как проверяются свечи зажигания
• 4 Разновидности свечей зажигания, их выбор и производители
• 5 Сбой процесса сгорания

Каждый водитель знает, что состояние свечей зажигания влияет на работу двигатель автомобиля. О свечах необходимо знать все (цвет налета, зазоры, когда нужно их менять и многой другой информации).

Принцип работы свечей зажигания

Во время работы свечей на них воздействует несколько типов нагрузок:

• Электрические.
• Тепловые.
• Механические.
• Химические.

Тепловые нагрузки. Свечи устанавливаются таким образом, чтоб ее рабочая часть находилась в камере сгорания, а контактная – в подкапотном пространстве. Температура газов в камере сгорания может достигать 900°С, а в подкапотной части – до 150°С.

Тепловому напряжению и деформации способствует разная температура свечей из-за неравномерного нагрева в различных сечениях, которая отличается на сотни градусов.

Механические нагрузки. К тепловым нагрузкам на свечи еще добавляется вибрационная нагрузка из-за разного давления в цилиндре двигателя, которое на впуске ниже 50кгс/см², а при сгорании намного выше.

Химические нагрузки. Во время сгорания образовывается очень много химически активных веществ, которые вызывают окисление всех материалов, потому что рабочая температура электродов достигает 900°С.

Электрические нагрузки. Во время искрообразования изолятор свечи находится под воздействием импульса высокого напряжения, которое иногда достигает 20-25 кВ.

в некоторых системах зажигания напряжение может создаваться намного больше, но пробивное напряжение искрового зазора его ограничивает.

Принцип работы свечей зажигания

Схема свечи зажигания

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:

1. Установить новые свечи зажигания.
2. Проехать на них 150-200 км.
3. Выкручивать свечи и обратать внимание на цвет нагара, который расскажет, что работает неправильно.

На каждую поломку двигателя на свечах зажигания образовывается налет определенного цвета, по которому есть возможность определить недостаток в работе двигателя.

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.

Состояние свечей зажигания по внешнему виду

Каждые 30-90 тыс. км пробега должна производиться замена свечей зажигания в зависимости от интенсивности и условий эксплуатация двигателя и типа установленных свечей.

Замена свечей зажигания раньше срока

Если при работе двигателя начали появляться сбои, тогда необходимо произвести замену свечей зажигания. По регламенту они должны служить до 30-90 тыс. км пробега, но практика показала, что после 15 тыс. км свечи могут потребовать замены.

На сокращение работы свечей, влияет качество топлива, ямы на дорогах, от продолжительности работы двигателя на холостом ходу и многие другие фактороы.

Неисправности свечей зажигания и их признаки

Работа двигателя должна бы равномерной, как на холостых оборотах, так и под нагрузкой, а звук при работе должен быть «как часы». Если двигатель запускается с трудом, начинает увеличиваться расход топлива, теряются обороты при нагрузке, появляется шум или вибрация – это все симптомы неисправности свечей зажигания.

Чтоб не произошла полная остановка двигателя необходимо постоянно контролировать состояние свечей зажигания.

Как проверяются свечи зажигания

Как только свечи загрязняются или выходят из строя, двигатель начинает троить, работать с перебоями и давать усиленную вибрацию. Свечи загрязняются или выходят из строя по одной, потому заменой необходимо найти загрязненную свечу. Для этого существует несколько способов:

1. Самостоятельно проверить свечи зажигания.
2. Использовать стенд для проверки свечей зажигания.

Разновидности свечей зажигания, их выбор и производители

Существует множество компаний, которые выпускают автомобильные свечи зажигания. Самые популярные и качественные свечи – это Denso, Bosh, NGK и Champion (самая молодая компания).

Типы свечей зажигания:

• Биметаллические свечи с центральным электродом.
• Боковые свечи с биметаллическим электродом.
• Платиновые свечи зажигания рекомендованы для использования при тяжелой эксплуатации автомобиля.
• Иридиевые свечи зажигания снижают напряжение зажигания, дают быстрое воспламенение и обеспечивают защиту системы.

Последние два вида свечей самые надежные и по качеству превзошли все остальные свечи.

При выборе новых свечей зажигания нужно учитывать совместимость с конкретным двигателем. Свечи зажигания отличаются по размеру, резьбе, калильному числу и количеству электродов.

Сбой процесса сгорания

Иногда нормальный процесс сгорания нарушается, что влияет на надежность и срок эксплуатации свечи, а именно:

1. Пропуски воспламенения, которые возникают из-за обедненной горючей смеси или недостаточной энергии искры. Из-за этого на электродах и изоляторе увеличивается слой нагара.
2. Калильное зажигание. Перегретые участки поршня или свечи дают преждевременные или запаздывающие появление искры. Т.е. топливная смесь загорается от температуры, а нет от искры. Во время преждевременного калильного зажигания угол опережения увеличивается самопроизвольно, что дает высокую температуру и быстрый перегрев двигателя.
   Калильное зажигание повреждает выпускной клапан, поршень, поршневые кольца и прокладки головки блока цилиндра.
3. Детонация появляется из-за недостаточной детонационной стойкости топлива. Детонация образовывает сколы и трещины на электродах, поршнях и цилиндрах, после чего электорды плавятся и полностью выгорают.При детонации появляются металлический стук, теряется мощность, появляется вибрация и увеличивается расход топлива, а также появляется черный дым из выхлопной трубы.
4. Дизелинг. Бывает, что при выключенном зажигании на малых оборотах двигатель еще несколько секунд работает. Это происходит из-за того, что горючая смесь при сжатии самовоспламеняется.
5. Нагар на свече появляется, когда температура поверхности достигает 200°С и более. Когда свечи от нагара очищают, их работоспособность восстанавливается.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Как работают свечи зажигания их строение и разновидности

Без свечи зажигания современный бензиновый двигатель не смог бы работать. К тому же относительно незаметная часть должна выдерживать значительную температуру и давление. Как работают свечи зажигания и каковы их наиболее важные характеристики?

Первое практическое применение свечи зажигания в двигателе внутреннего сгорания связано с именем бельгийца Джозефа Ленуара. Произошло это в 1860 году. Он использовал такое устройство для воспламенения в своём двигателе. Но патентование свечи зажигания было впервые осуществлено примерно тридцать восемь лет спустя. И сразу три изобретателя имели к этому отношение: Никола Тесла, Фредерик Ричард Симс и Роберт Бош. Позже со свечами зажигания стали связывать и другие известные имена. Например, Альберт Чемпион — основатель известной компании по их производству.

Содержание

1. Условия работы, которым не позавидуешь.
2. О принципе разряда
3. Строение свечи зажигания
4. Разновидности свечей зажигания
5. Особенности свечей зажигания.
6. Что такое калильное число
7. Как понять, подходят ли свечи зажигания.

Условия работы, которым не позавидуешь.

Свеча зажигания с виду является мелкой деталью, но условия, в которых она должна работать, заслуживают как минимум признания. Так как удельная мощность двигателей увеличивается и в то же время прилагаются усилия, чтобы продлить срок службы изделий, к ним предъявляются всё более высокие требования. Впрочем, судите сами.
Так как свеча зажигания входит в камеру сгорания двигателя, она должна быть способна выдерживать быстрые изменения температуры в диапазоне приблизительно от 2000 до 2500 градусов, а давление до 6 бар. В то же время при впуске давление в цилиндре падает ниже атмосферного и одновременно снижается температура приблизительно до 80 градусов. Но и это ещё не всё.

Интересно — что для шестицилиндрового двигателя при 5000 оборотов в минуту каждую минуту требуется 15 000 искровых разрядов! За одну минуту каждая свеча воспламеняет смесь 2500 раз, а это более чем 40 раз в секунду! Ещё изделие подвергается неблагоприятным химическим воздействиям, так как окружающая среда внутри камеры сгорания довольно агрессивная, не говоря уже о различных условиях работы двигателя. А ещё скачки напряжения в диапазоне от 25 до 30 кВ.

О принципе разряда

Воспламенение смеси свечой зажигания осуществляется за счёт возникновения искры между электродами. Речь идёт о так называемом разряде между электродами. Фактически искра возникает в момент, когда имеет место превышение пробойного напряжения между центральным и боковым электродом (их может быть и больше). То есть происходит преобразование энергии из катушки зажигания в электрическую искру. Оценивается так называемое напряжение дугового перекрытия. Его значение зависит от расстояния между электродами, геометрии электродов, давления в камере сгорания и от соотношения воздуха и топлива в момент воспламенения — то есть от насыщенности смеси. Во время работы двигателя происходит постепенный износ устройства, который проявляется увеличением расстояния между электродами, что приводит к постепенному увеличению пробойного напряжения.
Насколько важна хорошая изоляция?

Строение свечи зажигания

Итак, из чего свеча зажигания состоит? Корпус изделия формирует изолятор. Ранее использовалась слюда, сегодня керамика, совсем недавно начали применять так называемый корунд или оксид алюминия. В самом верху устройства имеется контактный вывод для присоединения кабеля системы зажигания или, возможно, размещения катушки зажигания (для прямого зажигания FPS с отдельной катушкой для каждой свечи). Далее, следует металлический корпус, частью которого является резьбовое соединение, с его помощью изделие завинчивается в головку блока цилиндров. С ним и, следовательно, металлическим корпусом соединяется внешний (иногда его также называют боковым) электрод. По центру свечи расположен центральный положительный электрод, соединённый с контактным выводом для присоединения высоковольтного кабеля системы зажигания и герметично упакованный в стекло или кремний. Внешний электрод электрически соединён с кузовом транспортного средства, то есть отрицательным полюсом электрической системы.

 

Разновидности свечей зажигания

Существует много разновидностей свечей. С первого взгляда можно увидеть отличия в диаметре резьбы: M18, M14, M12 и M10. Вместе с этим имеется и различный шаг резьбы: от максимального 1,5 до 1,25 и даже 1,0 мм. Далее, различают форму опорной (уплотнительной) поверхности свечи в головке блока цилиндров. Она может быть конический или плоской. Есть свечи с короткой и длинной резьбой.

Дальнейшее деление происходит по компоновке (структуре) искры или количеству внешних электродов, их может быть до четырёх. Кроме того, свечи могут отличаться материалом, используемым для изготовления электродов, формой корпуса и уровнем помех.

Для обеспечения имеющихся и постоянно растущих требований к свече зажигания важное значение имеет выбор правильного материала для электрода. Средние изделия обычно изготавливаются таким образом, чтобы соблюдался компромисс между прочностью и расходом материалов. Используются сплавы вольфрама, платины и иридия. Как альтернатива может быть сплав хрома и железа. А ещё лучше серебро, которое обладает превосходными свойствами с точки зрения тепловой нагрузки, отличается износоустойчивостью и продлевает срок службы свечи до 70 000 км. Недостатком является, конечно же, цена. Кроме того, используется платина. Она стоит дороже, но хорошо противостоит выгоранию и коррозии. Очень часто центральный электрод состоит из двух различных материалов.

Особенности свечей зажигания.

При рассмотрении свечей зажигания оцениваются, помимо всего прочего, три важных свойства, от которых зависят другие их характеристики.

• Первым является уже упомянутое расстояние между электродами, в народе его называют зазор. Это минимальное расстояние между центральным и боковым электродами. Чем меньше расстояние, тем меньше напряжение электрической дуги (пробойное) требуется, чтобы произвести искру.Но на небольшом расстоянии между электродами искра короткая. Вследствие этого выделяется мало энергии, что снижает обеспечение сжигания смеси. Происходит пропуск зажигания, работа двигателя более шумная, к тому же ухудшаются показатели выбросов отработанных газов. И наоборот, большее расстояние требует высокого напряжения зажигания и может привести к пропуску зажигания при высоких оборотах двигателя.
• Второй особенностью является положение искрового промежутка. Это расстояние конца центрального электрода от фронтальной поверхности резьбового соединения свечи зажигания. Оно, как правило, находится в интервале от 3 до 5 мм. Но у гоночных двигателей это значение может быть даже отрицательным. Центральный электрод, таким образом, погружён в резьбовую часть.
• Третьей особенностью является значение теплопередачи свечи зажигания. Речь идёт о мере тепловой нагрузочной способности изделия, которая, таким образом, должна быть адаптирована к характеристикам двигателя. Свеча зажигания во время работы не должна превышать определённую температурную зону. И на практике некоторые устройства могут в одном двигателе чрезмерно нагреваться, а в другом рабочая температура будет слишком низкая.

Что такое калильное число

Различают горячие свечи с высокой температурой, которую они смогут выдерживать, и холодные, их температура эксплуатации, наоборот, ниже. Значение теплопередачи свечи зажигания в основном определяет размер поверхности нижней части изолятора. Если передний край изолятора длинный, устройство будет иметь высокую способность выдерживать температуру. С другой стороны, короткий передний край изолятора имеет холодная свеча (с низкими температурными свойствами).

 

Как понять, подходят ли свечи зажигания.

Описанные выше качества и в результате различия между отдельными видами свечей в плане их использования интересны, но на практике, точнее, для того, чтобы понять, какие свечи нужны двигателю вашего автомобиля, эти знания совершенно не требуются. При покупке изделий важна только корректная маркировка, которая гарантирует, что они предназначены именно для конкретного двигателя.

К сожалению, разные производители используют различные методологии маркировки свечей. К счастью, есть переводная таблица, которая должна быть доступна у каждого продавца автозапчастей. Любопытно отметить, например, что изделие Bosch W7D у компании Champion указывается как N9Y, а у NGK его называют BPM7. Причём в плане свойств и характеристик это одна и та же свеча. Дальше будет…

Как работают свечи зажигания

Свеча зажигания представляет собой электрическое устройство, которое вставляется в головку цилиндра некоторых двигателей внутреннего сгорания и воспламеняет сжатый аэрозольный бензин с помощью электрической искры. Свечи зажигания имеют изолированный центральный электрод, который соединен сильно изолированным проводом с катушкой зажигания или цепью магнето снаружи, образуя с заземленной клеммой на основании свечи искровой разрядник внутри цилиндра. Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на двигатели с искровым зажиганием, для начала сгорания которых требуются свечи зажигания, и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели), которые сжимают воздух, а затем впрыскивают дизельное топливо в нагретую смесь сжатого воздуха, где оно самовоспламеняется. В двигателях с воспламенением от сжатия могут использоваться свечи накаливания для улучшения характеристик холодного запуска.

 

Для воспламенения воздушно-топливной смеси. Электрическая энергия передается через свечу зажигания, перескакивая через зазор в запальном конце свечи, если напряжение, подаваемое на свечу, достаточно высокое. Эта электрическая искра воспламеняет бензино-воздушную смесь в камере сгорания. Для отвода тепла от камеры сгорания. Свечи зажигания не могут нагреваться, они могут только отводить тепло. Температура конца запального конца свечи должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, но достаточно высокой, чтобы предотвратить загрязнение. Свеча зажигания работает как теплообменник, вытягивая нежелательную тепловую энергию из камеры сгорания и передавая ее системе охлаждения двигателя. Тепловой диапазон свечи зажигания определяется ее способностью рассеивать тепло от кончика.

Эксплуатация :

Штекер подключается к источнику высокого напряжения, генерируемому катушкой зажигания или магнето. Когда электроны текут из катушки, между центральным электродом и боковым электродом возникает разность потенциалов. Ток не может течь, потому что топливо и воздух в промежутке являются изолятором, но при дальнейшем повышении напряжения начинает изменяться структура газов между электродами. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, газы становятся ионизированными. Ионизированный газ становится проводником и позволяет электронам течь через зазор. Свечам зажигания обычно требуется напряжение свыше 20 000 вольт для правильного «зажигания».

По мере того, как поток электронов проходит через промежуток, он поднимает температуру искрового канала до 60 000 К. Сильный нагрев в искровом канале вызывает очень быстрое расширение ионизированного газа, подобное небольшому взрыву. Это «щелчок», слышимый при наблюдении искры, похожий на молнию и гром.

Тепло и давление заставляют газы вступать в реакцию друг с другом, и в конце искрового разряда в искровом промежутке должен образоваться небольшой огненный шар, поскольку газы сгорают сами по себе. Размер этого огненного шара или ядра зависит от точного состава смеси между электродами и уровня турбулентности камеры сгорания во время искры. Маленькое ядро ​​заставит двигатель работать так, как если бы момент зажигания был задержан, а большой — как если бы момент зажигания был увеличен.

Свеча зажигания | Инжиниринг | Fandom

Свеча зажигания (иногда в британском английском [1], свеча зажигания ) — это электрическое устройство, которое вставляется в головку цилиндра некоторых двигателей внутреннего сгорания и воспламеняет сжатый аэрозольный бензин [2]. с помощью электрической искры.

Содержимое

• 1 Системное соединение
• 2 Сгорание внутри цилиндра
• 3 варианта использования
• 4 Принцип работы
• 5 Конструкция свечи зажигания
  • 5.1 Детали вилки
    • 5.1.1 Терминал
    • 5.1.2 Ребра
    • 5.1.3 Изолятор
    • 5.1.4 Уплотнения
    • 5.1.5 Металлический кейс
    • 5.1.6 Наконечник изолятора
    • 5.1.7 Боковой электрод или заземляющий электрод
    • 5.1.8 Центральный электрод
  • 5. 2 Зазор свечи зажигания
  • 5.3 Варианты базовой конструкции
  • 5.4 Уплотнение к головке блока цилиндров
  • 5.5 Выступ наконечника
• 6 Тепловая плита
• 7 Проверка свечей зажигания
• 8 Индексные свечи зажигания
• 9 См. также
• 10 Внешние ссылки

Системное соединение[]

Изолированный центральный электрод свечи зажигания соединяется сильноизолированным проводом с катушкой зажигания или цепью магнето, установленной снаружи двигателя. Корпус свечи зажигания образует заземленную клемму на основании свечи на головке цилиндра с искровым промежутком внутри цилиндра. Ранние патенты на свечи зажигания включали патенты Николы Теслы [4] (в патенте США 609,250 для системы опережения зажигания, 1898 г.), Ричард Симмс (GB 24859/1898, 1898) и Роберт Бош (GB 26907/1898). Карлу Бенцу [5] также приписывают изобретение.

Сгорание внутри цилиндра[]

Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на двигатели с искровым зажиганием , для начала сгорания которых требуются свечи зажигания, и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные двигатели), которые сжимают топливно-воздушную смесь пока самопроизвольно не загорится. В двигателях с воспламенением от сжатия могут использоваться свечи накаливания для улучшения характеристик холодного запуска.

Применение[]

Свечи зажигания обязательны для двигателей с искровым зажиганием . Его также можно использовать в других областях, например, в печах, где необходимо воспламенить горючую смесь. В этом случае их иногда называют воспламенителями пламени .

Как это работает[]

Свеча зажигания подключена к тысячам вольт, генерируемым катушкой зажигания. По мере того, как электроны постепенно выталкиваются из катушки, возникает разница потенциалов между активным центральным электродом и заземленным боковым электродом или телом. Между ними не может течь ток, потому что топливно-воздушная смесь в зазоре является изолятором. При дальнейшем повышении напряжения структура газов между электродами начинает изменяться. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность [6] газов, газы становятся ионизированными [7]. Ионизированный газ становится проводником, а ионизированный газ может пропускать электроны.

По мере того, как поток электронов проходит через промежуток, он поднимает температуру искрового канала до 60 000 К. Сильный нагрев в искровом канале вызывает очень быстрое расширение ионизированного газа, подобное небольшому взрыву. Это «щелчок», который вы слышите, наблюдая за искрой, похожей на молнию [8] и гром [9].

Тепло и давление заставляют газы вступать в реакцию друг с другом, и в конце искрового разряда в искровом промежутке должен образоваться небольшой огненный шар, поскольку газы сгорают сами по себе. Размер этого огненного шара или ядра зависит от точного состава смеси между электродами и уровня турбулентности камеры сгорания во время искры. Небольшое ядро ​​заставит двигатель работать так, как если бы время зажигания было задержано, а большое ядро, как если бы время зажигания было увеличено для этого отдельного цикла.

Конструкция свечи зажигания[]

Свеча зажигания состоит из корпуса, изолятора и проводника. Он протыкает стенку камеры сгорания и, следовательно, должен также изолировать камеру сгорания от высоких давлений и температур, не ухудшаясь при длительном использовании.

Детали свечи зажигания[]

Клемма[]

В верхней части свечи зажигания находится клемма для подключения к системе зажигания. Точная конструкция клеммы зависит от использования свечи зажигания. Большинство проводов свечей зажигания легковых автомобилей защелкиваются на контакте свечи, но некоторые провода имеют лепестковые разъемы, которые крепятся к свече под гайкой. Вилки, которые используются для этих приложений, часто имеют конец клеммы, выполняющий двойную функцию в качестве гайки на тонком резьбовом валу, поэтому их можно использовать для любого типа соединения.

Ребра[]

Физическая форма ребер улучшает изолятор и предотвращает утечку электроэнергии от клеммы к металлическому корпусу по боковой стороне изолятора. Нарушенный и более длинный путь заставляет электричество встречать большее сопротивление вдоль поверхности свечи зажигания.

Изолятор[]

Изолятор обычно изготавливается из оксида алюминия [10] керамики [11], которая рассчитана на 550 °C и 60 000 В. Он проходит от металлического корпуса до камеры сгорания. Точный состав и длина изолятора частично определяют диапазон нагрева вилки.

Уплотнения[]

Поскольку свеча зажигания при установке также герметизирует камеру сгорания двигателя, уплотнения обеспечивают отсутствие утечек из камеры сгорания. Уплотнения обычно изготавливаются из меди в виде шайбы, чтобы ее можно было сжать, чтобы обеспечить хорошее уплотнение.

Металлический корпус[]

Металлический корпус свечи зажигания воспринимает момент затяжки свечи, служит для отвода тепла от изолятора и передачи его на головку блока цилиндров. Он также действует как заземление для искр, проходящих через центральный электрод к боковому электроду и к телу.

Наконечник изолятора[]

Наконечник изолятора, окружающий центральный электрод, находится внутри камеры сгорания и напрямую влияет на характеристики свечи зажигания, особенно на диапазон нагрева.

Боковой электрод или заземляющий электрод[]

Боковой электрод изготовлен из стали с высоким содержанием никеля и приварен к боковой части металлического корпуса. Боковой электрод также сильно нагревается, особенно на выступающих носовых заглушках. В некоторых конструкциях свечей зажигания используется несколько боковых электродов, которые не перекрывают центральный электрод.

Центральный электрод[]

Центральный электрод подключается к клемме через внутренний провод и обычно последовательное керамическое сопротивление для уменьшения излучения радиопомех от искрения. Наконечник может быть изготовлен из комбинации меди [12], никеля [13]-железа [14], хрома [15] или драгоценных металлов [16]. Центральный электрод обычно предназначен для выброса электронов (катод), потому что это самая горячая (обычно) часть свечи; легче испускать электроны с горячей поверхности из-за тех же физических законов, которые увеличивают испускание пара с горячих поверхностей. Кроме того, электроны испускаются там, где напряженность электрического поля наибольшая; это оттуда, где радиус кривизны поверхности наименьший, т. е. с острой точки или края, а не с плоской поверхности. Было бы проще всего вытащить электроны из заостренного электрода, но заостренный электрод разрушится уже через несколько секунд. Вместо этого электроны испускаются с острых краев конца электрода; по мере того как эти края стираются, искра становится слабее и менее надежной. Когда-то было обычным делом снимать свечи зажигания, очищать отложения с концов вручную или с помощью специального пескоструйного оборудования и подпиливать конец электрода, чтобы восстановить острые края, но эта практика стала менее распространенной, поскольку свечи зажигания сейчас просто заменены, с гораздо более длительными интервалами. Разработка высокотемпературных электродов из драгоценных металлов (с использованием таких металлов, как иттрий [17], иридий [18], платина [19], вольфрам [20] или палладий [21], а также относительно прозаичное серебро [22] или золото [23]) позволяет использовать центральную проволоку меньшего размера, которая имеет более острые края, но не плавится и не подвергается коррозии. . Меньший электрод также поглощает меньше тепла от искры и начальной энергии пламени. В какой-то момент Firestone продавала свечи с полонием [24] в наконечнике, исходя из сомнительной теории о том, что радиоактивность ионизирует воздух в зазоре, облегчая искрообразование. (См. внешнюю ссылку ниже)

Зазор свечи зажигания[]

Свечи зажигания, как правило, имеют искровой зазор, который может быть отрегулирован техником, устанавливающим свечу зажигания, с помощью простого механизма легкого изгиба бокового электрода, чтобы приблизить его к центральному электроду или отдалить от него. Довольно распространенное мнение о том, что свечи зажигания поставляются с завода в коробке с правильным зазором, неверно, о чем свидетельствует тот факт, что одна и та же свеча может быть указана для нескольких разных двигателей, требуя для каждого разного зазора. А 9Измеритель зазора свечи зажигания 0087 с круглыми проволоками точного диаметра используется для измерения зазора; использование щупа с плоскими лезвиями вместо круглых проводов, которые используются на точках распределителя или зазорах клапанов, даст ошибочные результаты из-за формы электродов свечи зажигания. Простейшие калибры представляют собой набор ключей различной толщины, которые соответствуют желаемым зазорам, и зазор регулируется до плотного прилегания ключа. С современной технологией двигателей, повсеместно включающей полупроводниковое зажигание и компьютеризированный впрыск топлива, используемые зазоры намного больше, чем в эпоху карбюраторов и распределителей точек прерывания, до такой степени, что манометры свечей зажигания той эпохи слишком малы для измерения зазоров. нынешних автомобилей.

Эта регулировка может быть довольно критической, и если она не отрегулирована, двигатель может работать плохо или вообще не работать. Узкий зазор может дать слишком маленькую и слабую искру для эффективного воспламенения топливно-воздушной смеси, в то время как слишком широкий зазор может быть слишком большим для того, чтобы искра вообще воспламенилась. В любом случае, искра, которая только периодически не воспламеняет топливно-воздушную смесь, может быть незаметна непосредственно, но будет проявляться как снижение мощности двигателя и топливной экономичности. По мере старения пробки и эрозии металла наконечника зазор будет увеличиваться; поэтому опытные механики часто устанавливают зазор на наборе новых свечей на уровне минимального рекомендуемого производителем двигателя зазора, а не в центре указанного допустимого диапазона, чтобы обеспечить более длительный срок службы между заменами свечей. С другой стороны, поскольку больший зазор дает более «горячую» или «жирную» искру и более надежное воспламенение топливно-воздушной смеси, а так как новая свеча с острыми краями на центральном электроде будет искрить надежнее, чем старая, эродированная свеча, опытные механики также понимают, что максимальный зазор, указанный производителем двигателя, является самым большим, при котором будет надежно искрить даже со старыми свечами, и на самом деле он будет немного уже, чем необходимо для обеспечения искрообразования с новыми свечами; следовательно, можно установить свечи на чрезвычайно широкий зазор для более надежного зажигания в высокопроизводительных приложениях за счет необходимости замены и / или замены свечей гораздо чаще, как только наконечник начинает разрушаться.

Вариации базовой конструкции[]

На протяжении многих лет вариации базовой конструкции свечи зажигания пытались обеспечить либо лучшее зажигание, либо более длительный срок службы, либо и то, и другое. Такие варианты включают использование двух, трех или четырех равноотстоящих заземляющих электродов, окружающих центральный электрод. Другие варианты включают использование утопленного центрального электрода, окруженного резьбой свечи зажигания, которая фактически становится заземляющим электродом. Также используется V-образный вырез на конце заземлителя.

Уплотнение к головке цилиндра[]

Большинство свечей зажигания уплотняются к головке цилиндра с помощью полой металлической шайбы, которая слегка вдавлена ​​между плоской поверхностью головки и свечи сразу над резьбой. Если крутящий момент, используемый для установки заглушек, не является чрезмерным, шайбу можно использовать повторно при снятии и повторной установке заглушки, хотя это, строго говоря, не рекомендуется, и доступны сменные шайбы.

Двигатели Ford, однако, когда-то отличались коническим отверстием и соответствующим конусом в нижней части заглушки над резьбой для герметизации заглушки. Крутящий момент для установки и снятия этих заглушек был выше, и их было легче сломать, если ключ прикладывался частично вне оси.

Совсем недавно некоторые модели Ford Fiesta и Ka также имели аналогичную систему уплотнений. Крутящий момент, необходимый для установки этих заглушек, меньше, чем для заглушек вышеуказанного типа, и крайне важно, чтобы они не были затянуты слишком сильно, поскольку чрезмерное затягивание может привести к тому, что их будет трудно или невозможно снять. Кроме того, известно, что они разъедают головку блока цилиндров, особенно если их не снимать слишком долго. В такой ситуации не исключено, что заглушка защелкнется под шестигранной гайкой, оставив только резьбовую часть (и внешний электрод) в головке блока цилиндров. Форд иногда выпускал Бюллетень технического обслуживания, напоминающий техническим специалистам об использовании правильных методов установки.

Выступ наконечника[]

Свечи зажигания трех размеров

.

Крайняя левая заглушка и центральная заглушка идентичны по резьбе и электродам и могут использоваться взаимозаменяемо; однако центральная заглушка представляет собой компактный вариант с меньшими шестигранными и фарфоровыми частями за пределами головки, который можно использовать в условиях ограниченного пространства. Крайний правый плунжер имеет более длинную резьбовую часть для использования с более толстой головкой]] Длина резьбовой части плунжера должна точно соответствовать толщине головки. Если свеча выходит слишком далеко в камеру сгорания, поршень может ударить ее, что приведет к повреждению двигателя внутри. Менее драматично, если резьба свечи заходит в камеру сгорания, острые края резьбы действуют как точечные источники тепла, которые могут вызвать преждевременное зажигание; кроме того, отложения, образующиеся между оголенными резьбами, могут затруднить снятие заглушек и даже повредить резьбу на алюминиевых головках в процессе снятия. Однако выступ наконечника в патронник также влияет на характеристики пробки; Чем центральнее расположен искровой промежуток, тем лучше будет воспламенение воздушно-топливной смеси, хотя эксперты считают, что на самом деле этот процесс намного сложнее и зависит от формы камеры сгорания. С другой стороны, если двигатель «сжигает масло», избыточное масло, просачивающееся в камеру сгорания, имеет тенденцию загрязнять кончик свечи и препятствовать искре; в таких случаях свеча с меньшим выступом, чем обычно требует двигатель, часто собирает меньше загрязнений и работает лучше в течение более длительного периода. Фактически, продаются специальные «противообрастающие» адаптеры, которые устанавливаются между заглушкой и головкой, чтобы уменьшить выступ заглушки именно по этой причине на старых двигателях с серьезными проблемами сжигания масла; это приведет к тому, что воспламенение топливно-воздушной смеси будет менее эффективным, но в таких случаях это имеет меньшее значение.

Тепловой диапазон[]

Рабочая температура свечи зажигания — это фактическая физическая температура на кончике свечи зажигания при работающем двигателе. Это определяется рядом факторов, но прежде всего фактической температурой внутри камеры сгорания. Прямой зависимости между фактической рабочей температурой свечи зажигания и напряжением искры нет. Однако уровень крутящего момента, создаваемого двигателем в настоящее время, будет сильно влиять на рабочую температуру свечи зажигания, поскольку максимальные температура и давление возникают, когда двигатель работает вблизи пикового выходного крутящего момента (крутящий момент и число оборотов в минуту напрямую определяют выходную мощность). Температура изолятора зависит от тепловых условий, которым он подвергается в камере сгорания, но не наоборот. Если кончик свечи зажигания слишком горячий, это может привести к преждевременному зажиганию, ведущему к детонации/детонации и повреждению. Если слишком холодно, на изоляторе могут образоваться электропроводящие отложения. вызывая потерю энергии искры или фактическое короткое замыкание тока искры.

Свеча зажигания называется «горячей», если она является лучшим теплоизолятором и удерживает больше тепла на кончике свечи зажигания. Свеча зажигания называется «холодной», если она может отводить больше тепла от наконечника свечи зажигания и снижать температуру наконечника. Является ли свеча зажигания «горячей» или «холодной», это известно как диапазон нагрева свечи зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания обычно указывается в виде числа, при этом некоторые производители используют возрастающие числа для более горячих свечей, а другие — наоборот, используя убывающие числа для более горячих свечей.

Тепловой диапазон свечи зажигания (т. е., с научной точки зрения, ее теплопроводность [25]) зависит от конструкции свечи зажигания: типов используемых материалов, длины изолятора и площади открытой поверхности свечи внутри камеры сгорания. Для нормального использования выбор теплового диапазона свечи зажигания представляет собой баланс между поддержанием наконечника достаточно горячим на холостом ходу, чтобы предотвратить загрязнение, и достаточно холодным при максимальной мощности, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, ведущее к детонации двигателя. Изучая «более горячие» и «более холодные» свечи зажигания одного и того же производителя рядом, можно очень четко увидеть задействованный принцип; более холодные свечи имеют более прочные керамические изоляторы, заполняющие зазор между центральным электродом и оболочкой, эффективно отводя тепло, в то время как более горячие свечи имеют меньше керамического материала, так что наконечник более изолирован от корпуса свечи и сохраняет тепло лучше.

Тепло из камеры сгорания уходит через выхлопные газы, боковые стенки цилиндра и саму свечу зажигания. Тепловой диапазон свечи зажигания оказывает незначительное влияние на температуру камеры сгорания и общую температуру двигателя. Холодная свеча не будет существенно охлаждать рабочую температуру двигателя. (Однако слишком горячая свеча может косвенно привести к неуправляемому предварительному зажиганию, что может привести к увеличению температуры двигателя.) Скорее, основной эффект «горячей» или «холодной» свечи заключается в воздействии на температуру свечи зажигания. наконечник свечи зажигания.

До современной эры компьютеризированного впрыска топлива было обычным делом указывать по крайней мере пару различных температурных диапазонов для свечей автомобильного двигателя; более горячая свеча для автомобилей, которые в основном мягко ездили по городу, и более холодная свеча для длительного использования на высокоскоростных шоссе. Однако эта практика в значительной степени устарела теперь, когда топливно-воздушные смеси автомобилей и температура цилиндров поддерживаются в узком диапазоне с целью ограничения выбросов. Тем не менее, гоночные двигатели по-прежнему выигрывают от выбора правильного диапазона нагрева свечи зажигания. Очень старые гоночные двигатели иногда имеют два комплекта свечей зажигания, один только для запуска, а другой устанавливается после прогрева двигателя для фактического вождения автомобиля.

Считывание свечей зажигания[]

На запальный конец свечи зажигания влияет внутренняя среда камеры сгорания. Поскольку свечу зажигания можно снять для осмотра, можно изучить влияние сгорания на свечу. Осмотр или «чтение» характерных маркировок на зажигающем конце свечи зажигания может указать на условия в работающем двигателе. На наконечнике свечи зажигания будут метки, свидетельствующие о том, что происходит внутри двигателя. Обычно нет другого способа узнать, что происходит внутри двигателя, работающего на пиковой мощности. Производители двигателей и свечей зажигания будут публиковать информацию о характеристических маркировках в таблицах показаний свечей зажигания (например, общая таблица показаний свечей зажигания).

Светло-коричневое окрашивание кончика блока указывает на правильную работу; другие условия могут указывать на неисправность. Например, кончик свечи зажигания с пескоструйной обработкой означает постоянную легкую детонацию, часто неслышимую. Повреждение кончика свечи зажигания также происходит внутри цилиндра. Сильная детонация может привести к полному разрушению изолятора свечи зажигания и внутренних деталей двигателя, прежде чем это проявится в виде эрозии пескоструйной обработкой, но ее легко услышать. В качестве другого примера, если свеча слишком холодная, на ее кончике появятся отложения. И наоборот, если вилка слишком горячая, фарфор будет выглядеть пористым, почти как сахар. Материал, которым центральный электрод прилегает к изолятору, выкипает. Иногда конец пробки будет казаться застекленным, так как отложения расплавились.

Двигатель, работающий на холостом ходу, по-разному влияет на свечи зажигания, чем двигатель, работающий на полном газу. Показания свечей зажигания действительны только для самых последних условий эксплуатации двигателя, а работа двигателя в других условиях может стереть или скрыть характерные метки, ранее оставленные на свечах зажигания. Таким образом, наиболее ценная информация собирается при запуске двигателя на высоких оборотах и ​​полной нагрузке, немедленном выключении зажигания и остановке без работы на холостом ходу или на малых оборотах, а также при снятии свечей зажигания для считывания.

Приборы для чтения показаний свечей зажигания, представляющие собой комбинацию фонарика и лупы, предназначены для улучшения показаний свечей зажигания.

Два смотровых окошка свечи зажигания

И снова практика чтения показаний свечей зажигания в значительной степени устарела сейчас, когда топливно-воздушные смеси и температура цилиндров автомобилей поддерживаются в узком диапазоне, но все еще ценны для гонок.

Индексация свечей зажигания[]

Предметом некоторых дискуссий является «индексация» свечей зажигания при установке, обычно только для высокопроизводительных или гоночных приложений; это предполагает их установку таким образом, чтобы открытая область искрового промежутка, не закрытая боковым электродом, была обращена к центру камеры сгорания, к впускному клапану, а не к стене. Многие специалисты считают, что это максимально увеличит воздействие искры на топливно-воздушную смесь и, следовательно, приведет к лучшему воспламенению; другие, однако, считают, что это полезно только для того, чтобы заземляющий электрод не мешал поршню в двигателях со сверхвысокой степенью сжатия, если зазор недостаточен.