Бензиновые силовые агрегаты автомобилей являются сложными устройствами. Важную роль в них играют свечи зажигания. Без этих элементов невозможна нормальная работа мотора, поскольку именно они отвечают за образование искры, которая и поджигает топливную смесь в камере сгорания, и она приводит в движение поршень. Учитывая те неблагоприятные условия, при которых работают свечи зажигания, требования к ним являются самые жесткие, поэтому производители, стараются сделать их качественными. Чтобы работа мотора была хорошей, и он не давал сбои, каждый автолюбитель должен знать все об этих главных элементах системы зажигания машины.
- Устройство свечей зажигания
- Принцип работы свечей зажигания
- Каков срок службы свечей зажигания
- Показатель калильности
- Металл, из которого выполнены электроды
Устройство свечей зажигания
Самое первое с чего необходимо начать разговор это о том, какое устройство свечи зажигания.
Условно эту деталь можно разделить на несколько основных элементов:
- контактный стержень со специальной гайкой, с помощью гайки, контактный стержень соединяется с проводами, идущими на катушку зажигания, генерирующей высокое напряжение, с помощью которого и возникает искра;
- защитный корпус, он служит для того, чтобы контактный стержень не соприкасался с металлическими деталями самой свечи и мотора, изготавливается из керамики, либо сплава каленого стекла и металлического порошка;
- резьба и защитная шайба, свеча вкручивается в корпус двигателя в специальном месте, так как ее рабочая часть находится непосредственно в герметичной камере сгорания, то резьба с защитной шайбой должна не только надежно фиксировать этот элемент в корпусе мотора, но и служить препятствием в разгерметизации камеры сгорания (попадания лишнего воздуха), кроме этого она служит в качестве теплообменника (охлаждает свечу);
- центральный электрод, он состоит из нескольких частей, в полости защитного корпуса находится его основная часть, изготовленная из хромникилиевого или драгоценного сплава (наружная поверхность), внутренняя часть – сердечник, который изготавливается из меди или другого теплопроводимого металла, а также самого электрода, выходящего из защитного корпуса, на который возложена обязанность создания искры;
- боковой электрод, его еще называют верхним, он выполняет функцию приемщика искры, которая образовываясь на центральном элементе, стремится к нему, и во время своего движения воспламеняет горючую смесь.
Вот основные элементы свечей зажигания, которые используются на бензиновых силовых агрегатах.
Теперь рассмотрим вопрос, сколько в машине устанавливается свечей зажигания. Как известно, есть силовые агрегаты, имеющие четыре, а также шесть, восемь цилиндров. Под каждый цилиндр предусмотрена камера сгорания, куда поступает топливная смесь, состоящая из бензина и воздуха.
Естественно, что воспламеняет ее искра, образующаяся в свече зажигания. Поэтому на каждую камеру сгорания должна быть одна свеча. Исходя из этого, их количество напрямую зависит о того, сколько цилиндров в силовом агрегате автомобиля.
Важно запомнить, что данные элементы зажигания благодаря резьбе, вкручиваются в головку цилиндров, которая подвержена сильнейшим нагрузкам таким как вибрация, тепловые нагрузки. Чтобы свечи не раскрутились, и не подверглись разрушению, существует такое понятие, как момент затяжки свечей зажигания. То есть в зависимости от крутящего момента коленвала, а также других показателей силового агрегата, эти элементы должны быть вкручены с определенной силой.
Принцип работы свечей зажигания
Как было указано выше, эти детали отвечают за поджигание топливной смеси, которая выделяя энергию, приводит в движение поршень, а тот, подавая усилие на коленвал, крутит его, приводя в движение маховик, и автомобиль едет.
Естественно, что в современных машинах цилиндров несколько, поэтому они должны работать в определенном порядке и синхронно. От этого зависит мощность, и другие параметры работы мотора.
Если одна или несколько свечей неисправны, то можно услышать как мотор троит, каптит (выделяется черный дым из выхлопной трубы), теряет мощность и потребляет большое количество топлива.
Чтобы этих последствий не было, автолюбители должны знать, что существует такое понятие, как верхняя точка такта (ВМТ). Оно выражается в том, что горючая смесь должна воспламениться в тот момент, когда цилиндр перейдет в верхнюю мертвую точку, но до конца его хода вверх должно остаться несколько миллиметров.
Это нужно для того, чтобы в момент воспламенения горючей смеси, цилиндр сдавил ее, и, начиная процесс возвращения в нижнюю точку, получил самое мощное ускорение от высвободившейся энергии горючей смеси.
Именно за этот процесс и отвечают свечи зажигания, искра которых должна воспламенить топливо вовремя.
Теперь рассмотрим, как работают эти элементы.
Генератор производит низкий ток, который поступает в катушку зажигания. Там с помощью катушек напряжение трансформируется в высокое напряжение, которое и создает мощную искру.
Такой ток из катушки распределяется на провода, ведущие к свечам зажигания с помощью бегунка, или электронной системы зажигания (в зависимости от особенностей силового агрегата). При этом электрический ток должен поступить на свечу и образовать искру в тот момент, когда цилиндр проходит высшую мертвую точку. Далее начинаются процессы описанные выше.
Если принцип работы свечей зажигания нарушается, например, при неправильно выставленном угле зажигания, то с силовым агрегатом происходят следующие негативны последствия:
- зажигание смеси не в мертвой точке (ВМТ) хода цилиндра, это приводит к тому, что взрыв (высвобождение энергии) происходит при подходе поверхности цилиндра к ВМТ, поэтому он не успевает сжать смесь, плюс ее энергия уже начинает расширяться и толкать идущий цилиндр вниз испытывая сопротивление, исходя из этого, часть энергии устремляется в стабилизатор выхлопных газов, нарушая его работу и приводя в негодность, а остальная оказывает мощное воздействие на поверхность свечи зажигания, создавая сильный тепловой удар (происходит детонация), от этого металлические поверхности начинают разрушаться, мотор троит, сильно вибрирует;
- зажигание смеси после ухода цилиндра с ВМТ вниз, в этом случае, воспламеняется только часть топлива, так как оно опускается под давлением за цилиндром вниз, поэтому происходит потеря мощности, так как цилиндр не дает необходимой нагрузки на коленвал, часть топлива опять попадает в стабилизатор выхлопных газов, нарушая его работу, кроме этого происходит потеря мощности;
- отсутствие зажигания, иногда искра вообще пропадает, поэтому не все цилиндры работают, это приводит к потере мощности, увеличенному расходу топлива, плохой работы на холостом ходу, либо вообще двигатель невозможно завести после небольшого или длительного простоя.
Вот на что влияют в автомобиле свечи зажигания.
Важно запомнить, что ресурс свечей зажигания напрямую зависит от качества топлива, которое заправляет автолюбитель. Если оно не соответствует техническим требованиям, которые производитель установил для силового агрегата, то это приведет к быстрому образованию нагара, который может не только ослабить искру, но и вообще блокировать ее появление.
Каков срок службы свечей зажигания
Многих водителей интересует этот вопрос, поскольку на рынке можно встретить множество данной продукции, которая изготавливается по стандартным или инновационным технологиям и имеет различную цену.
Рассмотрим, от чего зависит срок службы свечей зажигания.
Показатель калильности
В терминах профессиональных ремонтников автомобилей можно встретить такое понятие, как калильное зажигания. Выше было описано, что каждая свеча имеет металлическую резьбу, которая выполняет роль ее теплоотдатчика, то есть охлаждает свечу зажигания.
Если внимательно взглянуть на техническую документацию, прилагаемую к силовому агрегату, то можно встретить такое понятие, как оптимальная калильность свечей, которые должны стоять на моторе.
Исходя из этого, под калильностью подразумевается такой процесс, при котором, в результате нагрузок на силовой агрегат, а также в процессе сгорания топливной смеси, на рабочую часть свечи электроды и защитный корпус действуют высокие температуры. Поэтому производители, исходя из особенностей конкретных силовых агрегатов, производят свечи зажигания с большой теплоотдачей (холодные свечи с низкой калильностью), а также те которые охлаждаются дольше (горячие свечи с повышенной калильностью).
Холодные свечи лучше всего подходят для силовых агрегатов, которые эксплуатируются в жарком климате, а также не подвержены сильным нагрузкам (например, водитель не любит гонять на своей машине, и в большинстве случаев ездит в городских условиях, без резкой подгазовки).
Горячие свечи обладают меньшей теплоотдачей, поэтому автолюбителям рекомендуют устанавливать их на силовые агрегаты использующиеся в холодном климате, а также на спортивные машины, и тем кто просто любит быстро ездить, или дает сильные нагрузки своему мотору.
Если нарушить данный баланс, то при резком нагреве и охлаждении, свечи начнут разрушаться, что уменьшит их срок эксплуатации.
Важно запомнить, что на мотор можно поставить свечи с большим показателем калильности, чем написано в технической документации. Но с низшим числом, чем рекомендовано, ни в коем случае, так как это приведет к разрушению свечи после нескольких тысяч километров пробега.
Металл, из которого выполнены электроды
С момента появления этих деталей, компании производители стали задумываться о том, как увеличить срок их службы, на языке автомобилистов количество пробега.
Поэтому после многих экспериментов, электроды свечей зажигания начали изготавливать из различных металлов, плюс некоторые производители сделали новации в конструкции самих электродов.
Рассмотрим вопрос, как влияет на срок службы металл, из которого изготовлены электроды.
- Электроды изготовлены из сплава металлов хрома и никеля. Это самые простейшие элементы зажигания, которые изготавливаются для различных силовых агрегатов машин, за исключением спортивных и элитных моделей. Срок службы таких свечей составляет не более 5-10 тысяч километров пробега, но зато у них самая маленькая стоимость.
- Электроды изготовлены из меди. Данный металл обладает отличной электрической и тепловой проводимостью, плюс искра, образующаяся на таких электродах имеет голубой цвет, что свидетельствует о ее мощности. Такие свечи зажигания устанавливаются на силовые агрегаты мотоциклов, катеров, а также автомобилей, водителя которых любят «погазовать». Срок службы не превышает 50-60 тысяч километров, в зависимости от топлива, которое заправляется и манеры езды.
- Электроды изготовленные из драгоценных металлов. Такие свечи относятся к элите, ведь их электроды делаются из платиновой, серебряной, золотой и иридиевой проволоки. Срок службы, например, иридиевых свечей может достигать 100 тысяч километров пробега, у платины, серебра и золота он немного меньше порядка 65-90 тысяч километров пробега.
Но эти элементы зажигания, за счет самой сильной искры (она имеет белый цвет) не только обладают функцией самоочищения поверхностей электродов от нагара, но и экономят расход топлива, не боятся больших нагрузок, так как используются на всех спортивных и гоночных силовых агрегатах.
Теперь рассмотрим конструкцию электродов. Для того чтобы увеличить срок службы свечей зажигания, компаниями, которые их производят, были придуманы следующие новации:
- увеличение количества боковых электродов, некоторые модели имеют два, а то и 4 боковых электрода, поэтому искра, сначала устремляется к одному элементу, после образования нагара, переключается на другой;
- нанесение насечек, эта хитрость была придумана также ведущими производителями данной продукции, и состоит в том, что на поверхности бокового электрода делается пропил в виде латинской буквы V или U, поэтому искра, сначала идет на первую половину, а после ее коксования на вторую, тем самым срок службы также увеличивается.
Интересно узнать, что не всегда свечи выполненные из драгоценных металлов подойдут для автомобилей отечественного производства, выпущенные до середины 90-х годов. Вызвано это тем, что силовые агрегаты таких машин не разработаны под такие мощные искры.
Свечи зажигания это сложные элементы, от которых зависит работа всего двигателя. Если они не работают, либо выдают слабую искру, то происходит потеря мощности, сильная детонация и другие неблагоприятные факторы, способные разрушить силовой агрегат.
