ВСЕ ПРО СВІЧКИ ЗАПАЛЮВАННЯ: ВИДИ, РЕЙТИНГ, ПРАВИЛА ПІДБОРУ, НЕСПРАВНОСТІ
Поряд із моторним маслом, фільтрами та гальмівними колодками, свічки запалювання в номенклатурі автомобільних запасних частин належать до позицій підвищеного попиту. Ще якихось 10-15 років тому жоден поважаючий себе автомобіліст не вирушав у далеку дорогу без запасного комплекту свічок. Адже від якості їхньої роботи повністю залежить працездатність двигуна.
Для чого потрібні свічки запалювання, як вони працюють, чим відрізняються, які свічки запалення краще, як за їхнім станом можна діагностувати роботу двигуна та якість палива – ось коло питань, у яких важливо розбиратися автолюбителям, які піклуються про технічний стан свого автомобіля.
Призначення та влаштування свічок запалювання

Автомобільні свічки запалювання призначені для займання паливно-повітряної суміші в камері згоряння двигуна внутрішнього згоряння шляхом утворення іскри.
Конструкція автомобільних свічок запалювання досить проста, вона практично не змінювалася з 1902 року - часу винаходу знаменитим німецьким інженером Бошем. Основними складовими свічки є:
  • контактний висновок;
  • центральний електрод;
  • бічний електрод;
  • ізолятор;
  • різьбова металева оправа (корпус);
  • ущільнення.
Працює свічка запалювання наступним чином: висока напруга з котушки запалення автомобіля подається в певні моменти часу через контактний виведення свічки на її центральний електрод. У проміжку між центральним і бічним електродами виникає електричний розряд, що супроводжується іскроутворенням. Ось, власне, в цей момент і відбувається запалення паливно-повітряної суміші в камері згоряння двигуна.

Цей процес дуже наочно продемонстрований в анімованих та відео-матеріалах статті Пристрій та принцип роботи ДВС .
Здавалося б, все просто: два електроди та висока напруга, але складнощі криються в технологічних нюансах. Специфіка роботи свічки запалювання не тільки в тому, що вона відбувається з використанням високовольтного обладнання, але ще й у тому, що як у самій свічці, так і в навколишньому середовищі відбуваються складні перехідні високотемпературні процеси (простіше кажучи, різкі перепади високих температур). Всі ці процеси визначають вибір і використання матеріалів при її виробництві.
Так, ізолятор, що служить для запобігання пробою високої напруги, що підводиться до контактного дроту на корпусні деталі (масу) двигуна, виконаний з високоміцної технічної кераміки. Крім цієї функції, ізолятор виконує функцію відведення тепла на головку блоку циліндра.
У високовольтних електричних ланцюгах завжди є струми витоку. Кільцеві ребра на зовнішній поверхні ізолятора служать підвищення опору струмам витоку: подовжують їх шлях до корпусних деталей.
Високовольтний розряд - джерело радіоперешкод для аудіоапаратури, що включена в салоні машини. Для придушення перешкод у деяких типах свічок у середній частині контактного дроту встановлюють резистор – струмопровідну масу, виготовлену зі скломатеріалу.
Контактний висновок виготовляється зазвичай із нікелевого сплаву, а в деяких виробників містить ще й мідний сердечник для відведення тепла.
Те ж завдання - відведення тепла під час роботи - виконує металевий корпус з нарізаним на ньому різьбленням, а зовнішнє кільце ущільнювача крім того, що запобігає прориву продуктів горіння, ще й компенсує різницю в теплопровідності головки блоку циліндрів і корпусу свічки.

Основні види автомобільних свічок запалювання


Умовно все різноманіття свічок запалювання можна поділити на три класи:
  1. Традиційні двоелектродні – їх конструкція докладно описана вище – найпоширеніший клас;
  2. Багатоелектродні – за масштабами застосування поступаються традиційним. Проте досить популярні серед автолюбителів;
  3. Факельні та форкамерні (або плазмово-форкамерні) – спочатку застосовувалися у спортивних автомобілях, а потім і у звичайних легкових машинах, проте їх сфера застосування в даний час обмежена рівнем довіри автомобілістів.
Навіть незначні конструктивні зміни серйозно впливають на роботу традиційних двоелектродних свічок. Наприклад, на деяких моделях виконується V-подібне висікання на поверхні центрального електрода або U-подібне заглиблення на поверхні бічного електрода. Звичайно, ці зміни не продовжують термін служби свічки, зате сприяють збільшенню області іскроутворення. У деяких типах двигунів для покращення процесу іскроутворення використовуються свічки з подовженим центральним електродом.

Двоелектродні свічки запалювання
У великому класі традиційних двоелектродних свічок зазвичай виділяють два підкласи:
  • Свічки, у яких центральний електрод виконаний із однорідного металу;
  • Біметалічні – на робочу поверхню центрального електрода наноситься покриття з іншого металу, що покращує характеристики свічки.
Основні переваги традиційних свічок – ціна та перевірена часом надійність.
Головні недоліки – обмежений термін служби, нестабільні параметри іскроутворення, низька ефективність за умов холодного пуску двигуна.
Використання біметалевих сполук і стало основним напрямом у вдосконаленні двоелектродних свічок. Насамперед зміни торкнулися матеріалу серцевини електродів: якщо матеріалом однорідних електродів була нікельсодержащая сталь, то серцевину нових електродів стали виготовляти з міді.
Така технологія дозволила покращити тепловідведення з робочої поверхні центрального електрода і, як наслідок, знизити інтенсивність електроерозійних процесів, а значить збільшити термін служби свічки. У бічного електрода ця технологія підвищила антинагарні властивості.
Наступним етапом використання біметалевих сполук стало застосування у матеріалі центрального електрода благородних металів: іридію та платини (а точніше їх сплавів). Так з'явилися платинові та іридієві свічки запалювання .
Іридій має високу тугоплавкість (температура переходу в рідкий стан 2450°С) і підвищену стійкість до електрохімічної корозії. Завдяки цим властивостям інженерам вдалося не лише різко збільшити довговічність свічок запалювання, а й покращити інші характеристики. Справа в тому, що за рахунок підвищеної міцності вдалося різко (у кілька разів) зменшити діаметр центрального електрода (до 0,4 мм), що, у свою чергу, знизило напругу іскроутворення і підвищило його ефективність.

  1. Схожі з іридієвими мають властивості і платинові свічки запалювання. Головний і, мабуть, єдиний недолік платинових та іридієвих свічок – найвища ціна. Можливо, сюди можна зарахувати ще й обслуговування: якщо у звичайних свічок допускається механічне очищення від нагару, то до платинових та іридієвих елементів потрібно ставитися значно дбайливіше.
Багатоелектродні свічки запалювання
У багатоелектродних свічках запалювання бічних електродів кілька і розташовані вони, як правило, по колу навколо центрального електрода.



Багатоелектродна свічка запалювання

Іскроутворення між центральним і одним з бічних електродів відбувається випадковим чином, причому при виході з ладу будь-якого бічного електрода його функції перекидаються на сусідній електрод. Головна перевага таких свічок у зниженні навантаження на єдиний бічний електрод у порівнянні з традиційною схемою і, відповідно, підвищений у порівнянні з двоелектродним аналогом термін служби.
Крім того, у двоелектродній свічці бічний електрод в силу асиметричного розташування (стосовно центрального електрода) екранує частину простору за собою. Через це зона іскроутворення виходить також асиметричною по відношенню до осі свічки. При багатоелектродній конструкції такого не відбувається, і паливо спалюється ефективніше.
Основні недоліки багатоелектродних свічок – це досить висока вартість та більший час на відновлення (висихання) після холодних пусків.


Форкамерні свічки запалювання
У форкамерних свічках простір навколо центрального електрода формою нагадує сопло ракетного двигуна.



Форкамерна свічка запалювання

Високовольтний розряд між електродами перетворюється на плазмовий потік, який завдяки геометрії міжелектродного простору разом з продуктами згоряння «вистрілюється» в циліндри двигуна. Таким чином формується об'ємний підпал палива, який на відміну від традиційного (скоріше точкового в цій термінології) підпалу забезпечує більш ефективне і повне згоряння.
На практиці форкамерні свічки показали дійсно хороші результати при експлуатації на високих оборотах, а на знижених виявилися гіршими за традиційні. До того ж і коштують вони дорожче за попередні класи. Тому використання форкамерних свічок у легкових автомобілях масового попиту обмежено як технічно, і економічно.

При підборі свічки до двигуна конкретної моделі автомобіля, як правило, враховують дві характеристики:
  1. Геометричні розміри;
  2. Напальне число.
Визначальним у геометричних розмірах є розмір різьбового з'єднання та його довжина.
Якщо з різьбовим з'єднанням все зрозуміло (позаштатне різьблення просто не підійде), то довжина свічки обов'язково повинна відповідати зазначеній виробником, інакше вона може «зустрітися» з поршнем!

Що таке напальне число і напальне запалювання?
Щоб зрозуміти, наскільки важливо використовувати свічки запалювання з правильним калільним числом, потрібно розібратися в суті процесів, що відбуваються в камері згоряння двигуна. Почнемо із термінів.
  • Калільне число - це такий умовний тепловий еквівалент, який вказує на гранично допустиме температурне навантаження свічки запалення, вище за яку в циліндрі двигуна з'являється калільне запалення.
  • Калільне запалення – це неконтрольований процес хаотичного займання робочої суміші від розжареної свічки запалювання без утворення іскри.
Справа в тому, що під час роботи поверхня свічки розігрівається до високої температури: 600 – 800 °С. За такої температури олія, що потрапляє на її корпус, практично повністю вигоряє (відбувається самоочищення електродів). Однак, у поєднанні з високим тиском в камері згоряння розжарена частина свічки є джерелом самозаймання паливоповітряної суміші без утворення іскри.
Виробники домагаються балансу теплообміну між камерою згоряння, свічкою запалювання, головкою блоку циліндрів та довкіллям шляхом підбору матеріалів з відповідними характеристиками.
Для високооборотних двигунів з високим ступенем стиснення свічка повинна забезпечувати кращу передачу тепла, ніж менш навантажених. Калільное число має бути високим, а самі свічки за цією ознакою називають холодними.
Навпаки, для низькооборотних двигунів з низьким ступенем стиснення для робочої температури, при якій відбувається процес самоочищення, калільна кількість має бути низьким. Такі свічки називають гарячими.
Важливість правильного підбору калільного числа важко переоцінити:
  • При встановленні гарячих свічок високонавантажений двигун велика ймовірність їх перегріву до температур вище 1000 °С, подальшого оплавлення і попадання в камеру згоряння.
  • При встановленні холодних свічок в низькооборотні двигуни робоча поверхня до оптимальної температури не розігрівається і не відбувається процесу їхнього самоочищення.
Сучасне двигунобудування розвивається у напрямі збільшення питомої потужності, підвищення ступеня стиснення, використання систем наддуву. Відповідно, вимоги до калільного числа зсуваються у бік використання все більш холодних свічок.
Але важлива не лише ця тенденція: з урахуванням того, що реальна експлуатація двигунів відбувається в широкому діапазоні режимів навантаження, все більше потрібні свічки з розширеним діапазоном калільних чи калільне число кількісно визначається як усереднений тиск, у якому виникає гарне запалювання і виявляється у умовних одиницях.
Маркування на сучасних свічках запалювання, що позначає гарне число, у вітчизняних виробників відрізняється від зарубіжних аналогів. Так у нас загальноприйнятим вважається наступний ряд калільних чисел:
  • 11-14 – гарячі свічки;
  • 17-19 – середні свічки;
  • 20 і більше – холодні свічки.
Існують також і уніфіковані свічки запалювання з гартальним числом від 11 до 20, але вони менш поширені.

Слід пам'ятати, що для кожного двигуна необхідно використовувати тільки ті свічки того типу, які рекомендує виробник автомобіля. Пристрої іншого типу порушують роботу мотора, утворюючи нагар, мастила і перегріваючи ізолятори свічок.

Коли потрібно здійснити підбір свічок запалювання по марці автомобіля, насамперед звертаються до інструкції з експлуатації. Деякі автовиробники вказують не лише геометричні параметри та калільне число, а й список допустимих аналогів.
Якщо автомобілю багато років, відсутня інструкція з експлуатації або немає даних про «рідні» свічки, рекомендуємо викрутити з двигуна будь-яку з них і переписати з неї всі параметри, що читаються. Виробники свічок зазвичай вказують не лише їх характеристики, але й застосованість у різних марках автомобілів.
Рейтинг виробників свічок запалювання
Рейтинг виробників свічок запалювання на у ринку давно витримався. Перші позиції незмінно займають 5 компаній зі світовим ім'ям:
  • Bosch – родоначальник розробки та виробництва свічок запалювання, має заводи у 5 країнах світу, у тому числі, причому продукція заводу експортується до інших країн;
  • NGK - японська компанія, у багатьох рейтингах світовий лідер серед виробників, основний постачальник таких гігантів як Toyota, Nissan та Honda та більшості гоночних команд Формули 1. Має 15 заводів у різних країнах;
  • Denso - також відомий японський бренд, разом з NGK володіє 40%-й часткою світового ринку. Саме Denso розробила та випустила свічки з іридієвими та платиновими електродами;
  • Brisk – чеська компанія, яка зберегла давні традиції чеського автопрому. Їй належить близько 20% ринку та завод у Тольятті чисельністю понад 500 співробітників;
  • Champion - компанія зі США, орієнтована на американський ринок. Свічки запалювання не єдина продукція компанії. Експерти вважають, що у 80% нових автомобілів можна знайти компоненти Champion, тому компанія добре відома
Як часто потрібно міняти свічки запалювання в автомобілі?
Як часто потрібно міняти свічки запалювання в автомобілі?


Свічки запалювання в номенклатурі запчастин належать до витратних матеріалів. Це і зрозуміло: їхній ресурс обмежується виробником і знаходиться в діапазоні від 15-30 тис. кілометрів (для стандартних нікелевих свічок) до 100 і більше тисяч (для іридієвих свічок).
Рекомендоване автовиробником використання дорогих свічок з більш високими показниками довговічності іноді обумовлено конструкцією автомобіля: для їх заміни необхідно здійснити досить трудомісткі операції, що вимагають ще й кваліфікації (наприклад, опозитні двигуни Subaru або двигун Chevrolet Captiva).
У модельному ряді Opel і Ford бензинові двигуни особливо чутливі до тривалих перепусток запалювання при виході з ладу хоча б однієї свічки, що може призвести до поломки дорогого блоку запалювання. Тому інтервал їхньої заміни в таких моделях не повинен перевищувати понад 20–30 тис. км.
На двигунах, які використовують як паливо природний газ, інтервал заміни скорочується до 10 тис. км пробігу: температура згоряння газу вища і свічки запалювання піддаються більшим температурним навантаженням, ніж у бензинових двигунах.

Свічки запалювання в номенклатурі запчастин належать до витратних матеріалів. Це і зрозуміло: їхній ресурс обмежується виробником і знаходиться в діапазоні від 15-30 тис. кілометрів (для стандартних нікелевих свічок) до 100 і більше тисяч (для іридієвих свічок).
Рекомендоване автовиробником використання дорогих свічок з більш високими показниками довговічності іноді обумовлено конструкцією автомобіля: для їх заміни необхідно здійснити досить трудомісткі операції, що вимагають ще й кваліфікації (наприклад, опозитні двигуни Subaru або двигун Chevrolet Captiva).
У модельному ряді Opel і Ford бензинові двигуни особливо чутливі до тривалих перепусток запалювання при виході з ладу хоча б однієї свічки, що може призвести до поломки дорогого блоку запалювання. Тому інтервал їхньої заміни в таких моделях не повинен перевищувати понад 20–30 тис. км.
На двигунах, які використовують як паливо природний газ, інтервал заміни скорочується до 10 тис. км пробігу: температура згоряння газу вища і свічки запалювання піддаються більшим температурним навантаженням, ніж у бензинових двигунах.

It is necessary to choose a visual aid that is appropriate for the topic and audience.
Основні ознаки несправностей свічок запалювання та способи їх перевірки


Несправності свічок запалювання неминуче впливають на роботу двигуна. Основні зовнішні прояви несправностей:
  1. Утруднений запуск (багаторазове прокручування стартером не дає результату);
  2. Двигун «троїт» – нестійка робота на неодружених оборотах, різке падіння тяги, посмикування під час руху;
  3. Різке збільшення витрати палива та монооксиду вуглецю (чадного газу) у вихлопних газах.
У свічці, що нормально працює, колір ізолятора центрального електрода повинен бути світло-кавовий або сірий. На електродах повинні бути відсутні сліди темних відкладень або нагару.
Найпоширеніше у автолюбителів питання: «Чому свічки запалювання чорні?» має кілька відповідей.
У разі багатої паливної суміші (результат неправильного регулювання або несправності системи керування двигуном) на свічках утворюється бархатистий наліт чорного кольору – кіптява.

У разі багатої паливної суміші (результат неправильного регулювання або несправності системи керування двигуном) на свічках утворюється бархатистий наліт чорного кольору – кіптява.


Вологий чорний наліт із запахом бензину може бути свідченням неякісного палива. Приклад наступного фото.


Неправильно підібране калільне число може стати причиною того, що утворюється чорний нагар на свічках, так як не відбувається процес самоочищення.
Збіднена паливна суміш може призвести до того, що на електродах з'явиться білий наліт.


Якщо білий наліт супроводжується слідами оплавлення електрода, це може бути свідченням неправильно підібраної по калільному числу занадто гарячої свічки.
З урахуванням доступності в більшості марок автомобілів визначити стан свічок запалювання не складе труднощів, а інформація про їх колір і сторонні відкладення розповість багато про стан силового агрегату.

ЗАЛИШ ЗАЯВКУ
ВАШІ КОНТАКТИ
Натискаючи на кнопку, ви даєте згоду на обробку персональних даних та погоджуєтесь з політикою конфіденційності
Made on
Tilda