Виды свечей зажигания: чем они отличаются, какие выбрать

Маркировка и срок службы

На керамическом изоляторе каждой детали нанесена маркировка, позволяющая определить, подойдет ли она к данному мотору или нет. Вот пример одного из вариантов:

А – У 17 Д В Р М 10

Каждый производитель устанавливает свои сроки замены свечей зажигания. Например, стандартную одноэлектродную свечу нужно менять при пробеге не более 30 000 км. Этот фактор зависит также от показателя моточасов (как они высчитываются, рассказано на примере замены автомобильного масла). Более дорогие (платиновые и иридиевые) нужно менять не реже, чем через 90 000 км.

Срок службы СЗ зависит от характеристик материала, из которого они изготавливаются, а также от условий эксплуатации. Например, нагар на электродах может свидетельствовать о сбоях в топливной системе (подача чрезмерно обогащенной смеси), а белый налет говорит о несоответствии калильного числа свечи или о раннем зажигании.

Потребность в проверке свечей зажигания может возникнуть в следующих случаях:

• при резком нажатии на педаль акселератора мотор реагирует с заметным опозданием;
• затрудненный запуск двигателя (например, для этого нужно долго крутить стартером);
• понижение мощности мотора;
• значительное повышение расхода топлива;
• загорается check двигателя на приборной панели;
• усложненный запуск мотора на морозе;
• нестабильная работа на холостых оборотах (мотор «троит»).

Стоит заметить, что эти факторы свидетельствуют не только о неисправности свечей. Прежде чем приступать к их замене, следует посмотреть на их состояние. На фото показано, какой узел в двигателе требует внимания в каждом отдельном случае.

Как проверить, что свечи работают правильно

При некорректной работе силового агрегата в первую очередь необходимо обратить внимание на элементы, подлежащие плановой замене. Существует несколько способов проверить работоспособность свечей зажигания

Попеременное отключение питания

Многие автомобилисты по очереди снимают провода со свечей на уже работающем моторе. При нормальной работе этих элементов отключение высоковольтного провода сразу же отразится на работе мотора – он начнет дергаться (потому что один цилиндр перестал работать). Если снятие одного из проводов не отразилось на работе силового агрегата, значит, эта свеча не работает. При использовании данного метода можно повредить катушку зажигания (для долговечной работы она должна всегда разряжаться, а если ее снять со свечи, разряд не происходит, поэтому индивидуальную катушку может пробить).

Проверка «на искру»

Это менее вредный способ для катушки зажигания, особенно если она индивидуальная (входит в конструкцию надсвечника). Суть такого теста заключается в том, что свечу выкручивают на неработающем двигателе. На нее надевается высоковольтный провод. Далее свечу нужно прислонить резьбой к клапанной крышке.

Пробуем запустить мотор. Если свеча исправна, между электродами будет появляться четкая искра. Если она несущественная, то нужно поменять высоковольтный провод (может идти утечка из-за плохой изоляции).

Проверка тестером

Для выполнения этой процедуры потребуется искровой пьезоэлектрический пробник или тестер. Его можно купить в магазине автозапчастей. Мотор при этом заглушен. Вместо надсвечника высоковольтного провода на свечу надевается наконечник гибкого соединителя тестера. Подпружиненный щуп пробника сильно прижимается к корпусу клапанной крышки (масса мотора).

Далее несколько раз нажимается кнопка тестера. При этом должна загораться индикаторная лампочка, а на свече должен появляться треск искры. Если ни лампочка не загорается, то свеча нерабочая.

Какие свечи зажигания на ВАЗ лучше выбрать?

Существует обильное количество различных модификаций детали, что усложняет жизнь автомобилистам. Проблема заключается в том, что каждый мотор конструируется под определенный тип свечей. Если поставить не подходящую деталь может возникнуть ряд негативных последствий.

1. Пропуски воспламенения смеси ввиду слишком широкого зазора между электродами элемента.
2. Перебои в работе ДВС, вызванные слишком малой мощностью искры.
3. Мгновенный выход из строя устройства по причине слишком большого вылета электрода.

Также в зависимости от присутствующих несоответствий могут «всплыть» и другие неисправности, снижающие комфорт эксплуатации автомобиля.

На что обратить внимание при выборе. Специалисты завода АвтоВАЗ рекомендуют подбирать свечи зажигания по ряду параметров

Специалисты завода АвтоВАЗ рекомендуют подбирать свечи зажигания по ряду параметров.

1. Калильное число. Параметр характеризует скорость отвода тепла от рабочей части свечи. При этом электрод передает лишнее тепло юбке свечи своевременно, что обеспечивает стабильную работу детали. При слишком быстром отведении энергии на рабочей части детали образуется накипь, что препятствует нормальному пробою искры. Если отвод слишком медленный – тонкий электрод перегревается. Процесс провоцирует образование калильного зажигания. Это не дает двигателю нормально работать ввиду детонации смеси или ее раннего воспламенения. При нормальном тепловом режиме на свечах адекватно пробивается искра и не образуется чрезмерного нагара.
2. Искровой зазор. Некоторые пользователи знают, что для корректной работы двигателя нужно соблюдать искровой зазор на свечах зажигания. Рабочий зазор на свечах зажигания ВАЗ строго устанавливается производителем силовой установки и необходим ввиду того, что образованная электрическая дуга имеет определенную силу. При увеличении расстояния, искра теряет стабильность, что чревато пропусками зажигания. В обратном случае обеспечивается облегченный запуск мотора, но при прогазовках может не хватать силы тока электрической дуги. Обосновано это тем, что каждая катушка зажигания имеет определенный коэффициент трансформации, обычно равный 2000 единиц. Это значит, что во время пуска ДВС, элементы выдают до 14 кВт, а при нормальной работе уже 24. Следовательно, несоблюдение параметра может привести к серьезным нарушениям в работе мотора.
3. Вылет рабочей части электродов. Параметр критически важен для адекватной работы силовой установки. Свечи зажигания на ВАЗ инжектор 8 клапанов, также как и для карбюраторных моделей, имеют сильно выдвинутые вперед электроды. Это связано с тем, что конструктивно детали расположены в углу камеры сгорания, где нет адекватной вентиляции. Вылет рабочей части позволяет более качественно воспламенять смесь и стабилизировать работу мотора. Если свечи монтируются в много клапанный двигатель, где вставки располагаются по центру головки клапанов – рекомендуется устанавливать свечи с глубоко посаженным сердечником – это предотвратит повреждение электродов донцем поршня и обилие нагара на элементах конструкции.
4. Количество электродов. Изначально производители позиционируют указанный параметр как однозначный плюс. При «обгорании» одного электрода, свеча переходит на другой, что существенно увеличивает ее ресурс. Однако здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Если смесь распыляется в цилиндре неравномерно (слабая вентиляция камеры сгорания), и в этот момент искра перескакивает на затененную часть (место, где остаются выхлопы), может произойти пропуск воспламенения, что приведет к нестабильной работе силовой установки. Дополнительно указанный факт увеличивает износ катализатора и моторного масла, что критично для автомобилей ВАЗ.
5. Изготовитель. Также важным параметром выступает производитель изделия. Пользователи рекомендуют покупать у проверенных брендов, давно работающих на рынке. Стоимость подобных свечей будет значительной, но при правильном подборе и эксплуатации они будут работать достаточно долго и без существенных претензий.

Придерживаясь указанных параметров, автолюбитель может купить достаточно качественный продукт, при этом сэкономив на частоте сервисного обслуживания и ремонта автомобиля.

Диапазон рабочих температур свечей зажигания

Во время работы двигателя свеча зажигания нагре­вается под действием теплоты сгорания топлива. Некоторая часть тепла, поглощенного свечой зажи­гания, передается к свежей топливно-воздушной смеси. Основная часть тепла передается на корпус свечи через центральный электрод и его изоля­тор и рассеивается в головке блока цилиндров. Рабочая температура отражает баланс тепла, по­глощаемого свечой и рассеиваемого в головке блока цилиндров. Целью является обеспечение температуры самоочистки изолятора центрального электрода свечи, приблизительно равной 500 °С, даже при низкой нагрузке двигателя.

При снижении температуры ниже этого уровня возникает опасность отложения на хо­лодных областях свечи нагара и масла вслед­ствие неполного сгорания топлива (особенно, когда двигатель не достиг нормальной рабочей температуры при низких температурах наруж­ного воздуха или во время пуска) (см. рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 3). Это может привести к созданию про­водимости (шунтирования) между центральным электродом и корпусом свечи зажигания. Это приведет к потерям энергии зажигания в форме тока короткого замыкания (что создает опас­ность пропусков зажигания). При более высоких температурах отложения нагара сгорают на изо­ляторе центрального электрода, свеча зажигания «очищает» сама себя (см. рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 2).

При этом температура не должна превы­шать 900 °С, поскольку в противном случае значительно увеличивается износ электродов свечи (вследствие окисления и коррозии под действием горячих газов). При дальнейшем повышении температуры возникает опасность самовоспламенения (зажигания топливно- воздушной смеси на горячих поверхностях) (см рис. «Температурная характеристика свечи зажигания«, кривая 1). Самовоспламенение подвер­гает двигатель чрезвычайно высоким нагрузкам и может привести к его очень быстрому выходу из строя. Отсюда следует, что свеча зажигания должна соответствовать двигателю в отноше­нии его теплопоглощающей способности.

Идентификатором тепловой нагрузочной способности свечи зажигания является ее те­пловой коэффициент, обозначаемый калиль­ным числом и определяемый посредством сравнительных измерений с использованием эталонного источника.

Для определения калильного числа свечей зажигания используется процедура, заключающаяся в измерении ионного тока в процессе сгорания топлива. Для оценки развития процесса сгорания топлива используется ионизирующий эффект пла­мени, процедура заключается в измерении проводимости в зазоре между электродами. Характеристические изменения в процессе сгорания топлива, вследствие увеличения те­пловой нагрузки свечи зажигания, могут быть определены посредством измерения ионного тока и использованы для оценки процесса са­мовоспламенения. Свеча зажигания должна быть адаптирована таким образом, чтобы предотвратить преждевременное зажигание.

Применение материалов с высокой те­плопроводностью (серебра или никелевых сплавов с медным сердечником) для изго­товления центрального электрода позволяет значительно увеличить длину изолятора цен­трального электрода без изменения калиль­ного числа свечи зажигания. Это расширяет рабочий диапазон в сторону низких тепловых нагрузок и снижает вероятность отложений нагара.

Уменьшение вероятности пропусков за­жигания, сопровождающихся значительным повышением содержания углеводородов в от­работавших газах, является чрезвычайно бла­гоприятным фактором снижения токсичности отработавших газов и расхода топлива во время работы двигателя при частичном открытии дрос­сельной заслонки в режиме низкой нагрузки.

Причины поломки катушки зажигания

Выявить некоторые факторы, например износ свечей, можно самостоятельно. Однако к неисправности приводят и более сложные причины, для обнаружения которых необходимо обратиться в автосервис.

Окончание срока эксплуатации

Как и все компоненты системы, катушка имеет собственный рабочий ресурс. Срок службы детали составляет около 10 лет или 200 тыс. км пробега. Этот период уменьшается при экстремальном вождении, частых перепадах температур, попадании грязи и влаги.

… об износе катушки зажигания

При физическом износе катушки первичная обмотка подвергается воздействию больших токов, во вторичной образуется мощный импульс.

Перегрев элемента

Иногда катушки устанавливаются в верхней части мотора или рядом с ней. В случае, когда отсутствует вентиляция (например, из-за монтажа дополнительных приспособлений), узел перегревается и выходит из строя.

Электрический пробой

Катушки зажигания пробивает по следующим причинам:

1. Растрескивание изоляции. Через дефекты внутрь проникает соленая вода, передающая электричество. При повышении напряжения в обмотке до 15000 В свойства проводника приобретает даже очищенная жидкость.
2. Ухудшение физических характеристик оплетки проводов зажигания. Пробой также может стать последствием установки неоригинальных кабелей, не имеющих ограничительных сопротивлений.
3. Переувлажнение или загрязнение катушки.

Даже единичные пробои вызывают необратимые изменения, нарушающие работу системы зажигания.

Проверка катушки зажигания.

Недопустимая механическая нагрузка

Катушка крепится с помощью штатных элементов. Однако некоторые водители не соблюдают эти правила, применяя самодельные фиксаторы. Это повышает нагрузку на узел до недопустимых значений.

Неисправность контактной группы замка

Во время движения и после торможения на катушку поступает напряжение 12 вольт. Из-за замыкания замочной группы наблюдается чрезмерный нагрев устройства и его поломка. Подобная ситуация возникает и при некорректной работе коммутатора. Предотвратить аварийные ситуации можно, устранив эти причины.

Износ свечей зажигания

Защитное сопротивление в схеме катушки присутствует, однако устаревание некоторых элементов приводит к пробою. Нагрузочный ток увеличивается, бобина перегревается.

Выход из строя реле регулятора напряжения

Такая неисправность способствует увеличению напряжения в автомобильной электрической сети. Электронный усилитель выходит из строя, система зажигания начинает работать неправильно, выдавать слабую искру.

Тенденции развития

• Расширение выпуска свечей с биметаллическим электродом, что, помимо улучшения термоэластичности, повышает их надежность и долговечность.
• Расширение выпуска свечей с выступанием теплового конуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное самоочищение от нагара.
• С целью увеличения срока эксплуатации, не требующего регулировки искрового зазора, выпускают свечи зажигания с несколькими электродами «массы».
• Для улучшения процесса искрообразования (воспламеняющей способности искры) разрабатывают свечи с увеличенным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их поверхности наносят платину.
• Расширение выпуска свечей с использованием поверхностного разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора).
• Для снижения уровня радиопомех все больше свечей зажигания снабжаются встроенным резистором.

Маркировка свечей

В маркировке свечи зажигания указываются ее геометрические и посадочные размеры, особенности конструкции и калильное число. Разные производители имеют свою систему обозначений. Ниже приведены маркировки, применямые российскими и ведущими зарубежными изготовителями, а также таблица взаимозаменяемости свечей разных марок (для просмотра нажмите на нужную картинку – файл откроется в новом окне).

Варианты замены свечей

Варианты замены свечей

Калильное число является показателем тепловых свойств свечи (ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя). Оно пропорционально среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке в ее цилиндре начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 900°С (температура начала калильного зажигания) при относительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи применяются на малофорсированных двигателях с небольшими степенями сжатия. У холодных свечей калильное зажигание возникает при больших тепловых нагрузках, и они используются на высокофорсированных двигателях.

Пока тепловой конус не нагреется до 400°С, на нем образуется нагар, приводящий к утечкам тока и нарушению искрообразования. По достижении этой температуры он (нагар) начинает сгорать, происходит очищение свечи (самоочищение). Чем длиннее тепловой конус, тем больше его площадь, поэтому он нагревается до температуры самоочищения при меньшей тепловой нагрузке. К тому же выступание этой части изолятора из корпуса усиливает ее обдув газами, что дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара. Увеличение длины теплового конуса приводит к уменьшению калильного числа (свеча становится “горячее”).

Общее устройство свечи зажигания

Свеча зажигания имеет металлический корпус, который вкручивается в соответствующее отверстие в головке блока цилиндров. В корпус свечи зажигания встроен изолятор, для герметизации которого используются специальные внутренние уплотнения. Изолятор содержит внутри центральный электрод и стержень клеммы. После сборки свечи зажигания выполняется окончательная фиксация всех деталей путем термической обработки. Боковой электрод, изготовленный из того же материала что и центральный, приваривается к корпусу свечи. Форма и расположение бокового электрода зависят от типа и конструкции двигателя. Зазор между центральным и боковым электродами регулируется в зависимости от типа двигателя и системы зажигания.

Существует много возможностей расположения бокового электрода, что влияет на величину промежутка искрового разряда. Чистая искра образуется между центральным электродом и боковым, г-образной формы. При этом рабочая смесь легко попадает в промежуток между электродами, что способствует ее оптимальному воспламенению. Если кольцеобразный боковой электрод устанавливается на одном уровне с центральным, то искра может скользить над изолятором. В этом случае ее называют скользящим искровым разрядом, который позволяет сжигать наслоения и остаточный нагар на изоляторе. Улучшить эффективность воспламенения рабочей смеси можно либо увеличением длительности искрообразования, либо увеличением энергии искрообразования. Рациональной является комбинация скользящего и обычного искровых разрядов.

Для снижения потребности в напряжении на свече зажигания со скользящим искровым зарядом может быть дополнительно установлен управляющий электрод. При увеличении температуры изолятора искрообразование способно происходить при меньшем напряжении. При длительном промежутке искрового разряда воспламенение улучшается как для бедной, так и для богатой смеси топлива с воздухом.

Для двигателей с впрыском топлива во впускной коллектор предпочтение отдается свече зажигания с траекторией искрового разряда, «растянутой» в камере сгорания, в то время как для двигателей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания и послойным смесеобразованием свеча зажигания с поверхностным разрядом имеет преимущества благодаря лучшей возможности самоочищения.

При выборе подходящей для двигателя свечи зажигания важную роль играет ее калильное число, с помощью которого можно судить о тепловой нагрузке на опору изолятора. Данная температура должна быть примерно на 500 °С выше, чем температура, необходимая для самоочищения свечи от наслоений. С другой стороны, нельзя превышать максимальную температуру около 920 °С, иначе возможно возникновение калильного зажигания.

Если не достичь температуры, необходимой для самоочищения свечи, частицы топлива и масла, скапливающиеся у опоры изолятора, не будут сжигаться, и между электродами на изоляторе могут образоваться токопроводящие полосы, которые способны привести к пропускам искрообразования.

Если опора изолятора нагревается выше 920 °С, это приведет к неконтролируемому сгоранию рабочей смеси вследствие накаленной опоры изолятора во время сжатия. Мощность двигателя снижается, а свеча зажигания вследствие тепловой перегрузки может быть повреждена.

Свеча зажигания для двигателя выбирается согласно ее калильному числу. Свеча с маленьким калильным числом имеет незначительную поверхность поглощения тепла и подходит для двигателей с высокими нагрузками. Если двигатель нагружен слабо, устанавливается свеча зажигания с высоким калильным числом, имеющая большую поверхность поглощения тепла. Конструктивно калильное число свечи зажигания регулируется при ее изготовлении, например, с помощью изменения длины опоры изолятора.

При использовании комбинированного электрода, включающего электрод на никелевой основе с медным ядром, улучшается теплопроводность и вследствие этого отвод тепла от электрода.

К важным задачам при разработке свечи зажигания относится увеличение интервалов технического обслуживания. Вследствие коррозии, связанной с искровым разрядом, во время работы зазор между электродами увеличивается, а вместе с тем увеличивается и потребность в напряжении во вторичной цепи системы зажигания. При сильном износе электродов свечу зажигания следует заменить. На сегодняшний сроки службы свечей зажигания, в зависимости от их конструкции и материалов, составляют от 60000 км до 90000 км. Это достигается улучшением материала электродов и использованием большего количества боковых электродов (2, 3 или 4 боковых электрода).

Контактный тип зажигания

Самая распространенная схема — система зажигания «Газ», используемая для воспламенения топливной смеси, более известная как прерывательно-распределительная система. Данное устройство создает искру очень высокого вольтажа, до 30 тысяч В, на контактах свечей. Для того чтобы это выполнить, свечи соединяются с катушкой, благодаря которой и происходит образование необходимого напряжения. Сигнал на катушку подается при помощи специальных проводов, обладающих необходимыми характеристиками. При размыкании контактной группы при помощи специального кулачка как раз и происходит создание искры.

Стоит отметить, что момент ее возникновения должен четко соответствовать специальному положению поршней. Это достигается в результате установки четко рассчитанного распределителя, который передает вращательное движение на специальный прерыватель-распределитель. Главным недостатком такой системы является присутствие механического износа, и как результат – изменяется время создания искры, а также ее качество. Если искра не будет подаваться своевременно, это повлияет на правильную работу двигателя, а значит, потребуется довольно частое вмешательство в его работу и регулировку.

Несмотря на это, контактно-транзисторная система зажигания используется и по сегодняшний день. Такая система воспламенения горючей смеси популярна благодаря отличным характеристикам и высокими показателями надежности работы.

Выводы

Все системы, используемые для воспламенения топливной смеси, хороши в определенных областях машиностроения. Все не лишены своих недостатков. Не всегда нужно создавать сложную и высоконадежную систему, иногда гораздо дешевле использовать простые и более дешевые. Нет необходимости устанавливать дорогую систему зажигания на автомобиль, который по своей стоимости гораздо ниже, чем остальные в его классе. Такими действиями можно только поднять его стоимость, но качество, к сожалению, останется прежним. Зачем что-то менять, если работа системы зажигания показала только лучшие результаты на многих тестах?