Добавить в избранное
 
 

Свечи зажигания


 

Свечи зажиганияОсновными элементами свечи зажигания являются керамический изолятор в сборе с центральным электродом и металлический корпус с электродом массы.


Главной задачей конструкции свечи является создание зазора, через который периодически пропускается мощный электрический заряд под напряжением 20-30 тысяч вольт, создающий дугу, которая поджигает рабочую смесь. Небольшие отклонения параметров приводят к неустойчивой работе, особенно заметной на холостых оборотах, а иногда и к полной остановке или невозможности завести двигатель. Основной причиной таких отклонений являются накопления продуктов сгорания бензина, засоряющие искрообразующий зазор.

Свеча сама должна освобождаться от продуктов сгорания. Они дожигаются на ее раскаленных поверхностях и смываются вихрем горящих газов, попадая в моторное масло и в конечном итоге - в масляный фильтр или в виде отложений на дно картера. Вместе с тем свеча зажигания не должна нагреваться слишком сильно, в этом случае начинается так называемое калильное зажигание и детонация, когда рабочая смесь загорается не от разряда тока в заданный момент времени, а от раскаленных электродов в момент попадания паров в камеру. Последствия этого процесса приводят к потери мощности и увеличению выброса вредных веществ до возможного разрушения двигателя.

Свечи зажигания должны обеспечивать точный баланс между накоплением тепла для самоочищения и его отводом для предотвращения калильного зажигания. Экспериментально установлено, что такой баланс выдерживается максимально верно, когда рабочие поверхности свечи находятся в диапазоне от 400 до 900 градусов.

Комбинация конструктивных особенностей изолятора и оболочки свечей зажигания определили их деление на горячие, холодные и промежуточные. Первые имеют большую поверхность изолятора, выдающуюся в камеру и маленькую зону перехода от изолятора к оболочке. Вторые имеют большую зону для отвода тепла и, поэтому, их рабочие поверхности нагреваются значительно меньше. Способность накапливать тепло называется калильным числом свечи. Практически каждая фирма-изготовитель применяет свою систему кодировки и единственным способом правильно подобрать свечу является использование фирменного каталога или таблицы взаимозаменяемости.

Керамический изолятор определяет способность свечи накапливать тепло, а металлический сердечник - отводить. Без эффективного решения задачи отвода тепла правильный баланс невозможен, поэтому современные свечи имеют биметаллическую конструкцию. Центральный электрод делается композитным, состоящим из стойкой к эрозии оболочки (обычно из хромоникелевой стали) и медного сердечника, многократно повышающего способность отводить тепло. Реже биметаллическими делают и боковые электроды, еще реже вместо меди применяют другие материалы, например серебро.

Биметаллический центральный электрод придает свече термоэластичность. В момент пуска двигателя нагревается нижняя часть электрода, сделанная из хромоникелевого сплава с меньшей теплопроводностью. Это позволяет поддерживать повышенную температуру и, как следствие, обеспечить быстрый и надежный пуск. Затем, по мере прогревания всей массы свечи, медная сердцевина начинает интенсивно отводить тепло. При снижении оборотов больше работает хромоникелевый участок.

В производстве свечей зажигания идет борьба двух противоположных концепций. Согласно первой, чем больший по мощности ток проходит через зазор между электродами, тем полнее и эффективнее сгорает топливо. В результате снижается расход бензина, увеличивается чистота работы двигателя и ресурс таких дорогостоящих элементов системы, как каталитический нейтрализатор. Но при этом идет интенсивное электрохимическое разрушение поверхностей электродов, в особенности бокового. Противники этого подхода предлагают решения, понижающие мощность тока, увеличивая при этом ресурс свечей зажигания.

Концепция "необслуживаемого" автомобиля заставляет конструкторов искать пути увеличения времени работы свечи. Многие новые автомобили США гарантируют пробег 100 тысяч миль (160 тысяч километров) до первой замены расходных материалов (фильтры-свечи). Современные свечи зажигания укомплектованы платиновыми вставками в виде дисков на боковом или на обоих электродах. Платина намного устойчивей к коррозии и электрохимическому разрушению, чем традиционные хромоникелевые сплавы. Конструкции с электродами, целиком выполненные из платинового сплава встречаются редко.

В розничной торговле "свечи-долгожители" чаще укомплектованы тремя-четырьмя боковыми электродами, хотя встречаются и платиновые вставки. Это ухудшает "поджигаемость" свечи и эффективность сгорания, но значительно продлевается время жизни свечи. В случае с четырьмя боковыми электродами искра образуется между центральным и тем боковым, который находится ближе. Его поверхность понемногу изнашивается и в дело вступает следующий - тот, расстояние до которого минимально. Так по очереди и работает несколько боковых электродов, продлевая срок службы свечи.

Сгорание рабочей смеси свечей с несколькими боковыми электродами ухудшается потому, что ее доступ в самую критическую часть камеры - к искре - затруднен. К тому же, чем больше электродов, тем интенсивнее отводится тепло от свечи. Для таких конструкций больше вероятность образования нагара и хуже показатели двигателя по выбросам CO и NO. Поэтому конструкторы исследуют и другой путь - свечи с одним боковым электродом минимальных размеров или совсем без бокового электрода.

Последнюю конструкцию можно встретить на спортивных болидах. В них роль бокового электрода выполняет вся боковая кромка и искра образуется в виде пучков из трех-четырех мостиков. Делать свечи без боковых электродов в гоночных автомобилях приходится вследствие применения сверхмощного заряда. Такой заряд быстро съедает электроды из любого материала, и имеет возможность "перепрыгнуть" с бокового кольца в центр.

Более продуктивным стало усовершенствование геометрии бокового и центрального электродов свечей обычной конструкции. Форма центрального электрода меняется, поверхность центрального стержня делают ребристой с острыми кромками. С ребристых кромок свеча сходит легче, чем с традиционной гладкой цилиндрической поверхности центрального электрода. Это позволяет понизить пороговое напряжение зажигания, сделать его надежнее и устойчивее при режимах холостого хода или пуска. Именно эти режимы являются самыми критическими в восприятии покупателями автомобиля.

Современные двигатели предъявляют высокие требования к размеру свечи. Конструктивно свеча может быть установлена только в верхней части, где уже расположились клапаны и различные датчики. Переход от двух к четырем и более клапанам на цилиндр оставляет мало свободного пространства. Свече приходится уменьшаться в диаметре. Для тонкой свечи сложнее решить проблемы термической выносливости и теплоотвода, на первый план выходят вопросы качества материала, стабильности производства и соблюдения технологии.

Важнейшими численными характеристиками свечей зажигания являются калильное число, диаметр резьбы и длина резьбы. Свечи зажигания, точнее их внешний вид, являются превосходным индикатором состояния двигателя. Нормально работающая свеча исправного двигателя имеет чистые электроды и цвет керамической юбки изолятора варьирующийся от светло-серого до коричневого. Появление черного жирного нагара говорит о том, что или свеча холодна для данного двигателя, или из-за начинающего проявлять себя износа поршневых колец в камеру поступает излишнее количество масла, или неправильно отрегулирован карбюратор и рабочая смесь переобогащена. Перегревающаяся свеча имеет белый цвет керамики.

Менять свечи необходимо всем комплектом!

 

 

На главную Напишите нам Контакты