Требования к современным свечам зажигания: устройство и критерии выбора

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).

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.

Устройство свечей зажигания

На первый взгляд кажется, что свеча зажигания (СЗ) имеет простую конструкцию, но на самом деле ее устройство намного сложнее. Данный элемент системы зажигания двигателя состоит из следующих элементов.

• Контактный наконечник (1). Верхняя часть СЗ, на которую надевается высоковольтный провод, идущий от катушки зажигания или индивидуальная. Чаще всего этот элемент выполнен с утолщением на конце, для фиксации по принципу защелки. Бывают свечи с резьбой на наконечнике.
• Изолятор с наружными ребрами (2, 4). Ребра на изоляторе образуют барьер для тока, предотвращая пробои от стержня на поверхность детали. Он изготовлен из керамики с оксидом алюминия. Этот узел должен выдерживать скачки температуры до 2 500 градусов (образуется в процессе сгорания бензина) и при этом сохранять диэлектрические свойства.
• Корпус (5, 13). Это металлическая часть, на которой сделаны ребра для фиксации гаечным ключом. На нижней части корпуса нарезана резьба, с помощью которой свеча ввинчивается в свечной колодец мотора. Материал корпуса – высоколегированная сталь, поверхность которой покрыта хромом для препятствия процессу окисления.
• Контактный стержень (3). Центральный элемент, по которому поступает электрический разряд. Он изготавливается из стали.
• Резистор (6). Стеклогерметиком оснащены большинство современных СЗ. Он гасит радиопомехи, возникающие в процессе подачи электричества. Он также служит уплотнителем для контактного стержня и электрода.
• Уплотнительная шайба (7). Эта деталь может быть в виде конуса или обычной шайбы. В первом случае это один элемент, во втором используется дополнительная прокладка.
• Теплоотводящая шайба (8). Обеспечивает быстрое охлаждение СЗ, расширяя диапазон нагрева. От этого элемента зависит количество образующегося на электродах нагара и долговечность самой свечи.
• Центральный электрод (9). Изначально эту деталь изготавливали из стали. Сегодня используется биметаллический материал с токопроводящим сердечником, покрытым теплоотводящим составом.
• Тепловой конус изолятора (10). Служит для охлаждения центрального электрода. Высота этого конуса влияет на калильное число свечи (холодная или теплая).
• Рабочая камера (11). Пространство между корпусом и конусом изолятора. Оно облегчает процесс поджога бензина. В «факельных» свечах эта камера расширена.
• Боковой электрод (12). Между ним и сердечником происходит разряд. Этот процесс аналогичен дуговому разряду на массу. Существуют СЗ с несколькими боковыми электродами.

На фото также показано значение h. Это искровой зазор. Искрообразование легче происходит при минимальном расстоянии между электродами. Однако свеча должна при этом воспламенить воздушно-топливную смесь. А для этого требуется «жирная» искра (длиной не меньше одного миллиметра) и, соответственно, больший зазор между электродами.

Больше о зазорах рассказывается в следующем видео:

Иридиевые свечи — стоит ставить или нет?

Watch this video on YouTube

Для экономии ресурса аккумулятора некоторые производители используют инновационную технологию создания СЗ. Она заключается в том, чтобы сделать центральный электрод тоньше (меньше потребуется энергии для преодоления увеличенного искрового зазора), но при этом, чтобы он не перегорал. Для этого используют сплав инертных металлов (таких как золото, серебро, иридий, палладий, платина). Пример такой свечи показан на фото.

Свечи накаливания

Что такое свеча накаливания?

Если дизельный двигатель прогрет или находится в теплых климатических условиях, его можно запустить без свечи накаливания. Это достигается благодаря относительно высокой температуре поступающего воздуха и относительно низкой температуре воспламенения дизельного топлива. Однако этого недостаточно для правильного воспламенения подаваемого топлива при других температурах, результатом чего становится увеличение вредных выбросов с отработавшими газами. Свеча накаливания решает эту проблему. Это электрическое нагревательное устройство, расположенное в каждом из цилиндров дизельного двигателя. Оно обеспечивает надежный пуск при любых погодных условиях.

Как выглядит свеча накаливания?

Свеча накаливания — это длинная тонкая металлическая деталь с нагревательным элементом на конце. Нагревательный элемент изготавливается из материалов, устойчивых к окислению и высоким температурам.

Как работает свеча накаливания?

В отличие от свечи зажигания, работающей непрерывно во время движения, свеча накаливания нужна только для процесса воспламенения. На нагревательный элемент подается электроэнергия, он разогревается и начинает светиться. Поступающий воздух сжимается, и затем форсунка инжектора направляет топливо на горячий кончик свечи накаливания во время впрыска топлива. Впрыскиваемое топливо смешивается со сжатым воздухом, превращается в газообразную фазу, и практически мгновенно происходит его сгорание, даже если двигатель не прогрет.

История

Первая свеча зажигания в ее современном виде была разработана немецким инженером и ученым Робертом Бошем в 1902 году. Впервые свеча зажигания была использована с магнето высокого напряжения, также разработанным в мастерской компании BOSCH. Свечи зажигания BOSCH стали использоваться в двигателях внутреннего сгорания Карла Бенца, заменив используемые в то время калильные трубки с открытым пламенем. С тех пор и по настоящее время практически все свечи зажигания используют тот же принцип работы и строение, как и в 1902 году, эволюция данного узла шла преимущественно по пути усовершенствования используемых материалов (для изолятора, проводников и т.п.) и технологии изготовления (удешевления).

Правила подбора свечей зажигания

При подборе свечи к двигателю конкретной модели автомобиля, как правило, учитывают две характеристики:

1. Геометрические размеры;
2. Калильное число.

Определяющим в геометрических размерах является размер резьбового соединения и его длина.

Если с резьбовым соединением всё понятно (нештатная резьба просто не подойдет), то длина свечи обязательно должна соответствовать указанной производителем, иначе она может «встретиться» с поршнем!

Что такое калильное число и калильное зажигание?

Чтобы понять, насколько важно использовать свечи зажигания с правильным калильным числом, нужно разобраться в сути процессов происходящих в камере сгорания двигателя. Начнем с терминов

• Калильное число – это такой условный тепловой эквивалент, который указывает на предельно допустимую температурную нагрузку свечи зажигания, выше которой в цилиндре двигателя появляется калильное зажигание.
• Калильное зажигание – это неконтролируемый процесс хаотического воспламенения рабочей смеси от раскалённой свечи зажигания без образования искры.

Дело в том, что во время работы поверхность свечи разогревается до высокой температуры: 600 – 800 °С. При такой температуре масло, попадающее на её корпус, практически полностью выгорает (происходит самоочищение электродов). Однако, в сочетании с высоким давлением в камере сгорания раскалённая часть свечи является источником для самовоспламенения топливовоздушной смеси без образования искры.

Производители добиваются баланса теплообмена между камерой сгорания, свечой зажигания, головкой блока цилиндров и внешней средой путём подбора материалов с подходящими характеристиками.

Для высокооборотистых двигателей с высокой степенью сжатия свеча должна обеспечивать лучшую передачу тепла, чем в менее нагруженных. Калильное число при этом должно быть высоким, а сами свечи по этому признаку называют холодными.

Напротив, для низкооборотистых двигателей с низкой степенью сжатия для рабочей температуры, при которой происходит процесс самоочищения, калильное число должно быть низким. Такие свечи называют горячими.

Важность правильного подбора калильного числа трудно переоценить:

• При установке горячих свечей в высоконагруженный двигатель велика вероятность их перегрева до температур выше 1000 °С, последующего оплавления и попадания в камеру сгорания.
• При установке холодных свечей в низкооборотистые двигатели рабочая поверхность до оптимальной температуры не разогревается и не происходит процесса их самоочищения.

Современное двигателестроение развивается в направлении увеличения удельной мощности, повышения степени сжатия, использования систем наддува. Соответственно, требования к калильному числу сдвигаются в сторону использования всё более холодных свечей.

Но важна не только эта тенденция: с учетом того, что реальная эксплуатация двигателей происходит в широком диапазоне режимов нагружения, всё более востребованы свечи с расширенным диапазоном калильных чисел.

В России калильное число количественно определяется как усредненное давление, при котором возникает калильное зажигание и выражается в условных единицах.

Маркировка на современных свечах зажигания, обозначающая калильное число, у отечественных производителей отличается от зарубежных аналогов. Так у нас общепринятым считается следующий ряд калильных чисел:

• 11-14 — горячие свечи;
• 17-19 — средние свечи;
• 20 и более — холодные свечи.

Существуют также и унифицированные свечи зажигания с калильным числом от 11 до 20, но они менее распространены.

Драгоценные металлы в конструкции свечи

Градация видов зависит не только от заявленных параметров. Описывая рабочие характеристики свечи зажигания, нужно учитывать ещё и из какого материала изготовлены наконечники электродов.

Самые дешёвые свечи – никелевые. Простота конструкции обуславливает и небольшой срок службы, поэтому их замена делается часто, после 15-18 тысяч километров пробега. Хотя в условиях города, учитывая неровность эксплуатации (стояние с работающим двигателем в пробках, частое чередование ускорения и торможения на светофорах) этот километраж можно смело делить на два, так что время эксплуатации никелевых свечей в норме составляет не больше года.

В платиновых свечах делаются платиновые напайки, что увеличивает срок их эксплуатации до 50 000 километров. Посмотрите стоимость платины в любом обменнике – и вы поймёте, почему эти напайки делают их такими дорогими.

В иридиевых свечах уже два драгоценных металла: иридий в виде напайки на острие центрального электрода и платина – на боковых. Учитывая стоимость иридия, цена на них по сравнению с никелевыми возрастает на 50-60%. Но технические характеристики свечи зажигания с иридием таковы, что проехать с ними можно уже от 60 до 200 тысяч километров.

Такие параметры свечи, как: диаметр резьбы; номер головки ключа под нее; длина юбки с резьбой; зазор между электродами, также относятся к их техническим характеристикам.

На что стоит обращать внимание при выборе свечей зажигания?

Существует два основных параметра, на которые стоит обращать свое внимание при выборе свечей зажигания: основные геометрические размеры и калильное число. С геометрическими размерами все достаточно просто

Необходимо выбирать свечи аналогичные по размерам. Если вы приобретете маленькую свечу, то она просто не вкрутится  до нормального положения, а если свеча будет слишком большой, то ее электрод будет выступать, в результате чего поршень может задеть за него, а это приведет к серьезной поломке двигателя.

Больше сложности появляется с выбором свечи по калильному числу. Многие владельцы автомобилей даже не знают, что это такое. Этот показатель указывает на температурный режим, в котором способна работать свеча зажигания. Чем выше этот показатель, тем при более высоких температурах способна работать свеча. Например, в мощных двигателях спортивных автомобилей очень высокий температурный режим, в таких двигателях необходимо использовать свечи с самым большим калильным числом.  

Чтобы не испортить свой двигатель не стоит слушать « дворовых экспертов» о том, какие лучше использовать свечи зажигания. Покупайте свечи в соответствии с инструкцией и рекомендациями, которые указаны в документации к вашему автомобилю. Если более опытный водитель и предпочитаете более скоростную езду, то вам можно попробовать использовать свечи с высоким калильным числом. Еще можно ориентироваться и на условия эксплуатации. Если вы живете в северных регионах с очень холодным климатом, то стоит выбирать свечи зажигания с высоким показателем калильного числа. И наоборот, если в регионах с очень теплыми условиями,  то приобретайте свечи с небольшим калильным числом.

Помимо всего этого свечи еще различаются и по основной конструкции. Бывают три вида:

• Одноэлектродные свечи зажигания;
• Многоэлектродные свечи зажигания;
• Свечи из драгметаллов.

Свечи зажигания: какие лучше использовать? Давайте разберем каждый вид более подробно.

Чем приклеить линолеум

Выбор клея полностью зависит от вида линолеума, который вы собираетесь укладывать, а также от типа и состояния поверхности существующего в вашем доме пола. Решая вопрос, каким клеем клеить линолеум тщательно изучите информацию, которую дает производитель на этикетке, и выбирайте подходящий для вашего типа пола состав.

Клей для линолеума выпускается двух видов:

• дисперсионный;
• реакционный (холодная сварка).

Дисперсионный клей для линолеума

В состав клеев этой группы входят:

• раствор акрила;
• целлюлозогликолевая кислота;
• водная взвесь.

Клей этого типа применяют при сплошном приклеивании полотнищ

Он экологически безопасный, нетоксичный и что немаловажно эластичный. Главным недостатком такого клея является его неустойчивость к влиянию низких температур. Транспортировка или хранение дисперсионного клея при низких температурах делает его непригодным для склеивания

Кроме того, этот клей имеет низкую водостойкость

Транспортировка или хранение дисперсионного клея при низких температурах делает его непригодным для склеивания. Кроме того, этот клей имеет низкую водостойкость.

Дисперсионный акриловый клей

Вне зависимости от типа основы пол перед укладкой линолеума тщательно выравнивается. Дисперсионный клей наносится на пол зубчатым шпателем. Толщина слоя должна быть 0,5–0,6 мм.

Полотнища укладывают на пол с нанесенным клеем

Полотнища укладываются на клей и тщательно прижимаются. С помощью резинового валика от середины полотнища к краям выдавливается лишний воздух.

Резиновый валик для разглаживания линолеума

В среднем расход такого клея 200–500 г/м2, в зависимости от его разновидности. Производитель указывает на упаковке расход на квадратный метр и дает рекомендации по укладке.

Клеи дисперсионного типа подразделяются на группы:

Бустилат – используется для приклеивания толстого линолеума на утепленной основе типа войлока;

• Акрилат – незаменим для приклеивания покрытия в помещениях с большой проходимостью;
• Гумилакс – предназначен для монтажа натурального материала;
• Битумная мастика – используется для покрытия на тканевой основе;
• Токопроводящий – для помещений с большим количеством электротехники.

Реакционный клей

Этот вид клея прозрачный, имеет едкий запах и является достаточно токсичным. Вещество легковоспламеняющееся и взрывоопасное. Выпускается трех марок: А, C и T. В зависимости от марки клей имеет различную по плотности консистенцию. Это достаточно дорогостоящие составы, которые используются для обработки стыков полотнищ.

Реакционный клей при соприкосновении вступает в химическую реакцию, растворяя материал линолеума. Иногда такой процесс называют холодной сваркой.

Клей А типа имеет жидкую консистенцию. Он используется для обработки швов нового материала. Дает прочный и прозрачный шов, который можно будет найти только на ощупь. Такой клей применяется для бытового и коммерческого линолеума с твердой основой.

Холодная сварка стыков линолеума

Алгоритм «холодной сварки» клеем типа А достаточно простой:

1. Щель очищается от пыли и высушивается.
2. По всей длине щели проклеивается малярный скотч.
3. В месте стыка скотч аккуратно прорезается.
4. Клей выдавливается в щель.
5. Через 20 минут скотч удаляется. Полное отвердевание происходит в течение часа.

Специалисты рекомендуют делать швы как можно короче, не длиннее 50–70 см. При склеивании стыков руки обязательно защищают перчатками, и одевается респираторная маска.

Клей С типа используется для реставрации разошедшегося шва на старом линолеуме. Он имеет консистенцию густой сметаны. После его применения образуется широкий шов, который соединяет соседние полотнища. Этот тип реакционного клея применяют для реставрации линолеума со щелями до 4 мм в ширину.

Порядок укладки линолеума

Клей Т типа предназначен для склеивания стыков ПВХ линолеума на основе полиэстера. Этот тип клея используется профессионалами.

Важно! Нельзя допускать попадания клея на линолеум. Если клей все-таки капнул, то его нельзя вытирать тряпкой, а необходимо дождаться его полного отвердевания и затем аккуратно срезать острым строительным ножом. Однако след, сожалению все равно останется

Чтобы застраховаться от этой неприятности необходимо всегда держать тюбик над тряпкой

Однако след, сожалению все равно останется. Чтобы застраховаться от этой неприятности необходимо всегда держать тюбик над тряпкой.

Мы рассказали, чем и как клеить линолеум. Полный процесс укладки этого напольного покрытия показан в видеоролике.

Критерии выбора свечей зажигания

Все свечи зажигания обладают стандартным набором характеристик. Если разобраться в этих показателях, то подбор свечи к конкретному двигателю не вызовет сложностей. К наиболее важным параметрам свечей зажигания относятся следующие:

• число боковых электродов;
• величина зазора, разделяющего электроды;
• калильное число;
• геометрические особенности.

Количество электродов

Свечи зажигания делятся на две группы – многоэлектродные и одноэлектродные. Разные модели включают в себя от одного до четырех боковых электродов. Увеличение количества электродов прямо пропорционально увеличению эксплуатационного периода механизма. Возникновение искры происходит попарно – между всеми боковыми электродами и одним проводником по центру.

Особенность многоэлектродных моделей заключается в том, что они предназначены для бензина с качественным составом. Плохая топливная смесь приведет к некорректной работе свечей, которая будет выражаться в хлопках и пропуске зажигания.

Конструкция свечи зажигания

Величина зазора

Зазор, пролегающий между электродами, определяет размеры искры и уровень напряжения. Увеличение зазора прямо пропорционально длине искры. Однако чрезмерная величина этого показателя приведет к проблемам с добыванием искры. Безуспешные попытки получить искру закончатся перегрузкой катушки зажигания, которая впоследствии может сломаться.

По мере использования свечей зазор постепенно увеличивается, что является одним из признаков износа. Поэтому автовладельцам рекомендуется регулярно проверять этот показатель и своевременно менять свечи. Универсальной величины зазора не существует – для каждой свечи он уникален. Производители указывают этот показатель на упаковке, чтобы покупатель мог ориентироваться на конкретные цифры.

Калильное число

Калильное число определяется двумя показателями – размером теплоотводной части и быстротой остывания свечи. Свечи с низким калильным числом считаются холодными, поскольку тепло в них рассеивается с повышенной скоростью. Такие модели подходят форсированным двигателям, потребляющим высокоактивный бензин.

Высокое калильное число – показатель горячих свечей, которым требуется больше времени на остывание. Горячие модели предназначены для городских условий. Частые старты и остановки не позволяют свече остыть окончательно, чтобы впоследствии разогреваться «с нуля». Такие свечи ориентированы на низкоактивный бензин.

По скорости остывания свечи делятся на три категории:

• горячие (калильное число от 11 до 14);
• средние (от 16 до 19);
• холодные (больше 20).

Калильное число у свечей зажигания

Если свеча подбирается неправильно, то в ее работе наблюдаются следующие неполадки:

• невозможность выйти на рабочую температуру – топливо не поджигается;
• скапливание нагара на электродах;
• перегревание свечи – топливо поджигается преждевременно.

Геометрические особенности

Основополагающим критерием при выборе свечей зажигания является длина резьбы. Согласно универсальной классификации свечи делятся на три группы:

• короткие (до 12 миллиметров);
• средние (до 19 миллиметров);
• длинные (до 25 миллиметров).

В легковых автомобилях часто используются средние свечи. Малолитражные двигатели обходятся короткими моделями. Если автовладелец ошибется с выбором свечи и установит слишком длинную, то высока вероятность повреждения клапана или резьбы.

Главное, что нужно учитывать при покупке свечей зажигания – это параметры автомобиля. Свеча должна подходить машине по своим техническим характеристикам. Для недорогого автопрома подойдут бюджетные модели – и наоборот. Свечи на основе платины и иридия целесообразно использовать владельцам новых иномарок

При выборе моделей важно найти добросовестного поставщика, который не продает поддельных изделий

Видео — Какие свечи зажигания лучше

Голосование за лучшие свечи зажигания

Какие свечи зажигания вы бы выбрали или посоветовали?

Denso W20EPR-U11

40.00
%
(
2
)

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать