Аutoazbuka.com - Эксплуатация и профилактический ремонт автомобиля. - Искровые свечи зажигания

  Искровые свечи зажигания не претерпели принци­пиальных изменений с момента их применения в на­чале XX века. Развитие этого элемента бензинового двигателя идет по пути усовершенствования его кон­струкции, материалов и технологии производства.

  Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, под­вергаются высоким термическим, механическим, элек­трическим нагрузкам, а также химическому воздей­ствию продуктов неполного сгорания топлива. Темпе­ратура в ней изменяется от 70 до 2500 °С, давление газов достигает 50–60 бар, а напряжение на электро­дах доходит до 20 кВ и выше. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых материалов, так как от бесперебойно­сти искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а так­же токсичность отработавших газов.

Устройство свечи зажигания

  Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изо­лятор, электроды и контактный стержень (рис. 14).

  Корпус имеет резьбу, которая ввинчивается в голов­ку блока цилиндров, шестигранник «под ключ» и спе­циальное покрытие для защиты от коррозии. Опорная поверхность (ею свеча «упирается» в головку) может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия использу­ется уплотнительное кольцо. Коническая поверхность сама хорошо герметизирует соединение свечи с голов­кой блока.

  Материалом изолятора служит высокопрочная техническая керамика. Для предотвращения утечки элек­тричества на его поверхности (в верхней части изоля­тора) делают кольцевые канавки (барьеры тока) и на­носят специальную глазурь, а часть изолятора со сто­роны камеры сгорания выполняют в форме конуса (на­зываемого тепловым).

  Внутри керамической части свечи закреплены цен­тральный электрод и контактный стержень, между ко­торыми может быть расположен резистор, подавляю­щий радиопомехи. Герметизация соединения этих де­талей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Боковой электрод («массы») при­варен к корпусу.

  Электроды изготавливают из жаростойкого метал­ла или сплава. Для улучшения отвода тепла от тепло­вого конуса центральный электрод могут делать из двух металлов (биметаллический электрод) — цент­ральную часть из меди заключают в жаростойкую обо­лочку. Биметаллический боковой электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву.

  Основные параметры свечей. Для обеспечения всего спектра бензиновых двигателей свечами зажигания последние производят с различными параметрами, ко­торые отражаются в условном обозначении свечи (при­водятся ниже).

  Габаритно-присоединительные размеры — это диаметр и шаг резьбы, длина резьбовой части и размер шестигранника «под ключ». Все они строго опреде­ленны для каждого двигателя.

  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»). Чтобы оставить его неизменным, в конструкции применяют биметаллические центральные электроды, лучше от­водящие тепло. Такие свечи (их называют термоэлас­тичными) быстрее прогреваются до температуры са­моочищения (как горячие), но вызывают калильное зажигание при высоких тепловых нагрузках (как хо­лодные).

  Отечественная промышленность выпускает свечи за­жигания с калильными числами 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26. За рубежом не существует единой шкалы калиль­ных чисел.

  Величина искрового зазора указывается в инст­рукции по эксплуатации автомобиля (но может быть указана также на упаковке или в маркировке свечи) и находится в пределах от 0,5 до 2 мм.

  В зависимости от конструкции электродов зазор бы­вает регулируемым (за счет подгибания бокового элек­трода) и нерегулируемым (в свечах с несколькими «объединенными» боковыми электродами или не име­ющих боковых электродов).

  Маркировка свечей зажигания

  На свече зажигания российского производства дол­жны быть указаны:

■ дата изготовления (месяц или квартал и (или) две последние цифры года изготовления);

■ товарный знак и (или) наименование предприятия-изготовителя;

■ условное обозначение типа свечи (расшифровка при­ведена на рис. 15);

■ надпись «Сделано в России» или RUS.

  Из-за отсутствия за рубежом единой системы мар­кировки определить соответствие свечей зажигания раз­личных производителей можно только при помощи ка­талогов или таблиц взаимозаменяемости (табл. 5).

Тенденции развития

  В настоящее время все больше свечей зажигания выпускается с биметаллическим электродом. Это по­зволяет, помимо улучшения термоэластичности, повы­сить их надежность и долговечность. Растет объем производства свечей зажигания 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. Растет производство свечей зажигания с использо­ванием поверхностного разряда (в которых нет элек­трода «массы», а искра идет от центрального электро­да к корпусу по поверхности изолятора). Для снижения уровня помех радиоприему все боль­ше свечей зажигания снабжаются встроенным помехоподавительным резистором.

  Гарантийный срок эксплуатации

  По требованиям ОСТ 37.003.081 «Свечи зажига­ния искровые» изготовитель должен гарантировать бесперебойную работу свечей зажигания в течение 18 месяцев при условии, что пробег автомобиля с классической системой зажигания не превысил 30 тыс. км, а с электронной системой — 20 тыс. км. Это справед­ливо только при условии соответствия свечей зажига­ния модели двигателя и соблюдении правил эксплуа­тации автомобиля, их монтажа, транспортирования и хранения. По мнению специалистов, на двигателях в хорошем техническом состоянии фактический срок службы свечей может быть больше в 2 раза.

Снятие и установка

  Демонтаж свечи зажигания с двигателя произво­дят в следующей последовательности:

■ снимают наконечник провода высокого напряже­ния (недопустимо тянуть за провод);

■ отворачивают свечу на один оборот специальным ключом, затем поверхность в углублении головки цилиндра вокруг нее очищают сжатым воздухом или кисточкой, чтобы частицы грязи не попали в резьбу или камеру сгорания;

■ выворачивают свечу;

■ проверяют наличие уплотнительного кольца (для свечей с плоской опорной поверхностью);

■ тщательно осматривают свечу на наличие механичес­ких повреждений изолятора, корпуса и электродов.

  Установка производится в следующей последова­тельности: новые свечи, покрытые консервационной смазкой, необходимо протереть и промыть в растворителе (бензине). Допустимо прокипятить свечи в воде и просушить;

  Для проверки герметичности соединения деталей свечи ее устанавливают в барокамеру, создающую дав­ление до 20 кг/см², и измеряют утечку газа не менее 30 с. Ее величина не должна превышать 5 см³/мин. При этом не учитывают утечку через соединения све­чи с барокамерой. Допускается проводить контроль герметичности на свечах зажигания, не укомплектованных уплотнительными кольцами.

  При техническом обслуживании автомобиля раз­решается проверять утечку газа через соединения де­талей свечей зажигания под давлением 10 кг/см².