Запалителни свещи - за какво са предназначени и как работят

Свещ

Без бензинов двигател с вътрешно горене не може да се стартира без запалителна свещ. В нашия преглед ще разгледаме устройството на тази част, как работи и какво трябва да имате предвид при избора на нов комплект за замяна.

Какво представляват свещите

Свещта е малък елемент от системата за автоматично запалване. Той е монтиран над цилиндъра на двигателя. Единият край се завинтва в самия двигател, на другия се поставя проводник с високо напрежение (или, в много модификации на двигателя, отделна бобина за запалване).

Въпреки че тези части са пряко участващи в движението на буталната група, не може да се каже, че това е най-важният елемент в двигателя. Двигателят не може да се стартира без други компоненти като газова помпа, карбуратор, запалителна бобина и др. По-скоро свещта е друга връзка в механизма, която допринася за стабилната работа на силовия агрегат.

За какво са свещите в кола?

Те осигуряват искра за запалване на бензин в горивната камера на двигателя. Малко история.

Първите двигатели с вътрешно горене бяха оборудвани с нажежени тръби с открит огън. През 1902 г. Робърт Бош кани Карл Бенц да инсталира своя дизайн в неговите двигатели. Частта имаше почти същия дизайн и работеше на същия принцип като съвременните аналози. През цялата история те са претърпели малки промени в материалите за проводника и диелектрика.

Устройство за запалителна свещ

На пръв поглед изглежда, че свещта (SZ) има опростен дизайн, но всъщност дизайнът му е много по-сложен. Този елемент на системата за запалване на двигателя се състои от следните елементи.

• Съвет за контакт (1). Горната част на SZ, върху която е поставен проводник за високо напрежение, идващ от запалителната бобина или отделно. Най-често този елемент е направен с удебеляване в края, за фиксиране според принципа на ключалката. На върха има свещи с конец.
• Изолатор с външни ребра (2, 4). Ребрата на изолатора образуват токова бариера, предотвратявайки счупване от пръта към повърхността на частта. Изработена е от алуминиев оксид керамика. Този уред трябва да издържа на температурни скокове до 2 градуса (образувани по време на горенето на бензин) и в същото време да поддържа диелектричните си свойства.
• Дело (5, 13). Това е металната част, върху която са направени ребра за закрепване с гаечен ключ. В долната част на тялото се изрязва резба, с която свещта се завинтва в кладенеца на свещта на двигателя. Материалът на корпуса е високолегирана стомана, чиято повърхност е хромирана, за да се предотврати процесът на окисляване.
• Контактна лента (3). Централният елемент, през който протича електрически разряд. Изработена е от стомана.
• Резистор (6). Повечето модерни SZ са оборудвани със стъклен уплътнител. Той потиска радиосмущенията, които се появяват по време на доставката на електричество. Той също така служи като уплътнение за контактния прът и електрода.
• Уплътнителна шайба (7). Тази част може да бъде под формата на конус или обикновена шайба. В първия случай това е един елемент, във втория се използва допълнително уплътнение.
• Шайба за разсейване на топлината (8). Осигурява бързо охлаждане на SZ, разширявайки обхвата на отопление. Количеството на образуваните въглеродни отлагания върху електродите и трайността на самата свещ зависят от този елемент.
• Централен електрод (9). Първоначално тази част е направена от стомана. Днес се използва биметален материал с проводима сърцевина, покрита с разсейващо топлината съединение.
• Термоконус на изолатора (10). Служи за охлаждане на централния електрод. Височината на този конус влияе върху стойността на светене на свещта (студена или топла).
• Работна камера (11). Пространство между тялото и конуса на изолатора. Улеснява процеса на запалване на бензин. В свещи "факел" тази камера е разширена.
• Страничен електрод (12). Между нея и сърцевината възниква разряд. Този процес е подобен на заустване на земна дъга. Има SZs с няколко странични електрода.

Снимката показва и стойността на h. Това е пропастта на искрата. Искренето възниква по-лесно с минимално разстояние между електродите. Свещта обаче трябва да запали сместа въздух / гориво. И това изисква „мастна“ искра (дълга поне един милиметър) и съответно по-голяма междина между електродите.

Повече за разрешенията е разгледано в следващото видео:

Иридиеви свещи - струва ли си или не?

За да спестят живота на батерията, някои производители използват иновативна технология за създаване на SZ. Състои се в това да направи централния електрод по-тънък (необходимо е по-малко енергия за преодоляване на увеличената искрова междина), но в същото време, за да не изгори. За това се използва сплав от инертни метали (като злато, сребро, иридий, паладий, платина). Пример за такава свещ е показан на снимката.

Как работят запалителните свещи в колата

Когато двигателят стартира, от запалителната бобина се подава ток с високо напрежение (може да бъде един за всички свещи, един за две свещи или индивидуален за всяка SZ). В този момент между електродите на щепсела се образува искра, която запалва сместа въздух-гориво в цилиндъра.

Какви натоварвания изпитват

По време на работа на двигателя всяка свещ изпитва различни натоварвания, така че са изработени от материали, които могат да издържат дълго време на такива натоварвания.

Топлинни натоварвания

Работната част на свещта (и двата нейни електрода) се намира вътре в цилиндъра. Когато всмукателният клапан (или клапаните, в зависимост от конструкцията на двигателя) се отвори, свежа част от сместа въздух-гориво влиза в цилиндъра. През зимата температурата му може да бъде отрицателна или близка до нула.

При загрят двигател, когато HTS се запали, температурата в цилиндъра може да се повиши рязко до 2-3 хиляди градуса. Поради такива резки и критични промени в температурата, електродите на щепсела могат да се деформират, което с течение на времето се отразява на пролуката между електродите. Освен това металната част и порцелановият изолатор имат различни коефициенти на топлинно разширение. Такива внезапни промени могат също да разрушат изолатора.

Механични натоварвания

В зависимост от типа на двигателя, когато се запали смес от гориво и въздух, налягането в цилиндъра може да се промени рязко от състояние на вакуум (отрицателно налягане спрямо атмосферното) до превишаване на атмосферното налягане с 50 kg / cm XNUMX. и по-високо. Освен това, когато двигателят работи, той създава вибрации, които също влияят негативно на състоянието на свещите.

Химично натоварване

Повечето химични реакции са възможни при високи температури. Същото може да се каже и за процесите, протичащи при изгарянето на въглеродни горива. В същото време се отделят голямо количество химически активни вещества (благодарение на това каталитичният преобразувател работи - той влиза в химическа реакция с тези вещества и ги неутрализира). С течение на времето те действат върху металната част на свещта, образувайки различни видове въглеродни отлагания върху нея.

Електрически натоварвания

Когато се генерира искра, към централния електрод се прилага ток с високо напрежение. По принцип тази цифра е 20-25 хиляди волта. В някои захранващи блокове запалителните бобини генерират импулс над този параметър. Разрядът продължава до три милисекунди, но това е достатъчно, за да може толкова високо напрежение да повлияе на състоянието на изолатора.

Отклонения от нормалния процес на горене

Животът на запалителната свещ може да бъде намален, ако процесът на горене на сместа въздух/гориво се промени. Този процес се влияе от различни фактори, например лошо качество на горивото, ранно или късно запалване и др. Ето някои от тези фактори, които ще съкратят живота на новите свещи.

Прекъсване на запалването

Този ефект възниква, когато се подава бедна смес (има много повече въздух от самото гориво), когато се генерира недостатъчна мощност на тока (това се случва поради неизправност на бобината на запалването или поради лошо качество на изолацията на проводници с високо напрежение - те се пробиват) или когато се появи искра. Ако двигателят страда от тази неизправност, върху електродите и изолатора ще се образуват отлагания.

Светещо запалване

Има два вида тлеещо запалване: преждевременно и забавено. В първия случай искрата се задейства преди буталото да достигне горната мъртва точка (има увеличаване на времето на запалване). В този момент двигателят се нагрява много, което води до още по-голямо увеличение на SPL.

Този ефект води до факта, че сместа въздух-гориво може да се запали произволно, когато влезе в цилиндъра (възпламенява се поради горещите части на групата цилиндър-бутало). Когато възникне тлеещо запалване, клапаните, буталата, уплътнението на цилиндровата глава и буталните пръстени могат да се повредят. Що се отнася до повредата на щепсела, в този случай изолаторът или електродите могат да се стопят.

Детонация

Това е процес, който възниква и поради високата температура в цилиндъра и ниското октаново число на горивото. При детониране все още некомпресираният VTS започва да се запалва от нагорещена част в частта на цилиндъра, най-отдалечена от всмукателното бутало. Този процес е придружен от рязко изгаряне на сместа въздух-гориво. Освободената енергия не се разпространява от главата на блока, а от буталото към главата със скорост, превишаваща скоростта на звука.

В резултат на детонация цилиндърът прегрява в една част, буталата, клапаните и самите свещи прегряват. Освен това свещта изпитва повишено налягане. В резултат на този процес SZ изолаторът може да се спука или част от него да се счупи. самите електроди могат да изгорят или да се стопят.

Почукването на двигателя се определя от характерни метални удари. Също така от изпускателната тръба може да се появи черен дим, двигателят ще започне да консумира много гориво и мощността му ще стане забележимо по-малка. За навременното откриване на този разрушителен ефект в съвременните двигатели е инсталиран сензор за детонация.

Дизелов

Въпреки че този проблем не е свързан с неправилната работа на свещите, той все пак ги засяга, подлагайки ги на голям стрес. Дизелът е самозапалване на бензин при изключен двигател. Този ефект възниква поради контакта на сместа въздух-гориво с горещите части на двигателя.

Този ефект се появява само в онези захранващи агрегати, в които горивната система не спира да работи при изключване на запалването - в карбураторни ICE. Когато водачът изключи двигателя, буталата продължават да засмукват сместа въздух-гориво по инерция, а механичната горивна помпа не спира подаването на газ към карбуратора.

Дизелът се формира при изключително ниски обороти на двигателя, което е придружено от много нестабилна работа на двигателя. Този ефект спира, когато частите от групата цилиндър-бутало не са достатъчно охладени. В някои случаи това отнема няколко секунди.

Въглеродни отлагания върху свещ

Видът на въглеродните отлагания върху свещите може да бъде много различен. Според него можете условно да определите някои проблеми с двигателя. По повърхността на електродите се появяват твърди въглеродни отлагания, когато температурата на горивната смес надвиши 200 градуса.

Ако върху свещта има голямо въглеродно отлагане, в повечето случаи това пречи на работата на SZ. Проблемът може да бъде разрешен чрез почистване на свещта. Но почистването не премахва причината за неестествените въглеродни отлагания, така че тези причини все пак трябва да бъдат отстранени. Съвременните свещи са проектирани да се самопочистват.

Ресурс за свещи

Животът на свещта не зависи от един фактор. Периодът за смяна на SZ се влияе от:

• Материалът, от който са направени електродите;
• Условия на работа;
• Характеристики на двигателя;
• Брой моточасове.

Ако вземем класически никелови свещи, тогава те обикновено изминават до 15 000 километра. Ако колата се експлоатира в мегаполис, тогава тази цифра ще бъде по-ниска, защото въпреки че колата не се движи, когато е в задръстване или задръстване, двигателят продължава да работи. Многоелектродните аналози издържат приблизително два пъти по-дълго.

При инсталиране на свещи с иридиеви или платинени електроди, както е посочено от производителите на тези продукти, те могат да се движат до 90 хиляди километра. Разбира се, техническото състояние на двигателя също влияе върху тяхната производителност. Повечето автомобилни сервизи препоръчват смяна на запалителните свещи на всеки 30 хиляди километра (като част от всяка втора планирана поддръжка).

Видове свещи

Основните параметри, по които се различават всички SZ:

1. брой електроди;
2. материал на централния електрод;
3. номер на светене;
4. размер на случая

Първо, свещите могат да бъдат едноелектродни (класически с един електрод "до земята") и многоелектродни (може да има два, три или четири странични елемента). Вторият вариант има по-голям ресурс, защото искрата стабилно се появява между един от тези елементи и сърцевината. Някои се страхуват да придобият такава модификация, мислейки, че в този случай искрата ще се разпредели между всички елементи и следователно ще бъде тънка. Всъщност токът винаги следва пътя на най-малко съпротивление. Следователно дъгата ще бъде една и дебелината й не зависи от броя на електродите. По-скоро наличието на няколко елемента увеличава надеждността на искри, когато един от контактите изгори.

Второ, както вече беше отбелязано, дебелината на централния електрод влияе върху качеството на искрата. Въпреки това тънкият метал бързо ще изгори при нагряване. За да отстранят този проблем, производителите са разработили нов тип тапи с платинено или иридиево ядро. Дебелината му е около 0,5 милиметра. Искрата в такива свещи е толкова мощна, че практически не се образуват въглеродни отлагания в тях.

Трето, запалителната свещ ще работи правилно само при известно загряване на електродите (оптималният температурен диапазон е от 400 до 900 градуса). Ако са прекалено студени, на повърхността им ще се образуват въглеродни отлагания. Прекомерната температура води до напукване на изолатора, а в най-лошия случай - до запалване на светлината (когато горивната смес се запали от температурата на електрода и тогава се появи искра). И в първия, и във втория случай това се отразява негативно на целия мотор.

Колкото по-високо е броят на светенето, толкова по-малко SZ ще се нагрее. Такива модификации се наричат ​​"студени" свещи, а с по-нисък индикатор - "горещи". В обикновените двигатели се инсталират модели със среден индикатор. Промишленото оборудване често работи с намалена скорост, така че те са оборудвани с "горещи" тапи, които не се охлаждат толкова бързо. Двигателите на спортни автомобили често работят с високи обороти, така че съществува риск от прегряване на електродите. В този случай се инсталират "студени" модификации.

Четвърто, всички SZ се различават по размера на лицата на ключа (16, 19, 22 и 24 милиметра), както и по дължината и диаметъра на конеца. Какъв размер на свещта е подходящ за определен двигател, можете да намерите в ръководството на собственика.

Основните параметри на тази част са разгледани във видеото:

Какво трябва да знаете за запалителните свещи

Маркиране и експлоатационен живот

Всяка част е обозначена с керамичен изолатор, за да се определи дали ще пасне на даден мотор или не. Ето пример за една от опциите:

A - U 17 D V R M 10

Позиция в маркирането	Стойност на знаците	описание
1	Вид на резбата	A - резба М14х1,25 М - резба М18х1,5 Т - резба М10х1
2	Поддържаща повърхност	K - конична шайба - - плоска шайба с уплътнение
3	дизайн	М - свещ с малки размери U - намален шестоъгълник
4	Топлинен номер	2 - „най-гореща“ 31 - „най-студена“
5	Дължина на резбата (mm)	N - 11 D - 19 - - 12
6	Характеристики на топлинния конус	Б - стърчи от тялото - - вдлъбнато в тялото
7	Наличие на стъклен уплътнител	P - с резистор - - без резистор
8	Основен материал	М - мед - - стомана
9	Надстройте сериен номер

Всеки производител определя свой собствен момент за подмяна на свещи. Например, стандартна едноелектродна запалителна свещ трябва да бъде сменена, когато пробегът е не повече от 30 000 км. Този фактор зависи и от показателя за часовете на работа на двигателя (как се изчисляват, е описано на пример смяна на автомобилното масло). По-скъпите (платина и иридий) трябва да се сменят поне на всеки 90 000 км.

Срокът на експлоатация на SZ зависи от характеристиките на материала, от който са изработени, както и от условията на работа. Например въглеродните отлагания върху електродите могат да показват неизправност в горивната система (подаване на прекомерно богата смес), а бялото цъфтене показва несъответствие на броя на светенето на запалителната свещ или ранното запалване.

Необходимостта от проверка на свещи може да възникне в следните случаи:

• при рязко натискане на педала на газта моторът реагира с забележимо забавяне;
• трудно стартиране на двигателя (например, за това трябва да завъртите стартера за дълго време);
• намаляване на моторната мощност;
• значително увеличение на разхода на гориво;
• светва контролния двигател на таблото;
• сложно стартиране на двигателя в студа;
• нестабилна работа на празен ход (моторен "троит").

Струва си да се отбележи, че тези фактори показват не само неизправност на свещите. Преди да продължите с тяхната подмяна, трябва да разгледате тяхното състояние. Снимката показва коя единица в двигателя изисква внимание във всеки отделен случай.

Как да проверите дали свещите работят правилно

В случай на неправилна работа на захранващия блок, на първо място, е необходимо да се обърне внимание на елементите, които подлежат на планирана подмяна. Има няколко начина да проверите дали запалителните свещи работят правилно.

Изключване на променливо захранване

Много автомобилисти се редуват да отстраняват проводниците от свещите на вече работещ двигател. При нормална работа на тези елементи изключването на високоволтовия проводник незабавно ще повлияе на работата на двигателя - той ще започне да потрепва (тъй като единият цилиндър е спрял да работи). Ако отстраняването на един от проводниците не е повлияло на работата на захранващия блок, тогава тази свещ не работи. При използване на този метод може да се повреди запалителната бобина (за продължителна работа тя винаги трябва да се разрежда, а ако се отстрани от свещта, разрядът не се получава, така че отделната бобина може да бъде пробита).

Тест за искра

Това е по-малко вреден начин за бобината за запалване, особено ако е индивидуална (включена в дизайна на свещника). Същността на такъв тест е, че щепселът се развива, докато двигателят не работи. Върху него се поставя проводник с високо напрежение. След това свещта трябва да се облегне на капака на клапана с конеца.

Опитваме се да стартираме двигателя. Ако свещта е непокътната, между електродите ще се появи ясна искра. Ако е незначително, тогава трябва да смените високоволтовия проводник (може да има теч поради лоша изолация).

Проверка на тестера

За да завършите тази процедура, е необходима пиезо искра или тестер. Можете да го закупите в магазин за авточасти. В същото време двигателят се изключва. Вместо свещника на високоволтовия проводник, върхът на гъвкавия конектор на тестера се поставя върху свещта. Пружинната сонда е плътно притисната към тялото на капака на клапана (тегло на двигателя).

След това бутонът на тестера се натиска няколко пъти. В този случай индикаторът трябва да светне и на свещта трябва да се появи искра. Ако не светне, свещта не работи.

Какво ще стане, ако не смените свещите навреме?

Разбира се, ако шофьорът не обърне внимание на състоянието на свещите, колата няма да получи критични щети. Последиците ще се появят по-късно. Най-честият резултат от тази ситуация е отказът на двигателя да стартира. Причината е, че самата система за запалване може да работи правилно, батерията е напълно заредена, а свещите или не дават достатъчно мощна искра (например поради големи въглеродни отлагания), или изобщо не я генерират.

За да предотвратите това, трябва да бъдете внимателни към непреките признаци, показващи проблеми със свещите:

1. Моторът започна да се утроява (потрепва на празен ход или по време на шофиране);
2. Двигателят започна да стартира лошо, свещите постоянно се наводняват;
3. Разходът на гориво се е увеличил;
4. По-гъст дим от отработените газове поради лошо изгаряне на горивото;
5. Колата стана по-малко динамична.

Ако водачът е изненадващо спокоен при наличието на всички тези признаци и продължи да управлява автомобила си в същия режим, скоро ще се появят по-сериозни последици - до и включително отказ на двигателя.

Едно от най-неприятните последствия е честа детонация в цилиндрите (когато сместа въздух-гориво не гори плавно, а избухва рязко).Игнорирането на изразен метален звук при работещ двигател ще доведе до появата на черен дим от ауспуха тръба, което показва повреда на двигателя.

Неизправност на запалителната свещ

Неизправността на запалителните свещи се показва от пълната или частична липса на запалване в един или повече цилиндъра. Този ефект не може да се обърка с нищо - ако една или две свещи не работят наведнъж, двигателят или няма да стартира, или ще работи изключително нестабилно (ще "киха" и потрепва).

Запалителните свещи не съдържат никакви механизми или голям брой елементи, поради което основните им неизправности са пукнатини или стружки на изолатора или деформация на електродите (пролуката между тях се е стопила или променила). Свещите ще бъдат нестабилни, ако върху тях се отлагат въглеродни отлагания.

Как да се грижим за свещи през зимата?

Много експерти препоръчват инсталирането на нови свещи за зимата, дори ако старите все още работят нормално. Причината е, че при стартиране на двигателя, който е стоял цяла нощ на студа, температурата на слаба искра няма да е достатъчна за запалване на студено гориво. Следователно е необходимо свещите постоянно да образуват мазни искри. В края на зимния период ще бъде възможно инсталирането на стария SZ.

Освен това по време на работа на машината през зимата върху свещите могат да се образуват въглеродни отлагания, което е по-голямо, отколкото при работа на други свещи през останалите три сезона. Това се случва при кратки пътувания в студено време. В този режим двигателят не загрява правилно, поради което свещите не могат сами да се почистят от въглеродните отлагания. За да се активира този процес, двигателят трябва първо да се доведе до работна температура и след това да се задвижи с по-високи скорости.

Как да изберем свещи?

В някои случаи отговорът на този въпрос зависи от финансовите възможности на автомобилиста. Така че, ако системите за запалване и подаване на гориво са правилно конфигурирани, стандартните тапи се сменят само защото производителят изисква това.

Най-добрият вариант е да закупите тапите, препоръчани от производителя на двигателя. Ако този параметър не е посочен, тогава в този случай човек трябва да се ръководи от размера на свещта и параметъра на броя на светенето.

Някои автомобилисти имат на склад два комплекта свещи наведнъж (зимата и лятото). Шофирането на къси разстояния и на ниски обороти изисква инсталирането на "гореща" модификация (по-често такива условия се случват през зимата). Пътуванията на дълги разстояния при по-високи скорости, напротив, ще изискват инсталирането на по-студени аналози.

Важен фактор при избора на SZ е производителят. Водещите марки взимат пари за повече от само името (както погрешно смятат някои автомобилисти). Свещите от производители като Bosch, Champion, NGK и др. Имат увеличен ресурс, използват инертни метални сплави и са по-защитени от окисляване.

Навременната поддръжка на системите за подаване на гориво и запалване значително ще удължи живота на запалителните свещи и ще гарантира стабилността на двигателя с вътрешно горене.

За повече информация как работят свещите и коя модификация е по-добра, вижте видеото:

Видео по темата

Ето кратко видео за често срещаните грешки при избора на нови свещи:

5 грешки при ИЗБОР НА ЗАВЕЩИТЕ

Въпроси и отговори:

За какво е свещта в колата? Това е елемент от системата за запалване, който е отговорен за запалването на сместа въздух / гориво. Свещите се използват в двигатели, работещи на бензин или газ.

Къде е поставена свещта в колата? Той се завинтва в кладенеца на свещта, разположен в главата на цилиндъра. В резултат на това неговият електрод е в горивната камера на цилиндъра.

Как да разберете кога е време да смените запалителните си свещи? Трудно стартиране на двигателя; мощността на захранващия блок е спаднала; повишен разход на гориво; "Замисленост" с рязко натискане на газта; изключване на двигателя.