Свічка запалювання – це пристрій для запалювання паливоповітряної суміші. У бензинових двигунах внутрішнього згоряння використовуються іскрові свічки. Про них і йтиметься у цій статті.
Свічки запалювання працюють в екстремальних умовах. Вони служать передачі струму високої напруги, виробленого в котушці запалювання, до електродів у камері згоряння, де цей струм виробляє іскровий розряд для запалювання робочої суміші. Свічки піддаються високим температурним, механічним та електричним навантаженням, а також хімічному впливу продуктів неповного згоряння палива. Температура, що впливає на свічку, досягає 2500 ° С, тиск газів досягає 60 – 80 бар, а напруга на електродах від 20 до 30 кВ. Такі жорсткі умови роботи визначають особливості конструкції свічок. Велика увага приділяється матеріалам застосовуваним у їх виробництві, оскільки від безперебійного іскроутворення залежать потужність, паливна економічність, пускові властивості двигунів і навіть токсичність відпрацьованих газів. Таким чином, свічка запалювання відіграє важливу роль у забезпеченні надійної роботи двигуна.
На малюнку вказані всі основні елементи свічки запалювання:
Саме комбінація конструктивних особливостей ізолятора та електрода свічок запалювання визначили їхню градацію поділу на гарячі, холодні чи проміжні. Гарячі свічки мають велику поверхню ізолятора, оскільки у двигунах з нижчими робочими температурами свічка запалювання повинна утримувати тепло, щоб уникнути холодного нагару. Холодні свічки мають велику зону для відведення тепла, внаслідок цього їх робочі поверхні нагріваються значно менше. Здатність свічки накопичувати або відводити тепло – називається гартальним числом. Під час перегріву свічки в циліндрі починає з’являтися гартальне запалювання, тобто запалення робочої суміші відбувається не від іскри, а від стороннього джерела – перегрітих частин свічки. Калільне запалення викликає детонацію, перегрів двигуна та зниження його потужності. Чим більше гартальне число, тим «холодніше» свічка запалювання і навпаки.
Керамічний ізолятор визначає здатність свічки накопичувати тепло, а металевий сердечник – відводити. Бічний та центральний електрод виробляються в основному з нікелевих сплавів, що дозволяє їм чинити опір високим тепловим навантаженням. Характеристики теплової провідності центрального та бокового електродів можуть бути покращені шляхом використання біметалічного матеріалу (оболонка – нікелевий сплав, серцевина – мідь). У свічках, розрахованих на більш тривалий інтервал заміни, для виготовлення електродів застосовуються срібні, платинові чи іридієві сплави.
Такі свічки, як правило, застосовуються для двигунів, у яких процес їх заміни досить ускладнений і пов’язаний з частковим розбиранням навісного обладнання. Або в ДВЗ від яких виробник хоче отримати максимальний КПД. Найширше застосування «платинові» та «іридієві» свічки отримали в авто та мотоспорті.
Мала площа вільного місця у камері згоряння сучасних двигунів – це основна проблема для свічок запалювання. Конструктивно свічка може бути встановлена тільки у верхній частині камери, там де вже розташувалися клапани. Перехід від двох до чотирьох і далі до п’яти клапанів на циліндр залишає зовсім мало вільного простору. Свічку доводиться зменшувати в діаметрі, заощаджуючи цінну площу всередині камери згоряння. У недавньому минулому майже всі свічки мали різьблення M18, а тепер різьблення М14, М12 і навіть М10 стають поширеними. Для такої тонкої свічки набагато складніше вирішити проблеми термічної витривалості та тепловідведення. Тому тут на перший план виходять питання якості матеріалу та нових технологій.
Що ж до підбору свічок для двигуна вашого авто, то ми рекомендуємо це робити за допомогою каталогу того чи іншого бренду (залежить від вашої переваги) або прямої рекомендації автовиробника.
Крім калільного числа, найважливішою характеристикою свічки запалювання є діаметр та довжина її різьблення. Не варто говорити про те, що свічка повинна точно відповідати цим трьом параметрам для двигуна вашого автомобіля. Навіть проста помилка з довжиною різьблення може призвести до дорогих сумних наслідків. Якщо свічка буде коротшою по різьбленню, ніж ваша штатна – на вільних витках різьблення в головці дуже швидко накопичуються продукти згоряння. І тоді для встановлення правильної свічки, різьблення потрібно відновити спеціальним мітчиком. Ще страшнішими є наслідки вкручування в ГБЦ занадто довгої свічки. В цьому випадку продукти згоряння осядуть вже на її різьбовій частині, що виступає в циліндр і свічка буде схоплена своєрідним замком. Результат такої помилки – розбирання двигуна.
Свічки запалювання, точніше їхній зовнішній вигляд є чудовим індикатором стану двигуна. Свічки можуть вам «розповісти» як про помилки пов’язані з їх підбором, так і про приховані процеси, що розвиваються в двигуні. Причому побачити деякі проблеми можна задовго до того, як вони заявлять про себе у вигляді чорного диму, детонації чи нестабільної роботи.
І останнє, що слід сказати: не намагайтеся займатися можливим продовженням життя свічок за допомогою регулювання зазору. Подумайте про те, що витончені електроди швидше розжарюються та створюють загрозу детонації. Міняти свічки запалювання необхідно всім комплектом та вчасно.