Свеча зажигания — это устройство для поджига топливовоздушной смеси (ТВС). В бензиновых двигателях внутреннего сгорания используются искровые свечи. О них и пойдет речь в этой статье.
Свечи зажигания работают в экстремальных условиях. Они служат для передачи тока высокого напряжения, выработанного в катушке зажигания, к электродам в камере сгорания, где этот ток производит искровой разряд для поджига рабочей смеси. Свечи подвергаются высоким температурным, механическим и электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура, которая воздействует на свечу, достигает 2500°С, давление газов достигает 60 — 80 бар, а напряжение на электродах от 20 — до 30 кВ. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей. В особенности применяемых материалов в их производстве, так как от бесперебойного искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработанных газов. Таким образом, свеча зажигания играет важную роль в обеспечении надежной работы двигателя.
На рисунке указаны все основные элементы свечи зажигания:
Именно комбинация конструктивных особенностей изолятора и электрода свечей зажигания определили их градацию деления на горячие, холодные либо промежуточные. Горячие свечи имеют большую поверхность изолятора, так как в двигателях с более низкими рабочими температурами свеча зажигания должна удерживать тепло, чтобы избежать холодного нагара. Холодные свечи имеют большую зону для отвода тепла вследствие этого, их рабочие поверхности нагреваются значительно меньше. Способность свечи накапливать или отводить тепло — называется калильным числом. Во время перегрева свечи в цилиндре начинает появляться калильное зажигание, то есть воспламенение рабочей смеси происходит не от искры, а от постороннего источника — перегретых частей самой свечи. Калильное зажигание вызывает детонацию, перегрев двигателя и снижение его мощности. Чем больше калильное число, тем «холоднее» свеча зажигания и наоборот.
Керамический изолятор определяет способность свечи накапливать тепло, а металлический сердечник — отводить. Боковой и центральный электрод, производятся в основном из никелевых сплавов, что позволяет им сопротивляться высоким тепловым нагрузкам. Характеристики тепловой проводимости центрального и бокового электродов могут быть улучшены путем использования биметаллического материала (оболочка — никелевый сплав, сердцевина — медь). В свечах, рассчитанных на более длительный интервал замены, для изготовления электродов применяются серебряные, платиновые или иридиевые сплавы.
Такие свечи, как правило, применяются для двигателей в которых процесс их замены достаточно усложнен и связан с частичной разборкой навесного оборудования. Либо в ДВС от которых производитель хочет получить изначально максимальный КПД. Широчайшее применение «платиновые» и «иридиевые» свечи получили в авто и мотоспорте.
Малая площадь свободного места в камере сгорания современных двигателей — это основная проблема для свечей зажигания. Конструктивно, свеча может быть установлена только в верхней части камеры, там где уже расположились клапаны. Переход от двух к четырем и далее к пяти клапанам на цилиндр, оставляет совсем мало свободного пространства. Свечу приходится уменьшать в диаметре, экономя ценную площадь внутри камеры сгорания. В недавнем прошлом почти все свечи имели резьбу M18, а теперь резьбы М14, М12 и даже М10 становятся распространенными. Для такой тонкой свечи гораздо сложнее решить проблемы термической выносливости и теплоотвода. Поэтому здесь на первый план выходят вопросы качества материала и новых технологий.
Что же касается подбора свечей для двигателя вашего авто, то мы рекомендуем это делать с помощью каталога того или иного бренда, (зависит от вашего предпочтения) или прямой рекомендации автопроизводителя.
Помимо калильного числа, важнейшей характеристикой свечи зажигания является диаметр и длина ее резьбы. Не стоит говорить о том, что свеча должна точно соответствовать по этим трем параметрам двигателю вашего автомобиля. Даже простая ошибка с длиной резьбы может привести к дорогостоящим печальным последствиям. Если свеча будет короче по резьбе, чем ваша штатная – на свободных витках резьбы в головке очень быстро накопятся продукты сгорания. И тогда для установки правильной свечи, резьбу потребуется восстановить специальным метчиком. Еще страшнее последствия вкручивания в ГБЦ слишком длинной свечи. В этом случае продукты сгорания осядут уже на ее резьбовой части, выступающей в цилиндр и свеча будет схвачена своеобразным замком. Результат такой ошибки — разборка двигателя.
Свечи зажигания, точнее их внешний вид является превосходным индикатором состояния двигателя. Свечи могут вам «рассказать» как об ошибках связанных с их подбором, так и о скрытых процессах развивающихся в двигателе. Причем увидеть некоторые проблемы можно задолго до того, как они заявят о себе в виде черного дыма, детонации или нестабильной работы.
И последнее, о чем следует сказать: не пытайтесь заниматься возможным продлением жизни свечей с помощью регулировки зазора. Подумайте о том, что утонченные электроды быстрее раскаляются и создают угрозу детонации. Менять свечи зажигания необходимо всем комплектом и вовремя.