Свечи зажигания. Назначение и устройство

Общие понятия, назначение

Назначение свечи зажигания – создание искры (электрического разряда), поджигающей топливно-воздушную смесь в камере сгорания цилиндра мотора. То есть она должна вовремя и с должной мощностью срабатывать на каждом полном цикле двигателя. Нормальная (штатная) работа мотора зависит от качества искры: чем лучше поджигается топливо в камере сгорания, тем выше будет мощность двигателя. Некачественная работа СЗ приводит к проблемам: увеличению расхода топлива, неполному сгоранию (повышенный выброс СО), потерям мощности, быстрому износу. Так что контроль состояния и своевременная замена свечей зажигания – одна из важных составляющих регулярного техобслуживания.

Принцип действия свечи зажигания достаточно простой: на центральный электрод (катод) подается напряжение 25-30 тыс. вольт, в результате чего между ним и отрицательным электродом (анодом) происходит электрический разряд – высоковольтная дуга, поджигающая топливо в цилиндре двигателя. Все модификации и новинки, существующие на рынке сегодня, призваны улучшить определенные характеристики, но сама суть работы свечей не меняется.

Назначение и устройство свечей зажигания

Автомобильные свечи зажигания предназначены для воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, путем образования искры.

Конструкция автомобильных свечей зажигания довольно проста, она практически не менялась с 1902 года – времени изобретения знаменитым немецким инженером Бошем. Основными составляющими свечи являются:

• контактный вывод;
• центральный электрод;
• боковой электрод;
• изолятор;
• резьбовая металлическая оправа (корпус);
• уплотнения.

Работает свеча зажигания следующим образом: высокое напряжение с катушки зажигания автомобиля подается в строго определенные моменты времени через контактный вывод свечи на её центральный электрод. В промежутке между центральным и боковым электродами и возникает электрический разряд, сопровождающийся искрообразованием. Вот, собственно, в этот момент и происходит воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя.

Этот процесс очень наглядно продемонстрирован в анимированных и видео-материалах статьи Устройство и принцип работы ДВС.

Казалось бы, все просто: два электрода и высокое напряжение, но сложности кроются в технологических нюансах. Специфика работы свечи зажигания не только в том, что она происходит с использованием высоковольтного оборудования, но еще и в том, что как в самой свече, так и в окружающей среде происходят сложные высокотемпературные переходные процессы (проще говоря, резкие перепады высоких температур). Все эти процессы и определяют выбор и использование материалов при её производстве.

Так, изолятор, служащий для предотвращения пробоя высокого напряжения, подводимого к контактному проводу на корпусные детали (массу) двигателя выполнен из высокопрочной технической керамики. Помимо этой функции изолятор выполняет функцию отвода тепла на головку блока цилиндра.

В высоковольтных электрических цепях всегда присутствуют токи утечки. Кольцевые рёбра на внешней поверхности изолятора служат для повышения сопротивления токам утечки: удлиняют их путь до корпусных деталей.

Высоковольтный разряд – источник радиопомех для включенной в салоне машины аудиоаппаратуры. Для подавления помех в некоторых типах свечей в средней части контактного провода устанавливают резистор – токопроводящую массу, выполненную из стекломатериала.

Контактный вывод изготавливается обычно из никелевого сплава, а у некоторых производителей содержит ещё и медный сердечник для отвода тепла.

Ту же задачу – отвод тепла во время работы – выполняет металлический корпус с нарезанной на нём резьбой, а внешнее уплотнительное кольцо помимо того, что предотвращает прорыв продуктов горения, ещё и компенсирует разницу в теплопроводности головки блока цилиндров и корпуса свечи.

Конструкция свечей зажигания

1. Контактная гайка. 2. Ребра изолятора. 3. Контактный стержень. 4. Изолятор. 5. Корпус. 6. Токопроводящий стеклогерметик (резистор). 7. Уплотнительное кольцо. 8. Теплоотводящая шайба. 9. Центральный электрод. 10. Тепловой конус изолятора. 11. Рабочая камера. 12. Боковой электрод. h – искровой зазор.

1. К контактной гайке подключаются высоковольтные провода, идущие от катушки зажигания или (в старых автомобилей) распределителя. Контактная гайка чаще всего выполняется с утолщениями под защелку (SAE, евростандарт) либо с резьбой (стандарт РФ).

2. Ребристая часть изолятора предохраняет от пробоев с контактного стержня на поверхность, образуя барьеры тока.

3. Контактный стержень вытачивается из стали, с нарезкой всех необходимых конструктивных элементов.

4. Изолятор выполняется чаще всего из керамики с добавлением оксида алюминия. Материал изолятора должен выдерживать колебания температур от 70° до 2500°С (в момент сгорания топлива), сохраняя при этом прочность и диэлектрические свойства. На данный момент каждый производитель использует собственные рецептуры для изготовления изоляторов, при этом основа остается неизменной.

5. Корпус – металлическая часть свечи зажигания, с шестигранником под ключ и резьбой для фиксации в корпусе двигателя (свечном колодце). Материалом для корпуса служит легированная сталь, имеющая достаточную прочность (твердость 125-250 по Биннелю). Поверхность покрывается оксидированным или хромированным покрытием, препятствующем окислению.

6. Современные модели СЗ снабжаются резисторами, гасящими возникающие при работе радиопомехи. Для уплотнения стержня и электрода в пазу изолятора используется токопроводящий стеклогерметик, служащий подавителем помех.

7. Для герметизации свечи в корпусе двигателя используется уплотнитель: кольцевой или конусный. Для кольцевых используется дополнительная изолирующая прокладка, а конусная шайба сама по себе хорошо уплотняет свечу при вкручивании в корпус.

8. Теплоотводящая шайба предназначена для лучшего охлаждения свечи и расширения ее теплового диапазона. Чем лучше происходит процесс охлаждения, тем меньше оседает нагара на электродах и изоляторе, повышается надежность и долговечность свечи.

9. Центральный электрод – одна из основных деталей в свече зажигания. Изначально материалом изготовления служила сталь, в настоящее время он может иметь биметаллический состав, с проводящим сердечником и теплоотводящим непрогорающим покрытием. Состав и толщина центрального электрода – один из основных параметров, влияющих на продолжительность эксплуатации свечи.

10. Тепловой конус изолятора – выступающая в камеру сгорания часть изолятора, служащая для отвода тепла. От высоты конуса зависит калильное число свечи – будет она «теплой» или «холодной».

11. Рабочая камера – пустое пространство, благодаря которому легче происходит поджиг воздушно-топливной смеси. Существуют свечи со специальным расширением рабочей камеры (факельные), используемые в некоторых типах двигателей.

12. Боковой электрод, на который идет разряд с центрального. Его часто называют «массой» (по аналогии с дуговым разрядом на массу). Производители предлагают свечи с разным количеством, формой и составом сплава боковых электродов, улучшая эксплуатационные характеристики и срок службы.

В магазинах можно найти десятки разновидностей свечей зажигания, и, чтобы не ошибиться с выбором, необходимо знать, какие характеристики подходят под каждый конкретный двигатель: размеры, калильное число, искровой зазор, материал и количество электродов и т.д.

Как устроена свеча зажигания

Принцип действия не изменился с момента изобретения, но, тем не менее, производители все время пытаются превзойти друг друга, используя новые технологии и материалы для производства. Каждая, имеет похожее строение. Чем отличаются свечи зажигания показано на следующем рисунке.

Типы массовых электродов:

а – стандартный, с выпуклым конусом изолятора, b – стандартный ведущий, c – одна сторона, d – два боковых электрода, e – два боковых электроды в закругленной форме, f – три боковых электрода, g – четыре боковые электрода, h – платиновый центральный электрод, i – платиновый наконечник, j – платиновые концы обоих электродов, к – платиновые наконечники двух боковых и центрального электрода, l – платиновый центральный электрод.

Типы свечей зажигания

Свечи зажигания классифицируется применительно к числу электродов на виды:

• Двухэлектродные – имеется два электрода (центральный и боковой);
• Многоэлектродные – содержат несколько боковых электродов.

Многоэлектродные конструкции позволяют увеличить стабильность работы двигателя. Когда присутствуют дополнительные боковые электроды, то искрообразование обязательно случится. Ведь в случае несрабатывания одного элемента, сработает другой. Наличие нескольких электродов увеличивает период службы.

В продаже можно встретить свечи со вспомогательными электродами, находящимися на изоляторе. Они создают в один момент несколько разрядов. Но цена таких элементов выше по сравнению с классической конструкцией.

По типу материала изготовления свечи подразделяются на:

• Классические – в основе изготовления используется легированная сталь, дополненная марганцем, хромом и никелем;
• Платиновые – имеется напыленный слой платины;
• Иридиевые – сверху покрываются иридиевой пленкой.

Классический (стандартный) вариант появился давно. Никелевый электрод обеспечивает продолжительный срок службы свечи. Сердцевина, сделанная из меди, характеризуется хорошими показателями отведения тепла, что препятствует возникновению тепловой нагрузки. Стандартная разновидность считается недорогим вариантом за счет использования дешевых материалов.

Платиновые свечи – это новшество в автомобильной индустрии. Они обладают длительным периодом эксплуатации благодаря применению благородного металла – платины. Кроме этого, этот данная добавка благоприятствует достижению постоянной мощности при разнообразных условиях работы. Электрод у такой разновидности отличается тонкой формой в сравнении со стандартной свечой.

Иридиевые свечки были разработаны с целью понижения напряжения зажигания и улучшения распределения пламени при сгорании. Металл иридий обладает повышенной твердостью и не поддается коррозии. Благодаря этим свойствам производители смогли выполнить тонкий стержень электрода, который является очень прочным. Такие свечи могут эксплуатироваться продолжительное время. Но цена изделий увеличивается в разы.

Характеристики свечей зажигания

Определившись с типом свечи, следует также ознакомиться с дополнительными характеристиками:

1. Калильное число – это параметр, указывающий на давление в цилиндре, при котором появится калильное зажигание. Смесь загорается от большой температуры. Эта температура должна поступить от искры. Если температура приходит от нагретого электрода, то возникает калильное зажигание. Калильное число свидетельствует о температурном режиме работы самой свечи. В случае большой величины этого показателя происходит меньший нагрев самой свечи. Низкое калильное число увеличивает способность свечи к нагреванию, которое приводит в итоге к прогоранию поршней и прокладок. Применять свечи с заниженным калильным числом, значение которого ниже рекомендованного в руководстве по эксплуатации авто, запрещено.
2. Тепловой показатель – это параметр, означающий зависимость температурного режима свечи в рабочем состоянии от режима работы мотора. Кончик изолятора должен нагреваться в пределах 500–850°С. При температуре ниже минимальной точки указанного диапазона поверхность изолятора не сможет самоочищаться от нагоревших остатков. Впоследствии они создадут препятствие, которое повлияет на пропуск зажигания. При температуре выше 850°С свеча не сможет отводить тепло и перегреется. В результате керамическая оболочка треснет, а электроды оплавятся. По тепловым параметрам свечи бывают «горячие» (в большей степени нагревается) и «холодные» (хорошо отводит тепло). «Горячие» элементы требуются в ситуациях, когда при большой нагрузке мотора необходим высокий температурный режим свечи. «Холодные» свечки применяются с целью достижения меньшего температурного режима в момент пиковых нагрузок мотора, но они быстрее покрываются нагаром.Производители маркируют свечи разным цифровым кодом, соответствующим коэффициенту ценности тепла. У различных фирм большой коэффициент может указывать на «горячесть» или «холодность» свечи.
3. Искровой промежуток – это отрезок между центральным и боковым электродом. Увеличенное расстояние влияет на пропуски зажигания. При уменьшении расстояния энергия искры не может «разыграться». Заводской промежуток не нужно изменять, так как регулировка приведет к снижению эффективности или перебоям при работе.
4. Размер – определяется диаметром и длиной резьбы. Диаметр резьбы составляет 10,12, 14, 18 мм. Но современные моторы изготавливаются с меньшими по диаметру проемами для свечей, чтобы сэкономить пространство цилиндра для расположения топливной форсунки и дополнительных клапанов. А также новые модели двигателей рассчитаны на увеличенную длину резьбы. Ведь теперь делаются алюминиевые головки для свечей, а не прочные чугунные. За счет увеличенной толщины стенок головки вероятность свернуть резьбу сводится к нулю.

Важной характеристикой свечей является срок службы. Если учитывать все вышеназванные параметры, то срок периода эксплуатации зависит от них в некоторой степени. Если свеча подобрана правильно, она будет служить положенные 20–30 тыс. км. Но при условии, что нет проблем в работе топливной системы или двигателя.

Это интересно: Как поменять топливный фильтр на Шевроле Авео: фото и видео

Значение искрового зазора

Искровой зазор – главный параметр свечей зажигания. Он определяет минимальное расстояние между электродами, обеспечивающее формирование искры достаточного размера и возможность пробоя соответствующего слоя среды (топливовоздушной смеси, находящейся под давлением).

Искровой зазор

Величина зазора должна находиться в пределах, заданных производителем. Если зазор будет слишком большим – энергии искрового разряда может не хватить для поддержания необходимого времени горения свечи и смесь может не воспламениться. С другой стороны, слишком малый зазор приведет к прогоранию электродов и повышенному износу свечей.

Величина искрового зазора отличается в зависимости от режима работы двигателя и его типа и производителя. Нижний порог искрового зазора может быть около 0,4 мм, а верхний доходить до 2 мм.

Для проверки величины искрового зазора используется специальный инструмент – щуп, который может быть округлым или плоским. Второй тип более прост в использовании, но дает погрешность, поскольку не учитывает износ поверхности электродов. Подгонку зазора под необходимый размер выполняют вручную подгибанием бокового электрода.

Что такое калильное число

Расположение свечи зажигания в двигателе
Не менее важным параметром является калильное число. Оно определяет тепловые свойства конструкции и демонстрирует, при каком давлении в камере сгорания может произойти неконтролируемое самовоспламенение топливовоздушной смеси (калильное зажигание). Простыми словами, чем больше будет калильное число, тем меньше свеча будет разогреваться в процессе работы двигателя.

Конструкции с разным калильным числом применяются соответственно типу мотора, режиму и условиям его работы. Так, в летнее время и при повышенных нагрузках оптимально использовать конструкции с большим калильным числом, а зимой или при спокойной езде в городской черте – с меньшим.

Свечи с низким калильным числом устанавливаются в моторах с малым уровнем давления, работающих на топливе с небольшим октановым числом. Конструкции с высоким калильным числом наоборот используются в двигателях с повышенной компрессией и высокой температурной нагруженностью камеры сгорания.

Чем отличаются: стандартная, иридиевая и платиновая свеча

Стандартные – оснащены электродом из сплава никеля. Обеспечивают эффективную работу привода и низкий расход топлива. Сплав ионной никелевой аккумуляторной свечи характеризуется высокой жизнеспособностью, а стандартно используемая в таких вариантах медная сердцевина электрода хорошо отводит тепло, а также предотвращает свечу от тепловой перегрузки. К тому же — это самая дешевая из возможных вариантов разновидность.

Иридиевые – это вид, в котором сейчас применяются высококачественные технические решения. Такие свечи имеют наконечник центрального электрода из сплава иридий. Применение этого металла связано с его особенностями, ибо иридий один из самых твердых металлов и характеризуется высокой устойчивостью к коррозии. Применение иридия несет и другие преимущества. Благородный металл позволяет выполнять более тонкий стержень электрода – даже 0,4 мм. Это, в свою очередь влияет на уменьшение напряжения зажигания и, кроме того, улучшает распространение фронта пламени зажигания в камере сгорания. Из-за применения новейших технологий этот вид стоит дороже. Однако цену компенсирует в два раза больший срок службы.

Платиновые – характеризуются очень длительным периодом эксплуатации. Применяемые в центральном электроде платиновые пластины обеспечивают постоянную мощность даже в самых сложных условиях.

Такой электрод более тонкий, чем стандартный. Цена платиновых свечей выше, чем у стандартных аналогов. Платиновые элементы идеально подходят для автомобилей, работающих на газе. В этом случае срок их службы даже в четыре раза выше, чему обычных.

Нагрузки на автомобильные свечи

В ходе работы ДВС свечи зажигания подвергаются самым разным нагрузкам:

• тепловым;
• механическим;
• химическим;
• электрическим.

В отношении тепловой нагрузки можно сказать следующее. Свеча зажигания установлена таким образом, что ее рабочая часть находится непосредственно в камере сгорания, тогда как контактная – в подкапотном пространстве. Температура здесь варьируется от нескольких десятков градусов на впуске до 3000 °C в ходе процесса сгорания. Под капотом этот показатель доходит до 150 °С.

В результате из-за такого неравномерного нагрева в отношении всей длины детали (разница может доходить до нескольких сотен градусов) происходят тепловые напряжения и деформации. К тому же, вне зависимости от видов автомобильных свечей зажигания, у изолятора и металлических деталей разный коэффициент термического расширения, что только усугубляет положение.

Что касается нагрузки механического характера, то стоит учитывать и разность давления. На впуске оно ниже атмосферного на 50 кгс/см2, а при сгорании топлива существенно выше. Помимо этого, во время работы двигателя на свечи воздействуют вибрации.

Химические нагрузки обусловлены разнообразием веществ, выделяемых при сгорании топлива. Причем некоторые из них могут вызвать окислительные реакции у самых стойких материалов. И это при том, что рабочая температура электродов и изолятора составляет около 900 градусов.

Не обходится и без воздействия электрической нагрузки. В ходе образования искры, на что уходит примерно 3 мс, на изолятор в это время действует импульс высокого напряжения. Иногда оно может доходить до 20-25 кВ, но некоторые системы способны выдать гораздо большее напряжение.

Калильное число свечи зажигания: одна из основных характеристик.

Чтобы понимать, насколько важен точный подбор калильного числа, нужно понимать суть разницы калильного и искрового зажигания.

В бензиновых ДВС используется искровое зажигание: в момент сжатия топливно-воздушной смеси происходит ее поджиг искрой от . Правильный момент поджига обеспечивает оптимальную работу двигателя: при полном сжатии происходит полное сгорание, а значит, повышается мощность давления на поршень. Для этой цели и служит вся сложная система клапанов, датчиков и реле, тонко регулирующая происходящие процессы.

В случае, если свеча зажигания перегревается, ее электроды раскаляются настолько, что поджигают топливную смесь без искры – происходит калильное зажигание. Проблема этого процесса в том, что поджиг происходит не в нужный момент, а когда попало, вызывая вибрацию, падение мощности, повышенный расход топлива, неполное сгорание и т.д. Поэтому калильное зажигание – процесс, которого необходимо избегать, а значит, подбирать свечи с оптимальным калильным числом.

Казалось бы, нужно только позаботиться о качественном теплоотводе, чтобы устранить недостаток. Но при чрезмерном охлаждении свечи возникает другая проблема: на конус изолятора и электроды оседают продукты сгорания бензина, а недостаточная температура не дает свече самоочищаться, и это приводит к тому, что свеча вообще перестает работать. Другими словами, чрезмерно «горячая» свеча – плохо, но и слишком «холодная» не лучше. Именно оптимальный температурный показатель для каждой свечи, соответствующий определенным особенностям топлива и конструкции двигателя, и назвали калильным числом.

Калильное число зависит от типа и мощности двигателя: на, условно говоря, гоночные автомобили ставятся «холодные» свечи с коротким изолятором, усиленным теплоотводом и улучшенным искрообразованием. А вот на «тихоходах» они очень быстро зарастут нагаром и придут в негодность. На слабых двигателях лучше использовать «горячие» свечи, которые будут нагреваться до температуры самоочистки (500-550°С). Понятно, что чем больше оборотов делает двигатель (выше скорость езды), тем больше будет нагреваться свеча. Нагрев зависит и от топлива: чем выше октановое число, тем больше температура горения.

Условно свечи разделяют на «холодные», «средние» и «горячие». Для обычного автолюбителя оптимальным будет выбор «средних» либо же унифицированных свечей.

«Горячая» свеча (слева) с длинным путем отведения тепла и «холодная» свеча (справа) с коротким конусом и хорошим охлаждением

Каждый производитель принимает собственный способ определения и маркировки калильного числа: у европейских и российских производителей это показатель времени, за которое свеча разогревается до калильного зажигания, так что, чем выше указываемая цифра – тем «холодней» свеча (долго разогревается), и наоборот, более низкие показатели говорят о том, что свеча «горячая» (греется быстро).

А вот американские свечи маркируются в обратном порядке: чем выше цифра – тем «горячей» свеча.

Чисто визуально тип свечи можно определить по выносу (длине) конуса изолятора: чем он длинней, тем дольше будет идти охлаждение, а значит, быстрей будет нагреваться. Длинный изолятор – «горячая» свеча, короткий – «холодная».

Признаки неисправности свечей зажигания

Первый шаг – выверните свечу зажигания, состояние которой необходимо изучить. Возьмите свечу зажигания и осмотрите её на наличие признаков повреждения

Обратите особое внимание на конец свечи, который был вкручен в цилиндр, и изучите его. Высока вероятность того, что вы заметите на ней один из следующих признаков

Нормальная свеча зажигания

При нормальном функционировании свечи зажигания на её боковом электроде можно обнаружить коричневые или серовато-коричневые отложения. Если они есть, то со свечой зажигания всё в порядке, её можно установить обратно в цилиндр.

Углеродное загрязнение

Чёрная сухая сажа на электродах и кончике изолятора указывает на загрязнение углеродными отложениями. Это может быть спровоцировано загрязнённым воздушным фильтром, чрезмерно продолжительным движением на низких скоростях, слишком обогащённой топливно-воздушной смесью или слишком продолжительной работой на холостом ходу. Механик автосервиса может посоветовать, какой тип свечей зажигания стоит приобрести для замены повреждённой, но при этом можно задуматься о переходе на «более горячую» свечу зажигания (чем ниже калильное число свечи зажигания, тем выше её температура).

Чёрная сухая сажа на электродах — признак неисправности свечей зажигания

Масляные отложения

Чёрные масляные отложения на электродах и наконечнике изоляторов свидетельствуют о загрязнении свечи зажигания машинным маслом. Масло может затекать в цилиндры по причине изношенности поршней или направляющих клапанов

Очень важно обнаружить источник утечки, проконсультируйтесь с механиком для получения более подробных инструкций. Как только причина неисправности свечей зажигания будет решена, можно поменять свечу зажигания

На фото четко видны масляные отложения на свечи зажигания

Залитая свеча

Мокрая свеча может быть результатом так называемого «затопления» двигателя. Такая ситуация происходит при неоднократной попытке запустить двигатель несколько раз, но без воспламенения топливной смеси. В такой ситуации можно почистить свечи зажигания или просто подождать, пока они сами подсохнут.

Обгоревшая свеча

Окалины на кончике изолятора, расплавленные электроды или белые отложения – это признаки обгоревшей свечи зажигания, которая подвергается во время работы слишком высоким температурам. Причины могут быть следующие: перегрев двигателя, неправильно выбран диапазон рабочей температуры свечи зажигания, изношенная свеча зажигания, неправильное время зажигания или слишком сухая воздушно-топливная смесь. Свечу зажигания необходимо заменить.

Белые отложения на кончике изолятора свечи зажигания

Изношенные электроды

Изношенные и истончавшие электроды – это признак того, что свеча зажигания уже отработала свой срок. Свеча прослужила в двигателе слишком долго, поэтому её стоит заменить.

Сломанные электроды

Если электроды сломаны или сплющены, то высока вероятность того, что были установлены неподходящие свечи зажигания. Слишком длинная свеча зажигания может стать причиной серьёзных повреждений двигателя, в то время как слишком короткая свеча приведет к возрастанию расхода топлива и засорению свечей зажигания. Проверьте руководство по эксплуатации для того, чтобы убедиться, что в двигателе используется рекомендованный изготовителем тип свечей зажигания.

Искровой зазор и материал электродов: классические, платиновые и иридиевые свечи

Чем меньше расстояние между электродами, тем легче проходит разряд, а значит, для возникновения искры нужно меньше энергии. Казалось бы, установить зазор поменьше и экономить ресурс аккумулятора – верное решение.

Но задача свечи – поджечь топливную смесь, чтобы объем сгорания был максимальным, а для этого нужен… больший искровой зазор, дающий больше пространства для поджига и более мощную искру.

Разрешить это противоречие можно путем уменьшения толщины центрального электрода: чем он тоньше, тем меньше нужно энергии для преодоления большего расстояния. Чистая сталь или никелевый сплав с медным сердечником для этой цели не подходит: тонкий электрод быстро прогорает, выводя свечу из строя. Поэтому в новейших конструкциях используются сплавы инертных металлов: платины, золота, серебра, иридия, палладия. Эта инновация привела к появлению на рынке свечей зажигания с особо тонким центральным электродом: например, свечи зажигания NGK (производства японской компании NGK Spark Plug Co. Ltd) имеют толщину центрального электрода всего 0,4 мм. Многие драгоценного сплава и на боковой электрод, что позволяет увеличить искровой зазор в 3,5 раза при сохранении прежнего уровня энергозатрат.

Автолюбители, решив приобрести качественные и долговечные свечи зажигания, делают выбор между платиновыми и иридиевыми.

Преимущества платиновых свечей:

• очень долгий ресурс (до 100 000 км), позволяющий не беспокоиться о замене свечей;

• тонкий электрод дает большую искру, а значит, улучшает качество поджига топливной смеси;

• электроды не выгорают, зазор между ними не меняется;

• на основной электрод подается меньшее напряжение, а значит, он работает более стабильно в течение длительного времени;

• выше температура искры, что позволяет поджигать даже обедненную воздушно-топливную смесь и может использоваться в двигателях с нагнетателями воздуха.

Преимущества иридиевых свечей практически полностью дублируют платиновые плюс еще несколько моментов:

• еще больше стойкость материала к окислению и выгоранию;

• прочность иридия выше, чем у других металлов;

• температура плавления значительно выше, чем у платины;

• иридиевая свеча может стабильно работать в большом диапазоне нагрузок.

Некоторые компании (например, японская копания, производящая свечи зажигания DENSO) продолжают разработку различных присадок к сплавам, повышающим эксплуатационные характеристики. Одна из последних новинок – иридиево-родиевый сплав, используемый в запатентованной продукции.

Использование высокотехнологичных свечей зажигания не только позволяет надолго забыть о проблеме замены, но и является одним из факторов экономии топлива в ближайшем времени и увеличения ресурса двигателя в долгосрочной перспективе.

Однако в некоторых случаях будет более целесообразным использование простых никелевых свечей: при большом износе двигателя на свечах будет оседать масло, а значит, даже дорогие свечи не отслужат положенный ресурс. Также использование некачественного бензина делает покупку дорогих свечей просто бесполезной: даже на иридиевом электроде будет образовываться нагар, дестабилизирующий работу свечи.

Виды и принцип работы

Свечи зажигания поджигают смеси, образованные при смешивании топлива и воздуха. В зависимости от производителя конструкция свечей различна, однако, можно выделить две группы. Их виды:

• многоэлектродные свечи зажигания;
• двухэлектродные.

Двухэлектродные устройства оснащены единственным боковым электродом, в отличие от них многоэлектродные свечки состоят из нескольких боковых электродов. Последние оправдывают себя длительным временем службы. В наиболее распространённых двухэлектродных элементах искра идёт по двум электродам, которые изнашиваются. Выход из строя бокового электрода — это полная замена свечи. Искра в многоэлектродном устройстве идёт только на один боковой электрод, что увеличивает время работы свечи.

Свечи зажигания отличны друг от друга также материалом. В классических устройствах второстепенные электроды сделаны из стали. Самые дорогостоящие свечки оснащены платиновыми напайками, кроме того, совсем недавно начали выпуск плазменно-форкамерных свечей зажигания. Наконечник основного электрода сделан из сплавов, состоящих из железа, никеля и вкраплений хрома и меди. Боковая часть центрального элемента часто выгорает, её необходимо периодически проверить на неисправность. Изолятор практически всегда изготовлен из керамики алюминиевого состава, переносящего температуры свыше 1000 °C. Тепловая маркировка свечей зажигания напрямую зависит от состава и пропорции различных компонентов, содержащихся в изоляторе.

Кроме того, свечки различаются типом и длиной резьбы, размером головки.

Количество, форма и расположение электродов. Два или больше?

Какой бы качественной ни была свеча зажигания, а дополнительная надежность никогда не повредит. Сейчас в продаже есть множество вариантов свечей с двумя, тремя или четырьмя электродами массы, часто имеющими не гладкую, а ребристую внутреннюю поверхность. Для чего это делается и какие преимущества они дают?

Несколько электродов являются своеобразной страховкой от не-возгорания: во время работы свечи разряд будет проходить между наиболее близкой парой электродов. И, конечно, при этом они будут постепенно деградировать (окисляться, выгорать). При наличии одного электрода массы свечу приходится периодически калибровать, устанавливая нормальный искровой зазор. А вот несколько электродов становятся более надежной гарантией зажигания: когда один выходит из строя, следующий продолжает функционировать.

Вопреки распространенному мнению, четыре электрода не дадут четыре искры вместо одной, но в четыре раза повысят надежность свечи, даже при выработанном ресурсе.

С этой же целью на электродах делаются V-образные или U-образные распилы: разряд на одну сторону электрода повышает срок его службы.

U-образный распил основного электрода

В большинстве случаев один боковой электрод располагается над центральным, то есть разряд идет по центральной оси. Несколько электродов так разместить невозможно, и они окружают центральный с боков, благодаря чему искра проходит перпендикулярно оси свечи. В чем тонкость?

Боковое расположение электродов выгодней тем, что пространство под свечой (камера сгорания) остается полностью открытым: ничто не мешает равномерному распределению пламени от искры. А чем равномерней происходит сгорание, тем лучше распределяется нагрузка на поршень, обеспечивая оптимальную балансировку и снижая вибрацию при работе.

Свечи зажигания с V-образным распилом центрального электрода (слева) и с тремя электродами массы (справа)

Таким образом, несколько боковых электродов увеличивают ресурс и стабильность работы как самой свечи, так и двигателя в целом.

Распространение пламени при вертикальном (а) и боковом (б) расположении электродов массы

Обобщая информацию о применении материалов и инноваций в изготовлении свечей зажигания, можно сделать вывод: использование драгоценных металлов и передовых технологий обеспечивает более высокую надежность, лучшую защиту от перегрева и эрозии, более продолжительный ресурс использования. Но и цена будет соответственно выше.

Линейные размеры: что важно учитывать при выборе

Если в вопросе материалов и особенности конструкции можно делать выбор на свое усмотрение, то размерность свечи должна точно соответствовать техническим требованиям двигателя. При подборе учитываются такие характеристики:

• Тип (форма) контактной гайки – резьба М4 или SAE-подключение (евростандарт). Некоторые производители (например, NGK) делают съемный евро-контакт, накручивающийся на резьбу;

• Длина резьбовой части. Точное соответствие важно при установке свечи: слишком длинная свеча будет слишком глубоко вкручена в камеру сгорания, что нарушит расчетное распределение пламени. Кроме того, поршень может ударяться о свечу, что в кратчайшие сроки выведет его из строя. Короткая свеча не обеспечит качественный поджиг: искра будет слишком далеко от максимальной концентрации топливно-воздушной смеси, а значит, будет происходить неполное сгорание со всеми вытекающими последствиями;

• Диаметр резьбовой части. Здесь всё понятно: он должен соответствовать диаметру резьбы свечного колодца, без малейших отклонений;

• Шаг резьбы – те же требования, что и к диаметру;

• Размер под ключ (диаметр шестигранного расширения корпуса) учитывается при установке для подбора подходящего инструмента;

• Момент затяжки (L) – показатель для динамометрического ключа. Слишком слабая затяжка не даст достаточной герметизации в корпусе, а слишком сильная как минимум сломает свечу, а как максимум выведет из строя резьбу свечного колодца. При отсутствии динамометрического ключа используется показатель угла затяжки: на указанный угол подкручивается свеча простым ключом;

• Вид уплотнителя: конус или кольцо. Также определяется конструкцией двигателя, и установка «неродной» свечи не позволит мотору нормально работать.

Разновидности и маркировка

Классификация свечей для авто по строению:

1. Классические. Имеются центральный и 1 боковой контакты.
2. Многоэлектродные. Бывают трех- и четырехконтактными. Разряд в плазме возникает между центральным и тем из боковых электродов, на котором меньше нагара.

По назначению свечи делятся:

• на традиционные;
• факельные (форкамерные).

Вторые работают в двигателях особой конструкции, у которых в цилиндрах имеется небольшой отсек для поджига подаваемой туда отдельным образом обогащенной топливной смеси. Технология не получила широкого распространения.

Параметры свечи закодированы в буквенно-цифровом обозначении (маркировке). Расшифровка зависит от производителя. У отечественных моделей первая литера соответствует диаметру резьбы. Например, А означает 14 мм.

Далее указывается калильное число. Последующие буквы содержат информацию о материале электродов, величине искрового промежутка и т.д.

Зарубежные производители применяют разные принципы маркировки. Расшифровать код можно по каталожному номеру изделия.

Взаимозаменяемость и методика выбора свечей

Автовладельцев часто интересует вопрос: можно ли ставить на автомобиль свечи разных производителей, и как определить, подходит ли та или иная свеча для данного двигателя?

Габаритно-присоединительные размеры – это то, что должно учитываться в первую очередь. Здесь отклонения недопустимы, и ориентироваться нужно в первую очередь на них. Свечи с неподходящим шагом резьбы или диаметром шестигранника не получится установить на место.

Второй критерий – калильное число свечи, которое должно соответствовать типу двигателя, режиму использования автомобиля и качеству топлива. Как правило, в процессе эксплуатации владелец автомобиля сам определяет, какие свечи лучше всего работают в его машине (либо получает консультацию специалиста).

Производители выпускают свечи с разными характеристиками, что позволяет выбрать для своего автомобиля изделия той фирмы, которой доверяет автолюбитель. Информация о том, какие свечи соответствуют определенной модели двигателя, всегда есть у официальных представителей, и если хочется приобрести новейшие «супер-свечи», можно всегда проконсультироваться у продавца.

Особенности выбора свечей зажигания

Чтобы сделать правильный выбор свечей зажигания, необходимо в точности следовать рекомендациям, которые изложены в инструкции по эксплуатации транспортного средства или в его паспорте

В первую очередь при этом стоит обращать внимание на калильное число, зазор между электродами и тепловой параметр. Это позволит как можно реже любоваться видом неисправных свечей зажигания

Отдавать предпочтение стоит проверенным производителям, в числе которых:

• NGK.
• Denso.
• Bosh.
• Brisk.

Эти компании уже прошли проверку временем, причем уже давно. Многие водители уже успели убедиться в профессионализме этих специалистов, что отражено в виде высокого качества их продукции.

Стоит также помнить о подделках, которыми наводнен любой рынок, включая и автомобильный. Так, у оригинальных свечей фирмы NGK центральный электрод располагается перпендикулярно к контакту и абсолютно ровный.

У изделий BOSCH чуть выше резьбы (поясок) расположено фирменное клеймо. Также отсутствует маркировка W8 АТС, которая обычно ставится на подделки.

Контактный вывод оригинальных свечей DENSO не блестит, что зачастую встречается среди поддельной продукции. Сама маркировка четкая, поверхность оправы идеальная, сами электроды отцентрированы.

Ресурс свечей зажигания

Каждый производитель указывает ресурс службы свечи зажигания – определенное количество километров пробега. Если речь идет об импортных свечах, то и ресурс рассчитан на европейские дороги и европейский же бензин. А что у нас?

В украинских реалиях ресурс СЗ можно смело делить на два: сложные дороги, некачественный бензин, холодная и влажная зима. Поэтому, если на свече указан ресурс, например, 20 тыс. км, то при тяжелых условиях эксплуатации они могут уже через 10 тыс. км быть совершенно непригодными к использованию. Поэтому ориентироваться лучше не на километраж, а на техническое состояние самой свечи.

Владельцам автомобилей на газу нужно учитывать, что использование газа снижает срок эксплуатации свечей: температура сгорания газа выше, чем бензина, а значит, и нагрузка на свечи будет больше.

С другой стороны, на новом автомобиле со всеми отлично работающими узлами свеча вполне может отслужить заявленный ресурс. Тем более что новые машины редко заправляют дешевым бензином или заливают некачественное моторное масло.

В любом случае, свечи зажигания необходимо регулярно осматривать, чтобы вовремя выявлять возникающие проблемы, а если они отслужили своё – менять, не дожидаясь серьезных поломок.

Иридиевые свечи зажигания NGK

Иридиевые ngk свечи считаются лучшим решением, так как обладают отличным качеством. Иридий — это благородный металл и самый твердый. Плавится этот металл при температуре 2450 градусов. Если сравнивать иридиевую свечу с обычной, она прослужит вам в два раза дольше.

Свечи ngk иридиевые имеют на среднем электроде платиновую пластинку. Она и обеспечивает даже в сложных условиях высокую мощность свечи. В данных свечах тонкий средний электрод и напряжения при зажигании требуется меньше.

Инновационные технологии разработали такую систему, что в кольцевом зазоре происходят электрические заряды между средним электродом и изолятором. Благодаря этому удаляются частицы копоти, которые собираются в данном месте. Эффект самоочищения таких свечей продлевает срок их действия.

Проблемы свечей зажигания и двигателя

На состояние СЗ нужно обратить внимание при таких проблемах:

• двигатель плохо запускается;

• мотор «троит» — продолжает работать при выключенном зажигании, подергивается на холостом ходу;

• уменьшилась мощность, что заметно при подъемах и резких наборах скорости;

• увеличился расход бензина;

• увеличился процент СО в выхлопе.

Часто причиной преждевременного выхода из строя свечи зажигания является неправильный выбор свечи относительно параметров автомобиля.

Слишком «холодная» свеча быстро покроется нагаром, закрывающим электроды. Как следствие – пробои искры, несвоевременный поджиг. Такая свеча визуально будет темной, закопченной, с черным слоем на корпусе, изоляторе и электродах.

Чрезмерно «горячая» свеча хорошо очищается, но увеличивает риск калильного зажигания. Визуально ее можно определить по светлому (белому) изолятору и черным окислам на электродах.

При длительном перегреве свечи существует опасность полного прогорания электродов, перегрева и повреждения керамического изолятора. В случае попадания осколков керамического изолятора в камеру сгорания, они насмерть стирают двигатель, приводя его в полную негодность.

Правильно работающая СЗ будет чистой, без налета масла или нагара, конус изолятора желтый или светло-коричневый, с полностью рабочими электродами, сохраняющими свою форму и искровой зазор.

Состояние свечи зажигания после 1000 км пробега: 1. Свеча оптимально подобрана под характеристики двигателя и топлива. 2. Перегрев свечи: белый изолятор и окисленные электроды. 3. Недогрев свечи: налет продуктов сгорания. 4. Налет моторного масла. 5. Выгорание центрального и бокового электродов. 6. Разрушение конуса изолятора.

Как выбрать правильный тип свечей зажигания

Чтобы купить свечи зажигания нужного типа, нужно руководствоваться исключительно рекомендациями производителя автомобиля или двигателя. В технической документации обычно указываются не только характеристики свечей, но и аккредитованные производители. Как показала практика, эксперименты с подбором нестандартных свечей (нерекомендованных инструкциями) в лучшем случае заканчиваются отсутствием положительных изменений в работе мотора. Рассмотрим несколько популярных вариантов у автомобилистов в плане выбора свечей зажигания.

Для корейских авто хорошо себя зарекомендовали недорогие и качественные никелевые свечи NGK 2460. При цене около 140 рублей за штуку, они без проблем отрабатывают регламентированный пробег и редко выходят из строя при повышенных нагрузках на ДВС (плохом топливе, жоре масла и т. д.).

Свечи А17ДВРМ пользуются популярностью у владельцев отечественных авто. Простые, дешевые и неприхотливые, эти свечи даже в случае преждевременного выхода из строя можно легко заменить новыми, ведь цена одной обычно не превышает 70 рублей.

Для тех, кто желает один раз поставить свечи и забыть об этом расходнике на тысяч 120–150 км пробега, хорошо подойдут платиновые BOSCH FR 7DPX. Эти свечи устанавливаются на отечественные ВАЗы и некоторые зарубежные модели авто. При этом цена одной свечки не является заоблачной и находится в пределах 250 рублей за штуку.

Если доступ к свечам в вашем автомобиле затруднен, то станет хорошим решением поставить иридиевые свечи. Ведь работа по замене может значительно превысить стоимость самих деталей. Причем в этом случае лучше установить не просто иридиевые свечи, а от проверенного десятилетиями бренда. Например, иридиевые свечи Denso IKH16TT позволят забыть о необходимости замены этого расходника на минимум 150 тысяч км пробега. Однако цена одной хорошей иридиевой свечки колеблется в районе 600 рублей.

Что подходит для дизельного двигателя

Отличия свечей зажигания имеют дизельные двигатели – для них используются свечи накаливания. Они служат только для запуска привода в начальной стадии работы до момента предварительного нагрева двигателя. Время нагрева свечей накаливания бывает разным и составляет от 3 до 30 секунд. Большинство используемых в современных дизелях, после 3 до 5 секунд разогревается до температуры 900 градусов по Цельсию. Трудно определить пробег, после которого необходимо произвести их замену.

В старых автомобилях, о повреждении и необходимости замены, дадут о себе знать проблемы с запуском даже при положительных температурах. В новых конструкциях водителю облегчает задачу вездесущая электроника, которая сообщает о неисправности свечей. Механики рекомендуют производить замену свечей не реже, чем каждые 100 тысяч км, хотя, как показывает практика, во многих случаях они работают гораздо дольше.

Если свеча накаливания долгое время повреждена, на ней накапливается нагар и в результате могут возникнуть проблемы с извлечением свечи. Для этого может понадобиться демонтаж всей головки.

Это интересно: Самостоятельная замена ремня ГРМ Daewoo Matiz: почему важно совместить метки, инструкции

Замена свечей зажигания: где лучше делать?

Замена свечей – процедура не слишком сложная, и при наличии инструмента и минимальных навыков вполне по силам самому автовладельцу. Но при желании замену сделают на любом СТО в кратчайшие сроки.

Меняя свечи самостоятельно, нужно последовательно проходить все этапы проведения работы:

1. Отсоединить от аккумулятора минусовую клемму.

2. Отключить контактные провода, тщательно помечая их порядок маркером или любым другим способом.

3. Осторожно ослабить ключом и выкрутить свечи зажигания.

4. Осмотреть свечи. Внешний вид является показателем правильности их работы.

5. Установить новые свечи, закрутив их руками до предела и дотянув до нужной плотности прилегания с помощью ключа.

6. Подключить контактные провода, соблюдая прежний порядок.

Ошибки при установке свечи зажигания: 1. Правильно установленная свеча. 2. Отсутствует уплотнительное кольцо. 3. Установлены два уплотнительных кольца. 4. Резьбовая часть слишком короткая. 5. Резьбовая часть слишком длинная.

Совет: если из всего комплекта свечей только одна вышла из строя, менять лучше весь набор: разбалансировка в работе двигателя приведет к его преждевременному износу.