Свічки запалення автомобілів

Іскрові свічки запалення автомобілів не зазнали особливих змін із моменту їх винайдення на початку минулого століття. Розвиток даного елемента мотору йде по шляху удосконалення елементів контрукції, матеріалів та технології виробництва. Деталі свічок запалення, що знаходяться в камері згоряння автомобіля підлягають впливу термічної, механічної, електричної дії, та хімічної взаємодії з елементами згоряння палива. Температура в них може коливатися від 70 до 2500 градусів, тиск може  досягати 50-60 бар, а струм 20 кВ і вище. Це все зумовлює високу якість матералів з яких виготовляються свічки запалення, оскільки їх справна робота впливає на роботу двигуна, його потужність, паливну економічність, стійкість запалення, та забрудненість вихлопних газів.

Основними елементами конструкції, з яких складається свічка запалення є металевий корпус, керамічний ізолятор, електроди та контактний стержень. Ззовні корпус свічки запалення має різьбу, шестигранку для ключа і покритий спеціальним сплавом від корозії. Частина свічки яка впирається в головку мотора може бути конусна або пряма. В другому випадку свічка має ущільнюючу шайбу із “мягкого” металу, яка використовується для для герметизації. Ізоляційним матеріалом  для свічок запалення використовують тверду технологічну кераміку. Для того щоб знизити втрати струму у верхній частині кераміки роблять канавки (бар’єри струму), які покриваєть спеціальним глазурованим покриттям,  а в частині що знаходиться зі сторони блоку мотора керамічний ізолятор має конусну форму(теплову камеру). В середині керамічної камери знаходяться електрод та контактний стержень. Між ними може знаходитись резистор, який захищає їх від впливу радіоперешкод. Всі ці елементи герметизуються спеціальною струмопровідною скломасою. Боковий електрод прикріплений до корпусу свічки. Електроди виготовляются із жаростійких металу або сплаву. Контактний стержень може виговлятись здвох металів – мідної основи, що покрита жаростійким покриттям. Мідна частина сприяє кращому проведенні струму (біметалічні електроди), що перешкоджає надмірному їх нагріванню.

Основні параметри свічок запалення:

  • Габаритно-приєднувальні розміри – це діаметр і крок різьби, довжина різьбової частини свічки запалення, та величина шестигранної частини “під ключ”. Всі вони строго визначені для кожного типу двигунів.
  • Калильне число – являється показником теплових якостей свічки. Він виражається у здатності свічки нагріватись при різних теплових нагрузках. Калильне число пропорційне тиску при якому в процесі випробувань свічок запалювання на спеціальному агрегаті починає появлятись калильне запалювання. (Неуправляємий процес, при якому відбувається запалення паливної суміші через перегріття елементів запалення). Свічки з низьким калильним числом нагріваються до температури 900 градусів (температура калильного запалення) при відносно невеликих теплових нагрузках. Тому їх використовують на нефорсованих двигунах із невеликим ступенем стиснення. Поки тепловий конус не нагріється до 400 градусів, то на ньому утворюється нагар, який призводить до втрат струму та перешкоджає іскроутворенню. При досягненні цієї температури нагар починає згоряти, а свічка запалення очищатися. Чим довший теповий корпус, тим більша його площа, а відповідно він швидше нагрівається до температури самоочищеня. Збільшення довжини теплового корпусу призводить до зменшення калильного числа свічок. Щоб не змінювати його конструкцію в свічках застосовують біметалічні основні електроди. Такі свічки запалення називаються термоеластичними. Даний тип свічок має властивість швидко нагріватись до температури самоочищення, проте калильне число і далі в них залишається високим. На даний час немає стандарної єдиної величини калильних чисел у виробників свічок запалення.
  • Величина іскорного зазору – взазується у експлуатаційні книжці автомобіля, а також може вказуватись на корпусі чи коробці свічок запалення. Величина зазору коливається у межах 0,5 – 2,0 мм.  В залежності від конструкції свічки зазор може регулюватись(за рахунок гнуття бокового електроду), або бути без можливості регулювання(у свічок із спареними боковими електродами або у свічок запалення без бокових електродів).

Тендеції розвитку свічок запалення автомобілів.

В настоящий момент все більше свічок запалення виготовляють із біметалічними електродами, це дає можливість збільшити термоеластичність та в той же час зберегти довговічність і надійність роботи. Також збільшується виробництво свічок запалення де тепловий конус  висувається за межі герметичного корпусу, для того щоб пришвидчити процес нагрівання до температури самоочищення. З метою збільшення терміну експлуатації випускають свічки із декількома електродами маси. Також збільшуються зазор для іскри, міняють форму та розміщення електродів, наносять на них платину. Збільшується кількість виробництва свічок із поверхносним зарядом, де не використовуються бокові електроди, а іскра іде від головного електрода до корпуса свічки. Гарантійний термін експлуатації свічок запалення повинен становити не менше 18 місяців, проте бульшість спеціалістів схиляється до думки що при нормальній експлуатації автомобіля, термін використання може збільшитись в два рази.

Визначення стану двигуна через вигляд свічок запалення.

Вид засмічення свічки Можлива причина Супутні признаки Спосіб виправлення
Тонкий шар світло-сірого або світло-червоного нальоту (рис. 1) Двигун справний. Свічка запалення відповідає калильному числу двигуна Росхід палива, моторного масла и токсичність відповідають нормі Прочистити свічки від нальоту, при необхідності відрегулювати іскорний зазор
Матова чорна кіптява (рис. 2) неправильне регулювання карбюратора, або кута випередження запалення Підвищений росхід палива, зниження потужності двигуна, нестійка робота на холостому ходу, затруднений запуск Відрегулювати карбюратор або запалення.
Низька компресія через негерметичність чи зношеність циліндро-поршневої групи
Забруднення повітряного фільтра Замінити фільтр
Неправильна величина іскорного зазору Відрегулювати іскорний зазор
Тріщина ізолятора Замінити свічку
Калильне число свічки більше, від необхідного для даного двигуна Замінити свічку
Чорний блискучий масляний нагар (рис. 3) Попадання масла в камеру згоряння Підвищений росхід масла, нестійка робота двигуна на холостому ходу, затруднений пуск. Замінити маслоз’ємні ковпачки клапанів або кільця поршнів
Грубий шар рихлих відкладень(рис. 4) Низька якість бензину або масла Перебої в роботі двигуна, затруднений пуск Замінити паливо або моторне масло. Промити систему змщування
Відкладення червоного кольору (рис. 5) Перевищення норм концентрації металомістких присадок у бензині Перебої в роботі двигуна, затруднений пуск Замінити паливо.
Вигорання та обплавлення електродів (рис. 6), тріщини теплового корпусу (рис. 7) Калильне число свічки менше, ніж необхідно для даного двигуна Перебої в роботі двигуна, затруднений пуск Замінити свічку.
Несправність системи охолодження. Перегрів двигуна. Найти и видалити несправність системи охолодження
Завеликий кут випередження запалення Детонація в циліндрах (характерний металічний стук). Відрегулювати кут випереження запалювання
Застосування низькооктанового палива. Замінити паливо

Рис.1 Тонкий шар світло-сірого або світло-червоного нальоту.
Рис.2 Матова чорна кіптява на свічці запалення.
Рис.3 Чорний блискучий масляний нагар свічки запалення.
Рис.4 Грубий шар рихлих відкладень на свічці запалення.
Рис.5 Відкладення червоного кольору на свічці запалення.
Рис.6 Вигорання та обплавлення електродів свічки запалення.
Рис. 7 тріщини теплового корпусу свічки запалення, його зношення.

Способи провірки працездатності свічок запалювання.

Свічки запалювання зберігають свою працездатність при незношених електродах, непошкодженому тепловому конусі та ізоляторі. Існує декілька способів перевірки працездатності свічок запалення – на іскру, зовнішній огляд та інші. Проведення перевірки справності свічок  на наявність відповідного іскроутворення найбільше наближене до умов СТО, оскільки для якісної перевірки потрібна наявність спеціального приладу із барокамерою, або тестового пістолета із пьєзоелементом, що дадуть можливість створити умови наближені до тих, в яких свічка знаходиться в робочому моторі автомобіля. Самостійно автовласник зможе провести лише спрощений варіант провірки.

“СИЛОВА” провірка. Дає можливість за допомогою спеціального стенду, який оснащений барокамерою відтворити максимально наближені умови робочого двигуна. На даному стенді не тільки утворюється тиск як у двигуні 8-12 атм., але й і є можливість регулювати швидкість іскроутворення 1000-5000 обертів, та давати силу струму до 14-20 кВ, в залежності від типу потрібного двигуна. Свічка запалювання вважається справною, коли при необхідній нагрузці відбувається правильне іскроутворення, та немає самовільного утворення іскор із центрального електроду на корпус свічки.

“ПІСТОЛЕТНИЙ” тест. Перевірка справності свічки здійснюється за допомогою тестового препарату, який обладнаний пьєзоелементом. Зі свічки запалювання знімається високовольтний провід, а на його місце вдівають втулку пістолета. Другий його кінець притискається до маси мотора. При натисканні на пуск на свічку подаються заряди силою 11-14 кВ. Якщо свічка робоча, то загориться  сигналізуючи й проце сигнал. Аналогічно перевіряється і знята з мотору чи нова свічка запалювання, лише тепер втулку пробника притискають до металевого корпусу. При процесі випробування сигнал датчика повинен супроводжуватись характерним тріском, що виникає при іскроутворенні. Недолік цього методу, що перевірка справності свічок проходить при атмосферному тиску.

Перевірка “СВОЇМИ СИЛАМИ”. Існує ще один спосіб провірки працездатності свічки в дорожних умовах. Свічку викручують із мотора, та надівають на неї провід. Електродом ж торкаються мотора. При прокручуванні стартером колінвала виробляється іскроутворення, яке і контролюється. В даному випадку потрібно бути дуже обережним, щоб не отримати електроудар, тому рекомендується проводити дане випробовування з резинових рукавицях, або ж обережно через ганчірку, та не торкатись корпусу автомобіля. Якщо ж провірка “на іскру”, ні до чого не привела, то потрібно свічку протерти, прочистити він нагару, іноді вимочити в розчиннику, та потім у бензині, щоб уникнути корозії, а далі висушити. Іноді свічки “випалюють”.

Первірка “НА ЦІЛІСНІСТЬ”. Візуальний огляд дасть можливість провірити свічку на зношення електродів, тріщини чи сколи теплової камери, інші механічні ушкодження, чи забруднення, що неможливо усунути. Наприклад токовідвідні доріжки на корпусі. Вони виникають від роботи мотора на неякісному бензині і по них струм втікає на масу, та не утворює необхідну іскру. Також при зношення електродів візуальний огляд дасть можливість відрегулювати необхідний міжелектродний зазор(якщо це дозвоняє конструкція свічки). Після провірки свічок запалювання на іскроутворення рекомендується продзвонити їх електроди на провідність за допомогою тестера. Якщо між центральним електродом і наконечником є контакт (в нормальних умовах тестер повинен показувати опір 4-6 кОм), то цілком вірогідно що свічка має пробитий ізолятор, а томку не може нормально функціонувати, та потребує заміни.

Жоден із спрощених методів провідки справності свічки запалення не дає стовідсоткової гарантії їх нормальної працездатності, тому свічки перевірені таким способом вважаються умовно працездатними. В процесі експлуатації електроди вигоряють в середньому на 0,015 мм на кожну 1000 км. Силовий заряд зростає,і це може привезти до збоїв у роботі системи запалення автомобіля. Тому рекомендується провіряти зазор між електродами свічок кожні 3-5 тис. км., а з інтервалом 25-30 тис. км. замінювати їх. Існують іномарки, де розрахований експлуатаційний період свічки запалення може складати 80-100 тис. км. Іскорний інтервал між електродами рекомендують заміряти круглим щупом, що вставляється між них, не застосовуючи при цьому силу. Звуження його відбувається постукуванням по боковому електроду спеціальним інструментом чи пасажитами. Розширення проводять також відгинаючи боковий електрод. В любому випадку які б інструменти ми не застосовували для регелювання зазору між електродами, необхідну уникнути контакту із центральним електродом, бо це може призвести до його пошкодження, а відповідно і до заміни свічки запалювання.

Взаємозамінність основних типів свічок запалювання.

(Прочерк – аналог відсутній)

AUTOLITE BERU BOSCH BRISK CHAMPION EYQUEM MAGNETI MARELLI NGK NIPPON DENSO
425 14-9A W9A N19 L86 406 FL4N B4H W14F
414 14R-9A WR9A NR19 RL86 - FL4NR BR4H W14FR
275 14-8B W8B N17Y L92Y 550S FL5NR BP5H W16FP
275 14-8BU W8BC N17YC L92YC C32S F5NC BP5HS W16FP-U
- 14R-7B WR8B NR17Y - - FL5NPR BPR5H W14FPR
405 14-8C W8C L17 N5 - FL5L B5EB W17E
55 14-8D W8D L17Y N11Y 600LS FL5LP BP5E W16EX
4265 14R-8D WR8D LR17Y NR11Y - FL5LPR BPR5E W16EXR
65 14R-8DU WR8DC LR17YC RN11YC RC52LS F5LCR BPR5ES W16EXR-U
273 14-7B W7B N15Y L87Y 600S FL6NP BP6H W20FP
404 14-7C W7C L15 N4 - FL6L B6EM W20EA
64 14-7D W7D L15Y N9Y 707LS FL7LP BP6E W20EP
64 14-7DU W7DC L15YC N9YC C52LS F7LC BP6ES W20EP-U
64 14R-7D WR7D LR15Y RN9Y - FL7LPR BPR6E W20EXR
64 14R-7DU WR7DC LR15YC RN9YC RC52LS F7LPR BPR6ES W20EPR-U
3924 14FR-7DU FR7DCU DR15YC RC9YC RFC52LS 7LPR BCPR6ES Q20PR-U
4054 14-6C W6C L14 N3 - FL7L B7E W22ES
4092 14-5A W5A N12 L82 - FL8N B8H W24FS
273 14-5B W5B N12Y L82Y 755 FL8NP BP8H W24FP
403 14-5CU W5CC L82C N3C 75LB CW8L B8ES W24ES-U
52 14-5DU W5DC L12YC N6YC C82LS F8LC BP8ES W24EP-U
Ще із рубрики Статті

Обговорення закрито.