Назад                                             Главная                                           Далее

Свечи зажигания

Свеча может рассказать о состоянии двигателя почти все, если, конеч­но, вы ее вывернули и осматриваете. Поводом для осмотра свечей, не считая очередного обслуживания, обычно являются отклонения в работе двигателя. Устройство обычной свечи зажигания показано на рис. 27.

Все нормально, если:

•  резьба 1 — сухая;

•  ободок 2 — темный с тонким слоем нагара (копоти);

•  цвет электродов 3, 4 и изолятора 5 — от светло-коричневого до светло-желтого, светло-серого, белесого.

О неисправностях говорит: мокрая резьба (бензин, масло); ободок по­крыт черным рыхлым нагаром с пятнами; электроды и изолятор темно-коричневые с пятнами, иногда на сгибе бокового электрода желтое пят-

Рис. 27. Основные элементы свечи зажигания: 1 — резьба; 2 — торец корпуса (ободок); 3 — боковой элек­трод; 4 — центральный электрод; 5 — тепловой конус изо­лятора ("юбочка")

но. У неработающей свечи обо­док, электроды и конус изолятора покрыты нагаром и мокрые. Если свеча негерметична, появляется темный ободок и снаружи изоля­тора у металлического корпуса.

Состояние свечей, когда они "мокрые" (в бензине) или "замас­ленные", встречается редко, осо­бенно если двигатель не новый. Как правило, на свече — смесь бензина и масла. При попадании масла в камеру сгорания ухудша­ется и процесс сгорания бензина.

Воспламенение смеси бензи­на с воздухом происходит следующим образом. Высокое напряжение на электродах ионизирует про­странство между ними и вызывает проскакивание искры. Искра нагре­вает некоторое небольшое по объему количество смеси до температу­ры воспламенения. Далее пламя распространяется по всему объему камеры сгорания. При нормальных условиях (состав смеси, давление, влажность, температура) для воспламенения смеси требуется весьма незначительная энергия и "пробивное" напряжение не более 10 кВ. В целях получения более надежного зажигания смеси при любых услови­ях применяют системы зажигания высокой энергии (энергия увеличена в 100 и более раз, "пробивное" напряжение достигает 25 кВ).

Условия работы свечи очень напряженные. На работающем двига­теле она контактирует с продуктами сгорания при температуре до 2700 °С и давлении 5—6 МПа (50—60 кгс/см2). В камере сгорания температура газовой среды колеблется от 70 до 2000—2700 °С. Окружающий изоля­тор воздух подкапотного пространства может иметь температуру от -60 до +80 °С.

При всем этом температура нижней части изолятора у современных свечей должна быть в пределах 400—900 °С (ранее 500—600 °С). Диа­пазон 400—900 °С — тепловые пределы работоспособности (темпера­туры самоочистки и перегрева) свечей зажигания.

При температуре ниже 400 °С даже при нормальном составе смеси, маслоотражательных колпачках и кольцах на тепловом конусе возмож­но отложение нагара. Искры между электродами временами вообще не будет — в работе двигателя появятся перебои.

При температуре теплового конуса более 900 °С происходит воспламе­нение рабочей смеси уже не искрой, а от соприкосновения с раскаленным изолятором, электродами, с частицами сгоревшего нагара. В этом случае наступает калильное зажигание. Двигатель продолжает "работать" и при выключенном зажигании. Из-за перегрева начинают выгорать (оплав­ляться) электроды, изолятор, появляется эрозия торца корпуса.

Общий тепловой баланс свечи представлен на рис. 28. Основной поток тепла — до 67 % воспринимает торец корпуса свечи (ободок). Уходит это тепло в основном в головку блока цилиндров через резьбу__91 %.

Резьба свечи (М14х1,25) должна быть сухой и чистой. Иногда реко­мендуют смазывать ее тонким слоем графитовой смазки.

Попадание твердых частиц (песок) на резьбу приводит к сме­щению ее в резьбовом отверстии головки, в результате чего отвод тепла от свечи ухудшается.

Момент затяжки резьбы свечи, например, для автомобилей ВАЗ составляет 3,2—4,0 кгс-м. У авто­мобилей зарубежного производст­ва момент затяжки обычно мень­ше и находится в пределах 1,5—3,0 кгс-м. У автомобиля ЗАЗ-1102 "Таврия" свечи А17ДВ-10 (степень сжатия 9,5) рекомендуют затяги­вать моментом 1,5—2,0 кгс-м.

Герметичность свечи (по резь­бе) зависит не только от момента затяжки, но и от состояния резьбы (в головке, на свече) и уплотнительного кольца. Затягивать све­чи с использованием воротка большей длины, чем штатный, не рекомендуется. При отворачива­нии чрезмерно затянутой свечи ее можно просто сломать. Если све­ча пропускает газы через резьбу, уплотнительное кольцо, то гнездо в головке всегда будет грязное. Пропуск газов при достаточной освещенности можно увидеть (это идущие из-под уплотнительного кольца пузырьки). При осмотре необходимо соблюдать осторож­ность, ибо были случаи, когда све­чи "вылетали" из цилиндров.

Для затяжки свечей использу­ется только специальный — "свеч­ной ключ". Его размер ~ 20,6 мм (20,638 мм=13/16 дюйма).

Оценить неисправность, которая "показывает себя" на свече, мож­но по рис. 29. Для некоторых иномарок могут быть полезны данные, приведенные в табл. 3. При этом необходимо иметь ввиду, что оцени­ваются только штатные (рекомендуемые) свечи.

Черной копотью покрыты корпус, изолятор и электроды (рис. 29,а). Возможные причины: длительная работа на холостом ходу, переобогащена

Рис. 28. Тепловой баланс свечи зажигания: тепло получают — 67 % торец корпуса свечи в каме­ре сгорания, 21 % — тепловой конус изолятора, 12 % — электроды свечи центральный и боковой; тепло отдается — 91 % от корпуса к головке ци­линдра, 9 % — в окружающий воздух

Рис. 29. Характерные случаи ненормального состоя­ния свечей:

а — черный нагар (копоть) на всех элементах свечи; б — на­личие масла; в — выгоревшие, корродированные электро­ды, поясок; г — оплавленные электроды, поврежденный те­пловой конус изолятора

Таблица 3. Характерные случаи состояния свечей зажигания

* При применении бензинов с добавками свинцовых соединений (этилированных) изолятор свечи в нормальном состо­янии должен быть серого цвета

щение смеси, неправильная регулировка угла замкнутого состояния контактов (или зазора в прерывателе), неисправность конденсатора, нарушение зазоров между электродами свечи, неисправность свечи.

Замасленная свеча (рис. 29,6). Если двигатель с большим пробегом и все свечи примерно в одинаковом состоянии, вероятнее всего "вино­ват" износ цилиндров, поршней, колец. Бывает появление масла в пе­риод обкатки двигателя, но это явление временное.

Если масло обнаружено на одной свече, — скорее всего подгорел выпускной клапан. При этом двигатель работает на холостом ходу не­равномерно. Ремонт лучше не откладывать, так как за клапаном может обгореть седло.

Выгоревшие или сильно корродированные электроды, поясок, изъ­язвленный тепловой конус изолятора (рис. 29,в) говорят о перегреве свечи. Перегрев бывает при низкооктановом бензине, неверной уста­новке момента зажигания, слишком бедной смеси.

Оплавленные электроды, поврежденный тепловой конус изолятора (рис. 29,г) — такое происходит при слишком раннем зажигании.

Поменяв свечи местами, можно узнать нечто большее. Если свеча продолжает "зарастать" нагаром и в другом цилиндре — значит, она не­исправна. А если нормальная свеча из соседнего цилиндра в данном цилиндре покрылась нагаром, как и предыдущая, значит неисправ­ность надо искать в кривошипно-шатунном механизме цилиндра.

При покупке иностранных свечей необходимо иметь в виду, что, на­пример, свечи Bosch производства Германии или Индии могут сущест­венно отличаться (и не только в цене).

Свечи зажигания существенно различаются своей тепло напряженностью, т.е. способностью работать при разной степени нагрева. На­пример, свечи с большой теплоотдачей называются "холодными", а с меньшей теплоотдачей — "горячими".

Тепловой режим в камере сгорания двигателя зависит в первую очередь от степени сжатия. Для двигателей с малой степенью сжатия

применяются свечи более "горячие", иначе они не будут самоочищать­ся. Двигатели с высокой степенью сжатия имеют более напряженный тепловой режим. Существует опасность в перегреве свечей, поэтому применяются свечи более "холодные".

Теплоотдача свечи определяется целым рядом параметров: длиной резьбы и теплового конуса, зазором между тепловым конусом и корпу­сом, длиной верхней части изолятора и ребра (канавки) на нем, тепло­проводностью материалов (изолятора, электродов, корпуса и т.д.).

Теплоотдача свечи характеризуется калильным числом (входит в обозначение свечи). Калильное число условно означает время в секун­дах, по истечении которого на свече, установленной на специальном двигателе (работающем в определенном режиме), возникает калиль­ное зажигание, т.е. воспламенение рабочей смеси не от искры, а от раскаленных изолятора, электродов, корпуса.

Выпускаются свечи с калильными числами: 8, 10, 11, 13, 14, 17, 20, 23, 26. Например, на автомобиле ГАЗ-21 "Волга" применялись свечи А8НГ с калильным числом 8. Наиболее "холодные" свечи типа А23 и А26ДВ были необходимы для двигателей МеМЗ-968.

Ранее и у нас считалось, что даже для одного и того же двигателя в зависимости от времени года, режима работы, качества бензина и мас­ла, степени износа должны применяться свечи зажигания с разной теп­ловой характеристикой (диапазон нормальной работы свечи составлял всего 100 °С,т.е. 500—600°). Современные свечи сохраняют работоспо­собность, если даже при пожаре оплавится и сгорит головка блока ци­линдров.

Свечи с длиной резьбовой части 19 мм (выпускаемые в России при­мерно шестью заводами) представлены в табл. 4. Расшифровка обо­значения свечей следующая: А — резьба М14х1,25; цифра после бук­вы — калильное число; буквы после цифры Д — длина резьбы 19 мм ("длинная резьба"); В — выступающий за торец 2 (см. рис. 27) тепловой конус 5; через тире сообщается порядковый номер разработки. Кроме этого, в таблице указаны аналогичные свечи иностранного производст­ва. Известно, что применение свечей Bosch типа W7DC и тем более W7DTC вместо "вазовских" А17ДВ снимало многие проблемы в эксплу­атации автомобилей.

Для контактной (классической) системы зажигания зазор между элек­тродами свечи обычно рекомендуется 0,5—0,6 мм для ВАЗ и 0,8—0,9 для "Москвичей", а для систем с высокой энергией — 0,7—0,8 мм.

При уменьшенном зазоре получается слабая искра, не обеспечи­вающая воспламенение смеси. При увеличенном — между электро­дами свечи напряжение тока становится недостаточным для проскакивания искры.

Зимой, а также во влажную погоду для снижения пробивного напря­жения лучше использовать минимальные зазоры (0,5 или 0,7 мм). Ре­комендуется даже еще уменьшить зазоры на 0,1 ...0,2 мм. Объясняется это тем, что длительное прокручивание двигателя стартером при низ­кой температуре окружающего воздуха настолько может разрядить даже новый аккумулятор, что его напряжения не хватит для образова­ния искры в нормальном зазоре между электродами свечей.

В дождливую погоду ток высокого напряжения может стечь в "сла­бом месте" системы зажигания. Такие условия эксплуатации автомоби­ля, как частые пуски двигателя, длительная работа на холостом ходу всегда отрицательно влияют на свечу. Особенно она "зарастает" нага­ром зимой при поездках в городе.

Состояние штатной исправной свечи говорит об условиях сгорания рабочей смеси. Оптимальные условия могут быть нарушены:

•  неправильной регулировкой зазора в контактах прерывателя, неточ­ным моментом зажигания, неисправностью автоматов опережения;

•  выходом из строя конденсатора, катушки зажигания, проводов, крышки и ротора прерывателя-распределителя;

•  нарушением зазоров между электродами свечей;

•  неисправностями системы питания, переобеднением или пере­обогащением смеси;

•  неисправностями в связи с износом двигателя и длительностью эксплуатации систем зажигания и питания (засорение, загрязне­ние, обгорание контактов и т.д.).

Сухая черная копоть на свече говорит о слишком богатой смеси, о не­исправных контактах прерывателя, о пробое изоляции высоковольтных проводов, о длительной работе двигателя с небольшой нагрузкой, при которой свечи прогревались недостаточно.

Черный маслянистый нагар указывает на забрасывание свечей мас­лом, проникающим через маслосъемные колпачки впускных клапанов в камеру сгорания или через изношенные поршневые кольца.

Белесый или светло-серый цвет теплового конуса изолятора и зна­чительное обгорание электродов свидетельствует о перегреве свечей вследствие неправильной установки момента зажигания, низком окта­новом числе топлива, бедном составе рабочей смеси, продолжитель­ной работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала.

Существенно уменьшить отказы помогает соблюдение известных простых правил:

•  тщательное квалифицированное обслуживание через каждые 10—15 тыс.км;

•  при возникновении неисправности "разбираться до конца", при этом направление "разбирательства" должно быть от простого к сложному, внимательным и специальным, чтобы "не навредить";

•  не торопитесь, тщательно анализируйте любые советы, все под­вергайте сомнению, не давайте другим лицам разбирать все под­ряд, если вы не уверены в их компетентности;

•  чаще двигатель не пускается или останавливается на ходу летом (особен­но при повышенной влажности) из-за неисправности системы зажигания;

•  зимой, напротив, остановка двигателя обычно связана с неис­правностью системы питания.

В первом случае (летом) часто бывает достаточным "просушить" свечи, крышку прерывателя-распределителя (изнутри) и гнездо высо­ковольтного провода катушки зажигания. "Высыхание" происходит са­мопроизвольно, достаточно подождать 10—15 мин.

Во втором случае (зимой) необходимо удалить ледяную пробку, ме­шающую прохождению бензина. Простейший способ удаления воды из

Рис. 30. Нерациональное (а) и рациональное (б) положение свечи зажигания

бензина — заправка через воронку с сеткой из канистр, которые стоя­ли на морозе.

Процесс сгорания рабочей смеси в цилиндре можно улучшить, прак­тически "ничего не делая". При ремонте двигателя, когда снята головка, но не вывернуты свечи, было замечено следующее. Если боковой элек­трод находится в положении, как показано на рис. 30, а, то нагар темно­го цвета покрывает все стенки камеры сгорания. В случае же, как пока­зано на рис. 30, б — нагар только на краю днища поршня.

Второе положение электродов свечи (рис. 30, б) более благоприятно сказывается на устойчивой работе двигателя на холостом ходу, мощно­сти, экономичности. Установить боковой электрод в рациональное поло­жение можно, пометив краской положение бокового электрода на верх­ней части корпуса свечи, а далее соответственно на свечном ключе. Вы­бор положения свечи при затяжке определяется допустимым моментом 30,67—39 Н-м (3,13—3,99 кгс-м) (для двигателей ВАЗ).

Интересным оказался эксперимент со свечами Bosch W7DTC Super. Двигатель автомобиля Audi 100 работал более или менее равномерно при частоте вращения коленчатого вала 1100 мин~1. Свечи были с од­ним боковым электродом, положение электрода в камере сгорания — произвольное. При установке свечей с тремя боковыми электродами (рис. 31) двигатель стал сохранять равномерное вращение даже при

500 мин-1. Конечно, в этом слу­чае сказалось не только положе­ние "поджигателя" смеси, но и его величина. При наблюдении в темноте за искрообразованием у свечи с тремя боковыми электро­дами складывается впечатление, что образуется искровое (светя­щееся) кольцо.

И последнее: покупая провода высокого напряжения с распре­деленным по длине сопротивле­нием, имейте в виду, что провода

В свечах зажигания типа А17ДВР, FE65PR, FE65CPR сопротивле­ние 4000—10000 Ом. В роторе установлен резистор на 1000 Ом.

Все перечисленные сопротивления предназначены для подавления ра­диопомех. Повышенные сопротивления в рассмотренных элементах осо­бенно отрицательно могут сказаться на запуске и работе двигателя зимой. В табл. 5 представлено применение свечей фирмы Bosch на ряде автомобилей различных марок, причем все свечи разбиты на две груп­пы. Первая группа — свечи для всех условий эксплуатации. "Соответ­ствие" свечи двигателю (автомобилю) около 80 %. Вторая группа све­чей обеспечивает максимальное "соответствие" (98 %) условиям экс­плуатации, но для "каждого условия" нужна "своя свеча". Соответст­вие свечи двигателю и условиям эксплуатации — это легкий пуск, хо­рошая приемистость.

В табл. 6 и 7 соответственно для автомобилей ВАЗ и "Москвич" представлены последние рекомендации фирмы Bosch. В примечани­ях к таблицам приводятся обозначения моделей автомобилей, приня­тые в Германии.

Какие можно сделать выводы, рассматривая все приведенные табли­цы? Для всех наших наиболее массовых автомобилей рекомендуются свечи: W7DC, W7DP, WR7DC, WR7DP и WR7DS (С-Си, медь; P-Pt, плати­на; S-Silber, серебро; R-свеча с помехоподавительным резистором).

Свечи W7DTC (три боковых электрода) рекомендуются для двигателей 21081 (1,1 л), 2108 (1,3 л), 21083 (1,5 л) с бесконтакт­ной системой зажигания высокой энергии, имеющей датчик-рас­пределитель. Для двигателей с МСУД, где процессор зажигания (момент и энергия искрообразования) осуществляется по более оптимальным характеристикам, рекомендуются свечи W7DC и WR7DC (W7DP и WR7DP).

Применять свечи с помехоподавательным сопротивлением (буква R в обозначении) при обычной (контактной) системе зажигания не следу­ет. Если еще вдобавок используются и синие высоковольтные провода (вместо красных), то "подавить" можно не только помехи, но и саму ис­кру между электродами свечи.

Свечи W7DTC можно применять при КТСЗ (TSZ-k, HKZ-k), KC3 с электронным блоком, а также при БТОЗ (TSZ-i, TSZ-h, HKZ-i, HKZ-h). При МСУД использование свечей W7DTC большого эффекта не даст. Свечи с платиновым напылением электродов (W7DP, WR7DP) и тем более с серебряным (WR7DS) более дорогие и долговечные. Свечи с серебряным напылением чаще применяют для двигателей с наддувом и довольно большой мощности.

Фирмой Bosch рекомендуется момент затяжки свечей — 20 Н-м (1,96 кгс-м), но после затяжки следует "доворот" свечи. Если уплотнительное кольцо плоское, доворот — 90°; если уплотнительное кольцо имеет коническую посадочную поверхность, то доворот всего 15°.

Назад                                             Главная                                           Далее