Свечи накаливания

Топливо в дизельном моторе, в отличие от бензинового, воспламеняется не от искры, а под воздействием температуры +800°С, получаемой в камере сгорания при высоком давлении в конце такта сжатия. Впрыскивается топливо в момент приближения поршня к верхней мертвой точке. При пуске дизеля в зимнее время разогреть воздух до температуры самовоспламенения солярки только высоким давлением нельзя, поэтому для облегчения пуска в камеру сгорания (реже – во впускной тракт) дизелей устанавливается свеча накаливания – электрический нагревательный элемент в виде спирали.

Режим работы

Свечи накаливания включаются не какой-то определенной кнопкой, а поворотом ключа стартера перед пуском двигателя. Продолжительность их работы определяется электронным блоком управления на основе информации датчика температуры.

О работе свечи накаливания информирует желтая сигнальная лампа с символом спирали на щитке приборов. После разогрева лампа гаснет, давая водителю сигнал к включению стартера. Чтобы поддержать устойчивую работу дизеля сразу после его пуска, в некоторых системах предварительного разогрева свечи накала остаются включенными еще какое-то время (до 180 секунд). Так обеспечивается более устойчивая работа мотора, ускоряется его прогрев, снижаются токсичность выхлопа и уровень шумности.

Устройство и разновидности

Свечи накаливания делятся на два типа – открытые и закрытые. У открытых спираль накаливания не имеет защитного чехла, у закрытых она находится внутри оболочки, которая заполнена изолятором – керамическим порошком (например, оксидом магния) с высокой теплопроводностью. Оптимальное распределение температуры на поверхности оболочки достигается путем подбора сопротивления спирали и расположением ее витков. Из-за формы нагревательного элемента эти свечи иногда называют штифтовыми или стержневыми. В камеру сгорания они устанавливаются таким образом, чтобы конус струи топлива попадал на раскаленную часть. Преимуществом штифтовых свечей перед свечами открытого типа является большая механическая прочность и увеличенный вследствие отсутствия окисления спирали срок службы. Нагреватель свечи не должен препятствовать свободной циркуляции топливовоздушной смеси в камере сгорания. В связи с этим диаметр оболочки нагревателей не превышает 5-6 мм.

Для предотвращения проникания влаги и загрязнений вовнутрь оболочки контактный стержень уплотняется манжетой из специальной резины или силиконового герметика.

В качестве материала для спирали свечей накаливания используют никель, железокобальтовые или железохромалюминиевые сплавы, а корпус обычно делают из железохромоникелиевого сплава Iconel 601.

Существуют два способа подключения электропитания к свечам накаливания – однополюсный, когда «массой» является ее корпус, и двухполюсный (два вывода – «плюс» и «минус»). Однополюсные штифтовые свечи потребляют токи 5 – 18 А, величина напряжения их питания зависит от типа автомобиля и составляет 5 … 24 В. Двухполюсные свечи при напряжении питания 1,7 В потребляют токи силой до 50 А, а их мощность может быть от 40 до 150 Вт.

Свечи накаливания открытого типа сегодня встречаются редко. Ими оснащались в основном старые дизели Mercedes.

Несколько слов следует сказать о факельных свечах накаливания, которые являются разновидностью свечей открытого типа и устанавливаются во впускных коллекторах дизелей с большим рабочим объемом. Работают эти свечи иначе, чем описанные выше. Они предназначены для воспламенения топлива, поступающего к ним по специальным трубопроводам. Создаваемый при этом факел подогревает воздух во впускном коллекторе, обеспечивая повышение температуры в цилиндрах.

Быстродействие

По времени нагрева различают обычные свечи накаливания – их рабочая температура достигается менее чем за 60 секунд, быстродействующие – до 10 секунд и саморегулируемые – до 5 секунд. В быстродействующих свечах конструкция спирали позволяет ей быстрее выходить на рабочую температуру. А в саморегулируемых свечах типа Duraterm имеются две последовательно соединенные спирали. Нижняя (никелевая) быстро нагревается, благодаря чему обеспечивается ускоренный выход свечи на рабочий режим. Верхняя железохромалюминиевая спираль является регулирующей – нагреваясь медленнее, она ограничивает ток в зависимости от температуры и предохраняет свечу от перегрева свыше 1000° С.

После выключения саморегулируемая свеча еще на протяжении трех минут сохраняет свою температуру (так называемые свечи послепускового подогрева Post-heating). За счет этого облегчается воспламенение смеси, пока двигатель еще холодный.

Благодаря своим характеристикам саморегулируемые свечи наиболее перспективны и постепенно вытесняют обычные и быстродействующие.

Ресурс

Свечи накаливания со спиралью в оболочке имеют неразборную конструкцию, не требуют технического обслуживания и отличаются высокой надежностью. При нормальных условиях эксплуатации их срок службы составляет не менее 60 тыс. км пробега автомобиля. Возможные неисправности свечей накаливания обуславливаются разными причинами:

механическими повреждениями свечи (трещины в корпусе, срыв резьбовых соединений) из-за нарушений правил монтажа. В результате влага и грязь попадают в порошковый уплотнитель, что приводит к замыканию витков спирали на «массу»;
трещинами, вздутиями и оплавлением рабочей части нагревателя из-за электрохимической коррозии;
повреждением нагревателя вследствие перегрева чрезмерно выступающей в камеру сгорания рабочей части нагревателя; возникает при использовании свечи, не соответствующей данному двигателю.

Свечи могут не работать из-за поломки реле времени блока управления или одного из датчиков (температуры охлаждающей жидкости, скорости движения, оборотов двигателя).

Отказы свечей накаливания могут быть вызваны неисправностями в системе топливо-подачи – при увеличении дозировки, плохом распыле, отклонении угла опережения впрыска топлива, а также завышении напряжения в системе электропитания.

Свечи накаливания разных типов могут различаться по размерам, времени нагрева до рабочей температуры и мощности, поэтому при выходе из строя свечи ее следует заменить такой же – исправной. В противном случае свечи будут разогреваться лишь частично или вообще не будут работать. Если в результате длительной эксплуатации комплекта свечей накаливания из строя выходит одна из них, менять желательно все, так как ресурс остальных уже исчерпан и долго они не прослужат.

Свечи накаливания – достаточно хрупкий элемент, поэтому снимать их с двигателя желательно только для замены. Затяжку при установке следует проводить с помощью динамометрического ключа Используют при сборке ответственных винтовых соединений (приборов, двигателей, и др.). Такие ключи имеют указатель значения крутящего момента. , не превышая усилие в 20 Нм. Если изготовителем предусмотрена круглая специальная гайка крепления электрического провода, ее необходимо затягивать только вручную; если шестигранная – воспользоваться ключом (без нажима).

Диагностика

Проверяют свечи накаливания омметром (у исправной свечи сопротивление спирали составляет 0,7… 1,8 Ом), а в режиме прогрева – с помощью бесконтактного амперметра. Ток потребления исправной свечи в зависимости от типа должен составлять 5-18 А. Если необходимых приборов под рукой нет, проверить свечу на предмет разогрева в некоторых дизелях можно визуально. Для этого снимают форсунки и через их установочные отверстия в головке блока цилиндров определяют разогрев свечи (при установке ключа стартера в первое положение) по изменению цвета стержня.

Проверку реле времени и датчиков лучше доверить специалистам. Следует помнить, что система подогрева работает только на «холодном» двигателе, температура которого не превышает + 60° С.

Стандартизация

Каждый производитель имеет свою систему условного обозначения производимых свечей. Кроме типа, на свечах указывают название фирмы, напряжение источника питания, иногда – страну-производитель и дату выпуска. Все эти данные выдавлены на корпусе. Некоторые свечи накаливания производства разных фирм являются взаимозаменяемыми, о чем можно узнать из специальных каталогов.

Размеры штифтовых свечей накаливания различных типов регламентированы стандартами ISO/DIN 6550-1, 6550-2 и 6550-3 и определяются:

резьбой крепления: от М10 x 1,0 до М18 x 1,5;
размером шестигранника «под ключ» – 12, 14,17, 21 мм;
углом конического посадочного места – 63, 93, 123 градуса;
общей длиной (L1) – от 58 до 137 мм;
длиной рабочей части нагревателя (L2) – от 17 до 35 мм;
диаметром рабочей части нагревателя (D) – от 5 до 6 мм.

Принцип работы свечей накаливания, срок службы, как проверить их работу

Принцип работы дизельного двигателя немного отличается от бензинового. Воспламенение топливно-воздушной смеси у него происходит не от искры свечи зажигания, а от сжатия. Чтобы завести мотор, особенно зимой (а у дизельного силового агрегата «зима» начинается при температуре около + 5 градусов), необходимо прогреть камеру сгорания. Для этой цели служат штифтовые и керамические свечи накаливания.

Эти устройства способны в течение нескольких секунд разогреть воздух в зоне впрыска до температуры от 850 до 1000 градусов Цельсия. Когда мотор запустился, они продолжают работать до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не поднимется до 75 градусов по Цельсию.

Типы свечей накаливания
Штифтовые
Керамические
Проверка состояния свечей накаливания
Признаки и причины неисправности свечей накаливания

Типы свечей накаливания

Штифтовые

Свечи накаливания для дизеля бывают двух типов:

штифтовые;
керамические.

Они имеют схожую конструкцию, отличие заключается в рабочем элементе. В штифтовых, рабочим элементом является штифт накаливания из термокоррозийного стержня, плотно запрессованный в корпус свечи. Внутри него находится уплотненный порошок оксида магния и спиральная нить.

Электрическая схема такой свечи довольно проста. Ток подается на головку, от нее по токопроводящему стержню к металлической нити накаливания, состоящей из двух резисторов — нагревательной и регулирующей спиралей.

Сопротивление первой постоянное, не зависящее от температуры;
вторая спираль имеет положительный температурный коэффициент.

Принцип ее работы заключается в том, что чем выше температура мотора, тем меньше температура нагрева свечи (когда регулирующая спираль нагревается, ее сопротивление растет, и на нагревательную спираль подается меньший ток). Такая свеча нагревается до 850 градусов, время ее работы составляет от 4 секунд до двух минут и зависит от температуры мотора и параметров самой свечи.

Продолжительность подогрева горючего регулирует блок управления, контролирующий показания датчика температуры охлаждающей жидкости. На панели приборов имеется контрольная лампа, сигнализирующая о том, что работает подогрев. Когда она гаснет – двигатель готов к запуску. Существует два варианта включения свечей накаливания: ключ зажигания поворачивается во второе положение, либо предпусковой подогрев включается, когда открыта водительская дверца. Свечи, продолжающие работать после запуска мотора, помогают сократить время прогрева и обеспечивают более полное сгорания топлива, снижая тем самым выбросы вредных веществ.

Керамические

Керамические свечи накаливания – это второй тип подогревающих устройств. Ее электрическая схема не отличается от предыдущей. Рабочим элементом такой свечи является керамический стержень, внутри которого находится керамический нагревательный элемент. В течение двух секунд происходит нагрев стержня до 1000 градусов, в результате чего обеспечивается быстрый запуск дизеля, как у бензинового силового агрегата, без характерной для большинства дизельных моторов «раскачки».

Напряжение разогрева не постоянно, оно имеет три фазы. На этапе быстрого прогрева оно составляет от 9,8 до 11,5 В, стержень при этом нагревается до максимально возможной температуры. Когда заводится двигатель, подаваемое напряжение постепенно снижается до уровня, ниже напряжения бортовой сети автомобиля: во второй фазе до 7 В, в третьей – до 5.

Помимо этих трех фаз существует режим промежуточного накаливания, предназначенный для восстановления сажевого фильтра. Это помогает улучшить условия сгорания в процессе восстановления.

Керамические свечи накаливания имеют ряд преимуществ перед штифтовыми с нагреваемой спиралью. Наиболее значимые – это более высокая температура нагрева, которая обеспечивает лучшую работу свечей при холодном пуске, меньшая токсичность отработавших газов, более долгий срок службы, большая эффективность (их температура нагрева при равном напряжении значительно выше).

Часто производители устанавливают на дизельные моторы свечи с встроенным датчиком давления. Его показания помогают скорректировать температуру нагрева свечи и повысить ее эффективность.

Проверка состояния свечей накаливания

За состоянием свечей накаливания необходимо тщательно следить и своевременно их менять, особенно если автомобиль эксплуатируется зимой (насколько часто менять укажет автопроизводитель). Во-первых, перед зимой нужно проверить их работоспособность, поскольку даже одна неработающая свеча не позволит завести мотор при отрицательной температуре. Если проверка таковую выявила, то лучше менять весь комплект, поскольку и остальные в скором времени могут выйти из строя.

Существует два безопасных способа проверить свечи. Первый требует участия двух человек. Потребуется вывернуть форсунки, после чего один человек будет смотреть в колодцы, а второй повернет ключ в предстартовое положение. Работающие свечи станут красными от нагрева. Однако такой метод подойдет не всем, т.к. на некоторых двигателях через колодцы форсунок свечи попросту не видны.

Второй способ проверить исправность свечей – при помощи мультиметра. Нужно выбрать режим проверки замыкания цепи, после чего одним щупом прикоснуться к корпусу свечи, а другим – к ее шляпке. Если цепь окажется замкнутой, то она работает, в противном случае ее необходимо менять.

На многих современных автомобилях проверка свечей накала выполняется в режиме самодиагностики, а схема электропроводки дополняется индикатором на приборной панели, сигнализирующем о поломке.

В нормальных условиях эксплуатации менять свечи накала необходимо в среднем раз в 60 тысяч км. Если же машина постоянно эксплуатируется в предельных режимах, то не лишним будет проверить их работоспособность, хотя бы раз в сезон, а менять или с учащенным интервалом, или по выходу из строя.

Менять свечи накала нужно с осторожностью. Они довольно хрупкие и часто ломаются при попытке вывернуть. Если такое случится, то придется везти автомобиль на СТО или самостоятельно снимать головку блока, чтобы высверлить сломанную свечу и нарезать новую резьбу.

Признаки и причины неисправности свечей накаливания

Часто бывает так, что двигатель ни с того ни с сего, начинает запускаться с трудом и неровно работает, будучи холодным. Попутным симптомом может быть выхлоп белого цвета. Как правило, причина кроется в поломке свечей накала. Если они недавно менялись, и их срок службы не подошел к концу, скорее всего, дело в заводском браке, и перестала работать одна из свечей. Нужно проверить все и заменить неисправную. Заметить неисправность летом довольно сложно. Она начинает проявляться с понижением температуры окружающей среды.

Если откажут сразу две, то двигатель, скорее всего, совсем не удастся запустить. Одновременный отказ большего количества свечей маловероятен, и придется проверить электропроводку или блок управления.

Свеча может перестать работать в нескольких случаях: она выработала свой ресурс, есть неполадки в топливной аппаратуре или электропроводке. В первом случае выполняется проверка и замена всего комплекта свечей, в остальных потребуется поочередно проверить форсунки, реле управления, провода.
» alt=»»>

Всё про свечи накаливания для дизельных двигателей

Дизельный двигатель не нуждается в свечах зажигания: топливо в цилиндрах двигателя загорается само, под воздействием сжатия. Но для этого нужно, чтобы само топливо имело определенную температуру, то есть не было слишком холодным. На морозе дизтопливо, даже зимнее, загустевает, и двигатель запускается с большим трудом либо не запускается вообще. Для разогрева топлива и легкого старта и используются свечи накаливания.

Назначение, принцип работы

Итак, свечи накаливания предназначены для разогрева дизтоплива, распыляемого в камеру сгорания, до температуры испарения, после чего оно смешивается с воздухом и воспламеняется. Нужно это только в самом начале движения (старт и еще 2-3 минуты), затем автомобиль прогревается и свечи отключаются, т.к. необходимости в них уже нет.

Свеча размещается таким образом, чтобы попадать в поток распыляемого дизтоплива. Рабочая часть (нагревательная спираль в корпусе или без него) выступает в камеру сгорания и не только разогревает поступающее топливо до нужной температуры, но и создает дополнительные завихрения паров, а значит, помогает более равномерному его распределению и сгоранию.

В большинстве автомобилей свечи накала включаются в любое время года, и даже летом облегчают старт двигателя. В новейших моделях автоматика определяет температуру двигателя, и, если он уже прогрет (температура охлаждающей жидкости 60°С и больше), свечи не включаются.

Конструкция

Принципиальное устройство свечи накаливания

Современные свечи накаливания конструируются с одной или двумя внутренними спиралями. Нагревательная спираль выполняется из металла с заданными показателями сопротивления, нагревающаяся в зависимости от силы тока. Вторая спираль – регулировочная – выполняет функцию автоматической подстройки силы тока: чем выше температура спирали, тем выше показатель сопротивления и тем меньше тока она пропускает к нагревательной спирали. То есть, с повышением температуры рабочей части происходит автоматическая подстройка нагрева свечи.

В момент включения зажигания ток подается на клемму и от нее – на центральный электрод. Далее напряжение поступает на регулировочную и нагревательную спирали. Последняя раскаляется, нагревая наконечник свечи до 1000°С за несколько секунд. Через 3 минуты после пуска двигателя реле отключает подачу тока на свечи, и двигатель работает уже в обычном режиме.

При запуске двигателя на приборной панели зажигается значок свечи. Пока он горит – свеча разогревается, погас – можно ехать.

Форма и размеры свечи зависят от модели двигателя: в старых автомобилях с двухклапанными цилиндрами для свечи достаточно места, а значит, она может быть достаточно короткой и толстой. Современные двигатели системы Common Rail с четырехклапанной конструкцией требуют других конструктивных решений: свеча должна быть длинной и тонкой, чтобы занимать меньше места.

Варианты размещения свечи в дизельном двигателе

Производители предлагают последние модели свечей накаливания с диаметром рабочей части всего 3 мм. Но вместе с изменением формы свечи меняется и ее прочность: длинные свечи требуют крайне аккуратного обращения при снятии и установке, поскольку очень легко ломаются.

Технические характеристики, особенности конструкции

Свечи накаливания постоянно совершенствуются: производители внедряют новые материалы, чтобы уменьшить время нагрева и продлить срок службы. В результате из достаточно простой детали с открытой спиралью свечи превратились в высокотехнологичные устройства, соответствующие самым высоким современным стандартам.

Открытые и закрытые

Изначально свечи накала конструировались с открытой спиралью, и такие варианты до сих пор можно встретить на некоторых старых автомобилях. Все современные свечи делаются закрытыми: спираль (одна или две) закрыты защитным колпачком, предохраняющим их от слишком быстрого перегорания. Между спиралью и корпусом находится теплопроводный порошок, позволяющий за короткое время передать тепло от раскаленной спирали на наконечник.

Свеча накаливания открытого (а) и закрытого (б) типа

Количество полюсов

Свеча может иметь один или два полюса подключения.

При однополюсном подключении «плюс» подается на свечу, а «масса» выводится на корпус.

Двухполюсные свечи имеют в верхней части раздельные контакты под «плюс» и «минус».

Быстродействие

Старые модели свечей нагреваются до рабочих температур за 25-60 секунд. Современные быстродействующие свечи нагреваются за 10 секунд, а саморегулирующиеся – за 2-5 секунд. Добиться такой скорости нагрева позволило использование регулирующей спирали, благодаря которой снимается вопрос перегорания нагревательного элемента, а значит, можно использовать больший ток для моментального нагрева.

Материал изготовления

Свечи накаливания различаются материалом изготовления рабочей части.

Штифтовые свечи имеют металлическую оболочку из стойкого сплава железа, хрома и никеля. Нагревательная спираль изолирована от корпуса теплопроводным порошком (оксидом магния), который помимо изолирующих свойств еще и предохраняет спираль от вибраций.

В керамических свечах нагреватель сделан из тугоплавкого керамического сплава, способного долгое время выдерживать нагрев до максимальных температур. Защитная оболочка выполнена из силиконнитрита – керамического материала, обладающего высочайшим показателем теплопроводности. Благодаря конструкции керамическая свеча разогревается до рабочих температур за рекордное время – 2 секунды, что позволяет заводить двигатель сразу, не выжидая время разогрева.

Для соблюдения стандартов Евро-5 и Евро-6 подходят только керамические свечи, с первой секунды пуска обеспечивающие сгорание топлива в оптимальном режиме.

Потребляемое напряжение

Разные производители выпускают свечи накаливания, рассчитанные на определенные параметры электрической системы автомобиля. В результате номинальное напряжение может отличаться: от 6 до 24 В. Свечи с функцией послесвечения устанавливаются в комплекте с дополнительным сопротивлением: до запуска двигателя нагрев идет на максимальной мощности, после запуска двигателя мощность снижается для уменьшения нагрузки на регулировочную спираль.

Сопротивление

Показатель сопротивления нагревательной спирали 0,5-1,8 Ом, в зависимости от типа свечи (у керамических сопротивление меньше, у металлических – больше).

Температура и скорость нагрева

Температура нагрева рабочей части составляет 1000-1350°С. Для керамических свечей этот показатель будет всегда выше, поскольку материал нагревательной спирали меньше страдает от перегрева.

Скорость нагрева зависит от типа свечи и системы пуска.

Система Auto Glow и Self-Regulating Glow – одно реле, регулирующее предпусковой нагрев и прогрев после запуска двигателя в зависимости от температуры охлаждающей жидкости. Скорость нагрева свечи от 4 (металлические) до 11 секунд (керамические свечи).

Система Super Quick Giow – два реле, одно для быстрого нагрева свечей перед запуском двигателя (2-5 секунд, заводить двигатель можно почти сразу), второе для постоянного нагрева свечей после запуска.

Ресурс и замена

Свечи накаливания, в отличие от свечей зажигания для бензиновых двигателей, не имеют четкого регламента замены. Меняют их по мере выхода из строя, в среднем раз в 1-2 года. Проверку и замену свечей лучше делать осенью, чтобы в первые же морозы не получить неприятный сюрприз.

Поломка одной свечи практически не отразится на работе двигателя: он заведется и на оставшихся трех, и даже более-менее нормально будет заводиться и с двумя нерабочими свечами, но только в теплое время года.

Ресурс самых простых свечей с металлической спиралью составляет 50-80 тыс. км, керамические прослужат намного дольше – до 160 тыс. км, а некоторые модели свечей японского производства – до 240 тыс. км.

Даже если при проверке обнаружилось, что вышла из строя только одна свеча, менять лучше весь комплект, чтобы ресурс всех свечей вырабатывался равномерно.

Возможные проблемы при замене свечей накаливания

Истоки проблемы лежат в геометрии самой свечи: длинный и тонкий стрежень легко сломать, особенно учитывая плотную посадку свечи в свечном колодце, где зазор между ним и свечой заполняется продуктами сгорания и окислами. Мастера называют эту ситуацию «свеча прикипела». Выкручивание прикипевшей свечи – задача для опытного специалиста, и даже в этом случае есть риск сломать свечу при приложении слишком большого усилия.

В отличие от свечей зажигания, замену лучше всего поручить хорошему СТО: помимо инструментов и спецматериалов (проникающей смазки, например), необходим опыт в подобной работе. Для сравнения: замена свечей накаливания обойдется примерно в 400 гривен, высверливание обломанной свечи – уже от 1500 и выше (до бесконечности), в зависимости от сложности работы.

Повреждения свечи из-за неправильной установки

При самостоятельной замене свечей необходимо учитывать несколько моментов:

Замену свечей необходимо проводить только на прогретом двигателе и в теплом помещении (или в теплое время года), чтобы двигатель за время работы не успел остыть. Соответственно, работать нужно только в перчатках, чтобы избежать ожогов;
Выкручивать использованную свечу нужно так же аккуратно, как и вкручивать новую, не торопясь и соблюдая усилие крутящего момента. Для облегчения процесса используется специальная проникающая смазка или синтетическое моторное масло;
При выкручивании свечей каждую пробовать откручивать поочередно. После всех попыток повысить усилие на ключе и снова пробовать откручивать все свечи одну за другой;
Перед установкой новых свечей их посадочные места очищают от нагара;
При установке свечи не закручиваются до упора! Необходимо строго соблюдать момент затяжки, рекомендованный производителем.

Что сокращает срок службы свечей

Поскольку на свечи накаливания нет регламента замены, срок их использования будет во многом зависеть от условий эксплуатации. Что сокращает «жизнь» свечей:

Неправильная установка. Нормально установить свечу накаливания нужно уметь, и малейшее несоблюдение технологии (например, работа на холодном двигателе или неправильное приложение усилия на ключ) может вывести свечу из строя еще на этапе установки;
Неисправная или засоренная топливная форсунка. В нормальных условиях топливо распыляется мелкодисперсным туманом, и только часть его контактирует с наконечником свечи. Если отверстия форсунки забиты, дизтопливо будет разбрызгиваться потоком, зачастую попадающим прямо на свечу. Из-за этого в наконечник быстро прогорает и свеча выходит из строя;
Установка неподходящей свечи (не рассчитанной на данный тип двигателя или напряжение бортовой сети);
Неисправность смежных узлов автомобиля, например, попадание на свечу моторного масла из-за износа двигателя, нарушение работы системы управления впрыском, сбои в работе ЭБУ;
Нагар вокруг свечи может создавать замыкание на «массу», что быстро выводит свечу из строя. Чтобы избежать замыкания на новых свечах, перед их установкой мастера очищают гнездо свечи от нагара с помощью специальной развертки.

При замене свечей нужно обратить внимание на состояние использованных: их состояние может сказать о проблемах в системе работы двигателя:

Вздутия наконечника обычно говорят о перегреве из-за чрезмерного напряжения на нагревательной спирали или при попадании моторного масла на свечу;
Поврежденный или обломанный наконечник говорит о неисправности системы впрыска топлива (засор форсунок или нарушение синхронизации системы);
Повреждения контактного стержня (в верхней части) и сдвиг наконечника относительно корпуса говорят о неправильной установке (слишком сильная затяжка).

Проверка свечей накаливания

Основные поломки самой свечи – повреждение нагревательной спирали. Проверить работоспособность свечей можно самостоятельно, даже не снимая их с двигателя. Для этого понадобится тестер, которым будет замеряться сопротивление спирали.

Предварительно необходимо отключить аккумулятор от бортовой электросети. Затем установить тестер в режим омметра, плюсовым контактом прикоснуться к выводу свечи, минусовым – к «массе» автомобиля. Показатель сопротивления на работающей свече очень мал, и не всегда тестер его определяет. А вот сопротивление близкое к бесконечности говорит о поломке свечи (нет контакта).

Схема подключения тестера:
1, 2 – на однополюсную свечу, 3 – на двухполюсную.

Если вышла из строя почти новая свеча, это говорит о сбоях в работе топливной системы или электронного управления и требует профессиональной диагностики.

Дополнительные «фишки»

Для улучшения функциональности свечей производители постоянно их совершенствуют: даже маленькие «плюсы» могут значительно улучшить эксплуатацию.

Датчик давления в камере сгорания – дополнительный функционал, уменьшающий выбросы NOx. Датчик передает сведенья о давлении в камере сгорания на ЭБУ, который, в свою очередь, корректирует подачу топлива.

Одно из «слабых мест» – стержень нагревателя, который ломается при неправильной установке (под неверным углом). Ведущие производители выпускают свечи с гибким осевым стержнем, который может согнуться, а не сломаться. Второй вариант решения этой же проблемы – подвижно закрепленный центральный стержень, компенсирующий избыточное давление при затяжке свечи.

На корпус свечи наносится цинковое покрытие, имеющие антикоррозионные свойства. Это позволяет легче выполнять ее замену и продлить срок службы.

Стандартизация

Современные свечи накаливания стандартизированы по ISO, что позволяет выбирать свечи по строго определенным техническим параметрам:

Диаметр и шаг резьбы крепления: от М10х1,0 до М18х1,5;
Размер под ключ: 12, 14, 17, 21 мм;
Покатость конуса: 63, 93, 123°;
Общая длина: 58-137 мм;
Длина рабочей части: 17,35 мм;
Диаметр рабочей части: 4-6 мм.

Свечи накаливания не требуют особого внимания и частой замены. Единственное условие – грамотный выбор и установка, после чего этот вопрос на долгое время будет закрыт.

О том, как выбрать новые свечи накаливания и какие бренды лучшие на рынке, читайте наш «Гид покупателя».

Срок службы свечей накаливания в дизельных двигателях

Топливный насос высокого давления (далее — ТНВД) предназначен для подачи топлива в камеру сгорания дизельных двигателей, а также бензиновых двигателей, которые оборудованы системой непосредственного впрыска.

ТНВД является крайне важным и конструктивно довольно сложным элементом автомобильной системы подачи топлива. ТНВД вынужден выполнять большое количество задач. Первоначально ТНВД применялись только в дизельных двигателях, однако, с изобретением систем непосредственного впрыска, стали применяться и в системе подачи топлива бензиновых силовых агрегатов. В обоих случаях ТНВД служит двум главным целям – подаёт топлива под высоким давлением в режиме реального времени, или же создаёт высокое давление в накопительной части топливной системы или аккумуляторе.

В зависимости от особенностей конструкции системы впрыска топлива, ТНВД подразделяются на:

— насосы непосредственного действия

— насосы с аккумуляторным впрыском.

Говорить об очевидных достоинствах ТНВД сложно, ведь его конструкция уникально и поэтому не поддается сравнению. Легче перечислить недостатки, которых несколько и практически все они являются следствием достаточно сложной конструкции ТНВД. Из-за непосредственного контакта с топливом большинства деталей ТНВД, срок службы насоса напрямую зависит от качества топлива. Попадание абразивных примесей и воды значительно увеличивают износ.

Форсунки

Из всех элементов топливной системы дизельного двигателя именно форсунки наиболее подвержены образованию нагара и смолистых отложений в процессе эксплуатации автомобиля. Это связано с тем, что расположены они в зоне непосредственного воздействия высоких температур камеры сгорания и работают при большом давлении топлива. Не стоит забывать и о качестве топлива, повышенное содержание смол в котором еще больше усугубляет условия работы форсунок и увеличивает образование отложений на них. Надо отметить, что форсунки современных дизельных систем Common Rail и насос-форсунка еще более чувствительны к смолообразующим соединениям, находящимся в топливе.

Закоксовывание распылителей дизельных форсунок приводит к неравномерному впрыскиванию топлива в камеру сгорания и очень часто является причиной поломки форсунок. В свою очередь, это грозит дорогостоящим ремонтом или их заменой. Отложения на форсунках негативно сказываются и на работе двигателя – снижается его мощность, а возникающие сбои приводят к его преждевременному износу.

Для того, чтобы избежать поломки форсунок эксперты рекомендуют проводить регулярные мероприятия по очистке дизельных форсунок. Наиболее простой и эффективный способ – промывка форсунок очищающими присадками.

Свечи накаливания

Современные свечи «ходят» до 30 тыс.км, а некоторые и больше до 60 тыс. км. — эти показатели заявлены производителем, на практике срок службы свечи зависит не только от качества топлива, состояния двигателя и манеры езды, но и от материалов самой свечи. На изношенных двигателях в цилиндры попадает чуть большее количество масла, чем нужно, соответственно на электродах свечи образуется больше нагара, что приводит к снижению ресурса свечей зажигания, и перебоям в работе двигателя. Неисправности в системе охлаждения, ведут к перегреву двигателя и как следствие к нарушению режима теплоотвода от свечей зажигания, они чрезмерно перегреваются, материалы электродов теряют свои свойства, что приводит к раннему «старению» свечей зажигания и преждевременному выходу их из строя.

Манера езды тоже ощутимо влияет на ресурс свечей зажигания, езда при больших и длительных нагрузках приводит к локальному перегреву электродов свечей зажигания, отложению значительных слоев нагара и в результате к снижению срока их работы.

Увеличение ресурса свечей зажигания основная задача производителя в конкурентной борьбе за наши с Вами кошельки. В этой борьбе фирмы преуспели. Главное направление – материалы электродов. Сейчас для изготовления центрального электрода свечей зажигания производитель старается применять различные жаростойкие сплавы с высокой теплопроводностью (никелевые, иридиевые, золото-палладий) и различные покрытия золотое, платиновое, серебряное. К материалу центрального электрода предъявляются жесткие требования по теплопроводности, коррозионной, эрозионной и жаростойкости.

Центральный электрод, изготовленный из иридиевых сплавов, позволяет, уменьшить диаметр самого электрода, что положительно сказывается при работе на обедненной смеси, а также улучшает холодный пуск двигателя, удлиняя ресурс свечи и снижая токсичность отработанных газов, за счет этого увеличивается срок службы катализатора выхлопной системы. Существуют свечи с чисто серебряным центральным электродом, заявленный ресурс которых в районе 50 тыс.км.

Требования к боковому электроду свечи аналогичные, но дополнительно он должен хорошо свариваться со стальным корпусом свечи и быть пластичным для регулировки зазора.

Помимо традиционных одно электродных, есть свечи разных производителей с двумя, тремя, четырьмя электродами и даже вообще без боковых электродов. В этом случае боковым электродом служит вся нижняя часть юбки свечи. Количество боковых электродов оказывает влияние на фронт распространения пламени и позволяет изготавливать так называемые, самоочищающиеся свечи, что естественно увеличивает ресурс работы свечи зажигания.

Как работают и для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе

В дизельном двигателе топливовоздушная смесь самовоспламеняется за счет сильного нагрева воздуха в процессе его сжатия в цилиндрах. Пока температура в камерах не достигнет нужного значения, мотор находится в режиме «холодного пуска». Если эксплуатационные условия при этом будут отличаться от нормальных (например, температура окружающей среды будет ниже +5 °С), двигатель будет запускаться слишком долго. Чтобы этого не произошло, применяются свечи накаливания, принцип работы которых аналогичен погружному электронагревателю. О том, как устроена свеча накаливания и какую функцию выполняет в дизельном двигателе и пойдет речь далее.

Принцип работы и функции свечи накаливания
Устройство и виды свечей накаливания
Управление свечами накаливания
Неисправности свечей накаливания в дизельных двигателях

Принцип работы и функции свечи накаливания

Основное предназначение свечи накаливания – это прогрев внутреннего пространства камеры сгорания. А потому для каждого цилиндра устанавливается своя свеча. В отличие от бензиновых двигателей она не генерирует искру, а лишь прогревает воздух для запуска мотора.

В зависимости от конструкции самого дизельного двигателя, эти свечи могут устанавливаться в различных местах:

в вихревой камере;
в форкамере (предкамера);
в камере сгорания.

При включении зажигания от аккумулятора на свечи накаливания поступает напряжение. Это позволяет разогреть воздушное пространство в зоне впрыска топлива до высоких значений температуры 850-1350°С. Когда происходит нагрев, на приборной панели автомобиля загорается индикатор состояния нагревателей (свечей).

Если лампочка индикатора гаснет, это означает, что требуемая температура достигнута и двигатель может быть запущен. После запуска силового агрегата свечи накаливания продолжают цикл разогрева, пока датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя не покажет 75 °С. В стандартном режиме это занимает не более 3 минут с момента запуска мотора.

Схема подключения свечей накаливания

Основными характеристиками свечей накаливания являются следующие параметры:

скорость нагрева;
объем нагрева;
габаритные размеры;
адаптация к параметрам камеры сгорания.

Устройство и виды свечей накаливания

Конструктивно эти свечи состоят из: корпуса, нагревательного элемента и клеммы подключения к питанию.

В верхней части корпуса присутствует резьба, позволяющая зафиксировать нагреватель на двигателе. Нагревательный элемент состоит из спирали с защитной оболочкой, которая может быть выполнена из металла или керамики. Ранее применялись конструкции с открытой спиралью, которые сегодня можно встретить в старых моделях авто. Такая система не отличалась долговечностью.

Устройство свечи накаливания

В конструкции с металлической защитной оболочкой наконечник нагревателя выполняется из сплава железа, хрома и никеля, устойчивого к воздействию высоких температур. Внутри него находятся нагревательная и регулировочная спирали.

Нагревательная спираль выполняет разогрев воздуха, и ее сопротивление не зависит от температуры. Регулировочная спираль путем повышения сопротивления выполняет регулировку интенсивности накаливания, предотвращая перегрев. Внутреннее пространство наконечника заполняется изолятором из оксида магния.

Кроме классических конструкций существуют турбосвечи, которые имеют специфическую форму корпуса и конический наконечник, что позволяет сократить утечки. Применяются такие модели в гоночных автомобилях.

Керамические свечи накаливания имеют аналогичную конструкцию, но вместо металла и защитная оболочка, и нагревательный элемент выполняются из керамики.

Спираль в нагревателе может быть целостной (моноспираль) или двойной. В первом случае она одновременно выполняет и функции накаливания, и при этом самостоятельно регулируется, препятствуя разогреву до критических температур. Конструкции с двойной спиралью применяются сравнительно недавно. Они позволяют более точно регулировать температурный режим нагревательного элемента на всех режимах работы двигателя.

Управление свечами накаливания

Охлаждение нагревательного стержня осуществляется за счет потока топливно-воздушной смеси на такте подачи и потока воздуха на такте сжатия. Снижение температуры происходит при увеличении скорости, а повышение – при стабильной работе двигателя. Для компенсации и регулирования этих процессов в современных автомобилях задействуется электронный блок управления двигателем (ЭБУ), который подает на свечу такое напряжение, которое оптимально соответствует текущему режиму работы мотора.

Помимо этого ЭБУ может осуществлять экстремальный разогрев свечи накаливания (за максимально короткие промежутки времени до 2 секунд). Наиболее прогрессивные системы предусматривают возможность независимого управления каждой свечой с помощью полупроводниковых элементов, что также упрощает процесс диагностики их состояния.

Неисправности свечей накаливания в дизельных двигателях

Срок службы свечи зависит от ее конструктивных особенностей, материала электрода и условий эксплуатации. Штифтовые конструкции в среднем имеют ресурс до 30 тысяч километров пробега, но некоторые наиболее качественные способны обеспечивать бесперебойную работу до 60 тысяч километров эксплуатации.

Выполнять проверку неисправности свечей в дизельном двигателе лучше всего до наступления холодов, поскольку летом проблемы могут вовсе не проявляться. Наиболее распространенными неполадками этого элемента являются:

обрыв спирали;
разрушение или оплавление нагревательного стержня;
повреждение резьбы монтажного соединения.

Причинами неполадок могут служить как естественные процессы, так и нарушения правил эксплуатации. В их числе:

перегрев нагревательного элемента при подаче слишком высокого напряжения;
неисправность двигателя и нарушение режимов впрыска топлива;
загрязнение форсунок мотора;
повреждение корпуса наконечника;
некорректная установка свечи в двигатель;
электрохимическая коррозия;
неисправность электронного блока управления.

Для более эффективной работы свеча должна устанавливаться точно на периферии воронки топливовоздушной смеси. При этом она должна быть продвинута достаточно глубоко в камеру сгорания или в форкамеру. Диагностику и замену этого элемента следует доверять профессионалам.

Принцип работы свечей накаливания, способ проверки, количество свечей в двигателе

С каждым годом дизельные двигатели набирают всё больше популярности среди простых водителей. Это и не удивительно, ведь их КПД гораздо выше, чем у бензиновых аналогов, а цена эксплуатации за счёт использования дизельного топлива намного ниже.

В это тяжело поверить, но первый дизельный двигатель был построен ещё в конце XIX века гениальным инженером Рудольфом Дизелем. Вот только конструкция получилась слишком большой. Её вес составлял порядка пяти тонн, но уже тогда КПД устройства был просто невероятным — целых 26,2%. Естественно, что вскоре устройство нашло своё применение в промышленности. Агрегаты стали устанавливать на торговых и военных судах.

Также за почти что сто лет развития технологии учёными было придумано множество дополнительных устройств, позволяющих увеличить мощность дизельного двигателя, достаточно вспомнить турбокомпрессор. В итоге КПД повысилось до невероятных 50%! Бензиновый аналог на данный момент способен выдать порядка 20. Подробно об особенностях V-образного дизельного двигателя можно прочитать здесь.

В дизельном двигателе есть множество важных узлов, которые регламентируют его работу. Одним из главных, пожалуй, является комплект свечей накаливания, которые делают возможным сам запуск системы в сложных условиях.

Что такое свеча накаливания

Свеча накаливания в дизельном двигателе — это один из самых важных элементов. Именно свечи отвечают за то, чтобы топливо внутри системы, обладало нужной температурой. Проще говоря, без этого элемента холодный запуск стал бы просто невозможным.

Сразу нужно дать одно важное пояснение. Свечи накаливания для дизеля кардинально отличаются от свечей зажигания. Дело в том, что они не генерируют искру, а доводят топливо до нужной температуры. Это происходит благодаря реле.

Возгорание топлива в дизельном двигателе происходит посредством давления. Соответственно основная работа свечей накаливания заключается в обеспечении беспроблемного запуска устройства, когда температура внешней среды менее пяти градусов по Цельсию.

Принцип работы

В дизельном двигателе воздух нагревается в цилиндрах до температуры в 900 градусов по Цельсию. Именно это приводит к воспламенению топливно-воздушной смеси. Фактически она загорается сама без какой-либо искры.

Чтобы достичь столь значительных показателей конструкция должна быть действительно прочной. Но этого недостаточно. Дело в том, что дизельный двигатель очень чувствителен к неблагоприятным погодным условиям. Свечи накаливания позволяют ему работать практически в любых условиях.

Свечи накаливания работают по принципу погружного электродвигателя. Чтобы смесь нагрелась до нужной температуры и воспламенилась, энергия должна пройти по спиральному резистору. При этом нагрев данного элемента может достигать 1000 градусов.

Этот не особо сложный принцип работы позволяет свечам накаливания обеспечить запуск дизельного двигателя даже в сильный мороз. Тем не менее не всё так просто как может показаться на первый взгляд.

Дело в том, что, несмотря на свою простоту и эффективность, данный принцип работы не лучшим образом отражается на сроке эксплуатации всей системы. Мало того, существует реальный риск перегрева.

Если же вернуться к истории, то достаточно вспомнить 60-е года. Тогда чтобы запустить дизельный двигатель нужно было по меньшей мере 30 секунд. В 80-е годы учёным удалось сократить данный интервал до трёх.

К сожалению, при активации дизельного агрегата в мороз, свечам накаливания необходимо определённое время, чтобы осуществить разогрев. Но на быстром запуске эволюция свечей не заканчивается.

С каждым годом экологи выдвигают всё более строгие требования к современным автомобилям. Чтобы соответствовать стандартам свечи накаливания стали делать таким образом, чтобы они включались в процесс запуска даже на холостом ходу. Это позволило обеспечить более низкие выбросы вредных веществ в атмосферу. Само собой, что и требования к надёжности данных элементов значительно выросли.

Если же смотреть в будущее, то не за горами время, когда повсеместно станут использоваться двигатели, имеющие низкое сжатие. Подобное становится возможным благодаря усиленному наддуву. Мало того, это позволяет минимизировать количество вредных выбросов.

К сожалению, конструкции с мощным наддувом не отличаются надёжным пусковым режимом. Выход из ситуации учёные нашли в высокотемпературных свечах накаливания. Они не только могут раскалиться до гораздо больше температуры, чем свои предшественники, но и обладают куда большим сроком службы.

Однако такого рода концепция имеет плохой пусковой режим, обусловленный конструкцией. Здесь некоторую пользу можно получить благодаря высокотемпературным свечам накаливания из керамики, так как они существенно горячее металлических аналогов и дополнительно к этому обладают большим сроком службы.

Когда свечи накаливания включаются в работу после запуска, это позволяет в значительной мере сократить выбросы дыма. Как результат устройства данного класса полностью соответствуют строгим экологическим нормам.

Добавления в конструкцию свечей накаливания уникального сердечника позволяет вывести саморегулирование устройства на качественно новый уровень. Подобное устройство позволяет избежать тепловых перегрузок. Даже скачки напряжения не могут повредить свечам.

Оптимальная форма сердечника накаливания позволяет при низком расходе энергии максимально быстро достичь нужной температуры. Мало того, сама возможность достижение «пика» исключается благодаря оптимизации конструкции.

Типы конструкций

Конструкция детали может быть выполнена из керамики или металла. Сам нагревательный элемент имеет форму спирали. Считается, что первый вариант исполнения имеет более перспективное будущее, так как обеспечивает большую скорость нагрева и более высокую температуру.

Металлическая конструкция имеет в наличии две спирали:

нагревательную,
регулировочную.

Первая обеспечивает быстрый нагрев. Вторая защищает конструкцию от перегрева. Подобное становится возможным благодаря увеличению сопротивления при росте температуры.

Керамические конструкции являются куда более сложными в исполнении и состоят из таких элементов:

металлический корпус,
нагревательная трубка,
болт для подсоединения и гайка,
регулировочная спираль,
специальное наполнение для изоляции,
центральный электрод,
резьба для вывёртывания.

Принцип действия керамической конструкции такой же, как и у металлического аналога, но эффективность намного выше.

Как проверить состояния свечей накаливания в дизельном двигателе

Есть несколько способов проверки свечей накаливания. Вы можете осуществить данную процедуру, используя двигатель, или же без его участия. При демонтаже и последующей проверке вам понадобится омметр. Если же подобного устройства нет, сгодится и вольтметр. Оба устройства созданы для того, чтобы показывать напряжение.

Чтобы проверить есть или нет напряжение на свечах накаливания, подключите свечу к аккумулятору. Плюс должен выходить на клемму, а минус лучше вывести на корпус самой свечи.

Если свеча накаливания исправна, то уже через несколько секунд её спираль станет горячей. Небольшое свечение станет признаком того, что с элементом всё в порядке, и вы можете проверять следующую свечу.

Также для проверки вы можете использовать обычную шину. Для этого достаточно установить на ней свечи. Их концы должны смотреть вверх. Массу нужно замкнуть посредством проводов с большим сечением. Проводники крепятся к корпусу каждого элемента.

Ещё один способ проверки можно осуществить посредством форсунок. Точнее, вам понадобятся их отверстия. Выкрутите элементы и понаблюдайте за свечением штифтов. В процессе работы они должны раскалиться от нагрева.

Если свечение одних штифтов серьёзно уступает всем остальным, значит, необходимо дополнительно протестировать электрические соединения. В случае положительных результатов проблему нужно искать посредством проверки сопротивления.

Итоги

Важность данных деталей не подлежит сомнению. Они не только позволяют реализовать запуск дизельного двигателя при минусовой температуре, но и в значительной мере уменьшают количество вредных выбросов.

Для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе?

Свечи накаливания в дизеле нужны для нагрева топлива при отрицательных и нулевых температурах, облегчая запуск холодного двигателя.

Без дополнительного подогрева воздуха в камере сгорания дизельный ДВС может запускаться 30-40 секунд. Причина – в разной природе горения солярки и бензина: смесь дизеля с воздухом воспламеняется от сжатия при условии ее положительной температуры.

Что из себя представляют свечи накаливания?

Основной элемент свечи – нагревательный стержень. По сути, принцип работы аналогичен электрическому кипятильнику для воды.

Есть два типа свечей накаливания: штифтовые (металлические) и керамические. По конструкции они схожи, разница в нагревательном элементе.

Штифтовые свечи – простые и дешевые в производстве, но устаревшие. Внутри стержня расположены одна или несколько спиралей специального состава – обычно сплав железа, никеля и хрома.

Металлические свечи дольше нагреваются до рабочей температуры (около 10-15 секунд). Предел их нагрева обычно не больше 1000℃, т.к. температура плавления материала стержня составляет примерно 1400 С.

Керамические свечи – имеют более тугоплавкий наконечник нагревательного стержня (более 1900 С).

Из-за этого температура в камере сгорания может быть выше (порядка 1300℃, что невозможно для металлических свечей).

Другие плюсы: высокая скорость прогрева – 2-3 сек, дольше ресурс. Это самый распространенный тип свечей накаливания на современных дизельных двигателях.

Доп. причина, по которой современные автопроизводители чаще выбирают керамические свечи накаливания — повышенные экологические нормы. Например, свечи накаливания используются при регенерации сажевого фильтра (DPF).

Для поддержания его работоспособности, необходимо периодически сжигать отложения, скапливающиеся на фильтрующем элементе. Электронный блок управления двигателем, запускает программу «регенерационного накала», принудительно разогревая свечи накаливания до рабочего режима более 1000℃.

Из-за этого растет температура в камере сгорания, повышается температура выхлопных газов и сгорают отложения на фильтре.

Клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Еще одна экологическая «примочка» для современных «зеленых» — клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR).

Свечи накаливания, в том числе, служат для поддержания его работоспособности. Низкая температура картерных газов приводит к образованию нагара на клапане, что затем приведет к увеличению расхода топлива, повышению концентрации вредных соединений в выхлопных газах, снижению мощности двигателя.

В перспективе сам клапан сломается (EGR попросту заклинит). ЭБУ дает сигнал на подогрев свечей накаливания, чтобы температура в камере сгорания не падала ниже критической отметки, тем самым продлевая срок службы системы EGR.

Срок службы свечей накаливания и регламент их замены

Средний срок службы свечей – 60-100 тыс. км, но иногда доходит до 150-160 тыс. км. Здесь все индивидуально: условия эксплуатации, климатические условия, число циклов изменения температуры свечей от отрицательных до рабочих.

Также у каждого автопроизводителя свои регламенты по замене.

Важный фактор, влияющий на срок службы – технология монтажа. При неправильной установке (например, неверно подобран момент затяжки), можно повредить корпус свечи накаливания или другие элементы, что приведет к значительному сокращению ресурса работы.

Свечи накаливания также могут прикипеть в посадочном месте. Тогда при попытке демонтажа есть риск, что конец нагревательного элемента обломится и попадет в камеру сгорания. Запуск двигателя в таком случае приведет к проблемам. Наличие твердого тела в камере сгорания работающего двигателя нанесет сильный урон цилиндро-поршневой группе и стенкам камеры.

Как следствие, может потребоваться демонтаж головки блока цилиндров с дальнейшей ревизией, а при серьезном ущербе — проточка блока цилиндров, замена цилиндров и поршней. В итоге получим внеплановый ремонт ДВС.

Избежать этого можно несколькими способами. Часто помогают разжижающие составы (от банальных жидких ключей и «народных» способов, вроде уксуса или моторного масла в посадочные места до спецсоставов, продающихся в магазинах автохимии).

Также благоприятной замене способствует проведение процедуры на «горячем» моторе. При нагревании тела расширяются, и за счет этого эффекта избегаем негативных последствий.

Вообще, при возникновении неисправностей с дизельным двигателем, нестабильной работе или трудностях с запуском – рекомендуется сначала произвести его диагностику. В дизельном ДВС, из-за особенностей устройства, подобные симптомы часто лишь следствие проблем в топливной системе.

Рекомендуем менять свечи накаливания в специализированных центрах по обслуживанию дизельных авто.

Принцип работы, устройство и замена свечей накаливания в дизельном двигателе

О том, что дизельные двигатели плохо запускаются при низких температурах, причём не запредельных, а начиная с околонулевой зоны шкалы градусника, владелец современного автомобиля может и не подозревать. Способствуют тому с виду простые устройства – свечи накаливания, по одной на каждый цилиндр двигателя. Автоматически подключаясь, они обеспечивают уверенный старт дизеля даже в сильный мороз, когда без них водителю пришлось бы сильно разочароваться в удобстве пользования своим мощным и экономичным двигателем.

Назначение свечей накаливания дизеля

Воспламенение смеси тяжёлого топлива с воздухом в дизельном моторе происходит от тепла, выделяемого при сжатии. Поршень идёт вверх, клапаны закрыты, объём надпоршневого пространства стремительно уменьшается. По законам физики давление и температура воздуха возрастают.

В момент, когда они максимальны или около того, точное значение выбирается при расчёте двигателя, происходит впрыск топлива под давлением. Если температура сжатого газа уже достаточна, получается самовоспламенение.

На максимальную температуру оказывают влияние несколько факторов, во время разработки мотора все они учитываются. Результат обычно таков, что если мотор имеет оптимальные характеристики, то запустить его на товарном дизельном топливе при температуре всасываемого воздуха уже около нуля практически невозможно. В конце такта сжатия нужного значения она не наберёт. Требуется дополнительный подогрев.

Решить задачу с наименьшими затратами удалось при помощи свечей накаливания. Схематично это простые устройства, содержащие нить из провода большого сопративления, помещённую в защитный корпус и расположенную в камере сгорания цилиндра.

При подаче на неё электрического напряжения она быстро разогревается до температуры порядка 1000 градусов Цельсия (ярко-оранжевое, практически белое свечение) и нагревает воздух до нужного порога вспышки.

Даже после того, как двигатель запустился, отключать свечи рано. Различными способами их тепловая мощность уменьшается, но они продолжают подогрев, обеспечивая устойчивую работу ещё холодного двигателя, тем самым повышая его экологические характеристики и ускоряя выход на рабочий температурный режим. После чего автоматически отключаются устройством управления.

Типы свечей

С момента своего появления свечи накаливания дизельных моторов прошли существенный эволюционный путь. Основными его направлениями стали:

увеличение надёжности и долговечности, условия работы свечи можно считать чрезвычайно тяжёлыми;
максимальное сокращения времени нагрева для быстрого пуска холодного двигателя;
усложнение конструкции приданием свече свойств саморегулирования питающего тока;
повышение температуры рабочей зоны свечи, что особо важно для современных дизелей с пониженной степенью сжатия.

Выделяется два типа свечей, отличающихся по технологии изготовления.

Керамические

Наиболее современные изделия выполняются из керамики. Этот материал позволяет работать при значительно более высоких температурах, чем металлы, что даёт эффект качественного разогрева без снижения срока службы.

Для изготовления рабочего стержня свечи применяют соединение кремния с азотом. Этот материал обладает выдающимися свойствами именно применительно к его нахождению в цилиндре дизельного мотора.

Уникально сочетаются температурная стойкость, минимальная деформация при тепловом расширении и высокая сопротивляемость ударным нагрузкам за счёт вязкости, редко свойственной керамике. При этом он является электрическим изолятором, что упрощает конструкцию и повышает надёжность.

Современные керамические свечи способны разогреваться до полутора тысяч градусов, при этом служить более ста тысяч километров пробега. Это важный показатель, учитывая их высокую стоимость. Именно она стала единственным недостатком керамики.

Штифтовые

Более простые и дешёвые изделия состоят из одной или двух нитей накаливания, помещённых в металлический корпус (штифт). Для электрической изоляции пространство между металлом колпака и нитью заполняется веществом, хорошо проводящим тепло, но изолирующим корпус от электрического замыкания. Обычно это окись магния.

Характеристики таких свечей задаются количеством и материалом нагревательных спиралей. Возможны два варианта – единственная нить выполнена из материала с подобранным коэффициентом зависимости между сопротивлением и температурой, или более простая рабочая спираль дополняется регулирующей, нужным образом реагирующей на нагрев.

Таким образом обеспечивается расчётное время быстрого выхода на рабочий режим с последующим поддержанием температуры на сниженной мощности.

Металлические штифтовые свечи отличаются низкой стоимостью, но их тоже приходится усложнять ради регулируемости. В последние годы распространённость мощной и недорогой элементной базы для блоков управления позволяет эти функции переносить на источник питания свечи.

Принцип работы и устройство

Свеча в цилиндре устанавливается максимально близко к зоне впрыска в него распылённого топлива. Дизели могут иметь разную конструкцию, с вихревыми или предварительными форкамерами, камерой сгорания в поршне, многократным впрыском за один цикл.

В любом случаен топливо надо воспламенить как можно быстрее при его появлении в сжатом воздухе. От этого зависит экономичность двигателя и чистота сгорания.

Начальный разогрев свечей идёт на максимально допустимой мощности. Водитель не должен тратить время на ожидание. После погасания индикаторной лампочки проходит ещё некоторое время, и температура выйдет на предел.

Двигатель запускается, но свечи не отключаются ещё некоторое время, просто понижается подаваемая на них мощность. Это достигается либо характеристиками спиралей, либо управляющим устройством.

Самые простые свечи медленно набирают температуру за время, измеряемое десятками секунд. Лучшие современные способны за время менее 2 секунд выйти на режим максимальной температуры, а затем самостоятельно её сбросить. Этому способствует применение керамических проводящих стержней вместо спиралей, а также уменьшение размеров наконечника.

Неисправности

Перегорание свечи означает, что она уже не сможет реагировать на подачу напряжения изменением температуры. Как полностью, так и частично. В том числе возможны случаи, когда нагрев распространяется по корпусу не начиная с кончика стержня, а с любой другой зоны. Нормально работать такая свеча не будет.

Возможно и нарушение геометрической формы изделия. Металлические наконечники способны вздуваться или искривляться, что чревато разрушением при работе или попытке демонтажа.

Избежать подобных проблем проще всего профилактической заменой. Примерный срок службы каждого типа прибора известен, не стоит доводить до его исчерпания. Сложности могут возникнуть как с надёжным запуском мотора и сохранностью его устройств снижения токсичности, так и при попытке заменить неисправную свечу.

Как проверить свечи на работоспособность

Самый простой способ состоит в проверке омического сопротивления нити накаливания. Обычно оно составляет порядка одного ома, что можно определить подходящим прибором. Но так невозможно полностью оценить полную исправность детали.

Свечу можно извлечь и кратковременно подать на неё питающее напряжение. Следить при этом надо за интенсивностью и порядком разогрева кончика. Свечение должно плавно распространяться от торца к резьбовой части. Способ достаточно опасен, некоторые свечи при такой проверке способны перегреться, поскольку рассчитаны на работу только от управляющего устройства.

Как заменить свечи накала двигателя

При замене свечей неминуемо столкновение с проблемой закисания резьбы их крепления в головке. Непрерывное уменьшение геометрических размеров привело к снижению прочности корпуса из-за малого диаметра резьбовой части. Ни в коем случае не стоит сразу применять силу при попытке открутить неисправную деталь.

Если она переломится, а часть её останется в двигателе, то извлечь её оттуда очень непросто, придётся серьёзно платить за услуги специализированного сервиса. Поэтому лучше сразу туда и обращаться по поводу замены.

Если всё же деталь удалось демонтировать, а сделать это возможно путём последовательного ослабления затяжки аккуратным обстукиванием граней, отмачиванием резьбы проникающими составами и дозированным многократным приложением усилия, то устанавливать новую надо после полной очистки резьбового гнезда с затяжкой только динамометрическим ключом на заданный момент. Чрезмерный натяг и нерегулярные замены – источник всех проблем.

Что делать если при замене обломилась свеча

Для выворачивания обломков из головки блока существуют специальные экстракторы в наборах, где можно подобрать нужный размер.

Содержимое центральной части корпуса извлекается или высверливается, смотря как произошёл излом, после чего в отверстие ввинчивается экстрактор. При наличии некоторого навыка так можно вывернуть обломок, поскольку натяг в резьбе уже ослаблен. Главная задача – ничего не уронить в цилиндр.

В самых тяжёлых случаях придётся снимать головку с двигателя для извлечение остатков и восстановления резьбы. Это сложная и объёмная работа, которой должны заниматься специалисты, причём именно по дизельным двигателям, в ремонте сильно отличающимся от бензиновых.

Как самому заменить свечи накала на дизельном моторе

Свечи накала представляют собой расходный элемент. Качественные свечи имеют рабочий ресурс около 100 тысяч км. пробега автомобиля, но замена свечей накаливания при работе дизельного двигателя в тяжелых условиях является плановой процедурой, которую рекомендуется осуществлять через каждые 20-30 тыс. пройденных километров. От их исправности напрямую зависит эффективность холодного запуска дизельного двигателя и стабильность работы агрегата до полного выхода мотора на рабочие температуры.

Что нужно знать перед началом работ

Острая необходимость замены свечей накаливания своими руками может возникнуть в холодное время года, так как свечи повышают температуру внутри цилиндра для эффективного самовоспламенения смеси солярки и сжатого воздуха в момент прогрева ДВС. При выходе из строя более одной свечи дизель зимой уже не заводится. Также калильные свечи влияют на эффективность распыла топлива в цилиндрах.

Для самостоятельной замены необходимо иметь минимальный набор подручного инструмента: гаечный ключ, торцевой ключ-трещетку и отвертку. Полный набор подразумевает наличие перчаток, гаечные и торцевые ключи (которые имеют удлинители и замки-трещотки), развертку и плоскогубцы. Также понадобится немного графитовой и высокотемпературной смазки.

Стоит добавить, что свечи накала достаточно хрупкие. В процессе замены их можно сломать в результате неосторожной работы с ключами. Поломка свечи внутри свечного колодца приведет к тому, что возникнет необходимость высверливания остатков контактного стержня при помощи сверла и дрели. Также могут потребоваться дополнительные инструменты для восстановления поврежденной резьбы.

Самостоятельная замена

Обратите внимание, что при замене желательно менять сразу все свечи на новые независимо от их визуального состояния. Свечи накала подбираются согласно их соответствию для установки на тот или иной тип дизельного двигателя.

Снятие защиты

Свечи накаливания зачастую располагаются в верхней части головки блока цилиндров (обычно рядом с дизельными форсунками). Их может быть не видно в том случае, если мотор сверху прикрыт пластиковой крышкой или защитным кожухом. Данную защиту необходимо демонтировать для обеспечения доступа.

Отсоединение клемм АКБ

Так как свечи накала представляют собой электрический нагревательный элемент, потребуется осуществить отсоединение от АКБ минусовой клеммы. Затем производится откручивание небольших гаек, которые фиксируют наконечники высоковольтных проводов на контактных стержнях калильных свечей. Провод подключается к верхней части свечи. Указанную гайку необходимо отвернуть при помощи гаечного ключа, а сам провод можно немного сдвинуть, чтобы он не мешал дальнейшему снятию свечей накаливания.

Выкручивание калильных свечей

Следующим шагом становится выкручивание свечей при помощи ключа-трещотки. Выкручивать необходимо предельно аккуратно, чтобы не повредить резьбу в ГБЦ. Также существует риск сломать саму свечу, в результате чего могут возникнуть дополнительные сложности с последующим высверливанием стрежня и восстановлением резьбы.

Зачистка контактов

Далее необходимо произвести зачистку от загрязнений контактов на каждом высоковольтном проводе свечи накала. Это необходимо для полной работоспособности новых свечей после их установки на дизельный двигатель. Если контакт «прикипел», тогда его можно без особых затруднений снять при помощи плоской отвертки.

Удаление грязи из свечных отверстий

Отдельно стоит отметить процедуру очистки от нагара отверстий для установки свечей. Для этого понадобится специальная развертка, длинна которой позволит эффективно очистить свечные колодцы. Перед вкручиванием на развертку необходимо нанести смазку. Указанную развертку нужно вкрутить в каждое отверстие. Для процедуры лучше использовать не универсальную, а штатную развертку. Если имеется такая возможность, дополнительно необходимо удалить отложения из каналов при помощи сжатого воздуха.

Установка новых свечей накала

После очистки производится установка новых и/или заранее проверенных на работоспособность калильных свечей на дизельный двигатель. Затягивать свечи необходимо до появления небольшого сопротивления. Момент затяжки регулируется динамометрическим ключом и составляет 15 Нм. Перетяжка может привести к тому, что в процессе следующей замены будет присутствовать риск поломки свечи в колодце при попытке демонтажа.

Когда установка новых элементов на все цилиндры завершена, очищенные наконечники свечных проводов ставятся обратно на посадочное место, осуществляется их фиксация при помощи гайки и гаечного ключа. Необходимо убедиться в том, что наконечники проводов плотно закреплены, а также реализовано полное закрытие контактов свечей.

Затем можно присоединить минусовую клемму к АКБ. Дальнейшим шагом будет проверка установленных свечей. Проверять следует в штатном порядке: повернуть ключ зажигания, осуществить запуск дизеля, а после оценить работу ДВС в режиме прогрева. Если мотор уверенно запустился, работает ровно и без сбоев, тогда свечи накала полностью работоспособны. В противном случае необходимо провести повторную диагностику дизельного ДВС для поиска потенциальной неисправности.

Доступные способы самостоятельной проверки свечей накала дизельного двигателя. Диагностика калильных свечей со снятием, проверка тестером, на искру.

Причины затрудненного «холодного» пуска дизельного двигателя. Компрессия, свечи накаливания, дизельные форсунки, ТНВД, парафин или вода в топливной системе.

Признаки неработающего цилиндра (троение и вибрации) дизельного двигателя. Поиск неисправности: компрессия, дизельные форсунки, свечи накала, ТНВД и другие.

Синий выхлоп дизельного мотора, неисправности и причины появления сизого выхлопа дизеля. Износ цилиндропоршневой группы, компрессия, подача дизтоплива.

Запуск дизельного мотора зимой. Присадки-антигели в солярку, керосин и замена топливного фильтра. Обогрев топливного бака, свечи накаливания, аккумулятор.

Главные причины затрудненного пуска горячего дизельного двигателя. Проблемы с плунжерной парой ТНВД, перелив топлива через дизельные форсунки, датчики.

0 0 голоса

Рейтинг статьи