Войти
Проект-Технарь
Устройство авто.
Данный раздел посвещён вопросам устройства и экстплуатации авто
Здесь Вы сможете найти статьи по устройству, ремонту,
обсуживанию, также деталям и узлам авто.
Также можно найти классификацию нетрадиционных ДВС, их устройство и работу.
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, admin@studiplom.ru
Меню


Скидки - Программа скидок до 50%

СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТИПЫ СВЕЧЕЙ, КАК РАБОТАЕТ СВЕЧА.

Свеча зажигания является главной деталью двигателя втнутреннего сгорания и выполняет две основные функции:

Главной задачей для свечей зажигания, является воспламенение топлово-воздушной смеси. Свеча зажигания представляет собой - электрод, который передает электрическую энергию из системы зажигания в камеру згорания в виде искры. Система зажигания должна генерировать величину напряжения достаточную для формирования искры в зазоре свечи.

Температура рабочего конца свечи должна поддерживаться достаточно низкой для предотвращения раннего зажигания и, одновременно, достаточно высокой для предотвращения образования нагара. Это свойство свечи называется тепловой характеристикой, и определяется выбором теплового диапазона свечи.

Важно помнить, что свечи зажигания не генерируют, а только отводят тепло. Свеча зажигания функционирует как теплообменник, отводя излишнюю тепловую энергию от камеры сгорания и передавая ее системе охлаждения двигателя. Тепловой диапазон характеризуется как способность свечи к рассеиванию (передаче) тепла.

Величина теплопередачи определяется следующими факторами:

Тепловой диапазон свечей зажигания не зависит от фактического напряжения передаваемого через свечу зажигания. Вернее, тепловой диапазон есть величина способности свечи к отводу тепла от камеры сгорания. Величина теплового диапазона определяется несколькими факторами: длинной керамического центрального изолятора рабочего кончика свечи и его способности к поглощению и передаче тепла процесса сгорания, материалом изолятора и центрального электрода.


Тепловая мощность и тепловой поток через свечи зажигания NGK

Тепловой поток свечей зажигания

Горячий тип

  • Развитая поверхность контакта с газами камеры сгорания.
  • Медленный отвод тепла.
  • Быстрый нагрев рабочего кончика свечи.

Холодный тип

  • Небольшая поверхность контакта с газами камеры сгорания.
  • Быстрый отвод тепла.
  • Медленный нагрев рабочего кончика свечи.

Длина изолятора рабочего кончика свечи есть расстояние между кончиком изолятора со стороны искрового зазора и точкой контакта изолятора с металлическим корпусом свечи. Так как кончик изолятора является самой нагретой частью свечи, его температура является первичной причиной раннего зажигания и образования нагара. Температура кончика свечи должна находиться в диапазоне от 500°C до 850°C, вне зависимости от того, используется ли она в двигателе газонокосилки, лодки или гоночной машины.

Если температура кончика ниже 500°C, поверхность изолятора, окружающего центральный электрод, будет недостаточной для сгорания углеродных и прочих отложений. Накопление отложений может вызвать загрязнение свечи, что ведет к пропускам зажигания. Если температура кончика выше 850°C, свеча будет перегреваться, что может вызвать повреждение керамической оболочки центрального электрода и плавление электродов. Это может привести к раннему зажиганию/детонации и серьезному повреждению двигателя. Для одинаковых типов свечей зажигания изменение теплового диапазона на 1 единицу приводит к изменению температуры в камере сгорания на величину от 70°C до 100°C, а температура кончика свечи зажигания с заземляющим электродом выступающей формы при этом изменяется на 10°C-20°C.


Температура кончика изолятора и внешний вид свечи зажигания

Внешний вид свечи зажигания также зависит от температуры кончика свечи зажигания. Существует три основных критерия для диагностики свечей зажигания: нормальные, загрязненные и перегретые. Граница раздела между областями загрязнения и оптимального функционирования лежит около 500°C и называется температурой самоочистки свечи. При этой температуре скопившиеся углеродные и прочие отложения сгорают.

Необходимо иметь в виду, что длина изолятора рабочего кончика свечи является определяющим фактором теплового диапазона свечи. Чем он длиннее, тем меньше поглощается тепла и, в дальнейшем, тепло должно передаваться охлаждающей воде в каналах головки блока цилиндров. Это означает, что свеча имеет большую внутреннюю температуру и является свечой горячего типа. Свеча горячего типа поддерживает высокую внутреннюю рабочую температуру, обеспечивая сгорание масла и углеродных отложений, и не зависит от интенсивности или качества искры.

И наоборот, свеча зажигания холодного типа имеет меньшую длину изолятора и поглощает больше тепла камеры сгорания. Тепло проходит меньшую дистанцию, позволяя свече работать при более низкой внутренней температуре. Холодный диапазон необходим для тяжелонагруженного функционирования или работы на высоких оборотах в течении продолжительного периода времени. Свечи холодного типа более быстро отводят тепло и, таким образом, снижают вероятность раннего зажигания/детонации и плавления или повреждения рабочего кончика свечи. (Температура двигателя может влиять на рабочую температуру свечи, но не на тепловой диапазон свечи).

Температура свечей

Ниже приведен перечень некоторых возможных внешних факторов, влияющих на рабочую температуру свечи. Следующие симптомы или условия могут иметь воздействие на фактическую температуру свечи. Свеча не может создавать эти условия, но должна быть способна выдерживать тепловые нагрузки, иначе пострадают эксплуатационные возможности и двигатель может выйти из строя.

Соотношение/качество топливовоздушной смеси имеет значительное влияние на эксплуатационные возможности двигателя и рабочую температуру свечи зажигания.

Высокая компрессия / наддув поднимают температуру в камере сгорания и температуру кончика свечи зажигания.

Смещение момента зажигания в сторону опережения

Температура окружающего воздуха

Влажность

Барометрическое давление/Высота над уровнем моря


ВАРИАНТЫ НЕНОРМАЛЬНОГО ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ

Ранний момент зажигания

Детонация

Перебои/пропуски зажигания

Нагар


МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ

При компетентной диагностике свечи зажигания, она может являться помощником в различных настройках двигателя. Анализируя цвет изолятора рабочего кончика свечи, опытный механик может получить множество информации о рабочих условиях двигателя.

Вообще, светлый желтовато-коричневый/серый цвет свечи говорит о том, что двигатель функционирует в нормальном режиме при оптимальной температуре. Темный цвет, например, черные влажные или сухие отложения, может указывать на чрезмерно богатую смесь, слишком холодный тепловой диапазон свечи, возможное снижения вакуума, низкую компрессию, поздний момент зажигания или слишком большой искровой зазор свечи.

Присутствие влажного налета может быть вызвано повреждением прокладки головки блока цилиндров, износом маслосъемного колца, или возникновением проблем в механизме газораспределения, или работой двигателя на чрезмерно богатой смеси - в зависимости от состава влажных отложений на рабочем кончике свечи. Следы нагара или перегрева необходимо обнаруживать как можно быстрее с целью предотвращения ухудшения ходовых возможностей и повреждения двигателя.

Нормальное состояние свечи

Нормальное состояние

Состояние двигателя может быть оценено по внешнему облику рабочего кончика свечи зажигания. Если рабочий кончик свечи коричневый или светло-серый, состояние двигателя нормальное и свеча функционирует в оптимальном режиме.

СУХИЕ И ВЛАЖНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Хотя существует множество различных вариантов, но если сопротивление между центральным и заземляющим электродом выше 10 Ом, двигатель можно нормально завести. Если сопротивление изолятора падает до значения 0 Ом, запальный конец свечи зажигания загрязнен либо сухими сажистыми, либо влажными масляными отложениями.


Причины образования сажистых отложений: неправильные регулировки карбюратора; слишком обогащенная топливно-воздушная смесь; сильное загрязнение воздушного фильтра; слабая искра; неправильное функционирование/заедание воздушной заслонки; проблема чаще всего возникает при использовании двигателя для перемещения на короткие расстояния; свечи зажигания имеют слишком низкую рабочую температуру; индекс теплового диапазона свечи зажигания слишком низкий.

Результат: пропуски в зажигании, трудности в запуске двигателя.

Исправления: отрегулировать настройки карбюратора и воздушной заслонки; проверить состояние воздушного фильтра. Если загрязнены только одна или две свечи комплекта, то проверьте на наличие заедания клапанов или неисправности выводов системы зажигания. После исправления причины неисправности необходимо провести обслуживание свеч зажигания и снова их установить.

Отложения
Маслянные отложения

Причины образования масляных отложений: высокое содержание масла в камере сгорания. Повышенный уровень масла в картере двигателя; износ поршневых колец, гильз блока цилиндров или направляющих втулок клапанов. Может возникать в период обкатки нового двигателя или двигателя после капремонта (такие загрязненные свечи могут пройти обслуживание и устанавливаться снова).

Результат: пропуски в зажигании, трудности в запуске двигателя.

Исправления: проведение капитального ремонта двигателя, отрегулировать соотношение топливно-масляной смеси (2-тактные двигатели), заменить свечи зажигания на новые.


СВИНЦОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ И ПЕРЕГРЕВ

При перегреве свечи зажигания отложения, которые скапливаются на рабочем кончике изолятора, расплавляются и придают ему глазурованный или глянцевый внешний вид коричнево-желтого цвета.

Причины: резкое повышение температуры в камере сгорания, вызванное резким ускорением при большой нагрузке приводит к образованию лаковых отложений. Также использование топлива со свинцово-содержащими присадками приводит к образованию лаковых отложений.

Результат: при большой нагрузке лаковые отложения становятся электропроводными и приводят к пропускам в зажигании. Они не могут быть обнаружены замером сопротивления между центральным и заземляющим электродами при комнатной температуре.

Исправления: заменить свечи зажигания на новые. При повторении таких явлений рекомендуется использовать свечи с более холодным диапазоном и обслуживать их чаще.

Свинцовые отложения
Поврежденный изолятор

Изолятор имеет мутно-белый или серый цвет и выглядит вспученным. Электроды подверглись эррозии и отложений не наблюдается.

Причины: использование свеч зажигания со слишком высоким тепловым диапазоном; чрезмерное опережение зажигания; неисправность системы охлаждения двигателя; обеднение топливно-воздушной смеси; протечка впускного коллектора или заедание клапанов.

Исправления: проверить правильность: используемого теплового диапазона свечи зажигания, установки момента зажигания, регулировок карбюратора; проверить герметичность впускного коллектора и состояние клапанов. Заменить свечи зажигания.


ЗОЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Обильные порошкообразные отложения белого или желтого цвета на изоляторе и заземляющем электроде. Рекомендуется проверить исправность двигателя, в некоторых случаях рекомендуется замена свечей зажигания на новые. Возможно,понадобится смена типа используемого машинного масла.

Причины: использование определенных марок топлива и масел, содержащих присадки различного типа; образование отложений зависит от наличия утечки масла, качества используемого топлива и продолжительности работы двигателя.

Результат: может возникать самовоспламенение топливно-воздушной смеси, приводящее к потере мощности и и возможному повреждению двигателя.

Исправления: накопление отложений в зоне заземляющего электрода и корпуса изолятора могут быть необычно большими, но они легко снимаются. Можно проводить обслуживание и повторную установку свеч.

Зольные отложения

СКОЛ, КРОШЕНИЕ, РАЗРУШЕНИЕ ИЗОЛЯТОРА

Скол изолятора

Причины: разрушение изолятора обычно вызвано тепловым расширением и тепловым ударом, вследствие внезапного нагрева или охлаждения; механическое повреждение, вызванное падением свечи зажигания, или прикладыванием чрезмерного усилия на центральный электрод при выставлении зазора; в исключительных случаях формирование отложений между центральным электродом и изолятором, а также коррозия центрального электрода могут привести к разрушению изолятора (это чаще происходит при слишком большом периоде эксплуатации двигателя).

Результат: пропуски в зажигании, искра проскакивает в промежутке, недоступном для воспламенения свежей порции топливно-воздушной смеси, подающейся в камеру сгорания.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

НОРМАЛЬНЫЙ ИЗНОС

Результат: изношенная свеча зажигания не только излишне расходует топливо, но также осложняет работу всей системы зажигания, потому что зазор увеличенный вследствие эррозии требует большего напряжения. Нормальный уровень увеличения зазора при эксплуатации: четырехтактные двигатели: 0.01~0.02 мм / 1000 км, двухтактные двигатели: 0.02~0.04 мм / 1,000 км.

Исправления: замена свечи зажигания на новую в случае чрезмерного износа ее электродов.

Нормальный износ
Нормальная эррозия

НЕНОРМАЛЬНАЯ ЭРРОЗИЯ

причины: ненормальная эррозия электрода возникает под воздействием коррозии, окисления и реакции со свинцом - все это приводит к увеличению искрового зазора.

результат: пропуски в зажигании, трудный запуск.

исправления: замена свечи зажигания на новую.

СВИНЦОВАЯ ЭРРОЗИЯ

Типичная свинцовая эррозия вызывает утоньшение заземляющего электрода, и кончик центрального электрода выглядит расщепленным.

Причины: свинцовая эррозия вызвана присутствием свинцовых примесей в топливе, которые при высоких температурах вступают в химическую реакцию с материалом электродов (никелевый сплав); структура никелевого сплава разрушается, вследствие проникновения и разделения структуры зерен никелевого сплава свинцовыми соединениями.

Результат: пропуски в зажигании, трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

Свинцовая эррозия
Износ заземляющего контакта

ЧРЕЗМЕРНЫЙ ИЗНОС ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДА

Причины: присутствие агрессивных добавок в топливе и масле. Снижена пропускная способность смеси в камере сгорания, вероятно, вследствие наличия отложений. Детонация. Перегрев отсутствует.

Результат: пропуски в зажигании, особенно в режиме ускорения; трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

ВОГНУТАЯ ЭРРОЗИЯ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДА

Центральный электрод имеет только следы нормального износа.

Причины: нарушение полярности при подключении катушки зажигания.

Результат: Пропуски в зажигании, неравномерная работа двигателя на холостом ходу.

Исправления: Поменяйте полярность подключения проводов к первичной обмотке катушки зажигания. Замена свечи зажигания на новую.

ЧРЕЗМЕРНЫЙ ИЗНОС ЦЕНТРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДА

Причины: не соблюден интервал замены свечей зажигания. Свеча давно требует замены.

Результат: пропуски в зажигании, особенно в режиме ускорения; трудный запуск.

Исправления: замена свечи зажигания на новую.

ЭРРОЗИЯ, КОРРОЗИЯ, ОКИСЛЕНИЕ

Материал электродов окисляется, и когда происходит сильное окисление, поверхность электрода приобретает зеленый оттенок. Поверхность электрода также изношенная и неровная.

Результат: Пропуски в зажигании; трудный запуск

Исправления: Замена свечи зажигания на новую.


РАСПЛАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ

Работа двигателя при чрезмерно высокой температуре в камере сгорания приводит к возникновению чрезмерно раннего зажигания и расплавлению электродов. Температура плавления никелевого сплава составляет 1,200~1,300°C. Первым плавится центральный электрод, затем, заземляющий электрод. Чаще всего поверхность электрода глянцевая и неровная, изолятор - белого цвета, имеет пористую и мягкую структуру но может быть грязным, если присутствовали пропуски в зажигании. Электроды могут быть частично расплавленными с присутствием расплавленных посторонних включений на них (крайний справа снимок).

Причины: перегрев, вызванный самовоспламенением топливной смеси, например, при чрезмерно раннем зажигании; отложения в камере сгорания; повреждение распраделителя зажигания; использование топлива низкого качества; обеднение топливно-воздушной смеси; нарушения в работе системы охлаждения двигателя; использование свечи зажигания с чрезмерно низким числовым значением теплового диапазона; утечка через впускной коллектор; недостаток в смазке.

Результат: пропуски в зажигании; потеря мощности (повреждение двигателя).


Информацию собрал и отредактировал Vdovin/