Характеристики свечи накаливания дизельного двигателя

DENSO. Современные решения для зимнего старта

• Прочитано: 1851
• Дата: 15-12-2017, 11:41
• Печатать

По статистике, 80% случаев приобретения свечей накаливания приходится в период с сентября по март. Чтобы не упустить клиента, в это время нужно тщательно контролировать складские запасы и быть готовым ответить покупателю на любые вопросы. Разобраться в свечах накаливания нам помогает признанный специалист в оригинальных дизельных технологиях компания DENSO.

Если кто не знал

Дизельный двигатель запускается и работает до достижения рабочей температуры тем эффективнее, чем выше температура сжатого воздуха в головке блока двигателя на момент подачи в него топлива. Зимой при отрицательных температурах воспламенить топливо сложнее по понятным причинам: и воздух, подаваемый в цилиндры, и детали двигателя — холодные. Помогает нагревать камеру сгорания, в первую очередь при пуске двигателя, система накаливания, основой которой являются свечи накаливания.

Эволюция простой детали

Принципиальное устройство свечи накаливания очень простое — это обычный ТЭН. А уже в каком режиме он работает, чтобы улучшить показатели двигателя — это дело технологий.

В процессе развития двигателестроения инженеры предложили усовершенствовать роль свечи накаливания. В современных двигателях свечи продолжают работать до достижения рабочей температуры двигателя еще несколько минут, что улучшает и эффективность сгорания топлива, и шумовые, и экологические показатели двигателя.

В борьбе за экономику и экологию свечи накаливания прошли немалый эволюционный путь. Первые свечи были с внешней не защищенной спиралью, далее ее покрыли защитным кожухом с изолятором, и в таком принципиально удачном виде она просуществовала достаточно долго, усовершенствовались лишь материалы, уменьшающие время разогрева свечи. Далее пошла волна технологических новаций: двойная спираль, свеча с керамическим нагревательным элементом, свечи с мгновенным нагревом.

В современном дизельном двигателе свечи накаливания решают следующие задачи:
• улучшают характеристики двигателя;
• способствуют экономии топлива;
• снижают выбросы;
• снижают шумы;
• уменьшают вибрации.

Технологии в свечах накаливания будущего развиваются в направлениях, следующих в фарватере увеличения общего КПД от работы детали:
• уменьшение времени разогрева — не более 2 секунд до достижения 1000°С;
• свечи включаются, когда это нужно для двигателя;
• увеличение времени остаточного нагрева — до 15 минут;
• увеличение надежности и срока службы.

Возможен ли тюнинг?

В принципе — да. Всегда можно поставить деталь с улучшенными характеристиками, в том числе и свечу накаливания, при условии, что она подойдет по размерам и по электрическим параметрам. Но важно понимать, что дизельный двигатель — очень сложное высоконагруженное устройство, с которым лучше не экспериментировать. Поэтому все разговоры вокруг выбора свечей накаливания в итоге должны сводиться к выбору не модели свечи, а к выбору марки. Единственно верное решение — выбор по каталогу и установка только того, что рекомендовано заводом-изготовителем автомобиля!

Допустим лишь один вариант — когда вызывающий доверие производитель выпускает свечу следующего технологического поколения, адаптированную под использование в двигателе раннего поколения, и это имеет подтверждение в каталоге марки.

Замена, правила и риски

Итак, марка выбрана, свечи куплены. Дружащие с ключом и головой владельцы автомобиля легко могут поменять свечи и сами. А кто не может или не хочет, или же не хочет рисковать — очевидно, обращаются в автосервис. Почему рисковать? Да потому что свечи имеют свойство плохо выкручиваться и вообще ломаться при этом. Виноваты ли свечи? Нет! Только ошибки того, кто это свечу закрутил десятки тысяч километров назад. В общем, и замена, и эксплуатация свечей накаливания имеют свои жесткие требования. Читаем далее и запоминаем…

Рекомендации по установке:
• При замене свечей накаливания следите за тем, чтобы при демонтаже свечи масло, загрязнения с наружной поверхности свечи и т.д. не попадали в цилиндр.
• При монтаже свечи накаливания очистите фланец двигателя и установите свечу вровень с головкой цилиндра.
• Убедитесь в том, что свеча установлена правильно, и завинтите ее вручную до упора. Завертывание вручную исключит вариант перекоса и повреждения резьбы как свечи, так и тела головки цилиндра.
• После этого затяните ее ключом в точном соответствии с моментом затяжки.

Типичные причины неисправностей

Неисправность свечей накаливания чаще всего вызвана слишком высоким напряжением и/или высокой температурой. Свечи накаливания разработаны для эксплуатации в диапазоне температур от 850°С до 1100°С. В случае подачи электрического тока на свечу накаливания в течение слишком долгого времени (что может быть вызвано неисправностью блока управления или реле накаливания) может произойти перегревание свечи, которое приведет к увеличению ее размера, расслоению или разрушению. В связи с этим рекомендуется проверить все электрооборудование перед заменой свечей накаливания.

Ранний момент впрыска, неправильная установка инжектора или прямое попадание топлива в камеру сгорания двигателя вызывают чрезмерное увеличение температуры сгорания, что также приводит к повреждению свечей накаливания.

Нередки также случаи, когда в системе на 24 В вследствие неправильного подбора свеча накаливания на 12 В подвергается избыточному накалу. Масло в камере сгорания, часто по причине износа двигателя, также выводит свечу из строя. Избыточная влажность при хранении также может навредить свече.

Оригинальные технологии от DENSO

Основными параметрами свечей для дизельного двигателя является температура разогрева, скорость разогрева и срок службы свечи накаливания. Чем выше температура, тем эффективнее свеча в работе. Чем быстрее свеча разогревается, тем быстрее будет старт автомобиля.

Все свечи накаливания DENSO имеют оригинальное качество, а продукция компании считается одной из лучших с точки зрения широты ассортимента и технических характеристик. Свечи накаливания DENSO соответствуют качеству оригинального оборудования и пригодны для использования во всех автомобилях.

Значительные вложения в процессы исследования и разработки помогли компании DENSO стать передовым производителем систем для дизельных двигателей. Инновационность продукции обусловлена богатым опытом корпорации DENSO, являющейся одним из ведущих мировых поставщиков оригинальных свечей накаливания для производителей автомобилей во всем мире.

Свечи накаливания соответствуют качеству оригинального оборудования, что отвечает требованиям производителей или даже превышает их. Вся продукция соответствует стандартам ISO TS 16949, ISO 14001 и OHSAS 18001.

Сравнение типов свечей накаливания DENSO

Программа свечей накаливания DENSO объединяет все новейшие технологии производства. Ассортимент свечей накаливания включает четыре серии — они перечислены на графике сравнения типов свечей накаливания. Лучшими характеристиками при холодном пуске обладают свечи мгновенного нагрева и керамические свечи накаливания. Керамические свечи обеспечивают быстрый пуск и поддерживают послепусковую температуру. Самыми высокотехнологичными являются свечи мгновенного нагрева, которые разогреваются примерно за 2 секунды.

DENSO — пионер дизельных технологий
В 1991 г. компания DENSO стала первым в мире производителем керамических свечей накаливания для конвейерной сборки, которые повысили скорость пуска двигателя и снизили выбросы вредных веществ. И сегодня в передовых свечах накаливания DENSO используется керамический нагревательный элемент.

Характеристики керамических свечей накаливания DENSO:
• Время разогрева: > 3 сек. до достижения 850°C (с блоком управления током 1200°C (металлическая 1000-1125°C)
• Дольше время остаточного подогрева: > 10 мин (металлическая 3-5 мин)
• Меньше потребление мощности: autoExpert №5 2017.
Использование материалов возможно только со ссылкой на источник.

Свеча накаливания

Свечи накаливания (также калильные свечи) — детали в дизельном двигателе, в предпусковом подогревателе двигателя, в автономном отопителе салона (кабины) и в калильном карбюраторном двигателе (широко распространены в авиа-, судо-, и автомоделировании), служащие для облегчения его холодного пуска. В отличие от свечей зажигания, они не дают искру, а представляют собой обычный электронагревательный элемент.

Содержание

• 1 Назначение
• 2 Принцип работы
• 3 Свечи накаливания в калильном карбюраторном двигателе
• 4 Свечи накаливания в автономных отопителях и подогревателях
• 5 Стандарты
• 6 Ссылки

Назначение [ править | править код ]

При нормальной работе дизеля горючее в цилиндрах поджигается путём самовоспламенения в момент впрыска его форсунками в предварительно сжатый поршнем воздух, нагретый до 700—900°С; соответственно, обычных искровых свечей зажигания, как в бензиновом двигателе, в его конструкции нет и не требуется.

Свечи накаливания являются по сути частью предпускового устройства двигателя и нужны по большому счёту только для облегчения пуска дизеля после долгого простоя («на холодную») за счёт улучшения условий образования рабочей смеси, особенно если температура воздуха низка (ниже +5°С). При такой температуре дизельное топливо испаряется неохотно, и не образует необходимой для работы двигателя смеси с воздухом.

Некоторые дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания (без предкамер) вообще не имеют свечей накаливания, в основном это сравнительно крупные и тихоходные тракторные двигатели или двигатели, приводящие в движение промышленное оборудование. Некоторые дизели вместо свечей накаливания используют предпусковой подогреватель в виде встроенной во впускной коллектор нагревательной решётки (grid heater) — как пример можно назвать 5,9-литровые дизели фирмы Cummins, устанавливаемые на автомобиле Dodge Ram. У некоторых тракторов свеча накаливания только одна, расположенная во впускном коллекторе и работающая в паре с дополнительной форсункой (при запуске непрерывно в небольшом количестве впрыскивается дизельное топливо); таким образом, перед пуском в камеры сгорания подаётся не холодный воздух, а горячий вместе с продуктами сгорания дизтоплива. Данное устройство называется электрофакельный подогреватель.

Принцип работы [ править | править код ]

Упрощённо говоря, калильные свечи представляют собой обычный погружной электронагреватель со спиральным резистором. Стержень свечи накаливания выступает в камеру сгорания (или предкамеру) дизеля, так, что его кончик расположен на границе создаваемого форсункой завихрения рабочей смеси.

Обычно свечи накаливания подключаются автоматически после поворота ключа зажигания в положение, непосредственно предшествующее тому, в котором включается стартер (III, Start или аналогичное). При этом на щитке приборов зажигается специальная лампа-индикатор (показана на иллюстрации), а свечи накаливания начинают нагреваться до высокой температуры (рабочий элемент становится красным), попутно прогревая камеры сгорания и поступающий в камеру сгорания воздух (кроме форкамерных моторов). Однако 2-5 секунд электронакала свечи с холодного состояния хватает только для её саморазогрева, нагреть воздух и холодный металл массивного блока цилиндров и его головки свеча не в состоянии, тем более что воздух при кручении стартером двигателя постоянно замещается извне на не подогретый. Таким образом, главная цель нагрева свечей — это подогрев впрыскиваемого топлива до температуры, при которой оно испарится, хорошо смешается с поступающим воздухом и легко воспламенится уже от компрессии.

После повышения температуры свечи до достаточного уровня (обычно это занимает от 2 до 5 секунд) индикатор гаснет, после чего двигатель можно запускать. Обычно индикатор гаснет тем быстрее, чем выше температура воздуха, но, как правило, напряжение на свечи продолжает подаваться довольно долго. Непосредственно перед пуском двигателя или, чаще всего, вскоре после него свечи накаливания отключаются.

Во время пуска двигателя впрыскиваемое через форсунки топливо сильно нагревается и испаряется, хорошо смешивается с воздухом. Далее, за счёт компрессии, топливо-воздушная смесь самовоспламеняется. Если свечи неисправны или на них не поступает ток, то компрессии холодного дизельного двигателя оказывается недостаточно для уверенного воспламенения смеси — либо двигатель заведётся после продолжительного кручения стартера, либо не заведётся вовсе. Чем ниже окружающая температура, тем более затруднителен старт такого мотора. Исправный же дизельный мотор как правило заводится при минусовых значениях воздуха так же быстро, как и при плюсовых, что обеспечивается свечами накала и компрессией в пределах допуска.

В большинстве современных двигателей они могут продолжать работать до нескольких минут после пуска для снижения уровня вредных выбросов в атмосферу при работе холодного двигателя, а также для стабилизации процесса горения в ещё не полностью прогретом двигателе. Часто для этого напряжение не снимается совсем, но ступенчато снижается (например, +12В или + 24В при первичном прогреве, и +7В далее для поддержания температуры свечей). Затем подача тока на свечи полностью прерывается.

В ходе установившейся работы двигателя, свечи начинают играть другую роль, уже вспомогательную — становятся элементом системы распыления топлива, улучшающим приготовление рабочей смести (поток топлива постоянно «разбивается» о кончик свечи, что способствует созданию завихрений в камере сгорания). Также, представляя собою твёрдое тело с хорошей теплопроводностью, свечи накала продолжают подогревать впрыскиваемое топливо, будучи нагреваемыми уже процессами сгорания внутри двигателя.

Таким образом, от правильной работы свечей накала напрямую зависит зимний запуск дизельного двигателя и его дальнейшая работа.

Следует отметить, что схематика реализации системы свечей накала непосредственно зависит от производителя двигателя — могут подаваться различные напряжения, сами свечи могут быть выполнены из различных материалов, схема управления может учитывать и температуру воздуха, топлива, изменение сопротивления свечей в зависимости от их нагрева, температуру антифриза (по достижению которой заданной отметки отключать подогрев свечей) и так далее.

Свечи накаливания в калильном карбюраторном двигателе [ править | править код ]

Калильные свечи также применяются в двухтактных и четырёхтактных калильных карбюраторных двигателях, где они необходимы для начального и последующего (вначале на спираль подается электрический ток для разогрева спирали, воспламенителя, затем раскалённая спираль сама поддерживает температуру) воспламенения топливо-воздушной смеси.

Подразделяются на несколько видов:

1. холодная
2. средняя
3. горячая
4. очень горячая

Это необходимо для оптимального подбора температуры воспламенения горючей смеси, относительно климатического воздействия температуры окружающего воздуха.

Свечи накаливания в автономных отопителях и подогревателях [ править | править код ]

Свечи накаливания применяются также в автономных (работающих на дизельном топливе или бензине) предпусковых подогревателях двигателя и в автономных отопителях салона (кабины) автотранспорта. Назначение всё то же — воспламенить подаваемое форсункой топливо в камере сгорания.

На автомобилях «Запорожец» в расположенном спереди багажнике стоял автономный бензиновый отопитель салона, на ЛУАЗ-969 (двигатель спереди) этот же отопитель зимой подогревал холодный двигатель перед запуском. Бензин в камере сгорания отопителя воспламенялся при помощи свечи накаливания, после ро́зжига горение поддерживалось самостоятельно.

Автономные отопители салона устанавливались на автобусах семейства «Ikarus», самосвалах Tatra 138, Tatra 148, Tatra T815.

Подобные агрегаты получили самое широкое распространение для обогрева унифицированных герметизированных армейских кузовов типа КУНГ — обогреватели ОВ-65 и ОВ-95, работающие на дизельном топливе. Аналогично устроен обогреватель салона вертолёта Ми-8.

Стандарты [ править | править код ]

Размеры для свечей с закрытыми спиралями:

• ISO/DIS 6550-1, 6550-2, 6550-3
• ОСТ 37.003.091-92 «Свечи накаливания со спиралью в оболочке автотракторных дизелей. Технические требования. Методы испытаний».

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.

1. Принцип работы и функции свечи накаливания
2. Устройство и виды свечей накаливания
3. Управление свечами накаливания
4. 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.

Свечи накала на дизеле

Свеча накаливания, или калильная свеча — важная деталь дизельного двигателя, облегчающая его холодный пуск. Основное отличие от свечи зажигания представлено отсутствием искры, поэтому конструктивно свеча накаливания является обычным электронагревательным элементом.

Назначение свечей накала

Свечи накала используются в дизельных двигателях внутреннего сгорания с целью нагрева воздушных масс в цилиндрах до момента запуска. Работоспособная калильная свеча заметно увеличивает ресурс силовых агрегатов и предотвращает чрезмерные нагрузки, возникающие при запуске двигателя в холодное время года. Запуск и прогрев дизеля сменяется распылением топлива, подающегося через форсунки, а контакт со свечой способствует улучшению процесса подготовки топливной смеси.

ВАЖНО: Запуск дизеля в холодных погодных условиях и дальнейшая стабильная работа двигателя напрямую зависят от работоспособности свечей накаливания.

Особенности принципа работы

Стандартная свеча накаливания – электронагревательный элемент погружного типа со спиральным резистором. Внутри камеры сгорания располагается стержневая часть свечи, а её конец находится на границе рабочей топливной смеси. При повороте ключа и включении стартера, свеча накаливания подключается в автоматическом режиме, а на приборном щитке загорается лампочка-индикатор. В процессе нагрева калильной свечи до высоких температурных показателей, происходит прогрев камеры сгорания и поступающих воздушных масс.

Пяти секунд свечного накала, в условиях непрогретого состояния, хватает исключительно для самостоятельного разогрева элемента, а проблема нагрева воздуха в этом случае обусловлена поступающими извне холодными воздушными массами. Основной задачей нагрева свечи накаливания является топливный подогрев до оптимальных показателей, необходимых для воспламенения от компрессии. Как только температурный режим повышается до заданного уровня – индикаторная лампочка на панели сразу гаснет, но подача напряжения на свечу сохраняется.

В момент двигательного запуска впрыскиваемое через форсунки топливо сильно нагревается и в процессе смешивания с воздушными массами легко испаряется, а компрессия позволяет топливо-воздушной смеси самовоспламеняться. Неисправность свечных элементов сопровождается отсутствием такого воспламенения, поэтому дизельный двигатель заводится не сразу, или может вообще не завестись. В условиях заведенного двигателя, свечам накала отводится второстепенная роль элемента системы топливного распыления и улучшения подготавливаемой рабочей смеси.

ВАЖНО: Свеча накаливания – твердое тело, отличающееся очень хорошими показателями теплопроводности, а конструктивные особенности и материал такого элемента дизеля напрямую зависят от типовых характеристик двигателя, параметров напряжения и сопротивления, уровня нагрева и некоторых других важных критериев.

Виды и их устройство

Выделяется несколько основных видов калильных свечей для моторов дизельного типа:

• открытые элементы, отличающиеся отсутствием на спирали защитного чехла;
• закрытые или штифтовые свечи накаливания с защитной оболочкой и керамическим порошком в виде оксида магния.

Второй вариант имеет хорошие показатели тепловой отдачи, а теплообменные процессы на защищенной поверхности обеспечиваются подбором спирального сопротивления. Расположение свечи внутри дизеля таково, что топливо попадает непосредственно на нагретую свечную часть, поэтому элементы штифтового типа обладают лучшей прочностью и не окисляются, а также гарантированно долговечны. Для изготовления спирали используются никель, а стандартное основание выполняется на основе железо-хромо-никелевого сплава.

В зависимости от используемого для рабочей части материала, свечи накала могут быть:

• металлическими, с наличием «начинки» из оксида магния. При производстве применяются железо-кобальтовые или железо-хром-алюминиевые сплавы;
• керамического типа. Нагревательный элемент, выполненный из высокопрочной керамики, обладает особой устойчивостью к температурным перепадам. Для изготовления защитной оболочки применяется особый керамический материал в виде силиконового нитрита.

Керамический свечной элемент рассчитан на очень большие токовые показатели, что позволяет дизельному топливу разогреваться за пару секунд. Оба варианта могут использоваться при разных показателях сопротивления – от 0,5 до 1,8 Ом.

ВАЖНО: Свечи накаливания открытого типа – достаточно редкий в настоящее время вариант, массово применяемый исключительно на дизельных двигателях старого типа (Mersedes).

Как проверить свечи накала

Самостоятельно проверить работоспособность свечей накала можно несколькими способами, с участием двигателя или без него. Тестирование после демонтажа свечей осуществляется омметром или вольтметром в режиме напряжения. Для проверки, свеча подключается к аккумулятору – при этом «плюс» выводится на клемму, а «минус» – на свечной корпус. У исправного элемента наблюдается быстрый нагрев, сопровождающийся заметным свечением.

Не менее удобным и информативным является вариант тестирования работоспособности демонтированного элемента на шине, куда свечи устанавливаются концами вверх. В этом случае «масса» замыкается проводами с большим сечением на корпусе всех элементов.

ВАЖНО: При необходимости, проверка работоспособности калильных свечей может быть выполнена посредством отверстий форсунок, штифты которых после выкручивания элементов раскаляются в процессе нагрева, что свидетельствует об их исправном состоянии.

Правила выбора калильной свечи

Выбор свечей накала базируется на характеристиках автомобильного двигателя и технических параметрах электронного блока, что определяется:

• маркой автотранспортного средства;
• объемом дизельного двигателя;
• годом выпуска автомобиля;
• типом кузова.

Особое внимание при выборе необходимо уделять основным характеристикам свечи накала, представленным:

• диаметром, шагом резьбы;
• размерами под ключ;
• линейным размером рабочей части;
• типом подключения и количеством полюсов;
• показателями номинального напряжения;
• скоростью нагрева;
• материалом изготовления свечи.

Особенно востребованными являются три пусковые системы свечей:

• Suреr Quiсk Glоw с быстрым срабатыванием пуска/нагрева – элемент обладает парой реле для быстрого нагрева при запуске мотора и последующей постоянной работы;
• Sеlf-Rеgulаr Glоw и Аuto Glоw с регулируемым, автоматическим срабатыванием пуска/нагрева – элемент имеет единичное реле, которое отвечает за пусковой прогрев и последующую работоспособность.

Наибольшее распространение получили керамические калильные свечи стандарта Евро-5 и Евро-6 с улучшенной конструкцией и максимально быстрым прогревом.

ВАЖНО: К категории приоритетных для выбора и приобретения относятся керамические калильные свечи, что обусловлено удобством в работе и их максимальной надежностью.

Самостоятельная замена

Технология и этапы самостоятельной замены свечей накала на дизеле:

• дать автомобильному двигателю полностью остыть;
• открыть капот, после чего снять кожух;
• отсоединить провод с минусовой клеммы;
• демонтировать впускной коллектор;
• произвести визуальный осмотр и определить место расположения форсунок;
• открутить фиксирующие крепежи;
• снять кабельные наконечники;
• выполнить очистку отверстий форкамеры;
• прочистить свечные каналы;
• нанести на канавки смазочный состав;
• специальным ключом выкрутить свечи накала;
• динамометрическим ключом заменить неисправные элементы;
• надеть наконечники свечных проводов, после чего зафиксировать гайки;
• убедиться в оптимальной плотности установки элементов;
• подсоединить аккумуляторный провод-«минус».

На заключительном этапе работ осуществляется установка впускного коллектора и тестовый запуск двигателя. Стабильная работа мотора свидетельствует о правильной замене калильных свечей.

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».