0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое спираль накаливания в дизельном двигателе

Свеча накаливания в дизельном двигателе

Дизельные двигатели пользуются большой популярностью среди автомобилистов. Это связано с тем, что такой тип мотора обладает бо́льшим КПД, чем его бензиновые собратья. Также эксплуатация силовой установки обходится в меньшую сумму, ведь снижены затраты на топливо.

Грамотные автомобилисты знают, что в бензиновых ДВС для воспламенения топливной смеси применяются дополнительные приспособления, а в моторах на солярке данный эффект достигается за счет сжатия ТВС. Однако в конструкции современных авто используются еще и свечи накаливания для дизеля. Подобный элемент востребован в машинах, которые эксплуатируются в суровых зимних условиях.

Что собой представляет дизельная свеча

Большинство автомобилистов знакомится с моторами в автошколах на уроках, посвященных конструкциям ДВС. Там объясняют традиционные модели моторов в классической компоновке. О том, есть ли свечи в дизельном двигателе, чаще всего обучающиеся вождению будущие водители практически не спрашивают, ведь для них ответ очевиден. Однако в реальности оказывается не все так просто.

Калильные свечи — элементы дизельного ДВС, располагающиеся внутри предпускового подогревателя, внутри автономного обогревателя салона и в калильном карбюраторном движке.

Основным назначением подобных элементов является облегчение старта холодной силовой установки. Базовое отличие от применяемых в бензиновых системах свечей зажигания заключается в том, что калильные не предназначены для формирования искры. Функционал их аналогичен электронагревательным элементам.

После запуска зажигания встроенные спирали разогреваются до установленных производителем температур. Таким образом, для каждого из тактов сжатия удается обеспечить отличную воспламеняемость топливовоздушной смеси.

Предназначение калильных элементов

В обычных ДВС, использующих для работы солярку, воспламенение впрыснутой смеси в цилиндрах происходит после сжатия и разогрева ее до 900 С. Этому помогает химический состав применяемых углеводородов.

Если же мотор только запускается и недостаточно разогрет, то ему помогает свеча накаливания в дизельном двигателе, являющаяся частью предпускового устройства ДВС. Таким образом удается улучшить условия формирования рабочей смеси.

Наилучший эффект удается заметить, когда окружающая температура становится ниже +5 С­. В таких условиях снижается возможность хорошего испарения топлива, что приводит к худшим возможностям образования ТВС.

Для крупных силовых установок и тихоходных моделей характерным отличием является непосредственный впрыск углеводородного состава в камеру сгорания. Это позволяет обойтись без дополнительных калильных приспособлений. К подобным установкам можно отнести и аппараты, приводящие в движение различное промышленное оборудование.

В некоторых конструкциях, где также отсутствуют свечи подогрева дизельного двигателя, применяется предпусковой подогреватель. Его изготавливают как нагревательную решетку, вмонтированную в систему спускного коллектора.

Большинство тракторов оснащается единственной свечой накаливания. Ее конструкторы располагают также внутри впускного коллектора для парной работы с допфорсункой. В результате получается, что перед стартом в камеру сгорания поступает очень теплый воздух с распыленными частицами топлива. Подобное устройство принято называть «электрофакельным подогревателем».

Как работают свечи накала на дизеле и их устройство

У калильных свечей есть небольшое визуальное сходство со своими бензиновыми аналогами, но для искрообразования они не применяются. Основной частью изделия является нагревательный элемент, выполненный в виде спирали, изготовленной на основе металлов либо керамических материалов.

Важно знать, что наибольшей допустимой температурой, до которой разогревается рабочая спираль, является значение 1350 С.

В современном нагревательном наконечнике может скрываться пара спиралей, одна из которых является регулировочной, а вторая — нагревательная. Первая из них задействована для защиты от перегрева. Главным фактором выступает то, что из-за повышения рабочей температуры происходит рост электросопротивления.

Конструкторы предусмотрели наличие пространства в промежутке между нагревательной трубой и спиралями. Данная полость заполнена специальным изолятором, который выполняет несколько функций:

  • эффективно передает тепловую энергию;
  • защищает спираль от внешнего воздействия;
  • формирует комфортные условия работы.

В устройствах с металлическими спиралями наконечник может раскаляться до 1000 С. Нагрев занимает несколько больше времени, чем у керамики.

В приборах с керамическими вставками применяется аналогичный функционал. Разница лишь в том, что спираль скрыта в дополнительную оболочку из керамики. Такой конструкционный подход позволяет в считанные секунды осуществить накал.

Как все работает

Принцип работы свечей накаливания напоминает эксплуатацию погружного электрического нагревателя. Внутрь цилиндров проникает лишь его часть (стержень). Наконечник достигает зоны завихрений, образуемых распылением форсунки.

Как только водитель проворачивает ключ в первое положение, когда запускается стартер, то в автоматическом режиме поступает напряжение на калильную свечу. Отображение соответствующего процесса демонстрируется на приборной панели в виде горящей индикаторной лампочки.

Свечи разогреваются докрасна, одновременно повышая температуру окружающего их воздуха. В большинстве случаев хватает 5 секунд, чтобы выйти им в рабочий режим. В задачи не входит обогрев остывшего металла, также на понижение температуры работает меняющийся вновь поступающий воздух извне.

Основной задачей вмонтированного нагревателя является прогрев воздушных масс, задействованных в образовании топливовоздушной смеси. Это поможет своевременно воспламеняться составу после такта сжатия.

Как только свеча накаливания выходит в рабочий температурный режим, индикатор на приборной панели гаснет. Если возникают неисправности с обогревом, например, случился обрыв проводки или иные неприятности с напряжением, то это отражается на качестве воспламенения. Мотор приходится долго крутить стартером, прежде чем он полноценно запустится.

Если силовая установка в порядке, то старт осуществляется достаточно быстро. Для выхода в рабочий режим требуется всего лишь несколько минут. Время затрачивается на стабилизацию процесса горения, одновременно происходит снижение вредных выбросов в атмосферу. Необходимость в прогреве снижается, а вскоре полностью прекращается подача напряжения на калильный нагреватель.

Заключение

Запуск и первоначальная работа двигателя в холодное время года зависит от качества работы свечей накала. Реализуемая рабочая схема в них устанавливается заводом-изготовителем, поэтому при замене необходимо учитывать данный фактор. Желательно подбирать новую свечу, в которой спираль выполнена из высококачественных материалов, способных прослужить длительный эксплуатационный период.

В полный накал

Ужесточение экологических норм, возрастающие запросы по мощностным параметрам и прочим характеристикам современных дизельных двигателей, а также необходимость выдерживать экстремальные нагрузки обуславливают особые требования и к свечам накаливания.

Действительно, современные дизельные моторы выдают куда большую мощность, чем их предшественники, причем даже из самого недалекого прошлого. Более того, чуть ли не каждый год требования по мощностным, динамическим и экологическим параметрам усиливаются, что на первый взгляд кажется неразрешимой задачей. Ведь рост мощности, обеспечивающийся меньшей степенью сжатия и увеличенным наддувом, приводит не только к таким однозначно положительным последствиям, как уменьшение потребления топлива и снижение выбросов CO2. Оборотная сторона этого процесса — возрастание эмиссии оксидов азота и твердых частиц, а также ухудшение готовности двигателя к зажиганию. Именно поэтому мы и говорим об ужесточении требований к свечам накаливания, от которых во многом и зависит решение стоящих перед двигателе- и автомобилестроителями задач.

Уже вряд ли у кого-то вызовет сомнение тот факт, что сегодня только керамические свечи накаливания способны выполнять эти требования. А вот как различные компании подходят к их производству, какие технологии и ноу-хау реализуют, мы и расскажем в этой статье.

Специалисты NGK особое внимание уделяют технологиям предотвращения выброса необработанных эмиссий внутри двигателя — чтобы с самого начала возникало меньше оксида азота и частиц. С этой целью оптимизируется точная регулировка давления впрыскивания, количества впрыскиваемой смеси и времени впрыскивания. Но для того чтобы добиться наилучшего результата, необходимо в режиме реального времени получать информацию о сгорании. Эту проблему решают свечи накаливания с функцией датчика давления (GIPS), который в точный момент времени передает данные об одном или нескольких цилиндрах в блок управления двигателя. Благодаря свечам накаливания с технологией GIPS возможно даже полностью исключить накопление оксида азота, и компания NGK в скором времени планирует представить такие свечи. Инженеры NGK уверены, что технология GIPS станет не последней прогрессивной разработкой компании в области производства свечей накаливания.

Читать еще:  Шумно работает двигатель холостому ходу

Ну а на данный момент наиболее прогрессивным продуктом NGK являются керамические высокотемпературные свечи накаливания NHTC (New High Temperature Ceramic). Они имеют полностью керамический нагревательный элемент и нагреваются до рабочей температуры 1000 °C за 2 секунды. В течение примерно 10 минут NHTC могут производить вторичное накаливание до 1350 °C. Это значит, что свеча накаливается во время фаз толкающей силы или на фазе регенерации пылевого фильтра, при этом свеча уменьшает выброс твердых частиц в этот период.

Керамическая свеча накаливания NHTC специально разработана NGK для того, чтобы производители автомобилей могли выдерживать требования норм токсичности отработанных газов Euro 4 и Euro 5. Даже при низком коэффициенте сжатия гарантировано оптимальное воспламенение. Кроме того, свеча накаливания NHTC может целенаправленно промежуточно накаливаться, чтобы предотвратить остывание пылевого фильтра во время фаз толкающей силы.

Огромной популярностью на рынке пользуется линейка свечей накаливания D-Power, ассортимент которой включает 75 типов свечей накаливания и покрывает более 90% европейского парка дизельных автомобилей.

Bosch для обеспечения быстрого предпускового прогрева, надежного старта и уверенной работы непрогретого двигателя предлагает свечи накаливания с закрытым нагревательным элементом и номинальным напряжением 4,4 или 5 вольт Bosch Duraterm. Температура 1000°C достигается ими менее чем за 3 секунды. Причем низковольтная характеристика свечей накаливания позволяет добиться высокой производительности в момент запуска двигателя, а короткое время розжига и высокая температура делают надежным запуск даже при температуре до -25 °C. По утверждению представителей компании, с такими свечами дизельный двигатель запускается почти так же быстро, как и бензиновый. Всех этих преимуществ удалось добиться применением новейшей разработки — добавлением специального металла в сплав спирали накала.

С конца прошлого года свечи накаливания Bosch Duraterm доступны и для автомобилей азиатских производителей.

Кроме того, в линейке Bosch есть инновационные высокотемпературные свечи накаливания Bosch DuraSpeed с керамическими нагревательными элементами. Они нагреваются до 1000 °С менее чем за две секунды и достигают температуры накала 1300 °С (примерно на 30 % выше, чем у обычных свечей), позволяя мгновенно завести автомобиль при нормальных температурах и обеспечивая надежный и быстрый старт даже при морозах до -28 °С (для сравнения: нагрев обычной свечи накаливания с металлическим элементом в идентичных условиях занимает 15 секунд).

Поддержание долгого остаточного накала с температурой 1300 °С во время работы двигателя значительно снижает уровень шума холостого хода в холодное время года, а также сокращает вредные выбросы неразогретого двигателя.

Главной конструктивной особенностью свеч накаливания DuraSpeed является керамический нагревательный элемент, вместе с гибкой металлической трубкой образующий так называемый нагреватель свечи. Эта конструкция, запатентованная под названием Flexible Design, значительно повышает механическую прочность свеч накаливания. Нагреватель сгибается, если, например, свеча вворачивается в мастерской под неправильным углом, и это значительно снижает риск ее повреждения. Керамический материал нагревательного элемента обеспечивает высокую теплостойкость и, следовательно, долгий срок службы свечи.

Решающее значение для улучшения рабочих характеристик новой свечи имеют высокая теплопроводность керамики и низкое номинальное напряжение — всего 7 В, что намного меньше бортового напряжения в 12 В.

А вот в компании DENSO уверены, что в будущем наиболее востребованы и популярны, будут как керамические свечи, так и свечи накаливания мгновенного нагрева. Нагреваясь за две секунды, они обеспечивают самый быстрый запуск двигателя по сравнению с другими видами свечей. Особенно ярко их достоинства проявляются в зимний период, когда чаще всего возникают нарушения в работе свечей накаливания.

Керамический нагревательный элемент в свечах накаливания DENSO позволяет достигать температуры в 1250°C. Керамика по сравнению с металлом обладает большей устойчивостью к окислению и эрозии, что обуславливает очень долгий срок службы керамических свечей DENSO — они служат до 240 000 км. Время послепускового остаточного нагрева увеличено до 6 минут, что позволяет сократить выбросы и снизить шум двигателя.

Свечи мгновенного накаливания DENSO обладают всеми преимуществами свечей накаливания с двойной спиралью (увеличенное время послепускового подогрева, плавная работа двигателя), а также обладают улучшенными техническими и качественными характеристиками спиралей и материалов, из которых они изготовлены. Свечи мгновенного накаливания обеспечивают быстрый запуск двигателя благодаря значительно меньшему, по сравнению с керамическими свечами, времени накаливания — менее двух секунд. Стоит отметить, что они дешевле, чем керамические аналоги.

Кроме того, цинковое покрытие наружного корпуса и контакта обеспечивает коррозийную стойкость; исключительная прочность и теплопроводность изолятора предотвращают возможность короткого замыкания; оболочка из сплава металлов обеспечивает теплоустойчивость свечи; специальная прокладка предотвращает попадание воздуха и предохраняет спираль от коррозии; изоляция спирали обеспечивается благодаря плотно запрессованному порошку из окиси магния; главная спираль является регулятором в свечи накаливания, который контролирует и поддерживает рост температуры и гарантирует быстрое нагревание.

Ассортимент свечей накаливания DENSO включает 128 позиций, которые могут использоваться на 2900 моделях, что покрывает 98 % рынка автомобилей (в том числе и модели азиатских производителей).

Компанией BERU, автором одной из первых свечей накаливания в истории автомобилестроения, сегодня выпускается несколько основных типов таких свечей. GV — это двухфазная стержневая свеча накаливания для автомобилей старого поколения, напряжением 11 В. Свеча работает только в двух фазах — пусковой и предварительный разогрев, она автоматически прекращает работу после пуска двигателя. Свеча типа GD предназначена для автомобилей прошлого поколения, а также тракторов и стационарных двигателей с проволочной спиралью. Модели GH используются для дополнительных дизельных или бензиновых нагревателей. Могут быть спиральными или стержневыми. GF — свеча накаливания факельного типа для двигателей большого объема с прямым впрыском топлива. Ну а самые прогрессивные — это свечи накаливания с двумя спиралями: GE и GN (одна спираль для поддержания оптимальной температуры накаливания, дополнительно — регулирующая спираль, эффективно защищающая от перегрева). Они ориентированы на автомобили нового поколения, обеспечивая трехфазную систему накаливания: предварительное нагревание, нагрев во время пуска двигателя и дополнительный обогрев в течение 180 секунд после запуска.

Среди перспективных разработок BERU, так же как и у NGK, — интеллектуальная свеча накаливания с датчиком давления (Pressure Sensor Glow Plug — PSG). PSG посредством встроенного датчика (пьезорезистивного) измеряет давление в камере сгорания и сообщает его электронной системе управления двигателем. Эта инновационная концепция, по мнению конструкторов BorgWarner BERU Systems, будет играть ключевую роль в последующем снижении выброса вредных веществ на дизельных двигателях и была уже удостоена многочисленных призов за инновацию.

В конструкции свечи предусмотрены: подвижный нагревательный стержень, передающий давление; прочное уплотнение между корпусом и нагревательным стержнем; встроенная миниатюрная электронная плата в верхней части свечи накаливания; встроенный концентрический автомобильный штекер. Необходимы калибровка и программирование для конкретного заказчика.

Стержневые свечи накаливания с двойной спиралью Brisk Exclusive предназначены для дизельных двигателей с предкамерой, включая турбодвигатели. Исключительно двуспиральная конструкция стержня накаливания с использованием самых подходящих для этого материалов нагревающей и регулировочной спиралей позволяет достигнуть оптимальной температуры рабочей части стержня накаливания во всех режимах фазы запуска двигателя, то есть перед его запуском, в ходе запуска (тип R) и некоторое время сразу после запуска двигателя (тип S). При этом период накаливания сокращен до трех секунд. В Brisk Exclusive реализована новая конструкция свечей накаливания, исходящая из требований чрезвычайно длинного исполнения и диаметра стержня накаливания уже от 4 мм. По утверждению производителя, данные свечи характеризуются увеличенным интервалом замены (до 160 тыс. км).

Выбор, проверка и замена свечей накаливания дизельного двигателя

Принцип работы и устройство дизельного двигателя

Конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики предопределили страсть или отторжение автомобилистов по отношению к агрегатам на «тяжелом топливе». Так как же работает дизельный двигатель, каково его устройство, принцип работы и преимущества?

Времена, когда автомобиль с дизельными моторами ассоциировались с чадящими и тихоходными, давно остались за поворотом. Каждый автомобилист знает, что транспортное средство с агрегатом на «тяжелом топливе» издает характерные тарахтящие звуки, его выхлоп странно пахнет. Современные моторы награждают своих владельцев умеренным расходом топлива, впечатляющей эластичностью (крутящим моментом, доступным в относительно широком диапазоне оборотов) и иногда ошеломительной динамикой на зависть некоторым бензиновым автомобилям. Но при этом они требовательны к качеству солярки, а ремонт компонентов топливной системы может быть весьма дорогим.

Читать еще:  Что такое форсунка поршня двигателя



Особенности конструкции

Дизельные двигатели, разумеется, не имеют таких колоссальных отличий как роторно-поршневой двигатель Ванкеля, устройство которого абсолютно не похоже на «анатомию» традиционного ДВС, но у него имеется ряд особенностей, которые проводят между ним и бензиновыми моторами черту.

У дизеля также есть кривошипно-шатунный механизм, но его степень сжатия существенно выше – 19-24 единицы против 9-11 единиц соответственно. Принципиальное отличие дизельного двигателя от бензинового заключается в том, как формируется, воспламеняется и сгорает топливно-воздушная смесь.

У дизельного ДВС отсутствуют свечи зажигания и, соответственно, воспламенение топливно-воздушной смеси происходит от сжатия. При этом, воздух и солярка подаются раздельно. Также следует отметить, что практически ни один современный дизель не обходится без системы наддува, которая используется для повышения рабочих характеристик агрегата. Для оптимизации наддува в максимально широком диапазоне оборотов используются турбонагнетатели с изменяемой геометрией. Дизельный агрегат имеет более высокий коэффициент полезного действия, но он тяжелее и выдает больший крутящий момент при низких оборотах, нежели бензиновый ДВС.

Принцип работы дизельного двигателя

Как работает дизельный двигатель и, самое главное, как происходит воспламенение топлива в камере сгорания, если у агрегата данного типа нет свечей зажигания? Сперва воздух поступает в цилиндры. В конце такта сжатия, когда поршень почти достиг верхней мертвой точки, температура воздуха в камере сгорания достигает высоких значений (порядка 700-800 градусов) и затем в цилиндры впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется самостоятельно, без искрового зажигания. Тем не менее, свечи в дизельном агрегате все-таки есть, но то – свечи накаливания, а не зажигания, которые нагревают камеру сгорания для облегчения запуска двигателя в холодное время.

Работа свечи накаливания в дизельном двигателе

Они представляет собой спираль (бывают с металлической и керамические), могут быть установлены в вихревой камере или в форкамере (если речь идет об агрегатах с раздельной камерой сгорания) или непосредственно в камере сгорания (если она нераздельная). При включении зажигания свечи накаливания практически мгновенно, за считанные секунды они раскаляются до температур в районе тысячи градусов и нагревают воздух в камере сгорания, облегчая процесс самовоспламенения топливно-воздушной смеси.

Запуск дизеля: отличия от бензиновых моторов

Дизельный двигатель заводится совсем не так, как бензиновый. Летучий бензин даже при температуре -40° C готов вспыхнуть от одной искры, которую в цилиндрах создают свечи зажигания. Дизельному топливу — даже зимнему — из-за низкой летучести для воспламенения нужны те же 40 градусов, но уже со знаком «плюс» (а летнему — и вовсе +62° C). Недаром соляр называют тяжёлым топливом.

Высокую температуру, необходимую для горения дизеля, в цилиндре создаёт сжатие воздуха поршнем. Как и любой газ, воздух сжимается неохотно, при этом растёт его давление и температура. Когда форсунка впрыскивает порцию дизтоплива, оно самостоятельно воспламеняется от контакта с горячим сжатым воздухом — из-за этого часто говорят, что дизель заводится давлением или взрывом. Старые дизельные моторы, не оснащённые электронным впрыском и датчиками, легко могут работать без аккумулятора, поскольку воспламенение топлива в цилиндрах происходит механически, без каких-либо искр и свечей зажигания.

Но дизельную идиллию рушит мать-природа: при похолодании до минусовых температур сжатия воздуха в цилиндрах уже недостаточно, чтобы нагреть топливо до самовоспламенения. Поэтому совсем отказаться от свечей в дизельном двигателе невозможно. Просто свечи здесь нужны не для зажигания топливно-воздушной смеси, а для её нагрева.

Типы дизельных двигателей

Широко распространены моторы с раздельной камерой сгорания – топливо впрыскивается в специальную камеру в головке блока над цилиндром и соединенную с ним каналом, а процесс горения происходит не совсем так как у бензиновых ДВС. В этой вихревой камере поток воздуха интенсивнее закручивается, что способствует более эффективному смесеобразованию и самовоспламенению, которое продолжается в основной камере сгорания. Кстати, дизельные моторы с раздельной камерой сгорания менее шумные из-за того, что применение вихревой камеры снижает интенсивность нарастания давления при самовоспламенении.

У дизелей с неразделенной камерой сгорания процесс самовоспламенения происходит непосредственно в надпоршневом пространстве. Агрегаты данного типа несколько шумнее.

Принцип работы свечей накаливания в дизельном моторе

Запуск свечей накаливания в дизельном моторе происходит автоматически при проворачивании ключа в замке зажигания. Длительность работы свечей накаливания определяется датчиком температуры двигателя. Как только турбодизель полностью прогреется, свечи накаливания отключаются.

В таблице ниже указан алгоритм работы свечей накаливания в дизельном силовом агрегате.

Устройство свечи накаливания

Свеча накаливания имеет спираль накаливания, которая может быть защищена чехлом или быть открытой. Защитный чехол спирали обычно изготовлен из оболочки, которая заполнена керамическим порошком. Такая оболочка хорошо проводит тепло.

Выделяют несколько видов свечей накаливания для дизельных моторов:

— свечи открытого типа;

— другое название штифтовых свечей – стержневые свечи.

Штифтовые свечи устанавливаются непосредственно в камере сгорания мотора. Струя топливной смеси попадает прямо на раскаленную оболочку спирали свечи. Стержневые свечи служат намного дольше свечей открытого типа, но и стоят они дороже. Автомобильные производители практически отошли от использования свечей открытого типа в настоящее время. Ранее их еще использовали в дизельных моторах Mercedes.

Выпускаемые сегодня свечи накаливания для автомобилей с дизельным двигателем можно разделить на две группы – открытые и закрытые.

  • Открытые свечи накаливания – их также называют стержневые или штифтовые. Топливо в процессе работы попадает на разогретую часть. Они являются менее долговечными и в большей степени подвержены различным загрязнениям. В процессе работы эти свечи могут окисляться и приходить в негодность. Чтобы продлить срок их службы, следует как можно плотнее крепить стержень манжеты.
  • Закрытые свечи накаливания – состоят из спирали и оболочки, внутреннее пространство заполнено керамическим порошком. Запчасти характеризуются долговечностью и высокой степенью прочности, детали редко получают механические повреждения и работают стабильно на протяжении длительного времени. Эти свечи не окисляются.

Свойства

Свечи разогревают топливно-воздушную смесь в зоне впрыска за секунды. Температура нагрева колеблется в диапазоне 850-1000°С. При этом свечи накаливания для дизеля продолжают свою работу и после пуска силового агрегата, до необходимого прогрева охлаждающей жидкости (не менее 75°С).

Ресурс свечи накаливания

Современные штифтовые свечи накаливания могут служить до 60 000 километров, если не нарушаются условия эксплуатации дизельного двигателя. Свеча накаливания может выйти из строя раньше оговоренного интервала работы из-за повреждения оболочки спирали накаливания. Через трещину в оболочке поступают влага и грязь, от чего витки спирали просто замыкаются на корпус. К повреждению оболочки спирали свечи накаливания могут привести:

— неправильный или неаккуратный монтаж свечи накаливания в двигатель;

— электрохимическая коррозия, возникающая со временем;

— несоответствие модели свечи двигателю автомобиля.

Что сокращает срок службы свечей

Как уже было сказано, рабочий ресурс СН зависит от условий эксплуатации транспортного средства. Хотя данные элементы достаточно выносливые, они все же могут раньше времени выйти из строя.

Читать еще:  Что такое тапочек в двигателе

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.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector