Свеча накаливания в дизельном двигателе
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Свеча накаливания в дизельном двигателе

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

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

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

Типы свечей накаливания

Штифтовые

Свечи накаливания для дизеля бывают двух типов:

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

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

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

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

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

Керамические

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

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

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

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

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

Проверка состояния свечей накаливания

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

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

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

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

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

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

Признаки и причины неисправности свечей накаливания

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

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

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

Как работают и для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе

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

Принцип работы и функции свечи накаливания

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.

Читать еще:  Как сохранить аккумулятор зимой если машина стоит

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.

Зимний запуск дизеля. Свечи накаливания

Свечи накаливания (калильные свечи, свечи накала) — главная зимняя деталь дизельного двигателя. Летом водители даже не вспоминают об их существовании, зато морозным зимним утром от работы свечей зависит, на чём вы поедете: на собственной машине или на общественном транспорте. О роли свечей накаливания в холодном пуске дизеля — в нашей статье.

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.

Конструкция свечи накала

Любой, кто держал в руках кипятильник или ТЭН от водонагревателя, с ходу поймёт принцип работы дизельной свечи накаливания. Кстати, первые калильные свечи были с открытой спиралью и действительно внешне напоминали мини-кипятильник. Нагревательная спираль современных свечей закрыта прочным корпусом-стержнем (обычно стальным, иногда керамическим), заполненным оксидом магния — магнезией. При прохождении электрического тока спираль нагревается, отдавая тепло стержню, а тот — воздуху в камере сгорания и топливно-воздушной смеси, помогая ей воспламениться. Кончик стержня находится ровно в том месте камеры сгорания, где образуется завихрение смеси при впрыске топлива форсункой.

Время прогрева первых свечей накаливания в 1920-е годы составляло бесконечные 180 секунд — целых 3 минуты водитель должен был ждать, пока свечи достигнут рабочей температуры, чтобы запустить двигатель! Современные свечи со стальным стержнем полностью раскаляются менее чем за 10 секунд (рекордсмены — за 4 секунды), а температура стержня достигает 800–1000 °C.

Свечи с керамическим стержнем ещё эффективнее: прогрев за 2 секунды и максимальная температура 1350 °C. Такие свечи используются в высокофорсированных дизелях, отвечающих самым жёстким экологическим требованиям. Но и стоимость керамических свечей в сравнении с классическими стальными заметно выше.

Саморегулируемые свечи SRM/SRC

В свечах накаливания первого поколения время и мощность их нагрева регулировал либо сам водитель, либо отдельный электронный блок управления. Современные свечи меняют свой режим работы самостоятельно благодаря дополнительной регулирующей (управляющей) спирали. Такие свечи накаливания называются саморегулирующимися и обозначаются маркировкой SRM — Self Regulating Metal. Или SRC (Self Regulating Ceramic), если речь о керамической свече.

Сопротивление регулирующей спирали меняется в зависимости от температуры: чем она выше, тем меньший ток управляющая спираль пропускает к основной спирали накаливания. Это позволяет изначально подать на свечу больший ток, ускорив её прогрев, без риска выхода свечи из строя — встроенный предохранитель в виде управляющей спирали не даст ей сгореть.

Системы быстрого накаливания QGS. Свечи на 6 и 12 вольт

В двухступенчатых системах быстрого накаливания QGS (Quick Glow System) свечи последовательно работают в двух режимах: сперва интенсивный накал, затем более слабый догрев. В фазе накала свеча почти мгновенно выходит на пиковую температуру, а затем переходит в режим догрева, где поддерживает её какое-то время. Системы QGS обычно встречаются в зимних комплектациях дизелей, а работой свечей в них заведуют сразу два реле и специальный таймер.

В двухступенчатых системах используются особые свечи накаливания с пониженным вольтажом (6V или 7V). В режиме накала они работают на повышенном напряжении 12V, а после запуска двигателя переходят в режим догрева, где напряжение уже соответствует номинальным 6V. Если такие свечи установить в одноступенчатую систему накаливания, где 12 вольт подаются постоянно, то они очень быстро сгорят. А если использовать обычные свечи на 11/12 вольт в системе QGS, то автомобиль будет плохо запускаться и нестабильно работать на холостых оборотах, ведь свечи не будут раскаляться до расчётной температуры. Поэтому правильный подбор свечей накаливания очень важен — нельзя устанавливать в двигатель первые попавшиеся свечи, подходящие по размеру.

Послепусковое накаливание и очистка от сажи

С ролью свечей накаливания при запуске всё ясно. Но нередко они греются и во время работы мотора! Современные алгоритмы управления дизельным двигателем предусматривают послепусковое накаливание — включение свечей, пока двигатель холодный. Это улучшает сгорание топлива и снижает дымность двигателя при прогреве.

Другая важная функция свечей накаливания — очистка мотора от сажи. Как известно, нагар — главный враг дизеля. Продукты горения и износа оседают на поверхности поршней, в камерах сгорания и в узлах системы EGR (рециркуляции выхлопных газов). Клапан EGR особенно активно засоряется при низкой температуре выхлопа, когда отложения не успевают сгорать. Чтобы принудительно повысить её, вновь включаются свечи накаливания — этот режим называется промежуточный накал.

Современные дизельные моторы дополнительно оснащены сажевым фильтром DPF, чтобы вписываться в жёсткие экологические нормы. Ёмкость фильтра не бесконечна, поэтому в электронном блоке управления двигателя предусмотрена программа его регенерации. Чтобы очистить сажевый фильтр, его нужно прожечь — принудительно нагреть до высокой температуры на 10–15 минут. Для этого двигатель переходит в особый режим работы, где свечи накаливания также задействуются. Режим регенерации сажевого фильтра активируется водителем или механиком автосервиса вручную с помощью кнопки или специальной процедуры каждые 1500–5000 км (зависит от модели автомобиля) — подробная информация есть в сервисной инструкции. О необходимости очистки сажевого фильтра напомнит специальный индикатор на приборной панели.

Проверка свечей накала и симптомы поломки

К сожалению, на дизельных машинах редко встречается самодиагностика свечей накаливания. Если при сгоревшей свече зажигания «бензинка» сразу зажжёт ошибку Check Engine, то суровый дизель может молчать, как партизан, не информируя водителя о проблеме. Не всегда дефектную свечу накаливания видно и диагностическим сканером. Самостоятельно заметить неисправность летом тоже непросто, ведь при плюсовой температуре двигатель заводится хорошо. В итоге поиск сгоревшей свечи начинается с первыми морозами, когда машина начинает плохо заводиться и дымить.

Без снятия с двигателя свечи накала проверяют мультиметром двумя способами:

  1. В режиме омметра замеряют сопротивление каждой из свечей: оно колеблется от 0,7 до 1,8 Ом, в зависимости от модели, но обычно составляет около 1 Ома. Если сопротивление повышено, то свеча вряд ли раскаляется до расчётной температуры. А если электрической проводимости нет вовсе, то свеча полностью нерабочая.
  2. В режиме амперметра замеряют потребление тока в бортовой сети при включении реле накаливания. Например, если в автомобиле установлены 4 свечи с потреблением тока 5, А, то общее потребление во время накаливания должно увеличиваться на 20 А. Если эта цифра не 20, а 15, А, то одна из свечей не работает.

Но проверка мультиметром — не панацея: бывает, что и при нормальном сопротивлении свеча накаливания чудит. Поэтому самый надёжный способ проверки — выкрутить свечи и подключить их напрямую к аккумулятору, проверив нагрев визуально.

Замена свечей

Многие автомобилисты уверены, что свечи накаливания лучше лишний раз не трогать, чтобы ненароком не сломать при выкручивании — ведь в камере сгорания стержень свечи обрастает нагаром и прикипает, с риском остаться там навсегда. Но чем дольше тянуть с заменой, тем выше риск сломать свечу. А рано или поздно менять свечи придётся, ведь ничего вечного не бывает. Поэтому лучше не оттягивать замену и не ждать проблем, а менять свечи планово каждые 30 000 км пробега — тогда они не успеют обрасти сажей и выкрутятся легко.

В любом случае, перед заменой свечей стоит залить их WD-40 или любой другой проникающей смазкой и оставить на ночь, чтобы жидкость прошла всю резьбу свечи. А непосредственно перед заменой свечей прогрейте двигатель — горячее резьбовое соединение всегда поддаётся легче.

Как и свечи зажигания бензиновых двигателей, свечи накаливания рекомендуется менять комплектом, поскольку время прогрева старых (пусть и рабочих) свечей постепенно увеличивается. Затягивать новые свечи нужно с помощью динамометрического ключа, чтобы при следующей замене они выкрутились без сложностей.

Читать еще:  Как проверить свечи зажигания самому

Как правильно заводить дизель

Дизель спешки не любит — не только при езде, но и при запуске. Чтобы мотор завёлся уверенно, дайте свечам накаливания отработать полный цикл, и лишь затем начинайте крутить стартер.

Свечи накала начинают нагрев при включении зажигания, а об их работе сигнализирует специальный индикатор на приборной панели — жёлтая спираль. Чем холоднее на улице, тем дольше продолжается цикл накаливания. Дождитесь, пока индикатор свечей погаснет, и лишь затем начинайте заводить мотор. А в сильный мороз можно сделать и два прогрева подряд: выключить зажигание после первого накаливания и сразу включить снова, чтобы запустить его повторно. Так вы заметно повысите шансы на успешный запуск.

Меняйте свечи накала вовремя, и ваш дизель будет радовать вас уверенным холодным запуском и стабильной работой.

Свечи накаливания для дизельного двигателя

Свечи накаливания для дизельного двигателя в Екатеринбурге

Свечи накаливания для дизельного двигателя значительно отличаются от свечей для бензина, так как работают они по совершенно разным схемам.

Свеча накаливания для дизеля используется не для поджигания смеси воздуха и топлива, как это происходит в бензиновом агрегате, смесь будет возгораться от сжатия. При поступлении дизельного топлива в камеру, всасываемая воздушная масса, за счет сжатия, нагревается до 900 градусов. Что и запускает процесс возгорания. Но! Такой двигатель очень трепетно относится к морозам, при этом «зимний период» начинается еще при вполне теплых +5. Именно из-за этого фактора и возникает необходимость источника, который будет помогать смеси воспламеняться при низких температурах.

Если мы вспомним про свечи для бензинового двигателя, то там все просто. В зависимости от особенностей двигателя, необходима разная «теплота», калильное число. У дизеля имеется 2 типа элементов накаливания:

Закрытый тип свечей имеет высокие механические характеристики и долгий срок службы, что обеспечивается отсутствием процесса окисления. Спираль, которая разогревается, в этом случае, имеет специальную оболочку из керамического порошка. Она идеально проводит тепло. Свечи будут меньше подвержены влиянию внешних факторов (например, чистота рабочей среды, небольшое количество влаги).

Открытые свечи (например, штифтовые) устанавливаются в камере сгорания, обеспечивая ее прогревание. Но обязательным условием для работы такой свечи будет являться прямой контакт топливной смеси с раскаленной частью свечи. Открытый тип снижает эксплуатационные характеристики камеры, потому как на ее работу будут активно влиять такие фактор, как :

  • Любой вид загрязнения (качество топлива);
  • Влага на поверхности.

Влага может попасть через стержень манжеты, который может быть резиновым или из силиконового герметика. Малейшая неточность при установки дизельной свечи накаливания может привести к крайне плачевными последствиям. И, если в летний период, благодаря высокой температуре окружающей среды, дефект себя не обозначит, то при первых же «хороших» холодах авто начнет страдать.

Стоимость замены свечей на дизеле не велика, поэтому настоятельно рекомендуем вам проводить данную процедуру только атомастерских.

Как работает свеча накаливания на дизельном двигателе:

Для того чтобы понять какие могут быть проблемы, для начала рассмотрим принцип работы.

  1. Поворот ключа стартера запускает подачу тока.
  2. Активируется приборная панель, контрольная лампа состояния системы. В летнее время запуск можно осуществлять без задержки на данном шаге. В зимний период на настоятельно рекомендуем вам на этапе зажигания сделать заминку на этом шаге, и подождать пока свечи разогреют камеру. Как только контрольная лампочка на свечи погаснет, можно заводить мотор.
  3. Запуск двигателя стартером. Дайте свечам поработать немного (до 30 сек), запускайте турбодизель.

После правильного запуска системы, свечи продолжают работать определенное время, за которое стабилизируется бесперебойная работа до полного прогрева двигателя.

Типы свечей накаливания.

Сначала отметим то, что спираль (главный элемент) может быть монолитной (такие используются чаще всего) и двойной. Двойная спираль позволяет подобрать оптимальный уровень рабочих показателей. Но такие дешевые варианты очень быстро выйдут из строя, а качественная двойная спираль будет стоить значительных денег.
Типы:
Штифтовая свеча накаливания. Рабочий элемент – штифт накаливания термокорозийного стержня, запрессованный в корпус свечи. Внутри наполнение из порошка оксида магния и спиральной нити.
Принцип работы штифтовой свечи. Электрический ток пускается на головку токопроводящего стержн–>Металлическая нить накаливания. Нить накаливая имеет 2 резистора: нагревательный и регулирующий. Нагревательный имеет постоянное сопротивления, никак не связанное с температурой. Резисторная спираль имеет зависимость от температурных показателей.
Смысл таков, что чем выше температура системы, тем ниже температура свечи.Рабочий промежуток от 4 сек. до 2 мин. Продолжительность работы регулируется специальным блоком управления, с контрольной лампой на водительской панели управления.

Керамические свечи накаливания имеют такую же схему работы. Но в данном случае, имеется керамический стержень с таким же нагревательным элементом. Стержень разогревается до 1000 градусов, что обеспечивает более быстрый запуск системы, сравнимый с показателями бензинового двигателя.

Керамическая свеча накаливания для дизельного двигателя работает в три стадии. На первой, напряжение составляет до 11,5 В, стержень выдаёт максимальную температуру. По мере прогрева системы напряжение начинает падать до 7В на второй фазе и 5В на третьей.
Керамические свечи накаливания стоят дороже, чем штифтовые. Зато обеспечивают лучшую и быструю работу системы, меньшую токсичность выхлопных газов, более долгий срок эксплуатации и максимальную эффективность.

NGK Spark Plugs (Eurasia) › Блог › 8 вопросов и ответов о свечах накаливания

Хорошая свеча накаливания хоть и маленькая, но очень сложная в производстве деталь с высокой себестоимостью. Хорошие свечи помогут завести дизельный авто за пару секунд даже в условиях бескрайнего севера. Плохие превратят добротную иномарку в чадящий вонючим синим дымом кошмар Греты Тунберг. Мы ответим на восемь популярных вопросов о калильных свечах. С этими знаниями вы сможете не только подобрать и смонтировать свечи самостоятельно, но даже раздавать советы друзьям.


1. Зачем нужна свеча накаливания?

Если очень коротко — чтобы нагревать дизельное топливо и облегчать старт холодного двигателя при при близких к нулю и отрицательных температурах. Без дополнительного подогрева дизельный движок для запуска в мороз придётся «крутить» десятки секунд, высаживая заряд аккумулятора и насилуя стартёр.
Дизельное топливо, как мы недавно рассказывали, горит не так, как бензин (дизель-воздушная смесь самовоспламеняется при сжатии, но для этого ей нужна плюсовая температура), и следовательно, дизельные двигатели устроены в силу этого несколько иначе.

Главный рабочий элемент свечи накаливания — кончик нагревательного стержня, температура которого за несколько секунд при подаче тока доходит до 800-1000 °C. Стержень находится в цилиндре в точно рассчитанном месте — там, где образуются завихрения топливовоздушной смеси в результате её распыления форсунками. Нагревается смесь, хотя существует ошибочное мнение, что свеча греет сам цилиндр (спросите себя, учтя, что запуск современных двигателей занимает несколько секунд, возможно ли, чтобы свеча успевала нагреть массив металла).

Оно важно и для состояния сажевого фильтра, очищающего выхлоп от сажевых частиц и установленного почти во всех дизельных авто после 2000 года (стал обязательным с 2011-го). Фильтр имеет ограниченную ёмкость для улавливания и хранения сажевых частиц, и чтобы он дольше обеспечивал полноценную фильтрацию, необходима периодическая регенерация — сжигание отложений.

Для регенерации сажевого фильтра необходимо прогреть его до температуры выше 600 °С в течение примерно 10 минут. Для этого электронный блок управления (ЭБУ) запускает ряд процедур, среди который «регенерационный накал» свечами при температуре более 1000 °C даже при прогретом двигателе. Это повышает температуру внутри камеры сгорания, растёт температура выхлопных газов, и отложения в сажевом фильтре сгорают. Цикл регенерации запускается раз в 1500-5000 км.

Ещё свечи накаливания поддерживают работоспособность клапана системы рециркуляции отработанных газов EGR за счёт так называемого «промежуточного накала». Низкая температура отработанных газов может привести к образованию нагара на клапане EGR, а это вызовет не только увеличение вредности выхлопа, но и повышение расхода топлива и падение мощности двигателя. ЭБУ включает накал свечей, предотвращающий резкое снижение температуры отработанных газов ниже критического уровня.

В современных легковых автомобилях встречаются два типа свечей накаливания: металлические и керамические. Первые живут меньше, разогреваются дольше, но и стоят дешевле. Вторые, керамические, имеют малое время нагрева, живут в 2-3 раза дольше металлических, но при покупке обходятся дороже.

Создавая новые типы свечей накаливания, инженеры решают не только задачу сделать нагрев свечей быстрее, но и подстраиваются под новые экологические требования, которые заставляют автопроизводителей уменьшать компрессию в дизельных двигателях. Чем ниже компрессия, тем бóльшую температуру должна давать свеча, чтобы сохранялась простота запуска. И вот тут старые добрые металлические свечи проигрывают керамике вчистую.

Выбор типа свечей для двигателя вашего автомобиля остаётся на совести автопроизводителя: одному дизелю будет достаточно недорогой металлической свечи, а другому для стабильного запуска требуется самая современная керамическая модель, да не простая, а рассчитанная на применение особых технологий (о них см. вопрос 3).

Металлические стержневые свечи
Это самый простой и дешёвый тип из существующих сейчас свечей. Внутри стержня металлической свечи расположена как минимум одна обязательная спираль — нагревательная, сделанная из сплава железа, никеля и хрома (сплав Inconel 601). Температура металлического стержня на стадии послепускового накаливания редко превышает 1000°C из-за того, что сплав имеет температуру плавления около 1360°C.

Металлическая свеча без технологий, ускоряющих нагрев, добирается до рабочих 800 °C за 20-25 секунд. Но сейчас чаще используются свечи быстрого пуска. У них особая нагревательная спираль, сопротивление которой меняется в зависимости от температуры. Сопротивление в таких свечах при температуре окружающей среды очень низкое, гораздо ниже, чем стандартных свечах, поэтому при подаче тока они разогреваются за 13-15 секунд.

Керамические свечи
Переход от металла к тугоплавкой керамике позволил увеличить температуру накала и скорость нагрева свечи. Быстрее накал — меньше ожидание перед запуском автомобиля. Использование керамики и проводников с низким сопротивлением снижает время предпускового накала до 2-3 секунд.

Главное отличие этого типа свечей от металлических заключается в керамическом наконечнике из нитрида кремния с температурой плавления 1900 °C, внутри которого проложена никелевая спираль. За счёт высокой точки плавления керамические свечи работают с более высокой штатной температурой — до 1350 °C, — недоступной для металлических свечей. Спечённый нитрид кремния отличается необычайно высоким для керамики сопротивлением возникновению микротрещин. Наконец, керамика быстрее проводит тепло от нагревающей спирали, чем «бутерброд» из магнезии и металлического стержня, поэтому время разогрева у керамических свечей значительно меньше.

Читать еще:  Люкс ваз 2107

В HTC металлическая нагревательная спираль в наконечнике заменена на керамический элемент, к которому подведены металлические электроды. Использование керамики позволило подавать на свечу более высокий ток, чем прежде. А чем выше ток, тем быстрее нагревается свеча.

Но NGK пошли дальше, разработав свечи NHTC, нагревательный элемент которых целиком выполнен из керамики, — металл как проводник используется только в месте подсоединения питающего кабеля. Цельнокерамическая структура обеспечила еще большую тепловую стойкость, поэтому свечи NGK NHTC выдерживают самые высокие токи, нагреваются до 1000°C всего за 2 секунды, а затем в течение нескольких минут поддерживают температуру 1350°C для дожига дизеля.

На сегодняшний день описанные выше высокотемпературные керамические свечи накаливания — это самый продвинутый коммерчески доступный продукт. А чтобы дать вторую жизнь металлическим свечам, были разработаны технологии ускорения их нагрева с помощью дополнительных реле и внутренних регулирующих спиралей.

Саморегулирующиеся свечи (SRM/SRC)
Современные стержневые и керамические свечи накала являются саморегулируемыми (Self Regulating Metal/Ceramic — «саморегулирующийся из металла/керамики»), то есть сама свеча управляет своим температурным режимом без помощи электронного блока управления двигателем.

В саморегулирующейся свече последовательно соединены сразу две спирали — никелевая накаливающаяся и спираль регулировки, которая меняет свойства электропроводности в зависимости от температуры: чем выше температура сплава управляющей спирали, тем выше удельное сопротивление в материале и тем меньший ток доходит до нагревательного элемента.

SRM бережет нагревательную спираль от перегрева и расплавления, снижая ток до наступления критической температуры. Такой «предохранитель» позволяет безопасно подавать на свечу на старте очень высокий ток, чтобы ускорить её нагрев. Благодаря этому, а заодно и применению в центральном электроде серебра с максимальной из всех металлов электро- и теплопроводностью, стержневые металлические свечи с SRM прогреваются до рабочей температуры запуска всего за 4-5 секунд.

Системы быстрого накаливания (QGS)
Quick Glow System — система быстрого накаливания — представляет собой блок управления с реле, которое регулирует подаваемые на свечи напряжение и ток. Свечи для QGS могут быть как саморегулирующиеся, так и обычные, с одной спиралью. Нагревательная спираль в них также имеет малое сопротивление для прохождения высокого тока и быстрого предпускового нагрева. Сочетание реле QGS и саморегуляции SRM позволяет металлическим свечам нагреваться до 900 °C за 4-5 секунд, а керамическим — за 2 секунды и меньше.

Блоки QGS совместимы только с QGS-свечами, причем строго с односпиральными или SRM. Использовать свечу попроще, подешевле или, наоборот, потехнологичней нельзя.


4. Почему выходят из строя свечи накаливания?

Начнём с того, что у свечи есть свой срок службы, по истечении которого она может попросту перегореть из-за истончения нагревательной спирали, как старая лампочка. Это не значит, что можно забыть рекомендации производителя авто и игнорировать интервал замены свечей.

Свеча может оказаться обречена на скорую смерть из-за ошибок при установке в двигатель: перетянутая резьба или неосторожное падение стержнем об пол приведут к встряхиванию спирали в изоляторе, короткому замыканию и перегоранию. О правильном монтаже свечей мы скажем ниже.

Если вам попалась поддельная свеча, в изолирующей магнезии может оставаться влага или даже масло. После нескольких запусков наконечник вздуется. Если такое случилось, вы точно будете знать, какому продавцу доверять не стоит. Честные свечи от настоящих производителей, даже самые бюджетные, таким не страдают.

А вот если двигатель в мороз не заводится совсем, то свечи не виноваты — вряд ли все они разом решили испортиться. Проблема может быть в блоке накаливания, аккумуляторе, топливе, пропавшей компрессии, но не в свечах.

О рекомендованных способах диагностики читайте в нашей статье о проверке свечей накаливания.

На DRIVE2 часто упоминается еще один способ, при котором свечи выкручиваются из двигателя и подключаются к аккумулятору «крокодилами». В результате можно наблюдать раскалившийся кончик свечи и так оценить её работу. NGK крайне не рекомендует так делать, потому что при прямом подключении за работой свечи не следит блок управления.


7. Как подобрать свечу накаливания для моего автомобиля?

Свечи накаливания — не масло, не колодки и не шины, альтернатив, совместимых с вашим автомобилем, будет немного. Скорее всего, каждый производитель сможет предложить вам всего по одному артикулу. Подобрать подходящую свечу только по геометрии не получится — если не угадать с типом свечи, она не будет работать нормально. Для упрощения поисков можно воспользоваться сайтом NGK для подбора продукции: просто выберите свою машину и модель двигателя, а сайт назовет вам конкретную совместимую свечу.

Если же вы обращаетесь к каталогам онлайн-магазинов или продавцам, то рекомендуем сверяться с нашим руководством по маркировке свечей накаливания NGK. С её помощью вы сможете расшифровать комбинацию цифр и букв и наверняка узнать все характеристики свечи.

Свеча накаливания в дизельном двигателе современного автомобиля

Свечи в дизельном двигателе обеспечивают гарантированный запуск силового агрегата на холодную. Принцип их действия заключается в доведении топлива, находящегося под высоким давлением, до необходимой температуры при помощи специального реле. Дизельный движок имеет столько свечей, сколько цилиндров расположено в нем. На каждый цилиндр мотора приходится по одной свече.

Принцип включения дизельного мотора

Топливно-воздушная смесь, находящаяся в цилиндре под давлением, нагревается до 900°С. Для обеспечения условий возгорания, конструкция обладает высокой прочностью. Горючая смесь воспламеняется от степени сжатия, а не от свечи. При температуре окружающей среды ниже плюс 5°С вплоть до сильных морозов, камера сгорания нуждается в принудительном прогреве при помощи керамических или штифтовых свечей накала.

Свеча накаливания в дизельном двигателе способна прогреть зону впрыска до 1000°С за считаные секунды. Когда происходит включение дизеля, данные устройства работают до достижения температуры жидкости охлаждения плюс 75°С.

В связи с повышенными требованиями экологов, благодаря своим уникальным свойствам, свечи зажигания начинают функционировать на холостых оборотах. Устройство данных деталей способствует снижению количества вредных выбросов дизельного двигателя в атмосферу.

Конструктивные особенности различных видов свечей

Данные конструкции могут быть выполнены как из керамики закрытого типа, так и из металла — открытые. Нагревательный элемент изготовлен в виде спирали.

В металлических штифтовых конструкциях имеются спирали: нагревательная и регулировочная. Благодаря первой происходит быстрое нагревание, вторая служит для защиты конструкции от перегрева.

Состав керамических деталей более сложен:

  1. Корпус из металла.
  2. Трубка нагревательная.
  3. Болт с гайкой соединительные.
  4. Спираль регулировочная.
  5. Керамическое наполнение.
  6. Электрод центральный.
  7. Резьбовая часть.

Керамические детали более предпочтительны, благодаря их способности быстро производить нагрев и обеспечивать очень высокую температуру.

Под воздействием электрического тока происходит нагревание спирали. Высокая температура в моторе не дает элементу нагреваться выше 850°С, подогрев длится в течение короткого времени: от 4 сек до 2 мин. За продолжительностью подогрева ведет наблюдение электронный блок управления, который отслеживает температуру жидкости охлаждения через специальные датчики.

Пока подогрев продолжается, горит контрольная лампочка, расположенная на приборной панели. Выключение лампы свидетельствует о полной готовности движка к запуску.

Свечи накаливания продолжают работать и после включения мотора, продолжая прогрев и обеспечивая наиболее полное сгорание воздушно-топливной смеси, уменьшая вредные выбросы.

Методы проверки свечей

Проверить напряжение в элементах можно с использованиеммультиметраили аккумулятора автомобильного.

Чтобы не демонтировать устройство, достаточно подключить его к аккумулятору. Схема подключения такова: минус подсоединяется к корпусу свечи, а плюс — к клемме соответственно. В исправном узле в течение нескольких секунд нагревается спираль. Отсутствие тепла говорит о необходимости заменить устройство.

При проверке свечей в форсунках нужно выкрутить элементы и изучить свечение штифтов, которые должны раскалиться. Отличие интенсивности свечения хотя бы одного элемента говорит о необходимости дополнительной проверки путем замера его сопротивления.Во избежание быстрого выхода из строя остальных элементов, замена производится сразу всего комплекта, независимо от того, сколько деталей оказалось бракованными.

Редко случается, когда происходит отказ более двух устройств, в таком случае необходимо произвести проверку электрической проводки либо электронного блока управления.

При помощи мультиметра работоспособность демонтированной свечи определяется методом «прозвонки».

В современных автомобилях проверить данные узлы можно путем самодиагностики, дополнительно используя индикатор, расположенный на панели приборов, который подает сигнал при появлении поломки свечи.

Описание признаков неисправностей элементов накаливания

Поломки свечей накала проявляются следующими дефектами:

  1. Мотор не хочет запускаться.
  2. Неравномерность работы холодного движка.
  3. Появление выхлопных газов белого цвета.

Если автовладелец недавно производил замену всех свечей, то причина может крыться в неисправности элемента по вине производителя. Бракованную деталь нужно выкрутить и заменить на новый экземпляр. Неисправности элементов накаливания наиболее заметны в зимнее время. Понижение температуры в окружающей среде вызывает появление большего количества признаков неисправностей элементов накала.

Чтобы облегчить процесс демонтажа, используется специальный съемник свечей накаливания дизельных двигателей. Его нужно применять в комплекте с инструментом, приспособленным под квадратную или шестигранную головку.

Почему свечи выходят из строя

Срок службы современных штифтовых свечей накала дизелей составляет 60 тысяч километров при условии соблюдения эксплуатационных условий. Если случится повреждение оболочки спирали, то все устройство выйдет из строя раньше, т. к. в образовавшуюся трещину внутрь проникают грязь и влага, а спираль замыкается на корпус. Оболочка может выйти из строя по следующим причинам:

  • несоблюдение тщательности и аккуратности при монтаже элемента накаливания в мотор;
  • появление электрохимической коррозии с течением длительного времени;
  • установка свечей, не соответствующих моделей данному типу дизельного двигателя.

Данные устройства очень важны — они обеспечивают как бесперебойный запуск дизельного двигателя при минусовых значениях температуры окружающей среды, так и существенно снижают количество отработавших вредных газов.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector