Есть ли в дизельном двигателе свечи зажигания?

Свеча накала – назначение и неисправности

Двигатели Дизеля отлично работают, не пропуская воспламенения в цилиндрах и выдавая хороший крутящий момент при высокой экономичности, благодаря используемому принципу инициации горения. Топливо впрыскивается под давлением в раскалённый от быстрого сжатия воздух и мгновенно зажигается по всему объёму. Здесь нет искровых свечей, которые на этом фоне выглядят просто нелогичным решением. Но одной из проблем стал холодный запуск мотора, когда температура в конце сжатия не достигает нужного порога.

Зачем свеча двигателю с воспламенением от сжатия

Помочь мотору запуститься при температурах около нуля и ниже можно предварительно подогрев воздух в камере сгорания. Для этого в неё помещаются электронагреватели в виде нити накаливания, защищённой огнеупорным корпусом, который раскаляется до красно-белого свечения. Несмотря на большие объёмы холодного воздуха и окружение в виде металлических стенок головки и блока с низкой температурой, такой способ оказался достаточно эффективным. Если не подавать напряжение на свечи, то мотор не даёт вспышек вообще, а стоит их подогреть на несколько секунд – уверенно запускается.

Ниже дымность и токсичность

Летом одна-две неработающие свечи еще не становятся непреодолимым препятствием для запуска. Однако в старых предкамерных и вихрекамерных дизелях не всегда удавалось обеспечить температуру в камере сгорания в конце такта сжатия выше требуемой для самовоспламенения горючей смеси уже при осеннем снижении температур окружающего воздуха до плюс 5-7 градусов. Если свечи не грели, это создавало проблемы с запуском даже в таких условиях.

В морозы в дополнение к еще более низкой температуре ухудшается смесеобразование из-за того, что холодное и вязкое дизтопливо не только хуже распыляется форсунками, но и не спешит испаряться. Необходимость обеспечить испарение капелек топлива для качественного смесеобразования в момент запуска также требует наличия в камерах сгорания высокой температуры.

Свечи накаливания как раз и являются ее источниками. Они включаются в работу сразу после поворота ключа в замке зажигания в первое положение, на что указывает синхронно загоревшийся символ спирали на приборном щитке.

Но если сигнал погас, это не значит, что свечи греть перестали. Помимо предпускового подогрева у них есть другие задачи. Некоторое время после запуска свечи продолжают функционировать, чтобы улучшить условия для смесеобразования и обеспечить более полное сгорание топлива.

Пока мотор не прогрелся, этим поддерживается его устойчивая работа, снижается дымность и содержание токсичных веществ в выхлопных газах. На дизеле с сажевым фильтром свечи накаливания включаются не только при запуске, но и при прогретом до рабочих температур состоянии двигателя — это обязательное условие для начала автоматической регенерации сажевого фильтра.

Устройство и расположение свечей накаливания

Если с назначением свечи накаливания всё ясно, то практическая реализация столкнулась с целым рядом проблем, прежде всего касающихся надёжности.

Открытые спирали здесь никуда не годились, всё же горение в цилиндрах носит взрывной, разрушающий характер. Нить накала должна быть хорошо защищена. Для этого она заключается в металлический или керамический корпус. Если применяется металл, то это будет жаропрочный легированный сплав. Для избегания электрических замыканий пространство между колпаком и нитью заполняется веществом, одновременно изолирующим для тока и хорошо проводящим для тепла. Обычно это оксид магния.

Керамические свечи отличаются более высокой рабочей температурой, долгим сроком службы и ускоренным разогревом. Но и обходятся при этом значительно дороже. Применение конкретного типа зависит от особенностей мотора, иногда использование самых совершенных и дорогих технологий становится вынужденной мерой. С современным экологичным дизелем может справиться лишь свеча из керамики на основе нитрита кремния, мгновенно разогревающаяся и не позволяющая мотору превысит уровень вредных выбросов.

Располагать свечи стараются возможно ближе к месту впрыска дизтоплива в цилиндр. Если есть форкамера или вихревая камера – то в них. Дизели с прямым впрыском имеют геометрически небольшую зону горения, рабочий цилиндр свечи размещается с учётом турбулизации воздуха при сжатии. Корпус свечи имеет удлинённую форму для удобства компоновки и безопасного демонтажа. Он снабжается резьбой и гранями под ключ. Электрический контакт выводится наружу и изолируется.

Головная боль дизелиста. Для чего нужны и почему выходят из строя свечи накала

После разряженного либо вовсе приказавшего долго жить аккумулятора неработающие свечи накаливания — вторая основная причина, которая зимой не позволит при помощи стартера запустить дизель, даже если компрессия в его цилиндрах в норме.

Иными словами, когда свечи накала выходят из строя, отсутствия любых других неисправностей, способных осложнить холодный запуск, может быть недостаточно, чтобы без проблем завести дизельный мотор. Рассказывает Сергей Боярских.

Управление свечами и алгоритм работы

Каждая свеча потребляет значительный ток, порядка десяти ампер с отклонениями в обе стороны. Соответственно, сопротивление должно быть около одного ома при напряжении питания 12 вольт. Для грузовиков используются 24-вольтовые свечи.

Подобная мощность требует подходящего коммутатора в виде силового реле управления. Это электронное устройство, обеспечивающее включение свечей при пуске, а также своевременное отключение или перевод в режим удержания уменьшенной мощности.

Даже после запуска дизеля некоторое время сохраняется возможность его неустойчивой работы с дымлением и перегрузкой систем фильтрации и нейтрализации. Поэтому либо сама свеча, либо её устройство управления должны пусть с ограничением тока, но продолжать подогревать смесь, пока мотор не наберёт определённую температуру.

Оптимальным с точки зрения быстрого запуска и надёжности можно считать режим быстрого разогрева до максимальной температуры с последующим снижением мощности и стабилизацией на некоторое время. Это и выполняется автоматически комплексом из свечи с нелинейной характеристикой и электронного блока управления.

Существуют и дополнительные функции свечей у самых современных моторов. Это связано с необходимостью поддержания в порядке средств снижения токсичности, а именно, нейтрализаторов, сажевых фильтров и системы EGR. Для этого по программе блока управления свечи могут включаться и на прогретом двигателе, что повышает температуру выхлопных газов. Это ускоряет реакции окисления и очищает аппаратуру соблюдения экологических норм.

Что нужно знать перед началом работ

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

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

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

Особенности и свойства разных технических исполнений

Свечу стремятся изготовить максимально саморегулирующейся, чтобы не усложнять блок управления, вынужденный работать с большими токами, при этом не затрачивая энергию на собственный перегрев. Добиться этого можно используя металлы нагревательных элементов с различными зависимостями между температурой и электрическим сопротивлением.

Есть несколько путей реализации нужной нелинейности свойств нагревательных элементов:

  • применение дополнительной регулирующей (контрольной) спирали с иной температурной зависимостью;
  • использование для единственной спирали материала с заданной сильной зависимостью сопротивления;
  • замена нити накаливания керамическим токопроводящим стержнем с намного улучшенными свойствами.

Полностью керамические свечи способны долгое время выдерживать рекордные температуры до 1400 градусов.

Развитие средств силовой электроники позволило перенести многие функции на управляющий блок. Такие технологии легко справляются с любым режимом работы свечей, изменяя подводимую к ним мощность. Требования к самим свечам можно понизить, заодно уменьшив их размер, а значит и скорость тепловой реакции.

Проблемы и неисправности

Несмотря на принимаемые меры, свечи до сих пор долговечностью не отличаются. Хотя срок службы некоторых экземпляров уже может составлять более 100 тысяч километров пробега. Причины и проявления выхода из строя могут быть разными.

  1. Самое простое – это перегорание нагревательного элемента. Цилиндр с пострадавшей свечой отказывается работать при пуске, двигатель «троит» и вибрирует. Определить такое легко обычным мультиметром.
  2. Нагревающийся стержень обязательно должен повышать температуру, начиная с торца. Затем свечение распространяется к резьбовой части. Если это не так – свеча неисправна или исходно бракованная.
  3. Наконечник свечи (штифт) может со временем изменить свою геометрическую форму. Такие раздувшиеся или искривлённые свечи надо вовремя менять, пока их ещё возможно извлечь. Заметить такой дефект сложно, поэтому рекомендуется профилактическая замена с частотой, определяемой конструкцией и качеством детали. Обычно это два года.
  4. Испортить свечу может некачественное топливо. Оно меняет строго рассчитанный тепловой режим, и деталь выходит из строя. Попутно у двигателя появляются и другие проблемы, более серьёзные, чем отказавшая свеча.

Никакому ремонту свечи не подлежат. Они меняются на новые, обязательно взаимозаменяемые, с соблюдением правил демонтажа. Как правило, он непрост, свечи успевают прикипеть по резьбе к металлу или заклинить в направляющей от перегрева. Не стоит рисковать сложным ремонтом двигателя, лучше сразу обратиться к опытным профессионалам.

Как они это выдерживают?

Кроме свечей накаливания, по одной на каждый цилиндр, система предпускового подогрева состоит также из блока управления, реле включения и температурного датчика, однако именно свечи выходят из строя чаще всего. Почему?

При запуске наконечник свечи за несколько секунд раскаляется до 1000 градусов, а в керамических свечах — до 1350 градусов. Какой материал способен выдержать такие нагревы бесконечно?

Кроме тяжелых условий работы на срок службы влияет торговая марка, которая отражает качество изготовления свечей. Однако даже в случае использования качественных изделий риск выхода свечей из строя существенно увеличивается, если они отработали 80-100 тыс. км.

Сложной конструкцию свечей не назовешь. В общем виде это корпус, нагревательный элемент, или — другое название — калильная трубка со спиралью внутри, клемма для присоединения электропроводки.

Спираль в калильной трубке плотно упакована в спрессованный порошок, который изолирует витки от короткого замыкания и предохраняет от вибраций. Такое устройство до минимума сокращает число причин, которые приводят к преждевременной неисправности свечи.

Головная боль дизелиста. Для чего нужны и почему выходят из строя свечи накала

После разряженного либо вовсе приказавшего долго жить аккумулятора неработающие свечи накаливания — вторая основная причина, которая зимой не позволит при помощи стартера запустить дизель, даже если компрессия в его цилиндрах в норме.

Читайте также  Как влияет газ на бензиновый двигатель?

Иными словами, когда свечи накала выходят из строя, отсутствия любых других неисправностей, способных осложнить холодный запуск, может быть недостаточно, чтобы без проблем завести дизельный мотор. Рассказывает Сергей Боярских.

Ниже дымность и токсичность

Летом одна-две неработающие свечи еще не становятся непреодолимым препятствием для запуска. Однако в старых предкамерных и вихрекамерных дизелях не всегда удавалось обеспечить температуру в камере сгорания в конце такта сжатия выше требуемой для самовоспламенения горючей смеси уже при осеннем снижении температур окружающего воздуха до плюс 5-7 градусов. Если свечи не грели, это создавало проблемы с запуском даже в таких условиях.

В морозы в дополнение к еще более низкой температуре ухудшается смесеобразование из-за того, что холодное и вязкое дизтопливо не только хуже распыляется форсунками, но и не спешит испаряться. Необходимость обеспечить испарение капелек топлива для качественного смесеобразования в момент запуска также требует наличия в камерах сгорания высокой температуры.

Свечи накаливания как раз и являются ее источниками. Они включаются в работу сразу после поворота ключа в замке зажигания в первое положение, на что указывает синхронно загоревшийся символ спирали на приборном щитке.

Но если сигнал погас, это не значит, что свечи греть перестали. Помимо предпускового подогрева у них есть другие задачи. Некоторое время после запуска свечи продолжают функционировать, чтобы улучшить условия для смесеобразования и обеспечить более полное сгорание топлива.

Пока мотор не прогрелся, этим поддерживается его устойчивая работа, снижается дымность и содержание токсичных веществ в выхлопных газах. На дизеле с сажевым фильтром свечи накаливания включаются не только при запуске, но и при прогретом до рабочих температур состоянии двигателя — это обязательное условие для начала автоматической регенерации сажевого фильтра.

Как они это выдерживают?

Кроме свечей накаливания, по одной на каждый цилиндр, система предпускового подогрева состоит также из блока управления, реле включения и температурного датчика, однако именно свечи выходят из строя чаще всего. Почему?

При запуске наконечник свечи за несколько секунд раскаляется до 1000 градусов, а в керамических свечах — до 1350 градусов. Какой материал способен выдержать такие нагревы бесконечно?

Кроме тяжелых условий работы на срок службы влияет торговая марка, которая отражает качество изготовления свечей. Однако даже в случае использования качественных изделий риск выхода свечей из строя существенно увеличивается, если они отработали 80-100 тыс. км.

Сложной конструкцию свечей не назовешь. В общем виде это корпус, нагревательный элемент, или — другое название — калильная трубка со спиралью внутри, клемма для присоединения электропроводки.

Спираль в калильной трубке плотно упакована в спрессованный порошок, который изолирует витки от короткого замыкания и предохраняет от вибраций. Такое устройство до минимума сокращает число причин, которые приводят к преждевременной неисправности свечи.

Почему выходят из строя?

Чаще всего способствует выходу из строя раньше срока перегрев калильной трубки. Причины — слишком ранний момент впрыска топлива либо форсунка из-за засорения распылителя коксом начинает неправильно распылять топливо, и тогда на калильный штифт его попадает много. Такая свеча прослужит меньше, чем могла бы.

Гораздо реже, как уверяют специалисты, спираль может перегореть из-за залипания реле и слишком долгой в этой связи подачи электропитания. И это же возможно, если из-за разрядившегося аккумулятора двигатель запускают от внешнего источника энергии при слишком большом напряжении.

Как о том говорилось, не факт, что с неработающими свечами двигатель не удастся завести. Многое зависит от конструкции конкретного мотора, температуры в момент запуска, компрессии в цилиндрах и других факторов.

Зато лишь одна вышедшая из строя свеча в дизеле с сажевым фильтром не позволит включиться автоматической регенерации. Ничего хорошего сажевому фильтру это не сулит.

Негативные последствия неисправности только этим не ограничиваются. Чтобы за счет лишь одного давления в конце такта сжатия воздух в камере сгорания начал разогреваться до температуры, превышающей температуру самовоспламенения паров дизтоплива, при каждой попытке запуска стартеру придется раскручивать коленвал гораздо дольше. Ему и аккумулятору такой труд жизни не добавит.

Также ухудшаются условия смазки трущихся деталей в цилиндре с отказавшей свечой. Неиспарившаяся часть холодного дизтоплива попадает на стенки цилиндров, где разжижает и смывает масляную пленку. Несгоревшее топливо, попавшее в масло, вызывает его более быстрое старение.

После запуска двигатель с неработающей свечой из-за пропусков воспламенения какое-то время «троит». При этом из выхлопной трубы наряду с отработавшими газами появляется дым.

Нельзя сказать, что это однозначный признак выхода свечей накала из строя. У неровной работы мотора и дымления могут быть другие причины, однако свечи как минимум желательно проверить.

Пожалуйста, без «лома»

Не будем вдаваться в подробности, как это делается, каким бы увлекательным ни казался такой рассказ желающим самостоятельно выяснить, в каком состоянии свечи накаливания в их автомобиле.

Не будем углубляться и в вопросы замены свечей своими руками, несмотря на то что эта нехитрая на вид процедура может запросто превратиться в захватывающий триллер, если окажется, что старые свечи не желают выкручиваться, а после приложения силы и вовсе обламываются.

Скажем лишь, что, если доведется столкнуться со свечой, не поддающейся выкручиванию, метод «против лома нет приема» применять противопоказано. Специалисты СТО, которые знают, чем это обычно заканчивается, рекомендуют не жалеть WD40, выкручивать свечу на хорошо прогретом двигателе, поворачивая ее вперед-назад. Не получается — дать мотору остыть, не жалеть WD40, снова прогреть мотор, опять крутить свечу туда-обратно — и так до бесконечности. Иногда помогает.

А если это не поможет либо свеча разрушилась, в результате чего одна ее часть все-таки осталась в головке цилиндров? Чтобы не усугубить ситуацию, которая усложнит дальнейшие действия по извлечению свечи или ее обломка, лучше обратить к специалистам, имеющим инструмент и приспособления, предназначенные для этой работы. Мастера есть, их нужно только найти.

Рассматривать вопросы демонтажа, а также последующей установки новой свечи — значит бежать далеко впереди паровоза, ведь, чтобы заменить свечу, для начала надо купить ей замену. А свечи бывают разные по типу — для предкамерных и вихрекамерных дизелей, для моторов с непосредственным впрыском — и отличаются мощностью и временем нагрева до рабочей температуры.

Поэтому замена должна быть адекватной. В противном случае свечи будут разогреваться лишь частично или вообще не станут работать.

Точную информацию, какие свечи используются в конкретном двигателе, следует искать в инструкции по обслуживанию и ремонту, в каталогах взаимозаменяемости свечей производства разных компаний. При отсутствии данных образцом может служить свеча, которой ищется замена.

Хотя при неисправности одной свечи менять все свечи в двигателе комплектом необязательно, желательно все-таки на покупке не экономить. Если в результате длительной эксплуатации комплекта свечей накаливания из строя выходит одна из них, это можно считать сигналом, что ресурс остальных, скорее всего, почти исчерпан, долго они не прослужат, а значит, придется снова лезть в мотор.

В какую сумму в рублях обойдется покупка свечей накаливания отдельных марок для некоторых распространенных автомобилей, можно узнать из таблицы. В ней также приведен диапазон цен от минимума до максимума среди свечей, найденных в предложениях о продаже.

Flennor NGK Bosch Denso Beru
BMW X5 E70 3.0D 10 18 18 18 20 10-31
Opel Astra H 1.3 CDTI 8 15 16 19 23 8-23
Peugeot 807 2.0 HDI 8 23 17 17 23 8-25
Renault Megane III 1.5 dCi 26 35 40 26 14-40
VW Passat B7 2.0 TDI 12 19 20 21 24 12-53

Фото автора и из открытых источников
Автобизнес

Как установлены свечи в дизельном двигателе

Двигатели Дизеля отлично работают, не пропуская воспламенения в цилиндрах и выдавая хороший крутящий момент при высокой экономичности, благодаря используемому принципу инициации горения. Топливо впрыскивается под давлением в раскалённый от быстрого сжатия воздух и мгновенно зажигается по всему объёму. Здесь нет искровых свечей, которые на этом фоне выглядят просто нелогичным решением. Но одной из проблем стал холодный запуск мотора, когда температура в конце сжатия не достигает нужного порога.

Зачем свеча двигателю с воспламенением от сжатия

Помочь мотору запуститься при температурах около нуля и ниже можно предварительно подогрев воздух в камере сгорания. Для этого в неё помещаются электронагреватели в виде нити накаливания, защищённой огнеупорным корпусом, который раскаляется до красно-белого свечения. Несмотря на большие объёмы холодного воздуха и окружение в виде металлических стенок головки и блока с низкой температурой, такой способ оказался достаточно эффективным. Если не подавать напряжение на свечи, то мотор не даёт вспышек вообще, а стоит их подогреть на несколько секунд – уверенно запускается.

Устройство и расположение свечей накаливания

Если с назначением свечи накаливания всё ясно, то практическая реализация столкнулась с целым рядом проблем, прежде всего касающихся надёжности.

Открытые спирали здесь никуда не годились, всё же горение в цилиндрах носит взрывной, разрушающий характер. Нить накала должна быть хорошо защищена. Для этого она заключается в металлический или керамический корпус. Если применяется металл, то это будет жаропрочный легированный сплав. Для избегания электрических замыканий пространство между колпаком и нитью заполняется веществом, одновременно изолирующим для тока и хорошо проводящим для тепла. Обычно это оксид магния.

Керамические свечи отличаются более высокой рабочей температурой, долгим сроком службы и ускоренным разогревом. Но и обходятся при этом значительно дороже. Применение конкретного типа зависит от особенностей мотора, иногда использование самых совершенных и дорогих технологий становится вынужденной мерой. С современным экологичным дизелем может справиться лишь свеча из керамики на основе нитрита кремния, мгновенно разогревающаяся и не позволяющая мотору превысит уровень вредных выбросов.

Располагать свечи стараются возможно ближе к месту впрыска дизтоплива в цилиндр. Если есть форкамера или вихревая камера – то в них. Дизели с прямым впрыском имеют геометрически небольшую зону горения, рабочий цилиндр свечи размещается с учётом турбулизации воздуха при сжатии. Корпус свечи имеет удлинённую форму для удобства компоновки и безопасного демонтажа. Он снабжается резьбой и гранями под ключ. Электрический контакт выводится наружу и изолируется.

Керамические свечи накаливания

Основными элементами керамической свечи накаливания являются контакт, корпус свечи и нагревательный стержень, выполненный из керамики. Нагревательный стержень состоит из изолирующего защитного керамического слоя и внутреннего керамического нагревательного элемента, заменяющего собой нагревательную и регулировочную спираль обычных металлических свечей накаливания.

Рис. Керамическая свеча накаливания: 1 – соединительный контакт; 2 – корпус свечи; 3 – керамический нагревательный элемент; 4 – защитный керамический слой

Керамические свечи накаливания в течение 2 сек. достигают температуры примерно 1000°C, что обеспечивает такой же быстрый пуск двигателя, как у бензинового ДВС, без присущей дизельным двигателям «раскачки».

Читайте также  Как работает 4 тактный двигатель?

Напряжения при разогреве имеет три фазы. Первая фаза имеет напряжение 9,8…11,5 В, при температуре 1000° в течении 2 сек. – быстрый разогрев. В последующие моменты регулировки напряжение постепенно снижается и держится ниже напряжения бортовой сети: фаза 2 …7 В, фаза 3 – 5 В. Для разгрузки бортовой сети штифты свечей накаливания управляются широтно-импульсной модуляцией со смещением фаз.

Кроме указанных фаз для регенерации сажевого фильтра может применяться промежуточное накаливание. В этом случае свечи накаливания получают с блока управления двигателя сигнал управления на промежуточное накаливание. Благодаря промежуточному накаливанию улучшаются условия сгорания в процессе регенерации. По причине незначительного старения керамики процесс промежуточного накаливания при регенерации сажевого фильтра не оказывает особого влияния на керамические свечи накаливания.

Основными преимуществами керамических свечей накаливания, относительно металлических свечей, являются лучшая работа в условиях холодного пуска за счёт высокой температуры предварительного и последующего накаливания, меньшая токсичность ОГ благодаря более высокой температуре накаливания и больший срок службы. По сравнению с металлическими свечами накаливания керамические свечи при одинаковой потребности в напряжении обеспечивают гораздо более высокие температуры накала.

В настоящее время отдельные производители в свечи накаливания вставляют датчики давления для корректировки процесса сгорания.

Управление свечами и алгоритм работы

Каждая свеча потребляет значительный ток, порядка десяти ампер с отклонениями в обе стороны. Соответственно, сопротивление должно быть около одного ома при напряжении питания 12 вольт. Для грузовиков используются 24-вольтовые свечи.

Подобная мощность требует подходящего коммутатора в виде силового реле управления. Это электронное устройство, обеспечивающее включение свечей при пуске, а также своевременное отключение или перевод в режим удержания уменьшенной мощности.

Даже после запуска дизеля некоторое время сохраняется возможность его неустойчивой работы с дымлением и перегрузкой систем фильтрации и нейтрализации. Поэтому либо сама свеча, либо её устройство управления должны пусть с ограничением тока, но продолжать подогревать смесь, пока мотор не наберёт определённую температуру.

Оптимальным с точки зрения быстрого запуска и надёжности можно считать режим быстрого разогрева до максимальной температуры с последующим снижением мощности и стабилизацией на некоторое время. Это и выполняется автоматически комплексом из свечи с нелинейной характеристикой и электронного блока управления.

Существуют и дополнительные функции свечей у самых современных моторов. Это связано с необходимостью поддержания в порядке средств снижения токсичности, а именно, нейтрализаторов, сажевых фильтров и системы EGR. Для этого по программе блока управления свечи могут включаться и на прогретом двигателе, что повышает температуру выхлопных газов. Это ускоряет реакции окисления и очищает аппаратуру соблюдения экологических норм.

Принцип работы и устройство

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

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

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

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

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

Особенности и свойства разных технических исполнений

Свечу стремятся изготовить максимально саморегулирующейся, чтобы не усложнять блок управления, вынужденный работать с большими токами, при этом не затрачивая энергию на собственный перегрев. Добиться этого можно используя металлы нагревательных элементов с различными зависимостями между температурой и электрическим сопротивлением.

Есть несколько путей реализации нужной нелинейности свойств нагревательных элементов:

  • применение дополнительной регулирующей (контрольной) спирали с иной температурной зависимостью;
  • использование для единственной спирали материала с заданной сильной зависимостью сопротивления;
  • замена нити накаливания керамическим токопроводящим стержнем с намного улучшенными свойствами.

Полностью керамические свечи способны долгое время выдерживать рекордные температуры до 1400 градусов.

Развитие средств силовой электроники позволило перенести многие функции на управляющий блок. Такие технологии легко справляются с любым режимом работы свечей, изменяя подводимую к ним мощность. Требования к самим свечам можно понизить, заодно уменьшив их размер, а значит и скорость тепловой реакции.

Проблемы и неисправности

Несмотря на принимаемые меры, свечи до сих пор долговечностью не отличаются. Хотя срок службы некоторых экземпляров уже может составлять более 100 тысяч километров пробега. Причины и проявления выхода из строя могут быть разными.

  1. Самое простое – это перегорание нагревательного элемента. Цилиндр с пострадавшей свечой отказывается работать при пуске, двигатель «троит» и вибрирует. Определить такое легко обычным мультиметром.
  2. Нагревающийся стержень обязательно должен повышать температуру, начиная с торца. Затем свечение распространяется к резьбовой части. Если это не так – свеча неисправна или исходно бракованная.
  3. Наконечник свечи (штифт) может со временем изменить свою геометрическую форму. Такие раздувшиеся или искривлённые свечи надо вовремя менять, пока их ещё возможно извлечь. Заметить такой дефект сложно, поэтому рекомендуется профилактическая замена с частотой, определяемой конструкцией и качеством детали. Обычно это два года.
  4. Испортить свечу может некачественное топливо. Оно меняет строго рассчитанный тепловой режим, и деталь выходит из строя. Попутно у двигателя появляются и другие проблемы, более серьёзные, чем отказавшая свеча.

Никакому ремонту свечи не подлежат. Они меняются на новые, обязательно взаимозаменяемые, с соблюдением правил демонтажа. Как правило, он непрост, свечи успевают прикипеть по резьбе к металлу или заклинить в направляющей от перегрева. Не стоит рисковать сложным ремонтом двигателя, лучше сразу обратиться к опытным профессионалам.

Неисправности

В прошлом свечи накаливания работали только во время запуска, поэтому они изнашивались медленнее. Современные же свечи с расширенным функционалом могут сдаться уже после 80-100 тыс. км.

Когда одна из свечей накала выходит из строя, дизель с распределенным впрыском может испытывать затруднения с запуском даже при температуре воздуха +10 градусов. Одной неисправной свечи достаточно, чтобы двигатель «троил», а из выхлопной трубы валил дым.

В большинстве автомобилей в таком случае на приборном щитке загорается индикатор свечей накала. Помните о том, что это может свидетельствовать о другой неисправности, так как многие дизельные двигатели не имеют индикатора «Check Engine». Его роль играет именно индикатор свечей.

Современные дизели с системой впрыска Common Rail более устойчивые к неисправным свечам, так как легко запускаются даже при неработающих свечах накала и в холодное время года. Однако, не стоит долго ездить с неисправными свечами.

Сколько ходят свечи накала на дизелях

Подробней о разнице между бензиновым и дизельным двигателями рассказывается в другом обзоре. Сейчас же сосредоточимся на том, какую функцию выполняет свеча накала, как она устроена и что сокращает ее рабочий ресурс.

Что такое свечи накаливания автомобиля

Внешне свеча накала похожа на свечу зажигания, которая устанавливается в бензиновых двигателях. Отличается она от аналога тем, что она не создает искру для воспламенения воздушно-топливной смеси.

Неисправность этого элемента приводит к тому, что при наступлении холодов (когда температура воздуха опускается ниже +5) дизельный агрегат начинает капризничать или вообще не хочет заводиться. Если запуск мотора радиоуправляемый (многие современные модели оснащаются системой, которая запускает ДВС по сигналу, полученному от кнопки на брелке), то система не будет мучить агрегат, а просто его не запустит.

Подобные детали используются и в калильных карбюраторных двигателях, а также в автономных отопителях салона. В рамках данной статьи мы рассмотрим назначение свечей, которые используются в предпусковой системе дизеля.



Зачем же нужны свечи накаливания в дизельном моторе?

На самом деле, дизельный двигатель не нуждается в свечах накаливания, как таковых. Ему вполне хватает собственных мощностей для того, чтобы топливо загоралось само. Но любой дизельный двигатель, все равно, в обязательном порядке снабжается свечами накаливания. Почему так происходит?

Чтобы дизельное топливо могло воспламениться, оно должно иметь определенную температуру. А это не всегда возможно. Например, если на улице мороз, даже зимнее дизельное топливо становится более густым. А если это происходит, загореться для него – крайне проблематичная функция. Именно поэтому, чтобы поддерживать определенную температуру топлива, и используют в моторе свечи накаливания.

Свеча должна быть таким образом размещена в моторе, чтобы попасть в поток распыляемого дизельного топлива, она резко поднимает температуру данного потока, и дизтопливо загорается, обеспечивая работу ДВС Land Rover. Кроме этого, свечи накаливания позволяют придать потоку топлива дополнительное завихрение, что способствует более равномерному его распределению по ДВС и сгоранию.

Свечи накала начинают работать при температурах ниже +4 градусов. На Land Rover установлена автоматика, позволяющая контролировать работу двигателя автомобиля, и в частности свечей накаливания. Это продлевает срок их эксплуатации, облегчает работу двигателя вашего «Ленд Ровера».

Принцип работы и функции свечи накаливания

В каждом цилиндре дизельного агрегата устанавливается как индивидуальная форсунка, так и собственная свеча накала. Она работает от электрической бортовой сети автомобиля. Когда водитель активирует зажигание, прежде чем провернуть стартером, он дожидается, когда исчезнет индикация спирали на приборной панели.

Пока на приборке светится соответствующий индикатор, свеча обеспечивает накаливание воздуха в цилиндре. Этот процесс длится от двух до пяти секунд (в современных моделях). Установка данных деталей обязательна в дизеле. Причина кроется в принципе работы агрегата.

Когда проворачивается коленчатый вал, поршень на такте сжатия сжимает поступивший в полость воздух. Из-за большого давления среда нагревается до температуры воспламенения топлива (около 900 градусов). Когда в сжатую среду впрыскивается дизтопливо, оно самостоятельно воспламеняется без принудительного зажигания, как в бензиновых ДВС.

Именно с этим и связан затруднительный пуск холодного мотора при наступлении холодов. При холодном запуске дизельный двигатель испытывает затруднения, связанные с низкой температурой воздуха и солярки. Даже сильно сжатый воздух в цилиндре может не достичь температуры воспламенения тяжелого топлива.

Читайте также  Потеет двигатель маслом что делать?

Чтобы на первых минутах работа агрегата быстрее стабилизировалась, необходим подогрев воздуха и распыленного в камеру цилиндра топлива. Сама свеча поддерживает температуру в камере цилиндра, так как ее наконечник нагревается до 1000-1400 градусов по Цельсию. Как только дизель достигнет рабочей температуры, устройство деактивируется.

Итак, в ДВС, работающем от тяжелого топлива, свеча нужна для следующих целей:

  1. Нагреть воздух, находящийся в цилиндре, который выполняет такт сжатия. Это позволяет повысить температуру воздуха в цилиндре;
  2. Сделать воспламенение дизтоплива более эффективным на любом режиме работы ДВС. Благодаря этому агрегат может одинаково легко стартовать, как летом, так и зимой.
  3. В современных моторах свечи не перестают работать на протяжении нескольких минут после запуска ДВС. Причина в том, что холодная солярка, даже если хорошо распыляется, хуже сгорает в непрогретом моторе. Чтобы автомобиль соответствовал экологическим стандартам, независимо от времени работы агрегата. Полностью сгоревшее топливо не портит сажевый фильтр так сильно, как выхлоп с частицами горючего (о том, что такое сажевый фильтр и о его функциях в дизельном моторе читайте здесь). Так как воздушно-топливная смесь сгорает полностью, мотор не так сильно шумит во время запуска.

Прежде чем можно начать движение, водитель должен подождать, пока на приборке погаснет лампа-индикатор, указывающий на то, что свеча продолжает работать. Во многих автомобилях схема, к которой подключен подогрев камер в цилиндрах, синхронизирована с системой охлаждения. Калильные свечи продолжают работать, пока датчик температуры ОЖ не зафиксирует выход мотора на рабочую температуру (в каких пределах находится этот показатель, рассказывается здесь). Обычно это длится около трех минут в зависимости от температуры окружающей среды.

Во многих современных автомобилях блок управления определяет температуру охлаждающей жидкости и если этот показатель превышает 60 градусов, не включает свечи.

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=»»>

Принцип работы свечей накаливания на дизельных двигателях отличается от свечей зажигания бензиновых моторов. При этом от их своевременной замены и правильного монтажа зависит холодный пуск силового агрегата при низких температурах за бортом машины. В этой статье описаны конструктивные особенности указанных изделий, а также способы проведения их диагностики.

Конструкция свечи накаливания

Нагреватели имеют разную конструкцию и изготавливаются из разных материалов, но в основном их устройство состоит из таких элементов:

  1. Крепление силового провода на центральном стержне;
  2. Защитная оболочка;
  3. Спиральный электронагреватель (в некоторых модификациях есть еще и регулировочный спиральный элемент);
  4. Теплопроводящий наполнитель;
  5. Фиксатор (резьба, позволяющая установить элемент в ГБЦ).

Независимо от конструкции, их принцип работы схожий. Регулировочная спираль поддерживает рабочую температуру в полости. Сопротивление в этом элементе напрямую влияет на нагрев наконечника – при увеличении температуры в этом контуре уменьшается сила тока, поступающего на нагревательную спираль. Благодаря такой конструкции калильная свеча не выходит из строя от перегрева.

Принцип действия и роль свечей в дизельных моторах

Двигатели Дизеля отлично работают, не пропуская воспламенения в цилиндрах и выдавая хороший крутящий момент при высокой экономичности, благодаря используемому принципу инициации горения. Топливо впрыскивается под давлением в раскалённый от быстрого сжатия воздух и мгновенно зажигается по всему объёму. Здесь нет искровых свечей, которые на этом фоне выглядят просто нелогичным решением. Но одной из проблем стал холодный запуск мотора, когда температура в конце сжатия не достигает нужного порога.

  1. Зачем свеча двигателю с воспламенением от сжатия
  2. Устройство и расположение свечей накаливания
  3. Управление свечами и алгоритм работы
  4. Особенности и свойства разных технических исполнений
  5. Проблемы и неисправности

Зачем свеча двигателю с воспламенением от сжатия

Помочь мотору запуститься при температурах около нуля и ниже можно предварительно подогрев воздух в камере сгорания. Для этого в неё помещаются электронагреватели в виде нити накаливания, защищённой огнеупорным корпусом, который раскаляется до красно-белого свечения. Несмотря на большие объёмы холодного воздуха и окружение в виде металлических стенок головки и блока с низкой температурой, такой способ оказался достаточно эффективным. Если не подавать напряжение на свечи, то мотор не даёт вспышек вообще, а стоит их подогреть на несколько секунд – уверенно запускается.

Устройство и расположение свечей накаливания

Если с назначением свечи накаливания всё ясно, то практическая реализация столкнулась с целым рядом проблем, прежде всего касающихся надёжности.

Открытые спирали здесь никуда не годились, всё же горение в цилиндрах носит взрывной, разрушающий характер. Нить накала должна быть хорошо защищена. Для этого она заключается в металлический или керамический корпус. Если применяется металл, то это будет жаропрочный легированный сплав. Для избегания электрических замыканий пространство между колпаком и нитью заполняется веществом, одновременно изолирующим для тока и хорошо проводящим для тепла. Обычно это оксид магния.

Керамические свечи отличаются более высокой рабочей температурой, долгим сроком службы и ускоренным разогревом. Но и обходятся при этом значительно дороже. Применение конкретного типа зависит от особенностей мотора, иногда использование самых совершенных и дорогих технологий становится вынужденной мерой. С современным экологичным дизелем может справиться лишь свеча из керамики на основе нитрита кремния, мгновенно разогревающаяся и не позволяющая мотору превысит уровень вредных выбросов.

Располагать свечи стараются возможно ближе к месту впрыска дизтоплива в цилиндр. Если есть форкамера или вихревая камера – то в них. Дизели с прямым впрыском имеют геометрически небольшую зону горения, рабочий цилиндр свечи размещается с учётом турбулизации воздуха при сжатии. Корпус свечи имеет удлинённую форму для удобства компоновки и безопасного демонтажа. Он снабжается резьбой и гранями под ключ. Электрический контакт выводится наружу и изолируется.

Управление свечами и алгоритм работы

Каждая свеча потребляет значительный ток, порядка десяти ампер с отклонениями в обе стороны. Соответственно, сопротивление должно быть около одного ома при напряжении питания 12 вольт. Для грузовиков используются 24-вольтовые свечи.

Подобная мощность требует подходящего коммутатора в виде силового реле управления. Это электронное устройство, обеспечивающее включение свечей при пуске, а также своевременное отключение или перевод в режим удержания уменьшенной мощности.

Даже после запуска дизеля некоторое время сохраняется возможность его неустойчивой работы с дымлением и перегрузкой систем фильтрации и нейтрализации. Поэтому либо сама свеча, либо её устройство управления должны пусть с ограничением тока, но продолжать подогревать смесь, пока мотор не наберёт определённую температуру.

Оптимальным с точки зрения быстрого запуска и надёжности можно считать режим быстрого разогрева до максимальной температуры с последующим снижением мощности и стабилизацией на некоторое время. Это и выполняется автоматически комплексом из свечи с нелинейной характеристикой и электронного блока управления.

Существуют и дополнительные функции свечей у самых современных моторов. Это связано с необходимостью поддержания в порядке средств снижения токсичности, а именно, нейтрализаторов, сажевых фильтров и системы EGR. Для этого по программе блока управления свечи могут включаться и на прогретом двигателе, что повышает температуру выхлопных газов. Это ускоряет реакции окисления и очищает аппаратуру соблюдения экологических норм.

Особенности и свойства разных технических исполнений

Свечу стремятся изготовить максимально саморегулирующейся, чтобы не усложнять блок управления, вынужденный работать с большими токами, при этом не затрачивая энергию на собственный перегрев. Добиться этого можно используя металлы нагревательных элементов с различными зависимостями между температурой и электрическим сопротивлением.

Есть несколько путей реализации нужной нелинейности свойств нагревательных элементов:

  • применение дополнительной регулирующей (контрольной) спирали с иной температурной зависимостью;
  • использование для единственной спирали материала с заданной сильной зависимостью сопротивления;
  • замена нити накаливания керамическим токопроводящим стержнем с намного улучшенными свойствами.

Полностью керамические свечи способны долгое время выдерживать рекордные температуры до 1400 градусов.

Развитие средств силовой электроники позволило перенести многие функции на управляющий блок. Такие технологии легко справляются с любым режимом работы свечей, изменяя подводимую к ним мощность. Требования к самим свечам можно понизить, заодно уменьшив их размер, а значит и скорость тепловой реакции.

Проблемы и неисправности

Несмотря на принимаемые меры, свечи до сих пор долговечностью не отличаются. Хотя срок службы некоторых экземпляров уже может составлять более 100 тысяч километров пробега. Причины и проявления выхода из строя могут быть разными.

  1. Самое простое – это перегорание нагревательного элемента. Цилиндр с пострадавшей свечой отказывается работать при пуске, двигатель «троит» и вибрирует. Определить такое легко обычным мультиметром.
  2. Нагревающийся стержень обязательно должен повышать температуру, начиная с торца. Затем свечение распространяется к резьбовой части. Если это не так – свеча неисправна или исходно бракованная.
  3. Наконечник свечи (штифт) может со временем изменить свою геометрическую форму. Такие раздувшиеся или искривлённые свечи надо вовремя менять, пока их ещё возможно извлечь. Заметить такой дефект сложно, поэтому рекомендуется профилактическая замена с частотой, определяемой конструкцией и качеством детали. Обычно это два года.
  4. Испортить свечу может некачественное топливо. Оно меняет строго рассчитанный тепловой режим, и деталь выходит из строя. Попутно у двигателя появляются и другие проблемы, более серьёзные, чем отказавшая свеча.

Никакому ремонту свечи не подлежат. Они меняются на новые, обязательно взаимозаменяемые, с соблюдением правил демонтажа. Как правило, он непрост, свечи успевают прикипеть по резьбе к металлу или заклинить в направляющей от перегрева. Не стоит рисковать сложным ремонтом двигателя, лучше сразу обратиться к опытным профессионалам.