Свечи зажигания. Полный FAQ

С момента изобретения искровых свечей зажигания еще в начале прошлого века, существенных изменений в конструкции и принципах работы не было. Изменениям на пути прогресса подверглись лишь материалы изготовления да технология производства.

Детали свечи, находящиеся в камере сгорания, работают поистине в адских условиях. Суди сам: они подвергаются высоким термическим (рабочий диапазон работы свечи — от 700С до 25000С), механическим (давление газов может достигать 50-60 бар), электрическим (напряжение на электродах может быть свыше 20 кВ) и химическим (действуют продукты неполного сгорания смеси) нагрузкам. Этими условиями и обусловлена конструкция и применяемые материалы свечи зажигания. Ведь от надежности ее работы и непрерывности искрообразования зависят показатели мощности, легкости запуска двигателя, а также показателей токсичности выхлопных газов наших оппозитов.

Рассмотрим сначала устройство свечи зажигания:

Основные элементы любой свечи — металлический корпус, керамический изолятор, контактный стержень и электроды. На корпусе выполнена резьба, с помощью которой свеча ввинчивается в головку блока цилиндров, шестигранник «под ключ» и специальное антикоррозионное покрытие. Опорная поверхность (которой свеча «упирается» в головку цилиндра) бывает плоской либо конической. В первом случае для лучшей герметизации используется специальное уплотнительное кольцо. Коническая же поверхность сама по себе способна герметизировать место соединения свечи с головкой блока цилиндров.

Изолятор обычно изготовлен из высокопрочной технической керамики. В верхней части его поверхности нанесены специальные круговые канавки (так называемые «барьеры тока»). Также на изолятор наносится специальная глазурь. Часть же изолятора со стороны камеры сгорания выполнена в форме конуса, который называется тепловым.

Внутри керамической части свечи закреплен контактный электрод и контактный стержень. Между ними может быть расположен подавляющий радиопомехи резистор. Для  герметизации между этими деталями используется стеклогерметик. Боковой электрод, «масса», приварен к корпусу.

Изготавливают электроды из жаростойких типов металлов или сплавов. Для улучшения теплоотвода от теплового конуса центральный электрод иногда может быть выполнен из двух металлов. Биметаллический электрод состоит из центральной медной части, покрытой жаростойким металлом. Биметаллический боковой электрод обладает повышенным ресурсом — хорошая теплопроводность свечи препятствует чрезмерному нагреву.

Рис. 1. Устройство свечи зажигания с плоской опорной поверхностью: 1 — контактная (штекерная) гайка; 2 — изолятор; 3 — оребрение изолятора (барьеры тока); 4 — контактный стержень; 5 — корпус свечи; 6 — токопроводящий стеклогерметик; 7 — уплотнительное кольцо; 8 — центральный электрод с медным сердечником (биметаллический); 9 — теплоотводящая шайба; 10 — тепловой конус изолятора; 11 — боковой электрод («массы»); h — искровой зазор.

А теперь перейдем к основным характеристикам свечей.

Для комплектации всего спектра бензиновых двигателей свечами зажигания, последние производят с разными параметрами, которые указаны в условных обозначениях.

Габаритно-присоединительные размеры — диаметр и шаг резьбы, ее длина, размер шестигранника «под ключ». Размеры индивидуальны для каждой модели мотоцикла;

Калильное число — показатель тепловых свойств свечи, ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя. Пропорционально среднему давлению, при котором в процессе проведения испытаний на моторной тарировочной установке в ее цилиндре появляется калильное зажигание — неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи.

Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 9000С — начала их калильного зажигания при сравнительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи устанавливаются на низкофорсированные двигатели с небольшой степенью сжатия. Сюда можно отнести и наши любимые оппозиты Ирбитского и Киевского мотозаводов.

Соответственно, «холодные» свечи допускают появление калильного зажигания при более высоких тепловых нагрузках, и используются они на более высокофорсированных двигателях спортбайков.

До разогрева теплового конуса до температуры в 400 0С, на нем образуется нагар, вызывающий утечки тока и нарушения в искрообразовании. При достижении данной отметки нагар начинает сгорать, и таким образом происходит самоочищение свечи.

Чем длиннее тепловой конус, тем соответственно, больше его площадь. Поэтому он нагревается до температуры самоочищения при меньших тепловых нагрузках. Кроме того, выступание этой части изолятора из корпуса способствует лучшему обдуву ее газами, что дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара.

Длина теплового конуса обратно пропорциональна калильному числу. Свеча становится «горячее». Чтобы сохранить калильное число неизменным, применяются биметаллические центральные электроды, лучше отводящие тепло. Подобные термоэластичные свечи быстрее нагреваются до температуры самоочищения, как «горячие», но калильного зажигания достигают при более высоких тепловых нагрузках — как «холодные».

В отечественной промышленности производятся свечи зажигания с калильными числами 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26. В зарубежной же индустрии единая шкала калильных чисел отсутствует.

Величина искрового зазора указывается в инструкции по эксплуатации мотоцикла, но может дублироваться на упаковке или в маркировке свечи. Обычно зазор находится в пределах 0,5-2 мм.

Зазор, в зависимости от конструкции электродов может быть регулируемым (путем подгибания бокового электрода) и нерегулируемым (в свечах с несколькими объединенными боковыми электродами или не имеющих боковых электродов).

Маркировка свечей зажигания

На свече зажигания российского производства должны быть указаны:
— дата изготовления (месяц или квартал и (или) две последние цифры года изготовления);
— товарный знак и (или) наименование предприятия-изготовителя;
— условное обозначение типа свечи (расшифровка приведена далее);
— надпись «Сделано в России» или RUS.

Ввиду отсутствия единой системы маркировки свечей зажигания, подобрать аналог стороннего производителя можно только воспользовавшись каталогом или нашей таблицей соответствия.

Таблица 1

Взаимозаменяемость основных типов свечей

РОССИЯAUTOLITEBERUBOSCHBRISKCHAMPIONEYQUEMMAGNETI MARELLINGKNIPPON DENSO
А11,А11-1,А11-342514-9AW9AN19L86406FL4NB4HW14F
А11Р41414R-9AWR9ANR19RL86-*FL4NRBR4HW14FR
А14В, А14В-227514-8BW8BN17YL92Y550SFL5NRBP5HW16FP
А14ВМ27514-8BUW8BCN17YCL92YCC32SF5NCBP5HSW16FP-U
А14ВР14R-7BWR8BNR17YFL5NPRBPR5HW14FPR
А14Д40514-8CW8CL17N5FL5LB5EBW17E
А14ДВ5514-8DW8DL17YN11Y600LSFL5LPBP5EW16EX
А14ДВР426514R-8DWR8DLR17YNR11YFL5LPRBPR5EW16EXR
А14ДВРМ6514R-8DUWR8DCLR17YCRN11YCRC52LSF5LCRBPR5ESW16EXR-U
А17В27314-7BW7BN15YL87Y600SFL6NPBP6HW20FP
А17Д40414-7CW7CL15N4FL6LB6EMW20EA
А17ДВ, А17ДВ-1, А17ДВ-106414-7DW7DL15YN9Y707LSFL7LPBP6EW20EP
А17ДВМ6414-7DUW7DCL15YCN9YCC52LSF7LCBP6ESW20EP-U
А17ДВР6414R-7DWR7DLR15YRN9YFL7LPRBPR6EW20EXR
А17ДВРМ6414R-7DUWR7DCLR15YCRN9YCRC52LSF7LPRBPR6ESW20EPR-U
АУ17ДВРМ392414FR-7DUFR7DCUDR15YCRC9YCRFC52LS7LPRBCPR6ESQ20PR-U
А20Д, А20Д-1405414-6CW6CL14N3FL7LB7EW22ES
А23-2409214-5AW5AN12L82FL8NB8HW24FS
А23В27314-5BW5BN12YL82Y755FL8NPBP8HW24FP
А23ДМ40314-5CUW5CCL82CN3C75LBCW8LB8ESW24ES-U
А23ДВМ5214-5DUW5DCL12YCN6YCC82LSF8LCBP8ESW24EP-U

* — аналог отсутствует.

Тенденции развития

В наше время все больше свечей выпускается с биметаллическим электродом. Это приводит к улучшению термопластичности, повышению надежности и долговечности. Увеличивается выпуск свечей зажигания с выступающим конусом теплового изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает лучшее самоочищение. Для увеличения срока эксплуатации, не нуждающегося в регулировке искрового зазора, свечи зажигания производятся с несколькими электродами «массы». Для улучшения процесса искрообразования выпускаются свечи с увеличенным искровым зазором, измененной формой и профилем электродов. Также на поверхность электродов иногда наносится платина.

Также наблюдается рост производства свечей с использованием поверхностного разряда. В них нет электрода «массы» — искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора.

Чтобы снизить уровень помех радиоприему, все больше свечей комплектуются встроенным помехо-подавительным резистором.

Гарантийный срок эксплуатации

В соотеветствии с требованиями ОСТ 37.003.081 «Свечи зажигания искровые», изготовитель должен гарантировать бесперебойную работу свечей зажигания в течение 18 месяцев при условии, что пробег автомобиля с классической системой зажигания не превысил 30 тыс. км, а с электронной системой — 20 тыс. км. Это справедливо только при условии соответствия свечей зажигания модели двигателя и соблюдении правил эксплуатации автомобиля, их монтажа, транспортирования и хранения. По мнению специалистов, на двигателях в хорошем техническом состоянии фактический срок службы свечей может быть больше в 2 раза.

Снятие и установка

Демонтаж свечи зажигания с двигателя проводят в следующей последовательности:

— сними наконечник провода высокого напряжения (при этом ни в коем случае не тяни за провод!);

— отверни свечу на оборот специальным ключом, затем поверхность в углублении головки цилиндра следует очистить сжатым воздухом или кисточкой — это препятствует попаданию частичек грязи в резьбу или камеру сгорания;

— полностью выверни свечу;

— проверь наличие уплотнительного кольца (для свечей с плоской опорной поверхностью);

— тщательно осмотри свечу на наличие механических повреждений изолятора, корпуса и электродов.

Установку производи в таком порядке:

— новые свечи, покрытые консервационной смазкой, протри и промой в растворителе или бензине. Можешь прокипятить свечи в воде и просушить.

— внимательно осмотри свечу на наличие механических повреждений, уплотнительного кольца, контрактной гайки;

— проверь и, по необходимости, отрегулируй искровой зазор, подгибая электрод «массы» до величины, указанной в инструкции по эксплуатации мотоцикла;

— заверни свечу рукой в свечное отверстие и затяни специальным ключом с усилием 2 кгм.

Выявление и устранение причин отказа свечи

В подавляющем большинстве случаев причинами отказа свечи является загрязнение ее продуктами неполного сгорания или увеличение искрового зазора вследствие износа электродов. Учти, что решающее влияние на работоспособность свечи оказывает состояние двигателя.

Очищают свечи растворителем и щеткой (не металлической!). На СТО свечи очищают на специальных пескоструйных машинах.

Таблица 2

Определение состояния двигателя по виду свечей зажигания

Вид загрязнений свечиВозможная причинаСопутствующий признакСпособ устранения
Тонкий слой светло-серого или светло-коричневого налета (рис. 3)Двигатель находится в исправном состоянии. Свеча соответствует двигателю по калильному числу.Расход топлива, моторного масла и токсичность ОГ соответствуют норме.Очистить свечи от налета и при необходимости отрегулировать искровой зазор.
Матовая черная копоть (рис. 4)Неправильная регулировка карбюратора или угла опережения зажигания.Повышенный расход топлива, снижение мощности двигателя, неустойчивая работа на холостом ходу, затруднен пуск.Отрегулировать карбюратор или зажигание.
Низкая компрессия из-за негерметичности клапанов или износа цилиндро-поршневой группы.Отремонтировать двигатель.
Загрязнение воздушного фильтра.Заменить фильтр.
Неправильная установка искрового зазора.Отрегулировать искровой зазор.
Трещина в изоляторе.Заменить свечу.
Калильное число свечи больше необходимого для данного двигателя.Заменить свечу.
Блестящий черный маслянистый нагар (рис. 5)Попадание масла в камеру сгорания.Повышенный расход масла, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, затруднен пуск.Заменить маслосъемные колпачки клапанов или кольца поршней.
Толстый слой рыхлых отложений (рис. 6)Низкое качество бензина или масла.Перебои в работе двигателя, затруднен пуск.Заменить топливо или моторное масло. Промыть систему смазки.
Отложения красного цвета (рис. 7)Превышение допустимых норм концентрации металлосодержащих присадок в бензине.Перебои в работе двигателя, затруднен пуск.Заменить топливо.
Оплавление, выгорание электродов (рис. 8),

трещины на тепловом конусе изолятора или его разрушение (рис. 9)

Калильное число свечи меньше необходимого для данного двигателя.Перебои в работе двигателя, затруднен пуск.Заменить свечу.
Неисправность системы охлаждения.Перегрев двигателя.Найти и устранить неисправность системы охлаждения.
Слишком большой угол опережения зажигания.Детонация в цилиндрах (характерный металлический стук).Отрегулировать угол опережения зажигания.
Применение низкооктанового топлива.Заменить топливо.