Все про свічки розжарювання для дизельних двигунів

Дизельний двигун не потребує свічок запалювання: паливо в циліндрах двигуна загоряється самостійно, під впливом стиснення. Але для цього потрібно, щоб власне паливо мало певну температуру, тобто не було занадто холодним. На морозі дизпаливо, навіть зимове, загусає, і двигун запускається з великими складностями або не запускається взагалі. Для розігріву палива і легкого старту та використовуються свічки розжарювання.

Призначення, принцип роботи

Отже, свічки розжарювання призначені для розігріву дизпалива, що розпилюється в камеру згоряння, до температури випаровування, після чого воно змішується з повітрям і запалюється. Потрібно це тільки на початку руху (старт і ще 2-3 хвилини), потім автомобіль прогрівається і свічки відключаються, тому що необхідності в них уже немає.

Свічка розміщується таким чином, щоб потрапляти в потік розпорошуваного дизпалива. Робоча частина (нагрівальна спіраль в корпусі або без нього) виступає в камеру згоряння і не тільки розігріває паливо, що надходить, до потрібної температури, але і створює додаткові завихрення парів, а значить, допомагає більш рівномірному його розподілу і згорянню.

У більшості автомобілів свічки розжарювання включаються в будь-який час року, і навіть влітку полегшують старт двигуна. У новітніх моделях автоматика визначає температуру двигуна, і, якщо він вже прогрітий (температура охолоджувальної рідини 60°С і більше), свічки не вмикаються.

Конструкція

Принципова будова свічки розжарювання

Сучасні свічки розжарювання конструюються з однією або двома внутрішніми спіралями. Нагрівальна спіраль виконується з металу з заданими показниками опору, що нагрівається залежно від сили струму. Друга спіраль – регулювальна – виконує функцію автоматичного підлаштовування сили струму: чим вища температура спіралі, тим вищий показник опору і тим менше струму вона пропускає до нагрівальної спіралі. Тобто, з підвищенням температури робочої частини відбувається автоматичне підлаштовування нагріву свічки.

В момент увімкнення запалювання струм подається на клему і від неї – на центральний електрод. Далі напруга надходить на регулювальну і нагрівальну спіралі. Остання розжарюється, нагріваючи наконечник свічки до 1000°С за кілька секунд. Через 3 хвилини після пуску двигуна реле відключає подачу струму на свічки, і двигун працює вже в звичайному режимі.

При запуску двигуна на приладовій панелі запалюється значок свічки. Поки він горить – свічка розігрівається, погас – можна їхати.

Форма і розміри свічки залежать від моделі двигуна: в старих автомобілях з двохклапанними циліндрами для свічки достатньо місця, а значить, вона може бути досить короткою і товстою. Сучасні двигуни системи Common Rail з чотирьохклапанною конструкцією вимагають інших конструктивних рішень: свічка повинна бути довгою і тонкою, щоб займати менше місця.

Варіанти розміщення свічки в дизельному двигуні

Виробники пропонують останні моделі свічок розжарювання з діаметром робочої частини всього 3 мм. Але разом зі зміною форми свічки змінюється і її міцність: довгі свічки вимагають вкрай обережного поводження при знятті і встановленні, оскільки дуже легко ламаються.

Технічні характеристики, особливості конструкції

Свічки розжарювання постійно удосконалюються: виробники використовують нові і нові матеріали, щоб зменшити час нагрівання і подовжити термін служби. В результаті з досить простої деталі з відкритою спіраллю свічки перетворилися на високотехнологічні пристрої, що відповідають найвищим сучасним стандартам.

• Відкриті та закриті

Спочатку свічки розжарювання конструювалися з відкритою спіраллю, і такі варіанти досі можна зустріти на деяких старих автомобілях. Всі сучасні свічки робляться закритими: спіраль (одна або дві) закриті захисним ковпачком, що оберігає їх від надто швидкого перегорання. Між спіраллю і корпусом знаходиться теплопровідний порошок, що дозволяє за короткий час передати тепло від розпеченої спіралі на наконечник.

Свічка розжарювання відкритого (а) і закритого (б) типу

• Кількість полюсів

Свічка може мати один або два полюси підключення.

При однополюсному підключенні «плюс» подається на свічку, а «маса» виводиться на корпус.

Двополюсні свічки мають у верхній частині роздільні контакти під «плюс» і «мінус».

• Швидкодія

Старі моделі свічок нагріваються до робочих температур за 25-60 секунд. Сучасні швидкодіючі свічки нагріваються за 10 секунд, а саморегульовані – за 2-5 секунд. Досягти такої швидкості нагріву дозволило використання регулюючої спіралі, завдяки якій знімається питання перегоряння нагрівального елементу, а значить, можна використовувати більший струм для миттєвого нагрівання.

• Матеріал виготовлення

Свічки розжарювання розрізняються матеріалом виготовлення робочої частини.

Штифтові свічки мають металеву оболонку зі стійкого сплаву заліза, хрому і нікелю. Нагрівальна спіраль ізольована від корпусу теплопровідність порошком (оксидом магнію), який крім ізолюючих властивостей ще й оберігає спіраль від вібрацій.

В керамічних свічках нагрівач зроблений з тугоплавкого керамічного сплаву, здатного довгий час витримувати температуру до максимальних температур. Захисна оболонка виконана з сіліконнітріта – керамічного матеріалу, що має найвищий показник теплопровідності. Завдяки конструкції керамічна свічка розігрівається до робочих температур за рекордний час – 2 секунди, що дозволяє заводити двигун відразу, не чекаючи час розігріву.

Для дотримання стандартів Євро-5 і Євро-6 підходять тільки керамічні свічки, з першої секунди пуску забезпечують згоряння палива в оптимальному режимі.

• Споживча напруга

Різні виробники випускають свічки розжарювання, розраховані на певні параметри електричної системи автомобіля. В результаті номінальна напруга може відрізнятися: від 6 до 24 В. Свічки з функцією післясвітіння встановлюються в комплекті з додатковим опором: до запуску двигуна нагрів йде на максимальній потужності, після запуску двигуна потужність знижується для зменшення навантаження на регулювальну спіраль.

• Опір

Показник опору нагрівальної спіралі 0,5-1,8 Ом, залежно від типу свічки (у керамічних опір менше, у металевих – більше).

• Температура і швидкість нагріву

Температура нагріву робочої частини становить 1000-1350°С. Для керамічних свічок цей показник буде завжди вище, оскільки матеріал нагрівальної спіралі менше страждає від перегріву.

Швидкість нагріву залежить від типу свічки і системи пуску.

Система Auto Glow і Self-Regulating Glow – одне реле, що регулює передпусковий нагрів і прогрів після запуску двигуна залежно від температури охолоджувальної рідини. Швидкість нагріву свічки від 4 (металеві) до 11 секунд (керамічні свічки).

Система Super Quick Giow – два реле, одне для швидкого нагріву свічок перед запуском двигуна (2-5 секунд, заводити двигун можна майже відразу), друге для постійного нагріву свічок після запуску.

Ресурс і заміна

Свічки розжарювання, на відміну від свічок запалювання для бензинових двигунів, не мають чіткого регламенту заміни. Міняють їх у міру виходу з ладу, в середньому раз в 1-2 року. Перевірку і заміну свічок краще робити восени, щоб в перші ж морози не отримати неприємний сюрприз.

Поломка однієї свічки практично не відіб'ється на роботі двигуна: він заведеться і на інших трьох, і навіть більш-менш нормально буде заводитися і з двома неробочими свічками, але тільки в теплу пору року.

Ресурс найпростіших свічок з металевою спіраллю становить 50-80 тис. км, керамічні прослужать набагато довше – до 160 тис. км, а деякі моделі свічок японського виробництва – до 240 тис. км.

Навіть якщо при перевірці виявилося, що вийшла з ладу тільки одна свічка, міняти краще весь комплект, щоб ресурс всіх свічок вироблявся рівномірно.

Можливі проблеми при заміні свічок розжарювання

Витоки проблеми лежать в геометрії самої свічки: довгий і тонкий стрижень легко зламати, особливо з огляду на щільну посадку свічки в свічковий колодязь, де зазор між ним і свічкою заповнюється продуктами згоряння і оксидами. Майстри називають цю ситуацію «свічка прикипіла». Викручування свічки, що прикипіла – задача для досвідченого фахівця, і навіть в цьому випадку є ризик зламати свічку при докладанні дуже великого зусилля.

На відміну від свічок запалювання, заміну найкраще доручити хорошому СТО: крім інструментів і спецматеріалів (проникного мастила, наприклад), необхідний досвід в подібній роботі. Для порівняння: заміна свічок розжарювання обійдеться приблизно в 400 гривень, висвердлювання обламаної свічки – вже від 1500 і вище (до нескінченності), залежно від складності роботи.

Пошкодження свічки через неправильне установлення

При самостійній заміні свічок необхідно враховувати кілька моментів:

• Заміну свічок необхідно проводити тільки на прогрітому двигуні і в теплому приміщенні (або в теплу пору року), щоб двигун за час роботи не встиг охолонути. Відповідно, працювати потрібно тільки в рукавичках, щоб уникнути опіків;
• Викручувати використану свічку потрібно так само акуратно, як і вкручувати нову, не поспішаючи і дотримуючись зусилля крутного моменту. Для полегшення процесу використовується спеціальне проникне мастило або синтетична моторна олива;
• При викручуванні свічок кожну пробувати відкручувати по черзі. Після всіх спроб підвищити зусилля на ключі і знову пробувати відкручувати всі свічки одну за одною;
• Перед встановленням нових свічок їх посадкові місця очищають від пригару;
• При установленні свічки не закручуються до упору! Необхідно суворо дотримуватися моменту затяжки, рекомендованого виробником.

Що скорочує термін служби свічок

Оскільки на свічки розжарювання немає регламенту заміни, термін їх використання буде багато в чому залежати від умов експлуатації. Що скорочує «життя» свічок:

• Неправильне установлення. Нормально встановити свічку розжарювання потрібно вміти, і щонайменше недотримання технології (наприклад, робота на холодному двигуні або неправильне застосування зусилля на ключ) може вивести свічку з ладу ще на етапі встановлювання;
• Несправна або засмічена паливна форсунка. У нормальних умовах паливо розпорошується дрібнодисперсним туманом, і тільки частина його контактує з наконечником свічки. Якщо отвори форсунки забиті, дизпаливо розбризкуватиметься потоком, що часто потрапляє прямо на свічку. Через це в наконечник швидко прогорає і свічка виходить з ладу;
• Установка невідповідної свічки (не розрахована на даний тип двигуна або напругу бортової мережі);
• Несправність суміжних вузлів автомобіля, наприклад, потрапляння на свічку моторної оливи через зношування двигуна, порушення роботи системи управління упорскуванням, збої в роботі ЕБУ;
• Пригар навколо свічки може створювати замикання на «масу», що швидко виводить свічку з ладу. Щоб уникнути замикання на нових свічках, перед їх установленням майстра очищають гніздо свічки від нагару за допомогою спеціальної розгортки.

При заміні свічок потрібно звернути увагу на стан використаних: їх стан може сказати про проблеми в системі роботи двигуна:

• Здуття наконечника зазвичай говорить про перегрів через надмірне напруження на нагрівальній спіралі або при попаданні моторної оливи на свічку;
• Пошкоджений або обламанйи наконечник говорить про несправності системи упорскування палива (засмічення форсунок або порушення синхронізації системи);
• Пошкодження контактного стрижня (у верхній частині) і зрушення наконечника щодо корпусу говорять про неправильне встановлення (занадто сильна затягування).

Перевірка свічок розжарювання

Основні поломки самої свічки – пошкодження нагрівальної спіралі. Перевірити працездатність свічок можна самостійно, навіть не знімаючи їх з двигуна. Для цього знадобиться тестер, яким буде замірятися опір спіралі.

Попередньо необхідно відключити акумулятор від бортової електромережі. Потім встановити тестер в режим омметра, плюсовим контактом доторкнутися до бази свічки, мінусовим – до «масі» автомобіля. Показник опору на працюючій свічці дуже малий, і не завжди тестер його визначає. А ось опір близький до нескінченності говорить про поломку свічки (немає контакту).

Схема підключення тестера:
1, 2 – на однополюсну свічку, 3 – на двополюсну.

Якщо вийшла з ладу майже нова свічка, це говорить про збої в роботі паливної системи або електронного управління та вимагає професійної діагностики.

Додаткові «фішки»

Для поліпшення функціональності свічок виробники постійно їх вдосконалюють: навіть маленькі «плюси» можуть значно поліпшити експлуатацію.

Датчик тиску в камері згоряння – додатковий функціонал, що зменшує викиди NOx. Датчик передає відомості про тиск в камері згоряння на ЕБУ, який, в свою чергу, коригує подачу палива.

Одне з «слабких місць» – стрижень нагрівача, який ламається при неправильному встановленні (під невірним кутом). Провідні виробники випускають свічки з гнучким осьовим стрижнем, який може зігнутися, а не зламатися. Другий варіант вирішення цієї ж проблеми – рухомо закріплений центральний стрижень, що компенсує надлишковий тиск при затягуванні свічки.

На корпус свічки наноситься цинкове покриття, що має антикорозійні властивості. Це дозволяє легше виконувати її заміну і подовжити термін служби.

Стандартизація

Сучасні свічки розжарювання стандартизовані по ISO, що дозволяє вибирати свічки за строго певними технічними параметрами:

• Діаметр і крок нарізі кріплення: від М10х1,0 до М18х1,5;
• Розмір під ключ: 12, 14, 17, 21 мм;
• Покатість конуса: 63, 93, 123°;
• Загальна довжина: 58-137 мм;
• Довжина робочої частини: 17,35 мм;
• Діаметр робочої частини: 4-6 мм.

Свічки розжарювання не вимагають особливої ​​уваги і частої заміни. Єдина умова – грамотний вибір і установлення, після чого це питання на довгий час буде закрите.

Про те, як вибрати нові свічки розжарювання і які бренди кращі на ринку, читайте наш "Гід покупця".