Что такое свеча зажигания и что она делает в автомобиле,знает, наверное, самый последний «чайник». Она, по сути, является разрядником, между электродами которого проскакивает искра, необходимая для воспламенения топли-вовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Нет искры - нет воспламенения. «Плохая» искра влечет за собой потерю мощности, повышение расхода топлива, вибрации, увеличение токсичности выхлопа, затруднение запуска двигателя и прочие неудобства.

Принцип работы

Главное условие нормальной работы свечи в камере сгорания - стабильность ее температуры при разных режимах работы двигателя. Даже на холостых оборотах она не должна опускаться ниже 380-400"С. В этом случае на свече не образуются отложения - происходит самоочистка. С другой стороны, в режиме максимальной нагрузки на двигатель, температура «запала- не должна превышать 850-900 градусов. Выше этого порога топливовоздуш-ная смесь будет иметь склонность к калильному воспламенению от перегретых участков свечи. Таким образом, после запуска двигателя свеча должна как можно быстрее достигать рабочей температуры, но не перегреваться, быстро и эффективно отдавая тепло блоку цилиндров.

Механизм искрообразования выглядит следующим образом. В нужный момент по высоковольтным проводам с катушки зажигания на центральный электрод свечи подается высокое напряжение. Воздух в зазоре между центральным и боковым электродами ионизируется и формируется искра. Напряжение, необходимое для ее образования, колеблется от 4 до 26 тысяч вольт и зависит от величины воздушного зазора между электродами, уровня компрессии и текущей нагрузки на двигатель. Чем больше зазор, выше нагрузка или компрессия, соответственно более высокое требуется напряжение. Длительность искры - миллисекунды, но этого вполне достаточно для воспламенения смеси.

Момент образования искры совпадает с положением поршня, когда он приближается к верхней мертвой точке (ВМТ) такта сжатия. На большинстве двигателей, искра появляется на несколько градусов раньше ВМТ. Но если искра вырабатывается слишком рано, то давление в цилиндре растет быстрее, чем нужно, и достигает пика до того, как поршень закончит такт сжатия и получит возможность пойти вниз. При этом происходит неконтролируемый взрыв смеси - так называемая детонация, из-за которой понижается мощность двигателя. Детонацию можно распознать на слух как посторонний звон при работе мотора. Иногда в таких случаях говорят, что - пальцы звенят.

Когда искра проскакивает, напротив, с опозданием, пиковое давление в цилиндре наступает слишком поздно, что тоже имеет следствием потерю мощности. Кстати, выбором времени подачи искры управляют компьютер и модуль зажигания (коммутатор), а не сами свечи, поэтому данные отклонения указывают на проблему электронных «мозгов- или датчиков.

Типы свечей

Прежде всего, свечи различаются геометрическими параметрами корпуса. Главные из них - диаметр и длина резьбовой части. Последний параметр частенько называют "длиной рубашки» свечи. Кроме того, свечи различаются значениями калильного числа. Чем оно больше, тем свеча «холоднее». «Холодная-свеча менее интенсивно поглощает тепло из камеры сгорания, «горячая», напротив, нагревается сильнее. Ее калильное число, соответственно, будет меньше.

При нормальных условиях движения свеча с правильно подобранным калильным числом будет достаточно горячей, чтобы сжигать загрязняющие вещества. Если калильное число свечи слишком высоко для данного двигателя, на электродах и изоляторе будут нарастать отложения. Если слишком низко - электроды нагреются сильнее и могут воспламенить смесь без искры, вызывав детонацию.

Бывают ситуации, которые могут потребовать немного более горячей или холодной свечи, чем рекомендовано производителем. Переход к более холодным свечам может уменьшить их загрязнение в старом двигателе, двигателе, «съедающим»
масло, или в агрегате, который много времени работает в режиме холостого хода или используется для коротких поездок без прогрева. Но если во всех перечисленных случаях штатные свечи остаются чистыми, использовать их более горячие аналоги все же не следует. Иначе возрастет риск калильного зажигания и детонации.
Зато применение более горячих свечей его снизит, если двигатель автомобиля часто работает с большими нагрузками. Однако в этом случае повышается вероятность загрязнения свечи в режиме холостого хода, при низких скоростях и нагрузках.

Эксплуатация

Свечи относятся к расходным материалам. Служат они в среднем 20-40 тысяч километров пробега. Впрочем, это не догма: встречающийся на отечественных заправках низкокачественный бензин заметно сокращает этот срок. То же самое происходит и при использовании высокооктанового бензина отечественного разлива, в котором очень велика доля метал лосодержащих антидетонационных присадок. Визуально их действие выражается в появлении на рабочей части свечи красноватого налета.

Загрязнение свечи - главная причина ее замены. Кроме того, со временем срабатываются электроды, поскольку электрические разряды имеют свойство вырывать частички металла с их поверхности. Таким образом, со временем увеличивается зазор, что приводит к увеличению напряжения искрообразования -в среднем на 500 вольт на 10000 км. В некоторых случаях это вызывает перегрузки системы зажигания, пробой катушки, проводов или выход из строя коммутатора. Но в большинстве случаев свечи загрязняются раньше, чем изнашиваются.

Типы загрязнений: причины и последствия

Загрязненная свеча зажигания не только может уменьшить мощность двигателя. Она вызывает рост потребления топлива. Увеличивается и токсичность выхлопа. Этого может оказаться достаточно, чтобы вывести из строя датчик контроля эмиссии. Свеча загрязняется, когда топливные или масляные отложения нарастают на ее электродах. Отложения также могут сформировать на керамическом изоляторе вокруг центрального электрода дорожку для пробоя на -землю», вследствие чего процесс искрообразования совсем прекратится. Загрязнения вокруг внешнего электрода, у основания или между электродами могут вызвать такие же последствия.

Тяжелые наросты жирных черных отложений на свече и на впускном клапане указывают на то, что двигатель автомобиля поедает- масло. Изношенные или сломанные поршневые кольца, а также поврежденные стенки цилиндров могут позволить маслу попадать в камеру сгорания и формировать зольные отложения на свечах.

Долгая работа двигателя на холостом ходу или частые поездки на короткие расстояния также приводят к быстрому образованию нагара на свечах. В этих режимах двигатель плохо прогревается и свечи никогда не становятся достаточно горячими, чтобы сжечь отложения.

Порошкообразные черные отложения на свечах могут появиться и из-за слишком богатой топливной смеси. Причина тому, скорее всего, прохудившийся инжектор или вышедший из строя кислородный датчик. Проблема может заключаться и во врущем датчике температуры, ложные показания которого не позволяют системе управления двигателем входить в нормальный режим и правильно дозировать топливную смесь.

Визуальный осмотр старых свечей может рассказать не только о причине загрязнения, но и других проблемах двигателя вроде раннего зажигания и детонации. Например, оплавленный или сильно разрушенный электрод может быть результатом калильного зажигания, перегрева двигателя, низкооктанового топлива, или слишком низкого калильного числа свечи.

Как мы уже упоминали, рекомендованный интервал замены стандартных свечей зажигания - каждые 20 ООО - 45 ООО км. При использовании некачественного бензина, он сокращается до 15000 км. Современные качественные свечи имеют специальные износостойкие электроды, сделанные из платины, иридия, никеля или других экзотических сплавов, которые минимизируют эрозию. Такие свечи работают по 60 000 - 100 000 км. Однако и они могут загрязняться, будучи установленными на проблемный двигатель. Платиновые свечи, например, хорошо служат во многих новых двигателях, но они не лучший выбор для изношенного мотора.

Существуют свечи с разнообразными конфигурациями электрода. Это уменьшает его износ и увеличивает надежность воспламенения. Некоторые из таких свечей имеют по несколько боковых электродов. Свечи с более чем одним электродом производят одну искру за цикл воспламенения, как и обычные. Их преимущество заключается в возможности выбора направления искры. Вероятность получения хорошей искры, по крайней мере, на одном из электродов -выше, отсюда улучшенная надежность воспламенения. Наличие нескольких «заземленных- электродов подразумевает их равномерный износ, что уменьшает рост зазора. Некоторые такие свечи также обладают самоочищающимся эффектом, так как поперечное направление искры помогает сжигать отложения на изоляторе.

Владимир Путевой