Какие факторы влияют на срок службы свечей зажигания?

Условия конкурентной борьбы вынуждают производителей применять различные технологии для увеличения срока службы свечей зажигания. Основным направлением, усовершенствования указанных изделий, есть материал, из которого изготавливаются свечные контакты. В этой статье описаны факторы, влияющие на ресурс СЗ, а также конструктивные особенности изделий.

Светлые электроды

Белые или светло-серые свечи зажигания во всех цилиндрах – признак обеднения топливовоздушной смеси, которую подает инжектор либо карбюратор. Причем юбка, площадка возле электродов и резьбовая часть абсолютно сухая, без следов масла.

Почему подается бедная горючая смесь:

• лямбда – зонд неправильно информирует блок управления о количестве кислорода в выхлопных газах, причина– износ датчика;
• неисправные либо засоренные форсунки;
• некорректные настройки карбюратора или забитые топливные жиклеры;
• недостаточное давление в топливной рампе инжектора;
• проблемы с регулятором холостого хода;
• подсос воздуха под коллектором либо в другом месте;
• неудачный чип-тюнинг контроллера, сделанный хозяином автомобиля.

Обедненная смесь не представляет особой опасности для работающего двигателя, зато приносит дискомфорт водителю. Машина медленно разгоняется, плохо «тянет» и дергается – налицо недостаток горючего. Как ни странно, явление вызывает повышенный расход бензина – автолюбитель, желающий добиться лучших показателей динамики, сильнее и чаще нажимает педаль акселератора.

Примечание. Зачастую светлый оттенок рабочих электродов объясняется видом применяемого топлива. Если автомобиль эксплуатируется на метане либо сжиженном газе (пропан-бутановой смеси), такой окрас считается нормальным.

Что такое иридий и его история

В настоящее время многие автолюбители отдают предпочтение именно иридиевым наборам свечей. Связано это: с большим сроком службы изделий, высочайшим качеством и большим ресурсом, который увеличивает мощность транспортного средства. Единственным их минусом является высокая цена, которая не всем по карману. Высокая себестоимость объясняется тем, что иридий – довольно редкое и твердое металлическое образование.

Есть мнение, что материал появился много лет назад на нашей планете из-за метеорных дождей. Помимо вышесказанных свойств, есть еще одна заслуга, которая делает его незаменимым в сфере автомобилестроения – это высокая температура плавления (2500°С). Однако, как оказалось, в чистом виде материал не обладает всеми вышеперечисленными свойствами. Так как он сам по себе более хрупкий и обладает меньшей электропроводностью. Поэтому использовать его стали только в конце XX века и то в составе различных сплавов, которые как раз дополняли отсутствующие свойства.

Замена свечей

Из чего сделаны современные свечи

Многие современные изготовители этих важных деталей двигателя постоянно проводят модификацию своих изделий, производя электроды свечей из новых материалов. Поэтому некоторые изделия могут иметь высокую стоимость, а другие модели сделаны в качестве бюджетных деталей. Но принцип действия этих частей мотора остается таким же. По ним протекает ток высокого напряжения, создающий мощную искру, воспламеняющую топливную смесь, сгорающую в камере сгорания.

Основным элементом свечи являются электроды, изготовленные из металла. Между ними проскакивает мощная искра. Во многих случаях срок службы свечей зависит от качества материала электродов. Отсюда и зависит периодичность замены свечей.

Чтобы выяснить, через какое время свечи необходимо менять, надо не только тщательно изучить руководство, но и слушать работу двигателя во время движения.

Назначение и устройство свечей зажигания

Автомобильные свечи зажигания предназначены для воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания, путем образования искры.

Конструкция автомобильных свечей зажигания довольно проста, она практически не менялась с 1902 года – времени изобретения знаменитым немецким инженером Бошем. Основными составляющими свечи являются:

• контактный вывод;
• центральный электрод;
• боковой электрод;
• изолятор;
• резьбовая металлическая оправа (корпус);
• уплотнения.

Работает свеча зажигания следующим образом: высокое напряжение с катушки зажигания автомобиля подается в строго определенные моменты времени через контактный вывод свечи на её центральный электрод. В промежутке между центральным и боковым электродами и возникает электрический разряд, сопровождающийся искрообразованием. Вот, собственно, в этот момент и происходит воспламенение топливовоздушной смеси в камере сгорания двигателя.

Этот процесс очень наглядно продемонстрирован в анимированных и видео-материалах статьи Устройство и принцип работы ДВС.

Казалось бы, все просто: два электрода и высокое напряжение, но сложности кроются в технологических нюансах. Специфика работы свечи зажигания не только в том, что она происходит с использованием высоковольтного оборудования, но еще и в том, что как в самой свече, так и в окружающей среде происходят сложные высокотемпературные переходные процессы (проще говоря, резкие перепады высоких температур). Все эти процессы и определяют выбор и использование материалов при её производстве.

Так, изолятор, служащий для предотвращения пробоя высокого напряжения, подводимого к контактному проводу на корпусные детали (массу) двигателя выполнен из высокопрочной технической керамики. Помимо этой функции изолятор выполняет функцию отвода тепла на головку блока цилиндра.

В высоковольтных электрических цепях всегда присутствуют токи утечки. Кольцевые рёбра на внешней поверхности изолятора служат для повышения сопротивления токам утечки: удлиняют их путь до корпусных деталей.

Высоковольтный разряд – источник радиопомех для включенной в салоне машины аудиоаппаратуры. Для подавления помех в некоторых типах свечей в средней части контактного провода устанавливают резистор – токопроводящую массу, выполненную из стекломатериала.

Контактный вывод изготавливается обычно из никелевого сплава, а у некоторых производителей содержит ещё и медный сердечник для отвода тепла.

Ту же задачу – отвод тепла во время работы – выполняет металлический корпус с нарезанной на нём резьбой, а внешнее уплотнительное кольцо помимо того, что предотвращает прорыв продуктов горения, ещё и компенсирует разницу в теплопроводности головки блока цилиндров и корпуса свечи.

Нагар

Идеальный вариант – это полное отсутствие нагара. Когда процесс сгорания проходит правильно, электроды имеют свойство самоочищаться. На свече может быть нагар черного либо белого цвета. Он не зависит от качества свечи, а свидетельствует о неверно выставленном зажигании.

Если цвет нагара и общий вид свечей различаются, тогда следует вспомнить, через сколько менять свечи зажигания. Ну и естественно, все свечи необходимо заменить.

Если вы постоянно ездите на своем автомобиле небольшими расстояниями, то на свечах будет постепенно откладываться нагар. Причина кроется в том, что вы не полностью прогреваете двигатель, именно поэтому нагара остается намного больше, чем если вы поедете на прогретом движке. Для того, чтобы убрать этот нагар можете минут 10 прогревать на холостых оборотах, таким образом свечи зажигания будут очищаться.

Также огромное влияние на работу системы зажигание оказывает используемый бензин — если он дешевый, и вы покупаете его у соседа, то в таком случае потом не стоит удивляться поломке ДВС. Налет этот из-за того, что вы используете некачественное топливо, он практически не удаляется с электродов. Еще налет не проводит электрический ток, именно поэтому мощность значительно снижается.

Современные свечи зажигания — устройство, срок службы

Автор: Максим Марков

Бензиновые силовые агрегаты автомобилей являются сложными устройствами. Важную роль в них играют свечи зажигания. Без этих элементов невозможна нормальная работа мотора, поскольку именно они отвечают за образование искры, которая и поджигает топливную смесь в камере сгорания, и она приводит в движение поршень. Учитывая те неблагоприятные условия, при которых работают свечи зажигания, требования к ним являются самые жесткие, поэтому производители, стараются сделать их качественными. Чтобы работа мотора была хорошей, и он не давал сбои, каждый автолюбитель должен знать все об этих главных элементах системы зажигания машины.

Модернизация, ее влияние на продолжительность эксплуатации

Трехэлектродная свеча.

Основными конструктивными узлами свечи есть два электрода и изолятор. На ресурс изделия влияет скорость выгорания контактов, чем она выше, тем эксплуатационный период СЗ меньше. При этом площадь контакта не должна быть завышена, иначе искра будет малой мощности. Мощность искры влияет на скорость сгорания топлива, важно, чтоб горючее сгорало полностью без остатка, так обеспечивается продолжительная и стабильная работа движка, его высокий КПД. Таким образом, к материалам, из которых изготавливаются свечные контакты, предъявляются особые требования. Производители для обеспечения продолжительного ресурса свечей наращивают количество электродов, при этом площадь контакта не увеличивается.

Для усовершенствования свечных электродов применяются напайки из следующих материалов: платиновые либо иридиевые. Они обеспечивают большую мощность искры в жестких эксплуатационных условиях, дают возможность уменьшить, при изготовлении изделия, центральный контакт — это способствует уменьшению напряжения, снижается нагрузка на катушку, улучшается сгорание горючей смеси. Ресурс таких изделий 60 тыс. км. Иридиевые изделия компании, к примеру, NGK имеют высокую температуру плавления и очень низкую вероятность эрозии (выгорания контактов). При этом сечение контакта очень маленькое до 0,5 мм. Плюс дополнительная выемка между изолятором и электродом позволяет обеспечить высокую степень самоочистки свечи от отложений.

Форкамерные СЗ имеют конструктивную особенность: корпус изделия является боковым контактом. Такие свечи обладают улучшенной степенью самоочистки и увеличенным ресурсом, составляющим до 60 тыс. км.

Происхождение красного налета

Данное явление встречается реже, чем вышеописанные эффекты. Почему на некоторых свечах наблюдаются красные электроды:

• в бак залит бензин низкого качества с добавками, повышающими октановое число;
• автолюбитель либо поставщик горючего доливает в бензин присадки, в чей состав входит большое количество металлов;
• владелец машины поставил в цилиндры свечи, не подходящие по калильному числу.

Причины возникновения красноватого оттенка свечей не несут прямой угрозы силовому агрегату, но вредят в долгосрочной перспективе. Езда на некачественном бензине с непонятными присадками априори ускоряет износ деталей и узлов. Плюс увеличение расхода, возникающее из-за ухудшения условий горения смеси в цилиндрах.

Эксплуатация автомобиля с более «холодными» или «горячими» свечами по калильному числу снижает мощность мотора и гораздо сокращает ресурс элементов. Характерный признак неправильно подобранных свечей – падение оборотов коленчатого вала на холостом ходу и пропуски циклов зажигания.

Стоимость свечей из иридия

В современном мире именно стоимость той или иной детали является важным фактором для принятия решение о покупке. Несмотря на свою немалую стоимость, свечи зажигания из иридия всё равно дешевле, чем платиновые. Объясняется это тем, что данный металл не пользуется большим спросом на рынке. Потому что для производства свечей его требуется немного. Так, сплав наконечника наполовину состоит и из родия.

Около 20%!всего добываемого иридия идёт именно на свечи зажигания для транспортных средств. В случае с платиной эта цифра гораздо ниже, поскольку большая часть этого металла идёт на ювелирные украшения и каталитические нейтрализаторы. К тому же для свечей используется совсем мало иридия: только на производство наконечников и заземляющих электродов. Тем не менее из-за своей редкости стоимость наборов иридиевых свечей всё-таки довольно высока. Цена одной свечи может равняться от 600 до 800 рублей, а если рассматривать комплект, от 2500 до 2800 рублей, в то время как набор простых стоит в переделах трехсот рублей.

Читайте также:  Минимальное напряжение автомобильного аккумулятора

Признаки износа свечей

При возникновении сомнений по дальнейшей годности свечей, до проведения техобслуживания можно самостоятельно оценить по косвенным признакам состояние свечей. К ним можно отнести троение (вибрацию) двигателя и неравномерное движение автомобиля.

По возможности свечу надо осмотреть. Иногда визуальный осмотр провести не удается. Например, в некоторых иностранных автомобилях с 8-ми цилиндровыми двигателями чтобы осмотреть свечи, необходимо полностью разбирать впускной коллектор мотора, а это довольно трудоемкая задача, особенно для новичка. Если свечу все-таки удалось извлечь, то ее можно проверить по следующим признакам.

Зазор между электродами

При производстве свечей их маркируют особым образом. Кроме всей информации по этой маркировке можно определить допустимый зазор. Чтобы это выяснить, необходимо найти последнюю цифру в обозначении, она является величиной зазора в миллиметрах. Ее сравнивают с реальным значением между электродами. Если зазор больше, то свечи необходимо заменить.

Не все маркировки имеют в конце цифру зазора, в этих случаях зазор выбирают стандартным, равным 0,8 мм.

Нагар

При нормальном функционировании свечей, нагар на них появляться не должен, так как электроды очищаются самостоятельно. Но чаще всего на свечах имеется белый или темный нагар. Это не свидетельствует о качестве свечи. Причиной этого может быть неправильно настроенное зажигание, для исправления понадобится диагностика на компьютере, либо обычная диагностика.

Часто бывает, что свечи между собой имеют отличия: на одной есть нагар, либо она мокрая, на другой нагара нет. В этом случае лучше заменить весь комплект свечей, а не одну свечу.

«Глиняный» изолятор

​По внешнему визуальному осмотру также можно определить степень изношенности свечей зажигания. Вначале находим микротрещины с коричневым налетом в виде сетки. Это явный признак износа и необходимой замены всего набора свечей.

Другим часто встречающимся признаком является появление на свечах кофейной юбки. Подобный эффект возникает от расслоения изолятора и корпуса свечи. В результате в зазор между этими слоями проникают продукты сгорания, расширяющие еще больше этот зазор. В итоге на свече появляется кофейная юбка.

Это небольшое расслоение еще не считается признаком замены свечей, но если юбка большая и темно-коричневая, то незамедлительно требуется замена комплекта.

При решении вопроса замены одного осмотра для этого недостаточно. Пробег здесь является важнее, поэтому, если полный пробег машины с простыми свечами около 20 тысяч км, то внешний вид уже не так важен, их следует без выяснений других причин просто заменить.

Основные виды автомобильных свечей зажигания

Условно всё многообразие свечей зажигания можно разделить на три класса:

1. Традиционные двухэлектродные – их конструкция подробно описана выше – самый распространённый класс;
2. Многоэлектродные – по масштабам применения уступают традиционным. Однако достаточно популярны среди автолюбителей;
3. Факельные и форкамерные (или плазменно-форкамерные) – вначале применялись в спортивных автомобилях, а затем и в обычных легковых машинах, однако их область применения в настоящее время ограничена уровнем доверия автомобилистов.

Даже незначительные конструктивные изменения серьёзно влияют на работу традиционных двухэлектродных свечей. Например, на некоторых моделях выполняется V-образная высечка на поверхности центрального электрода или U-образное углубление на поверхности бокового электрода. Конечно, эти изменения не продлевают срок службы свечи, но зато способствуют увеличению области искрообразования. В некоторых типах двигателей для улучшения процесса искрообразования используются свечи с удлинённым центральным электродом.

Двухэлектродные свечи зажигания

В большом классе традиционных двухэлектродных свечей обычно выделяют два подкласса:

• Свечи, у которых центральный электрод выполнен из однородного металла;
• Биметаллические – на рабочую поверхность центрального электрода наносится покрытие из другого металла, улучшающее характеристики свечи.

Основные преимущества традиционных свечей – цена и проверенная временем надёжность.

Главные недостатки – ограниченный срок службы, нестабильные параметры искрообразования, низкая эффективность в условиях холодного пуска двигателя.

Использование биметаллических соединений и стало основным направлением в совершенствовании двухэлектродных свечей. Прежде всего, изменения коснулись материала сердцевины электродов: если материалом однородных электродов была никельсодержащая сталь, то сердцевину новых электродов стали изготавливать из меди.

Такая технология позволила улучшить теплоотвод с рабочей поверхности центрального электрода и, как следствие, снизить интенсивность электроэрозионных процессов, а значит увеличить срок службы свечи. У бокового электрода эта технология повысила антинагарные свойства.

Следующим этапом использования биметаллических соединений стало применение в материале центрального электрода благородных металлов: иридия и платины (а точнее их сплавов). Так появились платиновые и иридиевые свечи зажигания.

Иридий обладает высокой тугоплавкостью (температура перехода в жидкое состояние 2450°С) и повышенной стойкостью к электрохимической коррозии. Благодаря этим свойствам инженерам удалось не только резко увеличить долговечность свечей зажигания, но и улучшить другие характеристики. Дело в том, что за счёт повышенной прочности удалось резко (в несколько раз) уменьшить диаметр центрального электрода (до 0,4 мм), что в свою очередь снизило напряжение искрообразования и повысило его эффективность.

Схожие с иридиевыми имеют характеристики и платиновые свечи зажигания. Главный и, пожалуй, единственный недостаток платиновых и иридиевых свечей – высокая цена. Может быть, сюда можно отнести ещё и обслуживание: если у обычных свечей допускается механическая очистка от нагара, то к платиновым и иридиевым элементам нужно относиться значительно бережнее.

Многоэлектродные свечи зажигания

В многоэлектродных свечах зажигания боковых электродов несколько и расположены они, как правило, по окружности вокруг центрального электрода.

Искрообразование между центральным и одним из боковых электродов происходит случайным образом, причём при выходе из строя какого-либо бокового электрода его функции «перебрасываются» на соседний электрод. Главное преимущество таких свечей в снижении нагрузки на единственный боковой электрод по сравнению с традиционной схемой и, соответственно, повышенный по сравнению с двухэлектродным аналогом срок службы.

Кроме того в двухэлектродной свече боковой электрод в силу ассиметричного расположения (по отношению к центральному электроду) экранирует часть пространства за собой. Из-за этого зона искрообразования получается также асимметричной по отношению к оси свечи. При многоэлектродной конструкции такого не происходит, и топливо сжигается эффективнее.

Основные недостатки многоэлектродных свечей – это достаточно высокая стоимость и большее время на восстановление (высыхание) после холодных пусков.

Форкамерные свечи зажигания

В форкамерных свечах пространство вокруг центрального электрода по форме напоминает сопло ракетного двигателя.

Высоковольтный разряд между электродами преобразуется в плазменный сгусток, который, благодаря геометрии межэлектродного пространства, вместе с продуктами сгорания «выстреливается» в цилиндры двигателя. Таким образом формируется объёмный поджиг топлива, который в отличие от традиционного (скорее точечного в этой терминологии) поджига, обеспечивает более эффективное и полное сгорание.

На практике форкамерные свечи показали действительно хорошие результаты при эксплуатации на высоких оборотах, а на пониженных оказались хуже традиционных. К тому же и стоят они дороже предыдущих классов. Поэтому использование форкамерных свечей в легковых автомобилях массового спроса ограничено как технически, так и экономически.

Вид керамического изолятора

В нем могут появляться трещины. Если они есть, тогда они могут заполняться налетом коричневого цвета. Это дефект, и в идеале весь комплект должен меняться. Все рекомендации рассчитаны по пробегу. Если он составляет 20 тысяч километров для обычных и 100 для платиновых, то можно смело заменять данные элементы полным комплектом. А что касается вопроса, через какой пробег менять свечи зажигания, то следует пользоваться рекомендацией производителя устройства.

Признаки неисправности свечей зажигания

Опытный водитель всегда отличит старую свечу от той, которая еще сможет долго работать. Но вот что делать новичкам, которые не так хорошо разбираются в автомобилях. Именно для этого, мы приготовили главные признаки срочной замены свечей:

• Движок начинает троить. Распознать этот симптом не сложно, автомобиль начинает немного потряхивать. Заключается это в следующем, один или несколько цилиндров перестают работать.
• Значительно увеличивается расход бензина — это можно заметить по частоте посещения заправочной станции.
• Мощность двигателя упала — это вы можете понять по темпу разгона автомобиля.

Иридиевые свечи зажигания NGK

Иридиевые ngk свечи считаются лучшим решением, так как обладают отличным качеством. Иридий — это благородный металл и самый твердый. Плавится этот металл при температуре 2450 градусов. Если сравнивать иридиевую свечу с обычной, она прослужит вам в два раза дольше.

Свечи ngk иридиевые имеют на среднем электроде платиновую пластинку. Она и обеспечивает даже в сложных условиях высокую мощность свечи. В данных свечах тонкий средний электрод и напряжения при зажигании требуется меньше.

Инновационные технологии разработали такую систему, что в кольцевом зазоре происходят электрические заряды между средним электродом и изолятором. Благодаря этому удаляются частицы копоти, которые собираются в данном месте. Эффект самоочищения таких свечей продлевает срок их действия.