Свечи зажигания

Copyright AA1Car Адаптировано из статьи, написанной Ларри Карли для журнала Underhood Service.

Свечи зажигания существуют почти столько же, сколько и двигатель внутреннего сгорания. В 1902 году свечи зажигания были впервые использованы с высоковольтным магнето для обеспечения надежного зажигания. В течение следующих 70 лет свечи зажигания требовали повышенного технического обслуживания благодаря тетраэтилсвинцу, который использовался в качестве присадки для повышения октанового числа бензина. К сожалению, свинец имеет тенденцию к загрязнению свечей зажигания после пробега от 12 000 до 15 000 миль. Следовательно, настройка и замена свечей зажигания были ежегодным ритуалом для большинства автомобилистов. Затем последовал Закон о чистом воздухе 1970 года, за которым последовали новые правила по выбросам и введение каталитических нейтрализаторов в 1975 году. Постепенно прекращалось использование этилированного бензина из-за его разрушительного воздействия на преобразователи, а также на окружающую среду. В результате срок службы свечи зажигания увеличился более чем вдвое. В середине 1980-х годов производители свечей зажигания начали изготавливать свечи с центральными электродами с медным сердечником. Медь является отличным проводником тепла и позволяет свечам работать быстрее, не вызывая преждевременного воспламенения. Это улучшает сопротивление обрастанию, надежность зажигания и срок службы свечей. Это также уменьшает количество свечей, необходимых для охвата целого ряда двигателей, поскольку каждая свеча имеет более широкий «тепловой диапазон». Однако самое большое улучшение в технологии свечей зажигания произошло в 1985 году, когда на рынке появились свечи первого поколения с «долгим сроком службы» с платиновыми или золотопалладиевыми электродами. До этого момента износ электрода обычно определялся заменой свечей. При использовании стандартных электродов из никелевого сплава искровой промежуток между центральным и заземляющим электродами увеличивается примерно на 0,0002–0,0006 дюймов на каждые 1000 миль движения. После 35 000 миль пробега разрыв может увеличиться на 0,015 дюйма или более. Каждый раз, когда загорается свеча зажигания, горячая искра срывает с электродов несколько молекул металла. По мере того как мили складываются, зазор между электродами увеличивается, а центральный электрод становится округлым и тусклым. Это увеличивает напряжение зажигания, необходимое для преодоления зазора. В конце концов достигается момент, когда система зажигания не может генерировать достаточно энергии, чтобы перепрыгнуть зазор, что приводит к пропуску зажигания в свече. Платина, золото-палладий и иридий (подробнее об этом через минуту) значительно снижают износ электродов. Большинство платиновых свечей могут проехать до 100 000 миль, прежде чем их придется заменять. То же самое верно и для свечей, в которых в качестве центрального электрода используется иридий. Свечи с платиной или иридием на обоих электродах ("двойные" платиновые пробки или двойные иридиевые пробки) изнашиваются даже меньше, чем свечи только с одним платиновым или платиновым электродом. Свечи зажигания с длительным сроком службы значительно сокращают потребность в техническом обслуживании, помогая двигателю сохранять характеристики и выбросы, как у нового. Отсутствие необходимости менять свечи так часто - это реальная экономия для владельца транспортного средства, но это не гарантия, что свечи выдержат такое расстояние. Платиновые и иридиевые свечи зажигания Долговечные свечи зажигания ACDelco , Autolite , Bosch , Champion , Denso , NGK и Split-Fire имеют электроды из платины или иридия. За некоторыми исключениями, в платиновых свечках используется обычная конфигурация электрода с небольшой платиновой пробкой, приваренной к кончику центрального электрода (одинарная платина) или кончику центрального электрода и заземляющего электрода (двойная платина). ACDelco также предлагает платиновую версию свечи Rapidfire с рифленым центральным электродом для повышения надежности зажигания. Аналогичным образом, Split-Fire предлагает платиновую версию вилок с разъемными электродами для автомобилистов, которые хотят продлить срок службы, а также уменьшить количество пропусков зажигания. Для сравнения, иридиевые свечи имеют небольшой центральный электрод из проволоки, и, как и платиновые свечи, могут быть одинарными иридиевыми (только центральный электрод) или двойными иридиевыми (центральный и заземляющий электроды). Компания Bosch, которая представила первую платиновую вилку еще в 1985 году, предлагает несколько различных конфигураций электродов в своей линейке продуктов. Их стандартная платиновая пробка имеет тонкий центральный электрод из чистой платины с одним торцевым электродом из сплава иттрия. С другой стороны, их вилки Platinum + 2 и Platinum + 4 имеют уникальную конструкцию боковых электродов с «поверхностным зазором» с двумя боковыми электродами на вилке Platinum + 2 и четырьмя боковыми электродами на вилке Platinum + 4 - своего рода хорошо, лучше, лучший подход к технологии платиновых пробок. Увеличение количества боковых электродов дает искре больше путей к заземлению и снижает риск пропусков зажигания, одновременно продлевая срок службы свечи за счет распространения износа на большее количество поверхностей электродов. Осенью 2006 года компания Bosch представила еще одну долговечную свечу зажигания под названием Platinum IR Fusion. По конструкции аналогичен вилке Platinum + 4, в этой вилке используется центральный электрод, изготовленный из уникального сплава иридий / платина. Четыре боковых электрода изготовлены из износостойкого сплава иттрия. По словам Bosch, благодаря сочетанию платины и иридия в центральном электроде их сварочная свеча Platinum IR обеспечивает еще более длительный срок службы (вероятно, самый длинный из всех свечей зажигания, доступных в настоящее время). Bosch также заявляет, что их новые свечи Platinum IR Fusion являются идеальной заменой для любого двигателя, изначально оснащенного иридиевыми или платиновыми свечами зажигания. В отношении штекеров Bosch Platinum IR Fusion, Platinum + 4 и Platinum + 2 следует помнить об одном важном моменте: в этих штекерах на заводе-изготовителе установлены стандартные зазоры, равные 1,6 мм, и их не следует повторно устанавливать в соответствии со спецификациями. для стандартной свечи зажигания. Очень сложно добиться равномерного расстояния с несколькими электродами, поэтому устанавливайте их, не меняя зазоры между электродами. Хотя платиновые свечи зажигания имеют много преимуществ по сравнению с обычными свечами зажигания, иридиевые свечи зажигания предлагают еще больше преимуществ. Самым важным преимуществом является самый долгий срок службы любой свечи зажигания (до 4 раз дольше, чем у стандартной свечи зажигания, или 120 000 миль для многих приложений. Иридий служит так долго, потому что металлический сплав даже более износостойкий, чем платина. Иридий обычно сплавленный родием, центральный электрод в шесть раз тверже и в восемь раз прочнее, чем платина. Он также является одним из самых плотных металлов из известных. Иридий имеет точку плавления 4370 градусов F (2410 градусов C), что почти на 1200 градусов выше, чем у платины. Это такой драгоценный металл, как платина, что делает его дорогим. Но в настоящее время иридий продается примерно за половину стоимости платины (540 долларов за унцию иридия против 1200 долларов за платину в ноябре 2014 года). Вилки NGK «Iridium IX» и Denso марки «Iridium Power» используются в качестве оригинального оборудования во многих азиатских транспортных средствах. Для более поздних моделей Toyota и Lexus рекомендуемый OEM интервал замены иридиевых свечей Denso составляет 120 000 миль. Свечи Autolite Iridium XP предназначены для вторичного рынка в качестве замены оригинальных свечей зажигания других марок и оснащены центральным электродом с тонкой проволокой диаметром 0,6 мм. Все марки иридиевых свечей обычно имеют очень тонкий (от 0,4 мм до 0,7 мм в зависимости от вилки) центральный электрод. На иридиевых свечах Denso первого поколения на торцевом электроде имеется U-образная канавка, которая повышает надежность зажигания и износостойкость. Denso заявляет, что их конструкция снижает необходимое напряжение зажигания до 5000 вольт по сравнению со стандартной свечой зажигания. Другие, например, Bosch, используют конический заземляющий электрод с иридий-платиновой вставкой, сваренной лазером, чтобы минимизировать износ электрода. Для высокопроизводительных приложений Denso также разработала вилки Iridium Power со сверхузким центральным электродом 0,4 мм. Эти свечи разработаны для повышения надежности зажигания в экстремальных условиях вождения. В 2014 году компания Denso представила свою новую свечу зажигания Iridium TT с центральным электродом из сплава иридий / родий и заземляющим электродом с платиновым наконечником. Центральный электрод свечи зажигания Iridium TT имеет острие иглы 0,4 мм, состоящее из запатентованного сплава иридий / родий, который обеспечивает исключительную защиту от коррозии и высокотемпературного окисления. Заземляющий электрод также имеет платиновую кнопку 0,7 мм, которая предотвращает окисление и износ. Эти маленькие наконечники электродов снижают напряжение зажигания, необходимое для создания искры, что снижает пропуски зажигания. По словам Денсо, они также создают меньше помех для расширения пламени зажигания и полного завершения процесса сгорания. Двойные наконечники продлевают срок службы свечей и помогают сконцентрировать искру для повышения эффективности сгорания и уменьшения пропусков зажигания. Использование иридиевых свечей зажигания в качестве оригинального оборудования в автомобилях последних моделей значительно выросло в последние годы благодаря их характеристикам и экономическим преимуществам. Свечи из иридия часто используются в двигателях с прямым впрыском бензина для повышения надежности зажигания. Иридиевые свечи зажигания также стали хорошим вариантом модернизации для замены стандартных свечей зажигания или платиновых свечей зажигания в старых двигателях. Откуда берется иридий? По словам Денсо, большая часть этого пришла из космоса. Примерно 50 миллионов лет назад гигантский астероид врезался в нашу планету недалеко от мексиканского города Чиксулуб на Юкатане. Удар создал огненную бурю и облако пыли, которое затемняло Землю на долгие годы, уничтожило динозавров и оставило нам слой богатых иридием отложений, которые равномерно распределены по всем континентам (пограничный слой K / T). Иридий часто сочетается с платиной в месторождениях полезных ископаемых и извлекается как побочный продукт при добыче никеля. Магия электрода свечи зажигания Производители свечей зажигания рекламируют преимущества своей уникальной конструкции электродов, но независимо от конструкции цель состоит в том, чтобы максимально упростить надежное зажигание свечи. Искра легче выпрыгивает из острого края, чем из закругленного тупого края. Таким образом, чем больше острых углов он должен перепрыгнуть, тем выше вероятность срабатывания свечи при любых условиях вождения. Электроды некоторых свечей зажигания также предназначены для «снятия кожуха» искры, чтобы большая часть искры попала в воздушно-топливную смесь. Это улучшает распространение ядра пламени после зажигания огня. В отношении заявленных характеристик следует иметь в виду, что никакая свеча зажигания не создает мощность из воздуха. Специальная конфигурация электродов может уменьшить пропуски зажигания и напряжение, необходимое для зажигания свечей. Но искра воспламеняет только то, что уже есть в камере сгорания. Если есть какие-то приросты мощности, они будут результатом уменьшения пропусков зажигания и ничего больше. Рутениевые свечи зажигания Последней разработкой в ​​технологии свечей зажигания являются рутениевые свечи зажигания . Электроды, изготовленные из специального рутениевого сплава, служат в 2 раза дольше, чем современные иридиевые свечи зажигания, и в 4 раза дольше, чем свечи зажигания со стандартными никелевыми электродами. Повышенная износостойкость электродов означает, что эти свечи действительно могут стать «пожизненными» свечами зажигания, которые никогда не нужно будет заменять. Также говорят, что они обеспечивают лучшую воспламеняемость для улучшения характеристик, выбросов, экономии топлива и ускорения.  Свечи зажигания NGK RUTHENIUM HX Свечи зажигания становятся меньше Еще одна тенденция в продолжающейся эволюции свечей зажигания - усадка свечей. В двигателях Ford Triton используются 10-миллиметровые свечи с длинным вылетом от Autolite, которые на 4 мм тоньше, чем 14-миллиметровые свечи, которые вы привыкли видеть в большинстве двигателей последних моделей. Резьба на этих заглушках также находится на расстоянии 1-3 / 8 дюймов над концом заглушки, поэтому тепло должно пройти долгий путь, прежде чем оно сможет рассеяться через резьбу в головку цилиндров. Для этого требуется несколько уловок для управления теплом. . Один из них - необычный концевой электрод U-образной формы, который полностью наматывается на конец вилки. Присоединение обоих концов электрода к корпусу вилки создает два пути для отвода тепла от кончика. Концевой электрод изготовлен из специального жаропрочного сплава Inconel. В центре буквы "U" представляет собой небольшую платиновую подушечку для уменьшения износа электрода при возгорании свечи. Центральный электрод также имеет платиновый наконечник и медный сердечник, который помогает отводить тепло от наконечника. Autolite также продает свечи зажигания «Titanium». На самом деле это стандартная свеча зажигания с электродами с платиновыми наконечниками, но со специальным титановым покрытием на корпусе, которое сопротивляется заеданию, чтобы снизить риск повреждения резьбы при замене свечей в алюминиевых головках цилиндров. Сопротивление засорению свечей зажигания Все типы свечей зажигания должны обеспечивать защиту от загрязнения. Хитрость здесь в том, чтобы электроды оставались достаточно горячими, чтобы сжечь загрязнения, но не настолько горячими, чтобы они вызывали преждевременное зажигание. Чтобы сжечь нагар, центральный электрод должен быстро нагреться примерно до 700 градусов по Фаренгейту. Но если он станет слишком горячим (выше -1 500 градусов по Фаренгейту в зависимости от конструкции свечи), он может воспламенить топливо до возникновения искры, вызывая преждевременное зажигание и детонацию. Для большинства свечей идеальная рабочая температура составляет около 1200 градусов по Фаренгейту. Температура электродов регулируется длиной керамического изолятора, окружающего центральный электрод, и конструкцией самого электрода. Керамика не очень хорошо проводит тепло, поэтому изолятор с относительно длинным носиком будет отводить тепло от электрода медленнее, чем изолятор с относительно коротким носиком. Чем длиннее путь между электродом и окружающей оболочкой свечи, тем медленнее скорость охлаждения и тем горячее свеча. «Диапазон нагрева» свечи зажигания зависит от длины керамического изолятора и конструкции центрального электрода. Диапазон нагрева должен быть тщательно согласован с применением двигателя, в противном случае свечи могут засоряться на холостом ходу или перегреваться под нагрузкой, вызывая преждевременное зажигание и детонацию. Большинство современных свечей имеют относительно широкий диапазон нагрева благодаря центральному электроду с медным сердечником, описанному ранее. Это позволяет свечам быстро достигать температуры самоочистки, а также предотвращает их перегрев. Пропуски зажигания в свечах зажигания Напряжение, необходимое для образования искры, может варьироваться от 5000 вольт до 30 000 вольт или выше. Фактическое напряжение зажигания будет варьироваться в зависимости от рабочих условий, таких как нагрузка двигателя, частота вращения, температура, степень сжатия и насыщенность или обедненность топливовоздушной смеси. Чем шире межэлектродный зазор и чем больше нагрузка на двигатель, тем большее напряжение требуется для зажигания свечей зажигания. Аналогичным образом, чем выше сопротивление свечей зажигания и их проводов, тем выше необходимое напряжение зажигания. Цилиндр может давать пропуски зажигания, если искра никогда не достигает свечи из-за чрезмерного сопротивления или разрывов изоляции в проводах свечи, либо скопления оксида, трещин или чрезмерно большого воздушного зазора внутри крышки распределителя. Слабая катушка или неисправный модуль зажигания, который не дает катушке достаточно времени для полной зарядки между зажиганиями, также может снизить доступное напряжение зажигания до точки, при которой искра может быть слишком слабой для проскока межэлектродного зазора. Конечно, изношенные или грязные свечи зажигания также могут затруднить запуск двигателя, затруднить работу на холостом ходу, привести к потере плавности, потраченному топливу и загрязнению. Наиболее частой причиной пропусков зажигания на свече зажигания является засорение. Накопление остатков топлива и масла или других загрязнений на электродах свечи или вокруг них может привести к короткому замыканию искры до того, как она достигнет зазора. Загрязняющие вещества также могут образовывать барьер, который блокирует зазор или требует для пробивания большего напряжения, чем может обеспечить система зажигания. Загрязнения происходят из-за присадок к топливу, а также из-за масла, которое проходит через кольца и уплотнения направляющих клапанов. В двигателе с большим пробегом с изношенными кольцами, цилиндрами и / или направляющими клапана часто возникает проблема засорения свечей. На автомобилях 1996 года и более новых с OBD II пропуски зажигания обычно устанавливают код неисправности и включают индикатор проверки двигателя. Несгоревшее топливо приводит к огромному увеличению выбросов углеводородов и обычно приводит к тому, что автомобиль не проходит тест на выбросы. Несгоревшее топливо также может повредить каталитический нейтрализатор, вызвав его перегрев. Поэтому, если вы обнаружите код пропуска зажигания для конкретного цилиндра, такой как P0302 (указывающий на цилиндр № 2), проверьте свечу зажигания, провод свечи, катушку (если это система DIS или катушка на свече), топливный инжектор и компрессор, чтобы изолировать причина. С другой стороны, если вы обнаружите случайный код пропуска зажигания (P0300), проблема, вероятно, не в системе зажигания. Скорее всего, это бедная топливная смесь, вызванная утечкой вакуума или грязными форсунками. Чтение свечей зажигания Щелкните изображение, чтобы просмотреть диаграмму диагностики свечей зажигания. Чтение состояния старых свечей зажигания может многое рассказать о других проблемах, которые могут происходить внутри двигателя, таких как бедная топливная смесь, богатая топливная смесь, сжигание масла, перегрев, превышение угла опережения зажигания, детонация / преждевременное зажигание и многое другое. Замена свечей зажигания не решит ни одну из этих проблем, и новые свечи зажигания, скорее всего, пострадают от такого же загрязнения, износа или повреждения, если основная проблема не будет диагностирована и устранена. Замена свечей зажигания Как правило, заменяемые свечи зажигания должны иметь такой же или лучший интервал обслуживания, как и оригинальные свечи. Марка не имеет значения, хотя многие владельцы автомобилей и техники предпочитают использовать свечи зажигания той же марки, что и оригинальные, при замене свечей. Платиновые и иридиевые свечи с длительным сроком службы стоят больше, чем стандартные свечи зажигания, но являются отличным обновлением для двигателей, которые изначально не были оснащены этими типами свечей. Однако большинство двигателей последних моделей оснащаются на заводе долговечными платиновыми или иридиевыми свечами зажигания. Если в вашем двигателе засоряются свечи зажигания, свечи, которые вы используете, могут быть слишком холодными для вашего стиля вождения. Для решения проблемы засорения может потребоваться переключение на вилку с чуть более горячим диапазоном нагрева. Загрязнение может произойти, если транспортное средство управляется не очень часто или недостаточно долго или быстро, чтобы свечи зажигания оставались чистыми. Для высокопроизводительных приложений переключение на более холодную свечу зажигания может снизить риск преждевременного воспламенения и детонации при высоких оборотах и ​​нагрузках. При замене свечей зажигания подождите, пока двигатель не остынет. Попытка вынуть свечи зажигания из горячей алюминиевой головки блока цилиндров увеличивает риск зачистки резьбы свечей в головке. Если вилка заедает или заедает, когда вы пытаетесь ее удалить, нанесите немного WD-40 на основание вилки, подождите несколько минут, затем снова вставьте вилку. Затем медленно попробуйте вытащить ее снова. Повторяйте по мере необходимости каждый раз, когда он заедает, пока в конце концов не выйдет вилка. Если вы попытаетесь его вытолкнуть, вы, вероятно, повредите нити в головке. Поделиться Выбор гоночных свечей зажигания Выбор правильных свечей зажигания для двигателя с высокими характеристиками может означать разницу между передовой частью и не финишем в гонке. При использовании этого руководства помните, что свечи зажигания обычно имеют гораздо более холодный диапазон нагрева, чем стандартные автомобильные свечи зажигания. Более холодные свечи зажигания необходимо использовать в двигателях с повышенным давлением в цилиндрах, более высокими температурами и большей мощностью. Другие факторы, такие как подача топлива (турбо, наддув), типы топлива и зазор между поршнем и головкой, также будут влиять на правильный выбор свечи. Шаг 1: Конструкция корпуса - Первый шаг в выборе подходящей свечи зажигания с обоймой - это определение типа свечи, который подойдет для головки блока цилиндров / поршня. Диаметр и шаг резьбы, длина резьбы и посадочное место кожуха, а также размер шестигранника - все это факторы, которые определят, какой тип кожуха лучше всего подходит для вашего двигателя. Шаг 2. Конструкция электрода . Второе решение - это конструкция и конфигурация электрода. Это центральный электрод с тонкой проволокой или стандартный электрод? Прогнозируемый или непроектируемый? Полное покрытие «J-Gap» или, возможно, обрезанный или наклонный заземляющий провод? Хорошее практическое правило - добиться как можно большей проекции в цилиндр. Но помните о зазоре поршня, который может помешать использованию выступающих свечей зажигания. Шаг 3: Диапазон нагрева - Третий фактор при выборе заглушки - это диапазон нагрева. Правильный температурный диапазон имеет решающее значение для поддержания максимальной производительности на протяжении всей гонки или мероприятия. Переключение на более холодную или горячую свечу не увеличит мощность, но может повлиять на работу двигателя. Выбор слишком горячей свечи может привести к преждевременному возгоранию или детонации. Слишком холодная свеча может вызвать спотыкание, пропуски зажигания или неисправность двигателя. Основными факторами, которые следует учитывать при выборе надлежащего диапазона нагрева, являются: тип гонки, метанол, удельная мощность, нитрометан, степень сжатия, закись азота, мощность в лошадиных силах, супер- или турбонаддув и гоночное топливо. Предоставлено: свечи зажигания Champion Советы по замене свечей зажигания Перед установкой свечей зажигания сравните старые и новые свечи, чтобы убедиться, что новые свечи зажигания имеют тот же диаметр резьбы, шаг (метрический или SAE), длину резьбы и конфигурацию седла, что и оригинальные свечи. На двигателях с алюминиевыми головками дайте двигателю остыть, прежде чем пытаться откручивать и снимать свечи. Это снизит риск повреждения резьбы в головке блока цилиндров. Всегда проверяйте старые свечи зажигания после того, как они были сняты, и отмечайте любые условия, которые могут указывать на то, что цилиндр работает на богатой, обедненной смеси или горит масло. Провода свечей зажигания также должны быть проверены и заменены, если изоляция повреждена, если сопротивление превышает заводские спецификации или сапоги ослаблены. Предоставлено NGK Spark Plugs (США), Inc. Момент затяжки свечи зажигания и зазор Свечи зажигания поставляются с заводскими колпачками, но из-за уплотнения деталей заводской зазор может не всегда соответствовать указанному для вашего двигателя. Всегда обращайте внимание на указанный зазор между электродами на наклейке с выбросами двигателя. Обычно это значение составляет от 0,028 до 0,034 дюйма. Для более бедных топливовоздушных смесей часто требуются более широкие зазоры, но если зазор слишком велик, увеличивается риск пропусков зажигания при работе двигателя под нагрузкой. На свечах зажигания Bosch Platinum + 4 и Platinum2 НЕ меняйте заводской зазор между электродами, независимо от того, какой зазор указан для вашего двигателя. Свечи Bosch имеют зазор 1,6 мм, который, по словам Bosch, подходит для ВСЕХ применений благодаря их уникальной конструкции свечей зажигания. Степень затяжки свечей зажигания зависит от размера свечей и типа их гнезда. Свечи зажигания с седлами типа прокладки требуют большего крутящего момента, чем свечи с коническими седлами. Всегда следуйте рекомендациям производителя транспортного средства по крутящему моменту, но как правило: Заглушки диаметром 14 мм с седлом типа прокладки следует затягивать с усилием от 26 до 30 фут-фунтов. в чугунных головках, но только от 18 до 22 фунт-футов. в алюминиевых головках. 18-миллиметровые заглушки с седлами типа прокладки должны быть затянуты с усилием от 32 до 38 фунт-футов. в чугунных головках, но только от 28 до 34 фут-фунтов. в алюминиевых головках. Свечи зажигания с коническим седлом 14 мм следует затягивать с усилием от 7 до 15 фут-фунтов. как из чугуна, так и из алюминия. Свечи зажигания с коническим седлом 18 мм должны быть затянуты с усилием от 15 до 20 фут-фунтов. в обоих типах головок.