Как влияет калийное число свечи на работу двигателя

Какие требования предъявляются к свечам

Именно поэтому свечи – это те детали, к которым предъявляют достаточно строгие требования. Качественная, правильно функционирующая свеча зажигания должна выдавать мощную искру в интервале от 500 до 3500 раз в течении одной минуты. Это актуально для четырехтактного силового агрегата, который может работать с высокими оборотами в режимах старт-стоп.

Свеча должна без перебоев и с высоким уровнем надежности генерировать искру даже при сверхнизких температурах. Те детали, которые созданы с применением высоких технологий, позволяют обеспечить сгорание смеси воздуха и топлива максимально экологично. Свечи позволяют оптимально расходовать топливо.

К современным свечам предъявляются некоторые требования. Так, эта деталь должна без перебоев передавать очень высокие напряжения в любых случаях. Качественная свеча должна иметь высокие изоляционные свойства – температурный режим, в котором работают эти детали, может превышать 1000 градусов. Хорошая свеча должна работать без пробоев и образований электрических дуг. Очень важна герметичность и непроницаемость газов в камеру сгорания. Также свеча должна иметь высокую прочность. Теплопроводность юбки и электродов должна быть очень высокого уровня. Хорошее изделия полностью устойчиво к эрозии, воздействию продуктов сгорания.

Немного теории о системе зажигания

Известно, что сейчас во всех автомобилях используются искровые свечи, которые воспламеняют топливную смесь в цилиндрах. А раньше для этого использовалась калильная трубка, которая сама разогревалась до установленной температуры. Калильные трубки – это уже прошлое столетие. Их можно увидеть только на дизельных моторах с малой мощностью.

Из-за малоизвестности в современном мире авто, калильное зажигание чаще путают с детонацией зажигания. Дадим пояснение. Калильное зажигание производится благодаря нормальному горению топлива, а детонация провоцирует взрыв топлива, который сопровождается ударной волной. Однако, эти два разных процесса имеют между собой связь. Детонация приводит к возникновению калильного зажигания. Она характеризуется высокой тепловой нагрузкой на детали агрегата. А второй процесс может спровоцировать именно высокая тепловая нагрузка. Ему свойственно воспламенение топлива раньше времени. Из-за этого двигатель перегревается и уменьшается его мощность. Также калильное зажигание опасно тем моментом, когда мотор продолжает работать после выключения. Несвоевременное устранение данного процесса, в конце концов, приводит к поломке двигателя. Примерно так выглядят названные процессы по сравнению с нормальным процессом сгорания топлива:

Общее устройство свечи зажигания

Свеча зажигания имеет металлический корпус, который вкручивается в соответствующее отверстие в головке блока цилиндров. В корпус свечи зажигания встроен изолятор, для герметизации которого используются специальные внутренние уплотнения. Изолятор содержит внутри центральный электрод и стержень клеммы. После сборки свечи зажигания выполняется окончательная фиксация всех деталей путем термической обработки. Боковой электрод, изготовленный из того же материала что и центральный, приваривается к корпусу свечи. Форма и расположение бокового электрода зависят от типа и конструкции двигателя. Зазор между центральным и боковым электродами регулируется в зависимости от типа двигателя и системы зажигания.

Существует много возможностей расположения бокового электрода, что влияет на величину промежутка искрового разряда. Чистая искра образуется между центральным электродом и боковым, г-образной формы. При этом рабочая смесь легко попадает в промежуток между электродами, что способствует ее оптимальному воспламенению. Если кольцеобразный боковой электрод устанавливается на одном уровне с центральным, то искра может скользить над изолятором. В этом случае ее называют скользящим искровым разрядом, который позволяет сжигать наслоения и остаточный нагар на изоляторе. Улучшить эффективность воспламенения рабочей смеси можно либо увеличением длительности искрообразования, либо увеличением энергии искрообразования. Рациональной является комбинация скользящего и обычного искровых разрядов.

Для снижения потребности в напряжении на свече зажигания со скользящим искровым зарядом может быть дополнительно установлен управляющий электрод. При увеличении температуры изолятора искрообразование способно происходить при меньшем напряжении. При длительном промежутке искрового разряда воспламенение улучшается как для бедной, так и для богатой смеси топлива с воздухом.

Для двигателей с впрыском топлива во впускной коллектор предпочтение отдается свече зажигания с траекторией искрового разряда, «растянутой» в камере сгорания, в то время как для двигателей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания и послойным смесеобразованием свеча зажигания с поверхностным разрядом имеет преимущества благодаря лучшей возможности самоочищения.

При выборе подходящей для двигателя свечи зажигания важную роль играет ее калильное число, с помощью которого можно судить о тепловой нагрузке на опору изолятора. Данная температура должна быть примерно на 500 °С выше, чем температура, необходимая для самоочищения свечи от наслоений. С другой стороны, нельзя превышать максимальную температуру около 920 °С, иначе возможно возникновение калильного зажигания.

Если не достичь температуры, необходимой для самоочищения свечи, частицы топлива и масла, скапливающиеся у опоры изолятора, не будут сжигаться, и между электродами на изоляторе могут образоваться токопроводящие полосы, которые способны привести к пропускам искрообразования.

Если опора изолятора нагревается выше 920 °С, это приведет к неконтролируемому сгоранию рабочей смеси вследствие накаленной опоры изолятора во время сжатия. Мощность двигателя снижается, а свеча зажигания вследствие тепловой перегрузки может быть повреждена.

Свеча зажигания для двигателя выбирается согласно ее калильному числу. Свеча с маленьким калильным числом имеет незначительную поверхность поглощения тепла и подходит для двигателей с высокими нагрузками. Если двигатель нагружен слабо, устанавливается свеча зажигания с высоким калильным числом, имеющая большую поверхность поглощения тепла. Конструктивно калильное число свечи зажигания регулируется при ее изготовлении, например, с помощью изменения длины опоры изолятора.

При использовании комбинированного электрода, включающего электрод на никелевой основе с медным ядром, улучшается теплопроводность и вследствие этого отвод тепла от электрода.

К важным задачам при разработке свечи зажигания относится увеличение интервалов технического обслуживания. Вследствие коррозии, связанной с искровым разрядом, во время работы зазор между электродами увеличивается, а вместе с тем увеличивается и потребность в напряжении во вторичной цепи системы зажигания. При сильном износе электродов свечу зажигания следует заменить. На сегодняшний сроки службы свечей зажигания, в зависимости от их конструкции и материалов, составляют от 60000 км до 90000 км. Это достигается улучшением материала электродов и использованием большего количества боковых электродов (2, 3 или 4 боковых электрода).

Основные признаки неисправностей свечей зажигания и способы их проверки

Неисправности свечей зажигания неизбежно сказываются на работе двигателя. Основные внешние проявления неисправностей:

1. Затруднённый запуск (многократная прокрутка стартером не даёт результата);
2. Двигатель «троит» – неустойчивая работа на холостых оборотах, резкое падение тяги, подёргивание при движении;
3. Резкое увеличение расхода топлива и монооксида углерода (угарного газа) в выхлопных газах.

В нормально работающей свече цвет изолятора центрального электрода должен быть светло-кофейный или серый. На электродах должны отсутствовать следы тёмных отложений или нагара.

Самый распространённый у автолюбителей вопрос: «Почему свечи зажигания чёрные?» имеет несколько ответов.

В случае богатой топливной смеси (результат неправильной регулировки или неисправности системы управления двигателем) на свечах образуется бархатистый налет чёрного цвета – копоть.

Влажный чёрный налет с запахом бензина может быть свидетельством некачественного топлива. Пример на следующем фото.

Неправильно подобранное калильное число также может стать причиной того, что образуется чёрный нагар на свечах, так как не происходит процесс самоочищения.

Обеднённая топливная смесь может привести к тому, что на электродах появится белый налет.

Если белый налёт сопровождается следами оплавления электрода, то это может быть свидетельством неправильно подобранной по калильному числу слишком горячей свечи.

С учётом доступности в большинстве марок автомобилей определить состояние свечей зажигания не составит труда, а информация об их цвете и посторонних отложениях расскажет многое и о состоянии силового агрегата.

Все о самом значимом параметре при выборе свечи зажигания — калильном числе

Большое значение для автомобиля и его владельца имеет калильное число свечей зажигания, сводная таблица которого приведена в нашей статье. Все о том, что обозначает этот параметр и как при его помощи выбирать свечи, вы узнаете из нашей статьи.

КЧ представляет собой определенную величину. Она является пропорциональной среднему давлению, при котором температура корпуса может привести к калильному зажиганию. Оно же, в свою очередь, – это неуправляемое воспламенение рабочей смеси из-за нагретых частей свечи.

В России промышленностью выпускаются детали с величинами 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. В других странах же единая шкала выработана не была.

За границей все модели условно разделяются на несколько групп:

• горячие (от 11 до 14);
• средние (от 14 до 17);
• холодные (20 и больше);
• унифицированные (их число в диапазоне от 11 до 20).

Причины калильного зажигания

Следует понимать, что под этим термином в автомобилестроении существуют два разных явления. Первым из них является способ осуществления поджога горючего, широко применявшийся до внедрения искровой системы. Сегодня этот метод значительно менее распространен, хотя еще встречается на дизельных двигателях. Горючее поджигалось сильно разогретой головкой, которую необходимо было предварительно нагреть.

В современной ситуации под термином чаще всего понимается негативный эффект, при котором воспламенение топлива происходит из-за перегрева отдельных деталей. Его причины могут быть разными.

Наиболее часто это происходит из-за перегрева изоляции свечи. Вероятно, использовалась модель с недостаточно высоким числом, то есть накапливающая слишком много тепла. Также причиной могут быть частицы нагара.

Это явление может привести к тому, что работа двигателя будет продолжаться даже после выключения искры. Чтобы ее остановить, нужно будет прекратить подачу топлива. Современные карбюраторы имеют электромагнитные клапаны, которые блокируют подачу горючего при выключенном зажигании (автор видео — NGKSparkPlugEurope).

Использование таблицы во избежание калильного зажигания

Приведенная ниже таблица моделей составлена с учетом моделей от разных производителей. Они соотнесены между собой в соответствии с их калильным числом.

Благодаря такой таблице вы можете подобрать новую деталь взамен старой. При этом, можете быть уверены в ее соответствии требованиям вашего двигателя, если им соответствовала старая. Рекомендуется выбирать заводские свечи или их аналоги, так как с ними меньше всего вероятность описанного выше негативного эффекта. Так, например, российская А11 может быть заменена японской В4Н.

От чего зависит КЧ?

Для испытания российских деталей используется тестовая установка, состоящая из одного цилиндра с наддувом. Давление повышается до тех пор, пока не возникнет возгорание топлива от корпуса. Таким образом, вычисляется среднее индикаторное давление цикла. Именно оно и становится значением для данной детали.

Существует определенная взаимосвязь с такими параметрами, как литровая мощность двигателя, степень сжатия, частота вращения. Чем они выше, тем с большим КЧ требуется свеча. Повышенное значение, к примеру, потребуется для двигателей, имеющих воздушное охлаждение и двухтактных.

Определение КЧ свечей зажигания

Испытание, которое проводится для определения КЧ свечей в России, указано выше. За рубежом указывалось ранее время, после которого во время испытания происходило возгорание топлива из-за калильного зажигания. Данное значение в 10 и более раз больше числа на российских моделях. Из-за этих различий, заменяя детали, лучше ориентироваться на указанные выше значения в таблице.

Видео «Выбор свечей»

В этом видео рассказывается о том, как выбрать свечи, в том числе, учитывая КЧ (автор ролика — Avtosferaomsk).

Правила подбора свечей зажигания

При подборе свечи к двигателю конкретной модели автомобиля, как правило, учитывают две характеристики:

1. Геометрические размеры;
2. Калильное число.

Определяющим в геометрических размерах является размер резьбового соединения и его длина.

Если с резьбовым соединением всё понятно (нештатная резьба просто не подойдет), то длина свечи обязательно должна соответствовать указанной производителем, иначе она может «встретиться» с поршнем!

Что такое калильное число и калильное зажигание?

Чтобы понять, насколько важно использовать свечи зажигания с правильным калильным числом, нужно разобраться в сути процессов происходящих в камере сгорания двигателя. Начнем с терминов

• Калильное число – это такой условный тепловой эквивалент, который указывает на предельно допустимую температурную нагрузку свечи зажигания, выше которой в цилиндре двигателя появляется калильное зажигание.
• Калильное зажигание – это неконтролируемый процесс хаотического воспламенения рабочей смеси от раскалённой свечи зажигания без образования искры.

Дело в том, что во время работы поверхность свечи разогревается до высокой температуры: 600 – 800 °С. При такой температуре масло, попадающее на её корпус, практически полностью выгорает (происходит самоочищение электродов). Однако, в сочетании с высоким давлением в камере сгорания раскалённая часть свечи является источником для самовоспламенения топливовоздушной смеси без образования искры.

Производители добиваются баланса теплообмена между камерой сгорания, свечой зажигания, головкой блока цилиндров и внешней средой путём подбора материалов с подходящими характеристиками.

Для высокооборотистых двигателей с высокой степенью сжатия свеча должна обеспечивать лучшую передачу тепла, чем в менее нагруженных. Калильное число при этом должно быть высоким, а сами свечи по этому признаку называют холодными.

Напротив, для низкооборотистых двигателей с низкой степенью сжатия для рабочей температуры, при которой происходит процесс самоочищения, калильное число должно быть низким. Такие свечи называют горячими.

Важность правильного подбора калильного числа трудно переоценить:

• При установке горячих свечей в высоконагруженный двигатель велика вероятность их перегрева до температур выше 1000 °С, последующего оплавления и попадания в камеру сгорания.
• При установке холодных свечей в низкооборотистые двигатели рабочая поверхность до оптимальной температуры не разогревается и не происходит процесса их самоочищения.

Современное двигателестроение развивается в направлении увеличения удельной мощности, повышения степени сжатия, использования систем наддува. Соответственно, требования к калильному числу сдвигаются в сторону использования всё более холодных свечей.

Но важна не только эта тенденция: с учетом того, что реальная эксплуатация двигателей происходит в широком диапазоне режимов нагружения, всё более востребованы свечи с расширенным диапазоном калильных чисел.

В России калильное число количественно определяется как усредненное давление, при котором возникает калильное зажигание и выражается в условных единицах.

Маркировка на современных свечах зажигания, обозначающая калильное число, у отечественных производителей отличается от зарубежных аналогов. Так у нас общепринятым считается следующий ряд калильных чисел:

• 11-14 — горячие свечи;
• 17-19 — средние свечи;
• 20 и более — холодные свечи.

Существуют также и унифицированные свечи зажигания с калильным числом от 11 до 20, но они менее распространены.

Калильное число свечи должно точно соответствовать степени сжатия двигателя. Провел эксперимент.

Свеча зажигания это точно настроенная инженерами деталь, которая имеет свою оптимальную рабочую температуру, при которой она может работать продолжительное время без отказов

И не важно, что это свеча от топового бренда или самая дешевая рабочие температуры у них одинаковые

Многие знают, что есть свечи холодные и горячие. Что это значит?

Холодной свеча считается для двигателя тогда, когда ее тепловой конус изолятора центрального электрода не нагревается до температуры, при которой нагар на нем выгорает.

Если свеча холодная для данного двигателя, то она будет зарастать нагаром и со временем искра на ней пропадет, либо мощность ее уменьшится.

Даже если двигатель оптимально настроен, нагар все равно понемногу образуется в цилиндрах и поэтому рабочую температуру свечей выбирают таким образом, чтобы они могли самоочищаться при его работе.

Решил провести эксперимент.

Решил посмотреть, как самоочищение работает на деле и много ли надо проехать, чтобы свеча очистилась. Взял свечу, у которой изолятор покрыт нагаром и даже присутствует немного масла на нем.

В крутил ее в двигатель. Нагара на свече было много, и поэтому я думал, что она не будет выдавать искру, и мотор будет троить. Но после запуска двигатель работал нормально, и я решил проехать небольшое расстояние.

Проехал я примерно 3 километра. После чего остановился и выкрутил свечу.

Даже за такое короткое расстояние свеча успела очиститься, изолятор побелел. Значит, она успела нагреться выше 300 градусов и нагар выгорел.

У меня бы ушло гораздо больше времени на очищение данной свечи вручную.

Калильное число свечей зажигания

Все типы бензиновых двигателей обладают индивидуальными характеристиками температурного режима работы двигателя. От интенсивности тепловыделения зависит предельно допустимая температурная нагрузка на свечи зажигания. Калильное число — величина условная и у каждого двигателя свое оптимальное температурное окно. Рационализация процессов сжигания топлива и эффективности тепловых режимов позволила стандартизировать ассортимент свечей по их калильному числу:

• горячие — 11-14;
• умеренные — 17-19;
• холодные от 20-ти и выше;
• унифицированные свечи — 11-20.

Чем выше показатель калильного значения, тем свеча холоднее. Отличие горячих свечей от холодных обусловлено различными размерами поверхности изолятора и зон для отвода тепла, что означает прямую зависимость калильного числа от режима эксплуатации автомобиля, возраста двигателя и других индивидуальных показателей. Преимущественная эксплуатация двигателя в тяжелых режимах требует установки более холодных свечей зажигания. Городской режим с его постоянными пробками — горячих.

Городской режим передвижения требует установки горячих свечей накала

Но и здесь не все однозначно. Даже самые качественные, правильно подобранные и недавно установленные свечи могут прийти в негодность вследствие использования некачественного бензина, неисправности проводов или катушек зажигания.

Чем отличается «горячая» свеча от «холодной»

• Показателем калильного числа (низкий свидетельствует о том, что свеча «горячая», высокий – «холодная).
• Уровнем теплопоглощения («холодная» отличается низкой степенью поглощения тепла, «горячая» — высокой).
• Длина носовой части изолятора (длинная у «горячей», короткая у «холодной»). Эта длина позволяет «горячей» свечи создавать большое расстояние для проходимости тепла, в «холодной» же тепло быстрее попадает к головке цилиндра, поэтому быстро охлаждается.
• Назначение по применению – долгие расстояния и большие скорости лучше одолевать на «холодных» свечах, небольшие отрезки пути на незначительной скорости лучше подойдут для «горячих» свечей. Это обусловлено тем, что большая скорость нагревает двигатель в короткие сроки, и нужно его охладить и рассеять к оптимальной температуре. В случае с маленькой скоростью свеча нагревается равномерно.
• Для зимы лучше подойдет эксплуатация «горячих» свечей, для лета – «холодных».
• «Горячие свечи» лучше очищаются от нагара, который им больше свойственный, чем «холодным».
• «Холодные» свечи лучше сочетаются с двигателями большого размера, «горячие» — с меньшими. Следует учесть и тот факт, что свечи зажигания по «горячности» и «холодности» не универсальны. Один мотор может воспринимать определенный тип свечи как «холодную», другой – как «горячую».
• «горячие» свечи имеют поверхность побольше, чтобы хорошо поглощать тепло.

Помочь разобраться в том, правильно ли вы выбрали свечу для своего двигателя, поможет цвет изолятора свечи. Наличие пепельного или бежевого оттенка на изоляторе свидетельствует о том, что все работает в пределах нормы. Слишком светлый с оттенками белого предупреждает о несоответствии свечи с типом двигателя – она слишком холодная и двигатель требует свечу «погорячей». Наличие нагара на свече должно также насторожить – это признак того, что ее калильное число выше нормы.

Конструкция свечей зажигания NGK. Маркировка. Калильное число

Конструкция стандартной свечи зажиганияМаркировка свечей NGK Буквенная комбинация (1-4) перед калильным числом дает указания относительно диаметра резьбы, раствора шестигранного гаечного ключа, а также особенности конструкции. Пятая позиция (цифра) предназначена для калильного числа. Шестая буква обозначает длину резьбы. Седьмая буква содержит данные относительно конструкционных особенностей специальных свечей зажигания. Восьмая позиция, опять цифра, кодирует особый зазор между электродами.

Калильное число

Современные свечи зажигания индивидуально подбираются для различных конструкций двигателя и условий движения. Поэтому нельзя указать такую свечу зажигания, которая будет без проблем функционировать во всех двигателях.

Так как в камере сгорания различных двигателей температура повышается по-разному, необходимы свечи зажигания с разным тепловым эквивалентом.

Эти тепловые эквиваленты, выраженные с помощью калильного числа, представляют собой измеренные на электродах и изоляторе средние температуры, соответствующие нагрузке двигателя. На юбке изолятора рабочая температура должна быть в интервале от 400°С до 850°С. При этом температуры свыше 400°С требуются потому, что при таких температурах удаляются осаждающиеся сажа и масляный нагар, и таким образом происходит самоочищение свечи зажигания.

Однако выше 850°С температура на изоляторе подниматься также не должна, так как при температуре свыше 900°С может появляться калильное зажигание. Кроме того, при очень высоких температурах электроды дополнительно подвергаются воздействию химически агрессивных соединений или разрушаются.

Для свечей зажигания фирмы NGK применимо простое практическое правило: — низкое калильное число (например BP4ES) — «горячая свеча зажигания», высокое поглощение тепла, обусловленное длинной юбкой изолятора; — высокое калильное число (например BP8ES) — «холодная свеча зажигания», малое поглощение тепла, обусловленное короткой юбкой изолятора.

Свечи зажигания с поверхностным разрядом

Принцип работы свечей зажигания с полуповерхностным разрядом основан на том, что искра зажигания скользит через предпочтительную часть юбки изолятора и удаляет возможные отложения сажи.

Только тогда возникает искровой пробой от юбки изолятора на боковые электроды и происходит надежное воспламенение топливной смеси.

Свечи зажигания с дополнительным искровым промежутком

В случае свечей зажигания фирмы NGK с дополнительным искровым промежутком искровой пробой при сильном покрытии сажей проходит сначала через юбку изолятора, затем перескакивает при формировании искры зажигания на то место, в котором корпус свечи сближается с юбкой изолятора (1). Топливная смесь воспламеняется безукоризненно, двигатель работает нормально.

После достижения температуры самоочищения (>450°C) на юбке изолятора удаляется нагар, и воспламенение опять производится нормальным образом между центральным и боковым электродом (2).Моменты затяжки свечей зажигания Если приложенный крутящий момент затягивания свечи был слишком мал, появляется угроза потери компрессии, отвинчивания центрального электрода и тепловых повреждений из-за пониженного отвода тепла. Дело может дойти и до самостоятельного отвинчивания свечи зажигания. Если же выбран слишком большой крутящий момент затягивания, можно повредить головку цилиндра. Кроме того, слишком большое усилие, приложенное к свече зажигания, может привести к срыву резьбы.

Крутящий момент затягивания можно получить после затягивания путем измерения высоты (толщины) уплотнительного кольца. Свеча зажигания, уплотнительное кольцо которой не сжато, затянута со слишком малым крутящим моментом затягивания. Наоборот, свеча со слишком сильно сжатым уплотнительным кольцом, затянута со слишком высоким крутящим моментом затягивания.

Крутящий момент затягивания для свечей зажигания с плоской посадкой (с уплотнительным кольцом)	18 mm	14 mm	12 mm	10 mm
Чугунная головка	35-45 Н.м	25-35 Н.м	15-25 Н.м	10-15 Н.м
Алюминиевая головка	35-40 Н.м	25-30 Н.м	15-20 Н.м	10-12 Н.м

www.ngk.ru

Принципы маркировки

Наиболее наглядным, пожалуй, является всем знакомый советский метод маркировки калильного числа – испытываемая свеча устанавливалась в аппарате, имитирующем работу одноцилиндрового двигателя, и отмечалось максимальное давление в конце такта сжатия, при котором свеча перегревалась до калильного зажигания. Это число и заносилось в маркировку. К примеру, свеча А17ДВРМ перегреется и даст калильное зажигание при индикаторном давлении 17 кгс/см2. Чем лучше теплоотвод от электродов, то есть чем свеча «холоднее», тем выше число в маркировке.

Почему именно давление? Дело в том, что в бензиновом ДВС используется количественное регулирование рабочей точки – на малых оборотах дроссель ограничивает поступление воздуха, давление в конце такта сжатия падает. Открывая дроссель под максимальной нагрузкой, мы одновременно подаем максимальное количество смеси в цилиндр – и давление, и тепловая нагрузка от ее сгорания становятся пиковыми.

Производители свечей используют менее наглядные обозначения, причем как прямые (холоднее свеча – больше число), так и обратные (холоднее свеча – меньше число). Например, для отечественных свечей с маркировками 14 и 17 у Bosch аналоги имеют маркировки 8 и 7 соответственно (обратная маркировка), у NGK – 5 и 6 (прямая). Поэтому при поиске заменителей надежнее пользоваться каталогами применимости, предлагаемыми конкретным производителем свечей.

От искры до каления один шаг

Искровой режим работы свечи двояко влияет на саму работу свечи. С одной стороны, постепенный нагрев способствует самоочищению детали от примесей топлива, что имеет особое значение в отечественных реалиях. Но если температура свечи будет продолжать расти одновременно со степенью сжатия топлива, при переходе за 900 градусов она превращается в калильную свечу. Контроль над моментом воспламенения теряется, и нагрузка на двигатель резко возрастает.

В автомобильном транспорте каление свечи способно вызвать серьезные последствия, вплоть до дорогостоящего ремонта мотора. Единственное исключение – действующие модели транспорта, где калильная свеча служит нагревательным элементом для керосинового двигателя. Ее работа кратковременна – в дальнейшем мотор работает за счет высокой температуры топливной смеси.

Решить проблему образования задиров на блоке цилиндров из-за накаливания вызывались многие ученые. Результатом стало калильное число, которое соответствует максимальному уровню давления в цилиндре. Оно напрямую зависит от давления наддува.

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.

Итоги

Что хочется сказать в конце. Во-первых, не стоит пренебрегать собственной безопасностью, устанавливая чрезмерно «холодные» свечи в надежде, что двигатель от этого прослужит дольше. Вы скорее забьете расходник нагаром из бензина и масла, потому как температуры будет элементарно не хватать для самоочистки.

Также не используйте «горячий» вариант в случае предварительного форсирования силовой. Взрыв двигателя если и не обеспечен, то шансы возрастают значительно. Менять свечи стоит лишь полным комплектом, либо внимательно читайте маркировку. В идеале возьмите с собой один отработанный расходник в качестве примера, чтобы не забыть порядок символов. Следите за собственной безопасностью.