Чем отличаются свечи зажигания друг от друга

Как устроена и работает свеча зажигания

Несвоевременная замена, неправильный подбор или поломка свечей зажигания нередко приводят к преждевременному выходу из строя мотора и других систем автомобиля.

Свечи зажигания относятся к категории технически простых и доступных расходников, применяемых на любых моделях автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Рассказываем о тонкостях обслуживания свечей, ведь от их состояния зависит правильная работа двигателя, ремонт которого нынче стал очень дорогим.

Depositphotos

Как устроены свечи

Свечи зажигания всех автомобилей с ДВС мало чем не отличаются друг от друга. Эти устройства служат для воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания с помощью электрического разряда — искры, проскакивающей между двумя электродами. Конструкция свечей концептуально не менялась с момента их изобретения и остаётся таковой уже более сотни лет. Обычная свеча представляет из себя керамический корпус-изолятор и металлический стакан с резьбой, позволяющий завернуть свечу в головку блока цилиндров двигателя. При подаче на центральный электрод напряжения с катушки зажигания, между ним и боковым электродом корпуса проскакивает искра, которая и поджигает смесь в цилиндре. Наиболее заметные различия между разными свечами зажигания заключаются в их физических размерах (длина резьбовой части, диаметр, шаг резьбы), а также в конструкции центрального электрода и количестве боковых выводов. Абсолютное большинство автомобилистов при подборе свечей накаливания ориентируются исключительно на геометрические размеры, однако существуют и иные параметры, не менее важные для полноценного воспламенения смеси.

© Depositphotos

Тепловой режим и конструкция электродов

Основополагающими параметрами для корректной работы свечей зажигания являются величина зазора между электродами (он устанавливается таким, чтобы обеспечить мощную искру и эффективно поджечь смесь) и тепловой режим работы свечи (калильное число). В процессе работы свечей их электроды постепенно выгорают из-за процессов эрозии, что сильно изменяет величину зазора. Это приводит к пропускам воспламенения или даже пробою диэлектрика (электрический ток всегда идёт по пути наименьшего сопротивления). Для предотвращения этих процессов многие производители снабжают свечи накаливания не одним, а сразу двумя или несколькими боковыми электродами. Это существенно увеличивает расчётный срок службы.

Калильное число — самый главный параметр свечей, подбираемый создателями мотора. Он указывает на тепловые режимы работы. В процессе работы ДВС, в камерах сгорания возникает неравномерный тепловой режим: топливовоздушная смесь сгорает с температурой до 2 500-3 000 °С, при этом юбка изолятора свечи должна постоянно находиться в рабочем режиме 500-900 °С, не перегреваясь, но и не слишком охлаждаясь. Этот параметр задаётся конструкцией и длиной выступающей части изолятора и индивидуально подбирается мотористами в каждом конкретном случае. При несоответствии калильного числа требуемым значениям температура свечи выходит за обозначенные рамки в меньшую или большую сторону. В первом случае она перестаёт самостоятельно очищаться от нагара (наслоения мешают нормальному искрообразованию), а во втором — возникает неуправляемое калильное зажигание от чрезмерное высокой температуры корпуса и электродов. В результате детонации разрушаются поршни, шатун и коленвал, прокладки головки блоков цилиндров и сами свечи, масляная плёнка со стенок цилиндров быстро смывается, вызывая их ускоренный износ.

© Depositphotos

Почему стареют свечи зажигания

Даже при соблюдении идеальных условий в камерах сгорания, свечи относительно быстро стареют и выходят из строя. Именно по этой причине производители рекомендуют менять их не реже 30 000 км пробега (то есть во время каждого второго ТО). Старение электродов можно заметить невооружённым взглядом. В результате эрозии проводники истончаются, а зазор между ними значительно увеличивается. Несмотря на то, что современные системы зажигания легко пробивают зазор в 1-1,5 мм, ни к чему хорошему увеличение зазора не приводит: В конечном счёте в камерах сгорания начинаются хаотичные пропуски зажигания, а несгоревшее топливо поступает в катализатор и выхлопную трубу. В некоторых случаях «мозги» автомобиля это замечают и вовремя отключают подачу топлива в проблемные цилиндры, в других — двигатель продолжает работать в неоптимальных режимах и быстро приходит в негодность. В любом случае снижается мощность, ухудшается приемистость, растёт расход топлива, быстро загрязняется масло. Словом, страдает целый ряд компонентов и систем автомобиля.

Казалось бы, проблему износа электродов производители свечей давно решили: некоторые компании применяют для изготовления центрального электрода не традиционную биметаллическую конструкцию на базе меди, а высокопрочные иридий или платину (заявленный ресурс таких свечей превышает ресурс обычных в два-три раза), однако в действительности и такие свечи небезупречны. Не стоит забывать, что в результате систематических ударных, вибрационных и тепловых нагрузок абсолютно любые свечи накаливания со временем начинают разрушаться — появляются микротрещины в соединениях компонентов свечи и в самом керамическом изоляторе. Десятки химически активных соединений вызывают окисление материалов, а высокая температура выступает катализатором процессов общего старения. В конечном итоге искрообразование длительностью до 3 мс с импульсами высокого напряжения (до 20-25 кВ) приводит к пробоям в корпусе свечей. Несгораемые вещества оседают на поверхности изолятора тончайшей плёнкой и также начинают пропускать через себя электрический ток, что приводит к шунтированию контактов и неправильной работе цилиндров. В отдельных случаях даже очень качественные, но старые свечи зажигания попросту рассыпаются (теряют керамическую юбку изолятора или электроды), что приводит к сильнейшим повреждениям поверхности поршня и стенок цилиндров, а дальше — к капитальному ремонту двигателя или полной его замене.

Никель, иридий, платина? Выбираем свечи зажигания

В каталогах свечей зажигания и даже в инструкции к автомобилю может быть с десяток подходящих вариантов — ведь производители регулярно что-то усовершенствуют, разрабатывают и выпускают новые модели. Как выбрать свечи зажигания правильно? Посмотрим, какие свечи есть на рынке и в чём их отличия.

Устройство свечи зажигания

Чтобы понять, чем свечи отличаются друг от друга, нужно разобраться в их устройстве.

Принципиально конструкция свечи зажигания не меняется уже много лет. Внутри металлического корпуса проходит центральный электрод (проводник), отделённый керамическим изолятором. На верхний контактный вывод свечи подаётся ток, который, пройдя внутри неё по всей длине электрода, упирается в… тупик. Но снаружи есть ещё один электрод — заземляющий (боковой), соединённый с корпусом свечи. В воздушном промежутке между электродами возникает электрический разряд в несколько тысяч вольт — мощная искра, которая и поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндре двигателя.

Искровой зазор свечей

Расстояние между центральным и боковым электродами свечи — искровой или межэлектродный зазор — напрямую влияет на работу двигателя. Больше зазор — длиннее искра, лучше сгорание смеси, выше мощность. Но чем шире зазор, тем сложнее создать в нём искру и выше риск, что электричество найдёт себе другой путь: пробьёт изолятор свечи, высоковольтный провод или катушку зажигания. Поэтому искровой зазор — это всегда компромисс, тщательно рассчитанный инженерами.

В процессе эксплуатации электроды свечей подвергаются эрозии и изнашиваются, а искровой зазор постепенно растёт, увеличивая нагрузку на катушки зажигания. Точно отрегулировать зазор вручную сложно: речь идёт о десятых долях миллиметра. Поэтому важно менять свечи вовремя, не дожидаясь критического износа их электродов и поломки дорогих катушек.

Катушки зажигания: устройство, типы и причины поломок

Калильное число: холодные и горячие свечи

При работе свеча зажигания нагревается до 800–900 °C. Высокая температура помогает свече самоочищаться от нагара, но создаёт проблему калильного зажигания, когда смесь в цилиндре воспламеняется невовремя — не от искры, а от контакта с раскалённой свечой.

Симптомы и последствия калильного зажигания схожи с детонацией: неконтролируемое воспламенение смеси ведёт к росту температуры двигателя, падению мощности, повреждению цилиндро-поршневой группы. А карбюраторный двигатель невозможно заглушить из-за калильного зажигания — он будет работать, пока не остынут свечи или не кончится бензин.

Риск калильного зажигания определяется теплостойкостью свечи или её калильным числом, зависящим от конструкции (длины изолятора). Холодные свечи меньше нагреваются при работе, горячие свечи нагреваются сильнее. К сожалению, не существует единой шкалы калильного числа, каждый производитель обозначает его по-своему. Причём у одних брендов меньшему числу соответствуют более холодные свечи, у других — более горячие. Поэтому приходится использовать сравнительные таблицы калильных чисел. Ниже приведены значения теплостойкости свечей Denso, NGK, Bosch, Torch, Masuma и LUNXauto.

Калильное число свечей зажигания

Как и искровой зазор, калильное число — это компромисс. Холодные свечи применяют в теплонагруженных форсированных двигателях, которые часто работают на высоких оборотах. В таком режиме нагар на свечах не образуется, а стабильная работа под нагрузкой очень важна. Горячие свечи нужны моторам с низкой форсировкой, часто работающим вхолостую (в пробках, в автошколах, в промышленности) — здесь как раз требуется хорошая самоочистка свечей от нагара. Ну, а для обычных машин производители подбирают что-то среднее.

Иногда автомобилисты меняют свечи зажигания сезонно. На зиму ставят свечи чуть горячее рекомендованных — на них образуется меньше нагара при долгих зимних прогревах, что упрощает запуск двигателя в мороз. А на лето — более холодные свечи, которые стабильнее работают при пиковых нагрузках в жару. Нужна ли такая сезонная смена свечей — решать вам, исходя из условий эксплуатации и капризности двигателя. В инструкциях к современным автомобилям таких рекомендаций нет.

Количество боковых электродов

Не всегда боковой электрод у свечи один, их бывает и несколько. Многоэлектродные свечи понадобились, когда мотористы стали внедрять первые катушки зажигания и принцип холостой искры (например, в системе зажигания Toyota DIS-2 в 90-х годах), где искрообразование происходит в два раза чаще. А значит, в два раза выше и износ электродов свечей. Чтобы компенсировать это, свечам добавили второй боковой электрод: искра каждый раз проскакивает к менее изношенному. Встречаются свечи и с тремя–четырьмя электродами.

Вопреки расхожему мнению, несколько боковых электродов не улучшают искрообразование и сгорание смеси, но могут увеличить ресурс свечей зажигания на некоторых моторах. Если автопроизводитель рекомендует многоэлектродные свечи, значит того требует применённая система зажигания и нужно использовать именно их. В других случаях это не имеет смысла.

Толщина центрального электрода

В современных системах зажигания с отдельной катушкой для каждой свечи важнее не количество боковых электродов, а толщина центрального. Лабораторные тесты наглядно показывают: чем тоньше центральный электрод, тем лучше работает свеча. Улучшается искрообразование, эффективнее сгорает смесь, уменьшается расход топлива и вредные выбросы. Свечи с тонкими электродами лучше самоочищаются от нагара и менее чувствительны к увеличению искрового зазора в процессе износа.

Стандартное покрытие центрального электрода свечи — сплав никеля и хрома, такие свечи называют никелевыми. Производители экспериментируют и с другими металлами (медью, серебром, иттрием), добавляя их в сплав, чтобы улучшить характеристики свечей. Но толщина электрода никелевых свечей остаётся большой, около 2,5 мм. Сделать его тоньше нельзя — тепловая эрозия быстро «съест» электрод, существенно сократив и так небольшой ресурс никелевой свечи. Решением стали электроды из тугоплавких драгоценных металлов.

«Драгоценные» свечи. Иридий и платина

Электроды из редкоземельных драгоценных металлов (платины, иридия) получаются в пять раз тоньше никелевых. И в пять раз долговечнее: обычные свечи служат около 20 тысяч км, а «драгоценные» — под 100 тысяч. Правда, и стоимость таких свечей выше в 4–5 раз, зато вы существенно сэкономите на работе по их замене.

Сравнение искры толстого и тонкого электродов

Платина стала первым редкоземельным металлом, массово применённым в свечах зажигания. Платиновые наплавки на центральном и боковом электродах существенно увеличили ресурс свечи. Толщину электрода платиновой свечи удалось уменьшить до 1,1 мм, что снизило необходимое для искры напряжение, а значит и нагрузку на катушки зажигания.

Иридиевые свечи — более современная разработка. Диаметр центрального электрода из иридия довели до рекордных 0,4–0,6 мм, что обеспечило выдающиеся показатели сгорания смеси в цилиндре и увеличение КПД двигателя. Иридий почти на порядок превосходит никель в теплопроводности, что помогает снизить температуру электрода. Для современных машин большинство производителей рекомендуют именно иридиевые свечи.

Когда менять свечи зажигания

Свечи нужно менять по пробегу, не дожидаясь их выхода из строя. Пропуски зажигания в любом из цилиндров не пройдут бесследно для лямбда-зондов и каталитического нейтрализатора выхлопа, особенно если ехать на троящем двигателе до сервиса. А цена нейтрализатора несопоставима со стоимостью комплекта свечей.

Но даже когда свечи работают нормально, не забывайте про их искровой зазор, который со временем увеличивается. Вместе с ним возрастает и нагрузка на катушки зажигания, а эти детали тоже не из дешёвых. Многие автомобилисты не задумываются, что между старыми свечами и «внезапно» умершей катушкой есть прямая связь.

Замена свечей зажигания должна выполняться согласно пробегу, указанному производителем, не превышая их заявленный ресурс. Поправка на условия эксплуатации тоже нужна — вот ряд факторов, сокращающих жизнь свечей зажигания:

• плохой бензин с большим количеством железосодержащих присадок (особенно свинца и ферроцена);
• детонация;
• долгие прогревы двигателя;
• частая езда в пробках;
• постоянная езда «в отсечке»;
• перегрев двигателя;
• попадание в цилиндры масла или антифриза;
• слишком богатая или слишком бедная топливно-воздушная смесь.

Всего один пункт из этого списка способен сократить ресурс свечей зажигания на треть. Производители свечей в своих расчётах всегда исходят из нормальных условий работы и исправности двигателя. Будьте готовы, что в реальной жизни обычные никелевые свечи придётся менять каждые 15–20 тысяч км, а иридиевые или платиновые — каждые 70–80 тысяч. И конечно, всегда меняйте все свечи комплектом.

Правильный подбор свечей

Геометрия наиболее распространённой свечи зажигания: 14-19-16. 14 мм — диаметр резьбовой части, 19 мм — её длина, а 16 — размер верхней гайки, под которую подбирается свечной ключ или свечная головка. Бывают и менее распространённые типоразмеры свечей — всё зависит от посадочного места в головке двигателя, предусмотренного инженерами. Важно, чтобы свечи точно соответствовали расчётной геометрии. Установка первой попавшейся свечи может закончиться повреждением поршня двигателя и капитальным ремонтом.

Но подобрать свечи лишь по размерам резьбы невозможно, ведь нужно учесть ещё много характеристик: искровой зазор, калильное число, материал электродов и их количество. Поэтому свечи подбирают по OEM-номеру: для этого нужно найти свечу зажигания (Spark Plug) на схемах узлов автомобиля. А в результатах поиска онлайн-подборщик предложит подходящие аналоги.

Если в инструкции к машине указаны только иридиевые или платиновые свечи, нельзя ставить обычные никелевые, пусть и подходящие по остальным параметрам. Ведь катушки и вся система зажигания не рассчитаны на большее напряжение, необходимое свечам с толстым электродом, и подобная экономия рано или поздно выйдет боком. То же самое с количеством электродов: если инженеры предусмотрели многоэлектродные свечи, значит на то были причины — именно такие свечи зажигания и нужно купить.

Тщательно выбирайте свечи зажигания и всегда меняйте их вовремя, чтобы двигатель работал без перебоев.

Различие между свечами зажигания

Свечи являются одной из самых важных вещей в машине – без них невозможно запустить двигатель, а, следовательно, начать движение. Им приходится работать в тяжелых условиях – при температуре до 1000 градусов по Цельсию, при напряжении в 40 000 Вольт и давлении на уровне 100 бар! Ниже рассмотрим виды свечей зажигания и их особенности.

Какие и для какого двигателя

1. стандартные,
2. иридиевые,
3. платиновые.

Стандартные разновидности свечей зажигания имеют вдвое меньшую прочность, чем иридиевые. Лучшими, но и одновременно самыми дорогими, в настоящее время доступными на рынке являются свечи, изготовленные из платины. По словам производителей, срок их службы определяется пробегом 100 000 километров. Следует также помнить, что от количества и формы электродов зависит их долговечность и характеристика работы двигателя. Поэтому, выбирая свечи для бензинового автомобиля, следует убедиться в том, какие требования имеет двигатель (одноэлектродная или многоэлектродная), а затем проверить, соответствует ли она критериям из каталога данного продукта или проконсультироваться с механиком.

• Тепловое значение, которое определяет способность свечи к отводу тепла.
• Диаметр резьбы, который чаще всего составляет: 18, 14, 12 или 10 мм. Стоит отметить, что в современных двигателях четкая тенденция к уменьшению диаметра резьбы, что связано с экономией места в цилиндре (потому что по сравнению со старыми конструкциями необходимо оставить место для дополнительных клапанов и топливной форсунки).
• Длина резьбы стандартной свечи зажигания 19 или 26,5мм. Современные виды имеют резьбу намного длиннее. Это связано с тем, что современные головки из сплавов алюминия менее надежны, чем те, которые выполняются из чугуна. Большая толщина стенок отверстия головки снижает риск срыва резьбы.
• Размер ключа связан в определенной степени с диаметром резьбы – очень часто, чем больше диаметр резьбы, тем больше размер ключа. Наиболее часто применяются размеры: 20.7, 16 и 14. Иногда, помимо типичного шестигранного корпуса, можно встретить и другие формы резьбы.
• Количество боковых электродов: 1, 2, 3 или 4 – стоит отметить, что не обязательно большее количество электродов определяет лучшую свечу, то есть, оптимально подходящую для данного типа двигателя.
  Материал покрытия электрода – это чаще всего хороший проводник, например, медь, никель, платина, иридий.
• Расстояние между электродами – слишком большое не может обеспечить искру (так называемые „пропуски зажигания”), слишком маленькое может затруднить запуск теплого двигателя и ограничивает энергию искры. В зависимости от типа и применения, интервал должен составлять от 0,3 до 1,3 мм.
• Значения моментов затяжки в зависимости от диаметра резьбы составляет от 10 до 30 Нм. В случае ввинчивания свечей, используемых крутящий момент, затягивание должно быть слабее, потому что металлическая прокладка корпуса уже не является такой эластичной.

Другие параметры включают, например, использование экранированного резистора, резьбы нестандартной длины, назначения для нестандартных двигателей.

Дополнительно

Дополнительная вкладка, для размещения информации о статьях, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.

Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.

Дорогие свечи зажигания и бюджетные аналоги – в чем отличия

Свечи зажигания часто относят к автомобильным расходникам. Их ресурс ограничен, а возможностей для его восстановления нет – чистка электродов и регулировка зазора лишь немного продлевают эксплуатацию.

По словам специалистов маркетплейса Avto.pro, дорогие свечи NGK действительно отличаются от аналогов «нонейм» брендов. Однако и те, и другие неплохо справляются со своими задачами. Дьявол кроется в деталях.

Маркетинг и реальность

Конструктивно свечи зажигания похожи друг на друга: изолятор, резистор, сердечник, тепловой конус и набор электродов. К наиболее важным элементам свечей относят именно электроды. Во-первых, играет роль их геометрия и число боковых электродов. Во-вторых, важен материал изготовления. К примеру, иридиевые свечи служат втрое дольше никелевых аналогов. Вот ключевые отличия «продвинутых» свечей зажигания от более простых моделей:

• Большой эксплуатационный ресурс (до 120 тыс. км, иногда выше);
• Более стабильное искрообразование;
• Лучшая стойкость к перегревам.

Преимущества дорогостоящий изделий можно заметить на практике: двигатель работает стабильнее, немного снижается расход горючего, уменьшаются интервалы замены свечей. Однако эксперты сходятся во мнении о том, что сильнее всего на эффективность работы свечей зажигания влияет зазор, состояние катушек и высоковольтной проводки, а также нормальная работа бортовой электроники.

Есть ли смысл в переплате

Как считают эксперты, никелевые свечи зажигания – самый простой и доступный вариант – не уйдут с рынка в ближайшие годы. Ключевым их отличием от иридиевых и платиновых аналогов является.. эксплуатационный ресурс. Он составляет 30-40 тыс. км. При прочих равных эти свечи дают стабильную искру и их работоспособность по-прежнему зависит от состояния двигателя и смежных с ним систем автомобиля.

Резюмируя, отметим следующее: дорогостоящие свечи зажигания NGK и других фирм стоит брать лишь в том случае, если вы хотите реже обслуживать систему зажигания и автомобиль часто эксплуатируется в экстремальных условиях. Дешевые свечи «нонейм» производителей лучше обходить стороной, т.к. они могут выйти из строя даже на 10 тыс. км. На них часто наблюдается пробой изолятора и выгорание боковых электродов. По этой причине эксперты советуют брать свечи только известных брендов. Наиболее важный параметры изделий: калильное число, тип и длина резьбы. Материалы электродов, их число и другие параметры вторичны.