Диагностика работы двигателя по состоянию свечей.

GRP-30821g_isВсе, что происходит в камере сгорания любого двигателя, будь то ДВС трактора, грузовика Камаз или автомобиля Порше Кайен, напрямую отражается на состоянии свечей зажигания. Можно игнорировать состояние свечей, просто их чаще менять, но гораздо полезнее и правильнее задуматься над тем, что же происходит в камере сгорания и что не так?

Приехав на техобслуживание, не спешите выкидывать свечи, отходившее 10 тысяч километров, попросите мастера приемщика Автотехцентра МЭИ положить вывернутые (старые) свечи с ДВС вашего автомобиля в багажник с целью их последующего изучения. Кстати говоря, с этим вопросом Вы можете обратиться и к мастеру-приемщику Автотехцентра МЭИ.

Что же могут показать старые свечи зажигания?

6BI7Z5nrxP8
На фото №1 Вы видите свечу зажигания, вывернутую из двигателя, работу которого можно считать абсолютно отличной. Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны, если не сказать, что их вообще нет. Полное отсутствие следов масла. Владельцу этого мотора можно только позавидовать, и есть чему! Это и экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены. Процесс сгорания оптимален по своим физико-химическим свойствам.

На фото №2 можно увидеть типичный пример свечи от двигателя внутреннего сгорания с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому бывает несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора (да да, есть еще двигатели и с карбюратором, при том что карбюратор является более сложным с технической точки зрения устройством, нежели инжектор, или неисправность инжектора), засорение либо слабая пропускная способность воздушного фильтра.

На фото №3 наоборот, пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до почти белого. Здесь уже есть повод для более серьезного беспокойства. Работа ДВС на слишком обедненной смеси при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева как самой свечи, так и стенок камеры сгорания ДВС, а перегрев камеры сгорания — это прямой путь к прогару выпускных клапанов.

На фото №4 юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок, который можно сравнить с цветом красного кирпича. Это покраснение вызвано работой ДВС на топливе, содержащем избыточное количество присадок, имеющих в своем составе различные металлы. Длительное использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который ток будет проходить минуя электроды свечи, соответственно, не вызывая искровой разряди не поджигая топливную смесь.

На фото № 5 свеча имеет ярко выраженные следы масла особенно в ее резьбовой части. ДВС с такими свечами, особенно после долгой стоянки, имеет обыкновение после запуска «троить» некоторое время, а по мере прогрева работа ДВС стабилизируется. Причиной этого неудовлетворительного состояния ДВС является неудовлетворительное состояние (износ, разрушение, потеря гибкости) маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы ДВС после старта, в момент прогрева, из выхлопной трубы наблюдается характерный бело-синий выхлоп.

На фото № 6 показана свеча, вывернутая из неработающего цилиндра. Центральный электрод, юбка свечи покрыты плотным слоем масла, смешанного с каплями несгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедших в этом цилиндре. Причина такой неисправности ДВС — разрушение одного из клапанов либо поломка перегородок между поршневыми кольцами, как правило отягченная попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В таком случае ДВС «троит» уже не переставая, отмечается значительная потеря мощности, серьезно возрастает расход топлива (в полтора, два раза). Выход один — срочный ремонт двигателя.

На фото № 7  полное, тотальное разрушение центрального электрода и его керамической юбки. Причиной такого разрушения мог стать любой из перечисленных ниже факторов (в порядке убывания вероятности): длительная работа ДВС с детонацией, применение топлива с низким октановым числом либо избыточным количеством присадок, слишком раннее зажигание, ну и наконец, просто бракованная свеча. Симптомы неисправности ДВС такие же, как были описаны в предыдущем случае. Единственное, на что все еще можно надеяться, так это на то, что частицы центрального электрода свечи сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв между седлом и выпускным клапаном. В противном случае просто не избежать ремонта головки блока цилиндров.

На фото № 8 электрод свечи ДВС оброс зольными отложениями (при этом цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о непраильной работе топливной системы). Причиной этого нароста является сгорание масла, возникающее по причине выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У ДВС отмечается повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы наблюдается сильное синие дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.


4563464643Общие рекомендации.

Если Вы желаете, чтобы с работой двигателя Вашего автомобиля было меньше проблем, стоит задумываться о замене свечей не только тогда, когда двигатель отказывается работать. Производитель любого автомобиля гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе не более 30 тыс. километров пробега (исключение составляют только «платиновые», «иридиевые» и «прочие» свечи, драгоценное покрытие которых «не работает» в случае с российским топливом, поэтому мы их в расчет не берем.

Поэтому, стоит придерживаться установленной производителем периодичности замены свечей зажигания для бензиновых двигателей — 30 тысяч километров.

Но и в свою очередь не забывать с каждой заменой масла или в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего, это регулировка зазора до требуемой величины, удаление нагара (если Вы желаете продолжать использовать эти свечи). Нагар удалять лучше специальной металлической щеткой, поскольку пескоструйная обработка разрушает керамику центрального электрода, и появляется возможность попасть в ситуацию с фото № 7. Рекомендация менять свечи местами, встречающаяся на просторах интернета не актуальна ввиду изменившейся конструкции свечи, а именно появлением одноразовой сминаемой шайбы свечи.

Удачи на дорогах!



Что касается конструкции свечи зажигания, то за прошедшие 60 лет существенных изменений в конструкции свечей не произошло. Как и ранее, свеча зажигания состоит из металлического ядра, которое покрыто керамическим изолятором. Керамический изолятор свечи, в свою очередь, покрыт металлической оболочкой с резьбой, которая вкручивается к головку цилиндра ДВС и, как правило, имеет шестигранную форму — в этом месте крепится наконечник свечи и с помощью свечного ключа осуществляется установка и демонтаж свечи зажигания.

Основное назначение конструкции свечи состоит в обеспечении замкнутости электрической цепи на свече посредством искры, которая возникает при прохождении через свечу зажигания высокого напряжения. Искра проскакивает от среднего электрода к боковому электроду и вызывает вспышку топливо-воздушной смеси.

Основной принцип работы свечи зажигания

Свеча зажигания играет важную роль в ДВС с принудительным зажиганием. Свеча зажигания осуществляет воспламенение смеси воздуха и топлива. На качество воспламенения влияют многие факторы, имеющие существенное значение для эксплуатации автомобиля и для состояния окружающей среды в городе. Важны такие потребительские показатели, как плавность хода машины, мощность и эффективность ДВС, а также выброс вредных веществ в атмосферу.

Если принять во внимание, что каждая свеча зажигания обеспечивает от 500 до 3500 вспышек в минуту, то становится ясно, насколько значимой является роль современной технологии в изготовлении и дизайне свечей зажигания, при необходимости соблюдения норм выбросов вредных веществ в атмосферу и в сокращении расхода топлива.

Возникновение искры

В ДВС воздух всасывается в цилиндр за счет  движения поршня вниз и создающегося разряжения. В цилиндр также поступает топливо в виде впрыскиваемого под давлением бензина. В цилиндре создается горючая смесь, воспламеняемая искрой зажигания.

Принцип действия двигателя с принудительным зажиганием

1. Всасывание: Поршень движется вниз. При открытии впускного клапана происходит всасывание окружающего воздуха, через насос форсунку вбрасывается топливо.

 2. Сжатие: Поршень снова движется вверх. Топливная смесь в цилиндре сильно сжимается. В области ВМТ происходит воспламенение топливной смеси.

3. Работа: Температура сгорания в цилиндре резко повышается до 2600 °C, давление — до 120 бар. Поршень движется в направлении коленвала со скоростью более 20 метров в секунду!

 4. Выталкивание: Продукты сгорания выбрасываются под давлением через выпускной клапан при повторном движении вверх поршня.

.

Строение любой свечи зажигания (для бензиновых двигателей)

Свеча зажигания состоит из нескольких высокотехнологичных элементов.

 Присоединение (часть свечи с резьбой)
Присоединение выполнено SAE соединением, либо в виде резьбы. Тут присоединяется свеча зажигания или штифтовая катушка зажигания. В любом случае от точки присоединения высокое напряжение передаётся на другой конец свечи.

Изолятор
Керамический изолятор выполняет 2 задачи. Он выполняет роль изолятора, препятствует пробою тока на массу автомобиля и отводит тепло, образующееся в результате сгорания топливной смеси на головку цилиндра.

Рёбра на керамическом изоляторе свечи зажигания
На наружной стороне изолятора выполнены волнообразного вида рёбра, препятствующие утечке тока на массу автомобиля. Они удлиняют путь прохождения и, таким образом, повышают электрическое сопротивление проводника. Это обеспечивает прохождение тока через средний электрод, обладающий пониженным сопротивлением.

Помехоподавляющий резистор
Для обеспечения полной электромагнитной совместимости (EMV) и корректной работы бортовой электроники авто, внутрь свечи зажигания в качестве помехоподавляющего резистора помещается стекломасса.

Средний электрод с медным сердечником
Средний электрод стандартной свечи зажигания обычно состоит из сплава никеля Ni. С конца этого электрода искра проскакивает на боковой электрод свечи (при исправной свече зажигания). Средние электроды обычно имеют медный сердечник, улучшающий отведение тепла.

Металлический корпус с резьбой
Металлический корпус играет важную роль при проведении тепла по свече зажигания. Резьба в хороших свечах зажигания всегда накатанная. По сравнению с нарезанной резьбой такая резьба имеет свои преимущества, т.к. кромки не острые, не повреждают резьбовое отверстие в головке цилиндра.

Уплотнительное кольцо
Уплотнительное кольцо препятствует прохождению горючего газа на свече зажигания, даже при высоком давлении в камере сгорания. Кольцо предотвращает потерю давления. Кроме того, оно отводит тепло на головке цилиндра и компенсирует различные характеристики расширения головки цилиндра и корпуса свечи зажигания.

Внутренние уплотнения
Внутренние уплотнения свечи зажигания создают герметичное соединение между изолятором свечи зажигания и металлическим корпусом. Между двумя уплотнительными кольцами помещается кольцо из Талька (Та), которое разрушается в процессе изготовления свечи зажигания и создаёт оптимальную герметизацию.

Боковой электрод
Боковой электрод обычной свечи зажигания изготовлен из сплава никеля (Ni). Сплав никеля представляет собой противоположный полюс для среднего электрода.

Местоположение свечи зажигания

Свеча зажигания вкручивается в головку цилиндра ДВС.

Видимый снаружи оконечник свечи зажигания является соединительным элементом. В зависимости от применяемой технологии, сюда либо вставляется свечной наконечник, либо собственно штифтовая катушка зажигания.

Противоположный конец свечи зажигания выступает внутрь камеры сгорания. На нём находятся как минимум два электрода, между которыми во время эксплуатации проскакивает искра, вызывающая воспламенение топливо-воздушной смеси.

Порядок зажигания

В классическом варианте работы ДВС центральная катушка зажигания вырабатывает высокое напряжение, необходимое для поджигания смеси воздуха и топлива.

Механический распределитель зажигания обеспечивает своевременную и поочерёдную  подачу напряжения к каждому цилиндру и свече зажигания.

При этом ток для зажигания направляется к месту присоединения свечи зажигания через распределительный клапан и кабель. Отсюда ток попадает к концу среднего электрода и в виде искры преодолевает воздушный зазор между электродами.

Если применяется современный вариант зажигания с штифтовой катушкой зажигания, располагаемой на каждой свече зажигания (так называемая система зажигания с электронным управлением (VEZ) со статическим распределением зажигания) то  необходимость в механическом распределителе зажигания или в высоковольтном кабеле зажигания отпадают.

 


АвтоТехЦентр МЭИ рекомендует использовать свечи зажигания NGK и BOSCH.

bosch-automotive-logo1

 

1293215_3

 

897698769876