Есть ли в дизельном двигателе свечи зажигания?

Свечи накаливания для дизельного двигателя

Принцип включения дизельного мотора

Топливно-воздушная смесь, находящаяся в цилиндре под давлением, нагревается до 900°С. Для обеспечения условий возгорания, конструкция обладает высокой прочностью. Горючая смесь воспламеняется от степени сжатия, а не от свечи. При температуре окружающей среды ниже плюс 5°С вплоть до сильных морозов, камера сгорания нуждается в принудительном прогреве при помощи керамических или штифтовых свечей накала.

Свеча накаливания в дизельном двигателе способна прогреть зону впрыска до 1000°С за считаные секунды. Когда происходит включение дизеля, данные устройства работают до достижения температуры жидкости охлаждения плюс 75°С.

В связи с повышенными требованиями экологов, благодаря своим уникальным свойствам, свечи зажигания начинают функционировать на холостых оборотах. Устройство данных деталей способствует снижению количества вредных выбросов дизельного двигателя в атмосферу.

Зачем нужны свечи накаливания для дизеля?

В дизельных силовых агрегатах воспламенение топливно-воздушной смеси осуществляется не за счет искры, а за счет сжатия. Внешнего источника воспламенения – искры – в данном случае не нужно, в смеси воздуха и дизеля воспламенение возникает самостоятельно. Благодаря работе свечей после поворота ключа зажигания происходит предварительный прогрев камеры сгорания.

С работоспособностью свечей накала напрямую связана скорость пуска дизельного двигателя. Исправные свечи обеспечивают стабильную работу мотора и быстрый запуск.

Конструктивные особенности различных видов свечей

Данные конструкции могут быть выполнены как из керамики закрытого типа, так и из металла — открытые. Нагревательный элемент изготовлен в виде спирали.

В металлических штифтовых конструкциях имеются спирали: нагревательная и регулировочная. Благодаря первой происходит быстрое нагревание, вторая служит для защиты конструкции от перегрева.

Состав керамических деталей более сложен:

1. Корпус из металла.
2. Трубка нагревательная.
3. Болт с гайкой соединительные.
4. Спираль регулировочная.
5. Керамическое наполнение.
6. Электрод центральный.
7. Резьбовая часть.

Керамические детали более предпочтительны, благодаря их способности быстро производить нагрев и обеспечивать очень высокую температуру.

Под воздействием электрического тока происходит нагревание спирали. Высокая температура в моторе не дает элементу нагреваться выше 850°С, подогрев длится в течение короткого времени: от 4 сек до 2 мин. За продолжительностью подогрева ведет наблюдение электронный блок управления, который отслеживает температуру жидкости охлаждения через специальные датчики.

Пока подогрев продолжается, горит контрольная лампочка, расположенная на приборной панели. Выключение лампы свидетельствует о полной готовности движка к запуску.

Свечи накаливания продолжают работать и после включения мотора, продолжая прогрев и обеспечивая наиболее полное сгорание воздушно-топливной смеси, уменьшая вредные выбросы.

Характерные симптомы

Задуматься над тем, как проверить свечи накала в дизеле, стоит при следующих характерных признаках:

• Двигатель удается запустить с большим трудом.
• На холостых оборотах силовой агрегат работает в неравномерном режиме.
• В выхлопе присутствует белый оттенок.

Если свечи менялись не так давно, то это может указывать на брак со стороны производителя. В остальном можно быть уверенным в неисправности одного из элементов. В любом случае необходимо провести диагностику, посетив СТО или сделав все самостоятельно.

Стоит учесть, что проблемы со свечами хорошо проявляются в холодное время года (осенью или зимой), тогда как летом определить неисправность довольно затруднительно.

Методы проверки свечей

Проверить напряжение в элементах можно с использованиеммультиметраили аккумулятора автомобильного.

Чтобы не демонтировать устройство, достаточно подключить его к аккумулятору. Схема подключения такова: минус подсоединяется к корпусу свечи, а плюс — к клемме соответственно. В исправном узле в течение нескольких секунд нагревается спираль. Отсутствие тепла говорит о необходимости заменить устройство.

При проверке свечей в форсунках нужно выкрутить элементы и изучить свечение штифтов, которые должны раскалиться. Отличие интенсивности свечения хотя бы одного элемента говорит о необходимости дополнительной проверки путем замера его сопротивления.Во избежание быстрого выхода из строя остальных элементов, замена производится сразу всего комплекта, независимо от того, сколько деталей оказалось бракованными.

Редко случается, когда происходит отказ более двух устройств, в таком случае необходимо произвести проверку электрической проводки либо электронного блока управления.

При помощи мультиметра работоспособность демонтированной свечи определяется методом «прозвонки».

В современных автомобилях проверить данные узлы можно путем самодиагностики, дополнительно используя индикатор, расположенный на панели приборов, который подает сигнал при появлении поломки свечи.

Принцип работы свечей накаливания

Свечи накала устанавливаются в каждую камеру сгорания. После запуска автомобиля электроэнергия поступает на спиральный резистор, который разогревается до температуры 100°С. Это приводит к самозажиганию топлива. То есть, по сути, свечи накаливания нужны для прогрева дизеля, но они не создают при этом искру.

В машинах с дизельным мотором всегда присутствует датчик свечей накала, который информирует владельца в случае выхода из строя деталей.

В более старых моделях авто свечи накала включаются в работу каждый раз при запуске двигателя. Современные автомобили используют свечи накаливания для дизеля только при низких температурах (начиная от +5°C и ниже). Для определения неисправностей свечей накаливания в дизельных автомобилях используется специальный индикатор, установленный на панели приборов.

Описание признаков неисправностей элементов накаливания

Поломки свечей накала проявляются следующими дефектами:

1. Мотор не хочет запускаться.
2. Неравномерность работы холодного движка.
3. Появление выхлопных газов белого цвета.

Если автовладелец недавно производил замену всех свечей, то причина может крыться в неисправности элемента по вине производителя. Бракованную деталь нужно выкрутить и заменить на новый экземпляр. Неисправности элементов накаливания наиболее заметны в зимнее время. Понижение температуры в окружающей среде вызывает появление большего количества признаков неисправностей элементов накала.

Чтобы облегчить процесс демонтажа, используется специальный съемник свечей накаливания дизельных двигателей. Его нужно применять в комплекте с инструментом, приспособленным под квадратную или шестигранную головку.

Подогрев камеры

Как уже всем известно, в бензиновом моторе есть свечи зажигания. Процесс воспламенения прост. Свеча зажигания дает искру, благодаря чему загорается бензин. Соляра (дизельное топливо) не загорается от легкой искры, поэтому было придумано, чтобы дизель попадал сразу в горячий воздух и воспламенялся.

Основная работа свечи накаливания происходит в холодное время года. Дело в том, что она разогревает как топливо, так и воздух, который попадает в цилиндры для сжатия. Она очень помогает в холодное время года запускать дизельный двигатель.

Существует два вида свечей накаливания.

• Первый тип – это корпус с монолитной спиралью. Такая система проще и выгоднее для покупателя. Эта система устанавливается на большинство автомобилей с дизельным двигателем. Такую свечу гораздо проще отрегулировать, чем свечу с двойной спиралью.
• Также существует второй тип – это двойная спираль. Такой вид позволяет более тщательно подобрать оптимальный уровень и температуру, однако стоит отметить, что для правильной регулировки требуется качественно выбрать материал спирали, ведь если спираль будет выполнена из низкокачественного материала, то она станет быстро разрушаться.

Почему свечи выходят из строя

Срок службы современных штифтовых свечей накала дизелей составляет 60 тысяч километров при условии соблюдения эксплуатационных условий. Если случится повреждение оболочки спирали, то все устройство выйдет из строя раньше, т. к. в образовавшуюся трещину внутрь проникают грязь и влага, а спираль замыкается на корпус. Оболочка может выйти из строя по следующим причинам:

• несоблюдение тщательности и аккуратности при монтаже элемента накаливания в мотор;
• появление электрохимической коррозии с течением длительного времени;
• установка свечей, не соответствующих моделей данному типу дизельного двигателя.

Данные устройства очень важны — они обеспечивают как бесперебойный запуск дизельного двигателя при минусовых значениях температуры окружающей среды, так и существенно снижают количество отработавших вредных газов.

Проверка свечей накала самостоятельно своими руками

Осуществляется она зачастую путем визуального осмотра. Это позволяет выявить неисправности и нарушения в работе топливной системы, состояние поршневой группы, правильность срабатывания системы электронного управления.

Дефекты на свече

В случае если свеча еще не выработала свой рабочий ресурс, но при ее визуальном осмотре имеют место трещины и вздутие посредине корпуса, то это свидетельствует о:

• повышенном напряжении, которое подается на свечу. Для того, чтобы уточнить этот факт нужно произвести измерения напряжения, подаваемого на свечи бортовой сетью при помощи мультиметра;
• долгое время не происходит отключение свечей накала. Проверить это можно используя омметр или засекая время срабатывания этого элемента зажигания дизельного мотора по щелчкам.

На кончике свечи имеется оплавление

Образоваться оно может по следующим причинам:

• происходит преждевременный впрыск топлива;
• форсунки загрязнены, поэтому распыл осуществляется не корректно;
• перегрев в результате позднего зажигания и слабой компрессии;
• вышел из строя напорный клапан. Проверить можно ослабив гайку топливопровода который идет к форсунке. Если это так, то из-под нее пойдет не пена, а топливо.

Осматривая свечу, обращайте внимание на ее тонкую часть. Она не должна быть оплавленной, в противном случае вам ее необходимо готовиться к ее замене, хоть она еще и работает.

Диагностика мультиметром

Этот метод хорош тем, что нет необходимости снимать свечи и прочие детали, поскольку необходимые манипуляции легко сделать на месте. Все что нужно — это само проверяющее устройство. При этом проверить можно каждую свечу по отдельности либо все одновременно, предварительно соединив их посредством общей шины.

Как проверить свечи накала на дизеле мультиметром? Всю процедуру можно провести в одном из трех режимов:

• прозвонка;
• замер сопротивления;
• замер тока.

Для прозвонки необходимо:

• Перевести регулятор прибора в соответствующее положение, а само устройство разместить в удобном месте.
• Отсоединить провод от свечи.
• Один щуп прибора прикладывается к корпусу свечи, а другой к ее электроду.

О наличии или отсутствии обрыва можно судить по звуковому сигналу. Если он есть — значит, все в порядке (обрыва нет). Если же звукового сигнала нет, то это говорит о наличии обрыва.

Головная боль дизелиста. Для чего нужны и почему выходят из строя свечи накала

После разряженного либо вовсе приказавшего долго жить аккумулятора неработающие свечи накаливания — вторая основная причина, которая зимой не позволит при помощи стартера запустить дизель, даже если компрессия в его цилиндрах в норме.

Иными словами, когда свечи накала выходят из строя, отсутствия любых других неисправностей, способных осложнить холодный запуск, может быть недостаточно, чтобы без проблем завести дизельный мотор. Рассказывает Сергей Боярских.

Ниже дымность и токсичность

Летом одна-две неработающие свечи еще не становятся непреодолимым препятствием для запуска. Однако в старых предкамерных и вихрекамерных дизелях не всегда удавалось обеспечить температуру в камере сгорания в конце такта сжатия выше требуемой для самовоспламенения горючей смеси уже при осеннем снижении температур окружающего воздуха до плюс 5-7 градусов. Если свечи не грели, это создавало проблемы с запуском даже в таких условиях.

В морозы в дополнение к еще более низкой температуре ухудшается смесеобразование из-за того, что холодное и вязкое дизтопливо не только хуже распыляется форсунками, но и не спешит испаряться. Необходимость обеспечить испарение капелек топлива для качественного смесеобразования в момент запуска также требует наличия в камерах сгорания высокой температуры.

Свечи накаливания как раз и являются ее источниками. Они включаются в работу сразу после поворота ключа в замке зажигания в первое положение, на что указывает синхронно загоревшийся символ спирали на приборном щитке.

Но если сигнал погас, это не значит, что свечи греть перестали. Помимо предпускового подогрева у них есть другие задачи. Некоторое время после запуска свечи продолжают функционировать, чтобы улучшить условия для смесеобразования и обеспечить более полное сгорание топлива.

Пока мотор не прогрелся, этим поддерживается его устойчивая работа, снижается дымность и содержание токсичных веществ в выхлопных газах. На дизеле с сажевым фильтром свечи накаливания включаются не только при запуске, но и при прогретом до рабочих температур состоянии двигателя — это обязательное условие для начала автоматической регенерации сажевого фильтра.

Как они это выдерживают?

Кроме свечей накаливания, по одной на каждый цилиндр, система предпускового подогрева состоит также из блока управления, реле включения и температурного датчика, однако именно свечи выходят из строя чаще всего. Почему?

При запуске наконечник свечи за несколько секунд раскаляется до 1000 градусов, а в керамических свечах — до 1350 градусов. Какой материал способен выдержать такие нагревы бесконечно?

Кроме тяжелых условий работы на срок службы влияет торговая марка, которая отражает качество изготовления свечей. Однако даже в случае использования качественных изделий риск выхода свечей из строя существенно увеличивается, если они отработали 80-100 тыс. км.

Сложной конструкцию свечей не назовешь. В общем виде это корпус, нагревательный элемент, или — другое название — калильная трубка со спиралью внутри, клемма для присоединения электропроводки.

Спираль в калильной трубке плотно упакована в спрессованный порошок, который изолирует витки от короткого замыкания и предохраняет от вибраций. Такое устройство до минимума сокращает число причин, которые приводят к преждевременной неисправности свечи.

Почему выходят из строя?

Чаще всего способствует выходу из строя раньше срока перегрев калильной трубки. Причины — слишком ранний момент впрыска топлива либо форсунка из-за засорения распылителя коксом начинает неправильно распылять топливо, и тогда на калильный штифт его попадает много. Такая свеча прослужит меньше, чем могла бы.

Гораздо реже, как уверяют специалисты, спираль может перегореть из-за залипания реле и слишком долгой в этой связи подачи электропитания. И это же возможно, если из-за разрядившегося аккумулятора двигатель запускают от внешнего источника энергии при слишком большом напряжении.

Как о том говорилось, не факт, что с неработающими свечами двигатель не удастся завести. Многое зависит от конструкции конкретного мотора, температуры в момент запуска, компрессии в цилиндрах и других факторов.

Зато лишь одна вышедшая из строя свеча в дизеле с сажевым фильтром не позволит включиться автоматической регенерации. Ничего хорошего сажевому фильтру это не сулит.

Негативные последствия неисправности только этим не ограничиваются. Чтобы за счет лишь одного давления в конце такта сжатия воздух в камере сгорания начал разогреваться до температуры, превышающей температуру самовоспламенения паров дизтоплива, при каждой попытке запуска стартеру придется раскручивать коленвал гораздо дольше. Ему и аккумулятору такой труд жизни не добавит.

Также ухудшаются условия смазки трущихся деталей в цилиндре с отказавшей свечой. Неиспарившаяся часть холодного дизтоплива попадает на стенки цилиндров, где разжижает и смывает масляную пленку. Несгоревшее топливо, попавшее в масло, вызывает его более быстрое старение.

После запуска двигатель с неработающей свечой из-за пропусков воспламенения какое-то время «троит». При этом из выхлопной трубы наряду с отработавшими газами появляется дым.

Нельзя сказать, что это однозначный признак выхода свечей накала из строя. У неровной работы мотора и дымления могут быть другие причины, однако свечи как минимум желательно проверить.

Пожалуйста, без «лома»

Не будем вдаваться в подробности, как это делается, каким бы увлекательным ни казался такой рассказ желающим самостоятельно выяснить, в каком состоянии свечи накаливания в их автомобиле.

Не будем углубляться и в вопросы замены свечей своими руками, несмотря на то что эта нехитрая на вид процедура может запросто превратиться в захватывающий триллер, если окажется, что старые свечи не желают выкручиваться, а после приложения силы и вовсе обламываются.

Скажем лишь, что, если доведется столкнуться со свечой, не поддающейся выкручиванию, метод «против лома нет приема» применять противопоказано. Специалисты СТО, которые знают, чем это обычно заканчивается, рекомендуют не жалеть WD40, выкручивать свечу на хорошо прогретом двигателе, поворачивая ее вперед-назад. Не получается — дать мотору остыть, не жалеть WD40, снова прогреть мотор, опять крутить свечу туда-обратно — и так до бесконечности. Иногда помогает.

А если это не поможет либо свеча разрушилась, в результате чего одна ее часть все-таки осталась в головке цилиндров? Чтобы не усугубить ситуацию, которая усложнит дальнейшие действия по извлечению свечи или ее обломка, лучше обратить к специалистам, имеющим инструмент и приспособления, предназначенные для этой работы. Мастера есть, их нужно только найти.

Рассматривать вопросы демонтажа, а также последующей установки новой свечи — значит бежать далеко впереди паровоза, ведь, чтобы заменить свечу, для начала надо купить ей замену. А свечи бывают разные по типу — для предкамерных и вихрекамерных дизелей, для моторов с непосредственным впрыском — и отличаются мощностью и временем нагрева до рабочей температуры.

Поэтому замена должна быть адекватной. В противном случае свечи будут разогреваться лишь частично или вообще не станут работать.

Точную информацию, какие свечи используются в конкретном двигателе, следует искать в инструкции по обслуживанию и ремонту, в каталогах взаимозаменяемости свечей производства разных компаний. При отсутствии данных образцом может служить свеча, которой ищется замена.

Хотя при неисправности одной свечи менять все свечи в двигателе комплектом необязательно, желательно все-таки на покупке не экономить. Если в результате длительной эксплуатации комплекта свечей накаливания из строя выходит одна из них, это можно считать сигналом, что ресурс остальных, скорее всего, почти исчерпан, долго они не прослужат, а значит, придется снова лезть в мотор.

В какую сумму в рублях обойдется покупка свечей накаливания отдельных марок для некоторых распространенных автомобилей, можно узнать из таблицы. В ней также приведен диапазон цен от минимума до максимума среди свечей, найденных в предложениях о продаже.

Flennor	NGK	Bosch	Denso	Beru
BMW X5 E70 3.0D	10	18	18	18	20	10-31
Opel Astra H 1.3 CDTI	8	15	16	19	23	8-23
Peugeot 807 2.0 HDI	8	23	17	17	23	8-25
Renault Megane III 1.5 dCi	—	26	35	40	26	14-40
VW Passat B7 2.0 TDI	12	19	20	21	24	12-53

Фото автора и из открытых источников
Автобизнес

Сколько ходят свечи накала на дизелях

Подробней о разнице между бензиновым и дизельным двигателями рассказывается в другом обзоре. Сейчас же сосредоточимся на том, какую функцию выполняет свеча накала, как она устроена и что сокращает ее рабочий ресурс.

Что такое свечи накаливания автомобиля

Внешне свеча накала похожа на свечу зажигания, которая устанавливается в бензиновых двигателях. Отличается она от аналога тем, что она не создает искру для воспламенения воздушно-топливной смеси.

Неисправность этого элемента приводит к тому, что при наступлении холодов (когда температура воздуха опускается ниже +5) дизельный агрегат начинает капризничать или вообще не хочет заводиться. Если запуск мотора радиоуправляемый (многие современные модели оснащаются системой, которая запускает ДВС по сигналу, полученному от кнопки на брелке), то система не будет мучить агрегат, а просто его не запустит.

Подобные детали используются и в калильных карбюраторных двигателях, а также в автономных отопителях салона. В рамках данной статьи мы рассмотрим назначение свечей, которые используются в предпусковой системе дизеля.

Зачем же нужны свечи накаливания в дизельном моторе?

На самом деле, дизельный двигатель не нуждается в свечах накаливания, как таковых. Ему вполне хватает собственных мощностей для того, чтобы топливо загоралось само. Но любой дизельный двигатель, все равно, в обязательном порядке снабжается свечами накаливания. Почему так происходит?

Чтобы дизельное топливо могло воспламениться, оно должно иметь определенную температуру. А это не всегда возможно. Например, если на улице мороз, даже зимнее дизельное топливо становится более густым. А если это происходит, загореться для него – крайне проблематичная функция. Именно поэтому, чтобы поддерживать определенную температуру топлива, и используют в моторе свечи накаливания.

Свеча должна быть таким образом размещена в моторе, чтобы попасть в поток распыляемого дизельного топлива, она резко поднимает температуру данного потока, и дизтопливо загорается, обеспечивая работу ДВС Land Rover. Кроме этого, свечи накаливания позволяют придать потоку топлива дополнительное завихрение, что способствует более равномерному его распределению по ДВС и сгоранию.

Свечи накала начинают работать при температурах ниже +4 градусов. На Land Rover установлена автоматика, позволяющая контролировать работу двигателя автомобиля, и в частности свечей накаливания. Это продлевает срок их эксплуатации, облегчает работу двигателя вашего «Ленд Ровера».

Принцип работы и функции свечи накаливания

В каждом цилиндре дизельного агрегата устанавливается как индивидуальная форсунка, так и собственная свеча накала. Она работает от электрической бортовой сети автомобиля. Когда водитель активирует зажигание, прежде чем провернуть стартером, он дожидается, когда исчезнет индикация спирали на приборной панели.

Пока на приборке светится соответствующий индикатор, свеча обеспечивает накаливание воздуха в цилиндре. Этот процесс длится от двух до пяти секунд (в современных моделях). Установка данных деталей обязательна в дизеле. Причина кроется в принципе работы агрегата.

Когда проворачивается коленчатый вал, поршень на такте сжатия сжимает поступивший в полость воздух. Из-за большого давления среда нагревается до температуры воспламенения топлива (около 900 градусов). Когда в сжатую среду впрыскивается дизтопливо, оно самостоятельно воспламеняется без принудительного зажигания, как в бензиновых ДВС.

Именно с этим и связан затруднительный пуск холодного мотора при наступлении холодов. При холодном запуске дизельный двигатель испытывает затруднения, связанные с низкой температурой воздуха и солярки. Даже сильно сжатый воздух в цилиндре может не достичь температуры воспламенения тяжелого топлива.

Чтобы на первых минутах работа агрегата быстрее стабилизировалась, необходим подогрев воздуха и распыленного в камеру цилиндра топлива. Сама свеча поддерживает температуру в камере цилиндра, так как ее наконечник нагревается до 1000-1400 градусов по Цельсию. Как только дизель достигнет рабочей температуры, устройство деактивируется.

Итак, в ДВС, работающем от тяжелого топлива, свеча нужна для следующих целей:

1. Нагреть воздух, находящийся в цилиндре, который выполняет такт сжатия. Это позволяет повысить температуру воздуха в цилиндре;
2. Сделать воспламенение дизтоплива более эффективным на любом режиме работы ДВС. Благодаря этому агрегат может одинаково легко стартовать, как летом, так и зимой.
3. В современных моторах свечи не перестают работать на протяжении нескольких минут после запуска ДВС. Причина в том, что холодная солярка, даже если хорошо распыляется, хуже сгорает в непрогретом моторе. Чтобы автомобиль соответствовал экологическим стандартам, независимо от времени работы агрегата. Полностью сгоревшее топливо не портит сажевый фильтр так сильно, как выхлоп с частицами горючего (о том, что такое сажевый фильтр и о его функциях в дизельном моторе читайте здесь). Так как воздушно-топливная смесь сгорает полностью, мотор не так сильно шумит во время запуска.

Прежде чем можно начать движение, водитель должен подождать, пока на приборке погаснет лампа-индикатор, указывающий на то, что свеча продолжает работать. Во многих автомобилях схема, к которой подключен подогрев камер в цилиндрах, синхронизирована с системой охлаждения. Калильные свечи продолжают работать, пока датчик температуры ОЖ не зафиксирует выход мотора на рабочую температуру (в каких пределах находится этот показатель, рассказывается здесь). Обычно это длится около трех минут в зависимости от температуры окружающей среды.

Во многих современных автомобилях блок управления определяет температуру охлаждающей жидкости и если этот показатель превышает 60 градусов, не включает свечи.

Признаки и причины неисправности свечей накаливания

Часто бывает так, что двигатель ни с того ни с сего, начинает запускаться с трудом и неровно работает, будучи холодным. Попутным симптомом может быть выхлоп белого цвета. Как правило, причина кроется в поломке свечей накала. Если они недавно менялись, и их срок службы не подошел к концу, скорее всего, дело в заводском браке, и перестала работать одна из свечей. Нужно проверить все и заменить неисправную. Заметить неисправность летом довольно сложно. Она начинает проявляться с понижением температуры окружающей среды.

Если откажут сразу две, то двигатель, скорее всего, совсем не удастся запустить. Одновременный отказ большего количества свечей маловероятен, и придется проверить электропроводку или блок управления.

Свеча может перестать работать в нескольких случаях: она выработала свой ресурс, есть неполадки в топливной аппаратуре или электропроводке. В первом случае выполняется проверка и замена всего комплекта свечей, в остальных потребуется поочередно проверить форсунки, реле управления, провода. » alt=»»>

Принцип работы свечей накаливания на дизельных двигателях отличается от свечей зажигания бензиновых моторов. При этом от их своевременной замены и правильного монтажа зависит холодный пуск силового агрегата при низких температурах за бортом машины. В этой статье описаны конструктивные особенности указанных изделий, а также способы проведения их диагностики.

Конструкция свечи накаливания

Нагреватели имеют разную конструкцию и изготавливаются из разных материалов, но в основном их устройство состоит из таких элементов:

1. Крепление силового провода на центральном стержне;
2. Защитная оболочка;
3. Спиральный электронагреватель (в некоторых модификациях есть еще и регулировочный спиральный элемент);
4. Теплопроводящий наполнитель;
5. Фиксатор (резьба, позволяющая установить элемент в ГБЦ).

Независимо от конструкции, их принцип работы схожий. Регулировочная спираль поддерживает рабочую температуру в полости. Сопротивление в этом элементе напрямую влияет на нагрев наконечника – при увеличении температуры в этом контуре уменьшается сила тока, поступающего на нагревательную спираль. Благодаря такой конструкции калильная свеча не выходит из строя от перегрева.

Как установлены свечи в дизельном двигателе

Двигатели Дизеля отлично работают, не пропуская воспламенения в цилиндрах и выдавая хороший крутящий момент при высокой экономичности, благодаря используемому принципу инициации горения. Топливо впрыскивается под давлением в раскалённый от быстрого сжатия воздух и мгновенно зажигается по всему объёму. Здесь нет искровых свечей, которые на этом фоне выглядят просто нелогичным решением. Но одной из проблем стал холодный запуск мотора, когда температура в конце сжатия не достигает нужного порога.

Зачем свеча двигателю с воспламенением от сжатия

Помочь мотору запуститься при температурах около нуля и ниже можно предварительно подогрев воздух в камере сгорания. Для этого в неё помещаются электронагреватели в виде нити накаливания, защищённой огнеупорным корпусом, который раскаляется до красно-белого свечения. Несмотря на большие объёмы холодного воздуха и окружение в виде металлических стенок головки и блока с низкой температурой, такой способ оказался достаточно эффективным. Если не подавать напряжение на свечи, то мотор не даёт вспышек вообще, а стоит их подогреть на несколько секунд – уверенно запускается.

Устройство и расположение свечей накаливания

Если с назначением свечи накаливания всё ясно, то практическая реализация столкнулась с целым рядом проблем, прежде всего касающихся надёжности.

Открытые спирали здесь никуда не годились, всё же горение в цилиндрах носит взрывной, разрушающий характер. Нить накала должна быть хорошо защищена. Для этого она заключается в металлический или керамический корпус. Если применяется металл, то это будет жаропрочный легированный сплав. Для избегания электрических замыканий пространство между колпаком и нитью заполняется веществом, одновременно изолирующим для тока и хорошо проводящим для тепла. Обычно это оксид магния.

Керамические свечи отличаются более высокой рабочей температурой, долгим сроком службы и ускоренным разогревом. Но и обходятся при этом значительно дороже. Применение конкретного типа зависит от особенностей мотора, иногда использование самых совершенных и дорогих технологий становится вынужденной мерой. С современным экологичным дизелем может справиться лишь свеча из керамики на основе нитрита кремния, мгновенно разогревающаяся и не позволяющая мотору превысит уровень вредных выбросов.

Располагать свечи стараются возможно ближе к месту впрыска дизтоплива в цилиндр. Если есть форкамера или вихревая камера – то в них. Дизели с прямым впрыском имеют геометрически небольшую зону горения, рабочий цилиндр свечи размещается с учётом турбулизации воздуха при сжатии. Корпус свечи имеет удлинённую форму для удобства компоновки и безопасного демонтажа. Он снабжается резьбой и гранями под ключ. Электрический контакт выводится наружу и изолируется.

Керамические свечи накаливания

Основными элементами керамической свечи накаливания являются контакт, корпус свечи и нагревательный стержень, выполненный из керамики. Нагревательный стержень состоит из изолирующего защитного керамического слоя и внутреннего керамического нагревательного элемента, заменяющего собой нагревательную и регулировочную спираль обычных металлических свечей накаливания.

Рис. Керамическая свеча накаливания: 1 – соединительный контакт; 2 – корпус свечи; 3 – керамический нагревательный элемент; 4 – защитный керамический слой

Керамические свечи накаливания в течение 2 сек. достигают температуры примерно 1000°C, что обеспечивает такой же быстрый пуск двигателя, как у бензинового ДВС, без присущей дизельным двигателям «раскачки».

Напряжения при разогреве имеет три фазы. Первая фаза имеет напряжение 9,8…11,5 В, при температуре 1000° в течении 2 сек. – быстрый разогрев. В последующие моменты регулировки напряжение постепенно снижается и держится ниже напряжения бортовой сети: фаза 2 …7 В, фаза 3 – 5 В. Для разгрузки бортовой сети штифты свечей накаливания управляются широтно-импульсной модуляцией со смещением фаз.

Кроме указанных фаз для регенерации сажевого фильтра может применяться промежуточное накаливание. В этом случае свечи накаливания получают с блока управления двигателя сигнал управления на промежуточное накаливание. Благодаря промежуточному накаливанию улучшаются условия сгорания в процессе регенерации. По причине незначительного старения керамики процесс промежуточного накаливания при регенерации сажевого фильтра не оказывает особого влияния на керамические свечи накаливания.

Основными преимуществами керамических свечей накаливания, относительно металлических свечей, являются лучшая работа в условиях холодного пуска за счёт высокой температуры предварительного и последующего накаливания, меньшая токсичность ОГ благодаря более высокой температуре накаливания и больший срок службы. По сравнению с металлическими свечами накаливания керамические свечи при одинаковой потребности в напряжении обеспечивают гораздо более высокие температуры накала.

В настоящее время отдельные производители в свечи накаливания вставляют датчики давления для корректировки процесса сгорания.

Управление свечами и алгоритм работы

Каждая свеча потребляет значительный ток, порядка десяти ампер с отклонениями в обе стороны. Соответственно, сопротивление должно быть около одного ома при напряжении питания 12 вольт. Для грузовиков используются 24-вольтовые свечи.

Подобная мощность требует подходящего коммутатора в виде силового реле управления. Это электронное устройство, обеспечивающее включение свечей при пуске, а также своевременное отключение или перевод в режим удержания уменьшенной мощности.

Даже после запуска дизеля некоторое время сохраняется возможность его неустойчивой работы с дымлением и перегрузкой систем фильтрации и нейтрализации. Поэтому либо сама свеча, либо её устройство управления должны пусть с ограничением тока, но продолжать подогревать смесь, пока мотор не наберёт определённую температуру.

Оптимальным с точки зрения быстрого запуска и надёжности можно считать режим быстрого разогрева до максимальной температуры с последующим снижением мощности и стабилизацией на некоторое время. Это и выполняется автоматически комплексом из свечи с нелинейной характеристикой и электронного блока управления.

Существуют и дополнительные функции свечей у самых современных моторов. Это связано с необходимостью поддержания в порядке средств снижения токсичности, а именно, нейтрализаторов, сажевых фильтров и системы EGR. Для этого по программе блока управления свечи могут включаться и на прогретом двигателе, что повышает температуру выхлопных газов. Это ускоряет реакции окисления и очищает аппаратуру соблюдения экологических норм.

Принцип работы и устройство

Свеча в цилиндре устанавливается максимально близко к зоне впрыска в него распылённого топлива. Дизели могут иметь разную конструкцию, с вихревыми или предварительными форкамерами, камерой сгорания в поршне, многократным впрыском за один цикл.

В любом случаен топливо надо воспламенить как можно быстрее при его появлении в сжатом воздухе. От этого зависит экономичность двигателя и чистота сгорания.

Начальный разогрев свечей идёт на максимально допустимой мощности. Водитель не должен тратить время на ожидание. После погасания индикаторной лампочки проходит ещё некоторое время, и температура выйдет на предел.

Двигатель запускается, но свечи не отключаются ещё некоторое время, просто понижается подаваемая на них мощность. Это достигается либо характеристиками спиралей, либо управляющим устройством.

Самые простые свечи медленно набирают температуру за время, измеряемое десятками секунд. Лучшие современные способны за время менее 2 секунд выйти на режим максимальной температуры, а затем самостоятельно её сбросить. Этому способствует применение керамических проводящих стержней вместо спиралей, а также уменьшение размеров наконечника.

Особенности и свойства разных технических исполнений

Свечу стремятся изготовить максимально саморегулирующейся, чтобы не усложнять блок управления, вынужденный работать с большими токами, при этом не затрачивая энергию на собственный перегрев. Добиться этого можно используя металлы нагревательных элементов с различными зависимостями между температурой и электрическим сопротивлением.

Есть несколько путей реализации нужной нелинейности свойств нагревательных элементов:

• применение дополнительной регулирующей (контрольной) спирали с иной температурной зависимостью;
• использование для единственной спирали материала с заданной сильной зависимостью сопротивления;
• замена нити накаливания керамическим токопроводящим стержнем с намного улучшенными свойствами.

Полностью керамические свечи способны долгое время выдерживать рекордные температуры до 1400 градусов.

Развитие средств силовой электроники позволило перенести многие функции на управляющий блок. Такие технологии легко справляются с любым режимом работы свечей, изменяя подводимую к ним мощность. Требования к самим свечам можно понизить, заодно уменьшив их размер, а значит и скорость тепловой реакции.

Проблемы и неисправности

Несмотря на принимаемые меры, свечи до сих пор долговечностью не отличаются. Хотя срок службы некоторых экземпляров уже может составлять более 100 тысяч километров пробега. Причины и проявления выхода из строя могут быть разными.

1. Самое простое – это перегорание нагревательного элемента. Цилиндр с пострадавшей свечой отказывается работать при пуске, двигатель «троит» и вибрирует. Определить такое легко обычным мультиметром.
2. Нагревающийся стержень обязательно должен повышать температуру, начиная с торца. Затем свечение распространяется к резьбовой части. Если это не так – свеча неисправна или исходно бракованная.
3. Наконечник свечи (штифт) может со временем изменить свою геометрическую форму. Такие раздувшиеся или искривлённые свечи надо вовремя менять, пока их ещё возможно извлечь. Заметить такой дефект сложно, поэтому рекомендуется профилактическая замена с частотой, определяемой конструкцией и качеством детали. Обычно это два года.
4. Испортить свечу может некачественное топливо. Оно меняет строго рассчитанный тепловой режим, и деталь выходит из строя. Попутно у двигателя появляются и другие проблемы, более серьёзные, чем отказавшая свеча.

Никакому ремонту свечи не подлежат. Они меняются на новые, обязательно взаимозаменяемые, с соблюдением правил демонтажа. Как правило, он непрост, свечи успевают прикипеть по резьбе к металлу или заклинить в направляющей от перегрева. Не стоит рисковать сложным ремонтом двигателя, лучше сразу обратиться к опытным профессионалам.

Неисправности

В прошлом свечи накаливания работали только во время запуска, поэтому они изнашивались медленнее. Современные же свечи с расширенным функционалом могут сдаться уже после 80-100 тыс. км.

Когда одна из свечей накала выходит из строя, дизель с распределенным впрыском может испытывать затруднения с запуском даже при температуре воздуха +10 градусов. Одной неисправной свечи достаточно, чтобы двигатель «троил», а из выхлопной трубы валил дым.

В большинстве автомобилей в таком случае на приборном щитке загорается индикатор свечей накала. Помните о том, что это может свидетельствовать о другой неисправности, так как многие дизельные двигатели не имеют индикатора «Check Engine». Его роль играет именно индикатор свечей.

Современные дизели с системой впрыска Common Rail более устойчивые к неисправным свечам, так как легко запускаются даже при неработающих свечах накала и в холодное время года. Однако, не стоит долго ездить с неисправными свечами.

Зимний запуск дизеля. Свечи накаливания

Свечи накаливания (калильные свечи, свечи накала) — главная зимняя деталь дизельного двигателя. Летом водители даже не вспоминают об их существовании, зато морозным зимним утром от работы свечей зависит, на чём вы поедете: на собственной машине или на общественном транспорте. О роли свечей накаливания в холодном пуске дизеля — в нашей статье.

Запуск дизеля: отличия от бензиновых моторов

Дизельный двигатель заводится совсем не так, как бензиновый. Летучий бензин даже при температуре -40° C готов вспыхнуть от одной искры, которую в цилиндрах создают свечи зажигания. Дизельному топливу — даже зимнему — из-за низкой летучести для воспламенения нужны те же 40 градусов, но уже со знаком «плюс» (а летнему — и вовсе +62° C). Недаром соляр называют тяжёлым топливом.

Высокую температуру, необходимую для горения дизеля, в цилиндре создаёт сжатие воздуха поршнем. Как и любой газ, воздух сжимается неохотно, при этом растёт его давление и температура. Когда форсунка впрыскивает порцию дизтоплива, оно самостоятельно воспламеняется от контакта с горячим сжатым воздухом — из-за этого часто говорят, что дизель заводится давлением или взрывом. Старые дизельные моторы, не оснащённые электронным впрыском и датчиками, легко могут работать без аккумулятора, поскольку воспламенение топлива в цилиндрах происходит механически, без каких-либо искр и свечей зажигания.

Но дизельную идиллию рушит мать-природа: при похолодании до минусовых температур сжатия воздуха в цилиндрах уже недостаточно, чтобы нагреть топливо до самовоспламенения. Поэтому совсем отказаться от свечей в дизельном двигателе невозможно. Просто свечи здесь нужны не для зажигания топливно-воздушной смеси, а для её нагрева.

Конструкция свечи накала

Любой, кто держал в руках кипятильник или ТЭН от водонагревателя, с ходу поймёт принцип работы дизельной свечи накаливания. Кстати, первые калильные свечи были с открытой спиралью и действительно внешне напоминали мини-кипятильник. Нагревательная спираль современных свечей закрыта прочным корпусом-стержнем (обычно стальным, иногда керамическим), заполненным оксидом магния — магнезией. При прохождении электрического тока спираль нагревается, отдавая тепло стержню, а тот — воздуху в камере сгорания и топливно-воздушной смеси, помогая ей воспламениться. Кончик стержня находится ровно в том месте камеры сгорания, где образуется завихрение смеси при впрыске топлива форсункой.

Время прогрева первых свечей накаливания в 1920-е годы составляло бесконечные 180 секунд — целых 3 минуты водитель должен был ждать, пока свечи достигнут рабочей температуры, чтобы запустить двигатель! Современные свечи со стальным стержнем полностью раскаляются менее чем за 10 секунд (рекордсмены — за 4 секунды), а температура стержня достигает 800–1000 °C.

Свечи с керамическим стержнем ещё эффективнее: прогрев за 2 секунды и максимальная температура 1350 °C. Такие свечи используются в высокофорсированных дизелях, отвечающих самым жёстким экологическим требованиям. Но и стоимость керамических свечей в сравнении с классическими стальными заметно выше.

Саморегулируемые свечи SRM/SRC

В свечах накаливания первого поколения время и мощность их нагрева регулировал либо сам водитель, либо отдельный электронный блок управления. Современные свечи меняют свой режим работы самостоятельно благодаря дополнительной регулирующей (управляющей) спирали. Такие свечи накаливания называются саморегулирующимися и обозначаются маркировкой SRM — Self Regulating Metal. Или SRC (Self Regulating Ceramic), если речь о керамической свече.

Сопротивление регулирующей спирали меняется в зависимости от температуры: чем она выше, тем меньший ток управляющая спираль пропускает к основной спирали накаливания. Это позволяет изначально подать на свечу больший ток, ускорив её прогрев, без риска выхода свечи из строя — встроенный предохранитель в виде управляющей спирали не даст ей сгореть.

Системы быстрого накаливания QGS. Свечи на 6 и 12 вольт

В двухступенчатых системах быстрого накаливания QGS (Quick Glow System) свечи последовательно работают в двух режимах: сперва интенсивный накал, затем более слабый догрев. В фазе накала свеча почти мгновенно выходит на пиковую температуру, а затем переходит в режим догрева, где поддерживает её какое-то время. Системы QGS обычно встречаются в зимних комплектациях дизелей, а работой свечей в них заведуют сразу два реле и специальный таймер.

В двухступенчатых системах используются особые свечи накаливания с пониженным вольтажом (6V или 7V). В режиме накала они работают на повышенном напряжении 12V, а после запуска двигателя переходят в режим догрева, где напряжение уже соответствует номинальным 6V. Если такие свечи установить в одноступенчатую систему накаливания, где 12 вольт подаются постоянно, то они очень быстро сгорят. А если использовать обычные свечи на 11/12 вольт в системе QGS, то автомобиль будет плохо запускаться и нестабильно работать на холостых оборотах, ведь свечи не будут раскаляться до расчётной температуры. Поэтому правильный подбор свечей накаливания очень важен — нельзя устанавливать в двигатель первые попавшиеся свечи, подходящие по размеру.

Послепусковое накаливание и очистка от сажи

С ролью свечей накаливания при запуске всё ясно. Но нередко они греются и во время работы мотора! Современные алгоритмы управления дизельным двигателем предусматривают послепусковое накаливание — включение свечей, пока двигатель холодный. Это улучшает сгорание топлива и снижает дымность двигателя при прогреве.

Другая важная функция свечей накаливания — очистка мотора от сажи. Как известно, нагар — главный враг дизеля. Продукты горения и износа оседают на поверхности поршней, в камерах сгорания и в узлах системы EGR (рециркуляции выхлопных газов). Клапан EGR особенно активно засоряется при низкой температуре выхлопа, когда отложения не успевают сгорать. Чтобы принудительно повысить её, вновь включаются свечи накаливания — этот режим называется промежуточный накал.

Современные дизельные моторы дополнительно оснащены сажевым фильтром DPF, чтобы вписываться в жёсткие экологические нормы. Ёмкость фильтра не бесконечна, поэтому в электронном блоке управления двигателя предусмотрена программа его регенерации. Чтобы очистить сажевый фильтр, его нужно прожечь — принудительно нагреть до высокой температуры на 10–15 минут. Для этого двигатель переходит в особый режим работы, где свечи накаливания также задействуются. Режим регенерации сажевого фильтра активируется водителем или механиком автосервиса вручную с помощью кнопки или специальной процедуры каждые 1500–5000 км (зависит от модели автомобиля) — подробная информация есть в сервисной инструкции. О необходимости очистки сажевого фильтра напомнит специальный индикатор на приборной панели.

Проверка свечей накала и симптомы поломки

К сожалению, на дизельных машинах редко встречается самодиагностика свечей накаливания. Если при сгоревшей свече зажигания «бензинка» сразу зажжёт ошибку Check Engine, то суровый дизель может молчать, как партизан, не информируя водителя о проблеме. Не всегда дефектную свечу накаливания видно и диагностическим сканером. Самостоятельно заметить неисправность летом тоже непросто, ведь при плюсовой температуре двигатель заводится хорошо. В итоге поиск сгоревшей свечи начинается с первыми морозами, когда машина начинает плохо заводиться и дымить.

Без снятия с двигателя свечи накала проверяют мультиметром двумя способами:

1. В режиме омметра замеряют сопротивление каждой из свечей: оно колеблется от 0,7 до 1,8 Ом, в зависимости от модели, но обычно составляет около 1 Ома. Если сопротивление повышено, то свеча вряд ли раскаляется до расчётной температуры. А если электрической проводимости нет вовсе, то свеча полностью нерабочая.
2. В режиме амперметра замеряют потребление тока в бортовой сети при включении реле накаливания. Например, если в автомобиле установлены 4 свечи с потреблением тока 5, А, то общее потребление во время накаливания должно увеличиваться на 20 А. Если эта цифра не 20, а 15, А, то одна из свечей не работает.

Но проверка мультиметром — не панацея: бывает, что и при нормальном сопротивлении свеча накаливания чудит. Поэтому самый надёжный способ проверки — выкрутить свечи и подключить их напрямую к аккумулятору, проверив нагрев визуально.

Замена свечей

Многие автомобилисты уверены, что свечи накаливания лучше лишний раз не трогать, чтобы ненароком не сломать при выкручивании — ведь в камере сгорания стержень свечи обрастает нагаром и прикипает, с риском остаться там навсегда. Но чем дольше тянуть с заменой, тем выше риск сломать свечу. А рано или поздно менять свечи придётся, ведь ничего вечного не бывает. Поэтому лучше не оттягивать замену и не ждать проблем, а менять свечи планово каждые 30 000 км пробега — тогда они не успеют обрасти сажей и выкрутятся легко.

В любом случае, перед заменой свечей стоит залить их WD-40 или любой другой проникающей смазкой и оставить на ночь, чтобы жидкость прошла всю резьбу свечи. А непосредственно перед заменой свечей прогрейте двигатель — горячее резьбовое соединение всегда поддаётся легче.

Как и свечи зажигания бензиновых двигателей, свечи накаливания рекомендуется менять комплектом, поскольку время прогрева старых (пусть и рабочих) свечей постепенно увеличивается. Затягивать новые свечи нужно с помощью динамометрического ключа, чтобы при следующей замене они выкрутились без сложностей.

Как правильно заводить дизель

Дизель спешки не любит — не только при езде, но и при запуске. Чтобы мотор завёлся уверенно, дайте свечам накаливания отработать полный цикл, и лишь затем начинайте крутить стартер.

Свечи накала начинают нагрев при включении зажигания, а об их работе сигнализирует специальный индикатор на приборной панели — жёлтая спираль. Чем холоднее на улице, тем дольше продолжается цикл накаливания. Дождитесь, пока индикатор свечей погаснет, и лишь затем начинайте заводить мотор. А в сильный мороз можно сделать и два прогрева подряд: выключить зажигание после первого накаливания и сразу включить снова, чтобы запустить его повторно. Так вы заметно повысите шансы на успешный запуск.

Меняйте свечи накала вовремя, и ваш дизель будет радовать вас уверенным холодным запуском и стабильной работой.