Все про свічки розжарювання для дизельних двигунів

Невід'ємною деталлю сучасного дизельного мотора є свічка розжарювання. Бензиновий агрегат працює за таким принципом, що йому не потрібен цей елемент (на деякі модифікації опціонально встановлюються дані деталі для полегшення холодного запуску ДВС).

Детальніше про різницю між бензиновим і дизельним двигунами розповідається в іншому огляді. Зараз же зосередимося на тому, яку функцію виконує свічка розжарення, як вона влаштована і що скорочує її робочий ресурс.

Що таке свічки розжарювання автомобіля

Зовні свічка розжарення схожа на свічку запалювання, яка встановлюється в бензинових двигунах. Відрізняється вона від аналога тим, що вона не створює іскру для займання повітряно-паливної суміші.

Несправність цього елемента призводить до того, що при настанні холодів (коли температура повітря опускається нижче +5) дизельний агрегат починає вередувати або взагалі не хоче заводитися. Якщо запуск мотора радіокерований (багато сучасних моделей оснащуються системою, яка запускає ДВС по сигналу, отриманого від кнопки на брелоку), то система не буде мучити агрегат, а просто його не запустить.

Подібні деталі використовуються і в розжарювальних карбюраторних двигунах, а також в автономних опалювачі салону. В рамках даної статті ми розглянемо призначення свічок, які використовуються в передпусковий системі дизеля.

Принцип роботи та функції свічки розжарювання

У кожному циліндрі дизельного агрегату встановлюється як індивідуальна форсунка, так і власна свічка розжарення. Вона працює від електричної бортової мережі автомобіля. Коли водій активує запалювання, перш ніж провернути стартером, він чекає, коли зникне індикація спіралі на приладовій панелі.

Поки на приборке лампа горить, свічка забезпечує розжарювання повітря в циліндрі. Цей процес триває від двох до п'яти секунд (в сучасних моделях). Установка даних деталей обов'язкове в дизелі. Причина криється в принципі роботи агрегату.

Коли провертається колінчатий вал, поршень на такті стиснення стискає надійшов в порожнину повітря. Через велику тиску середовище нагрівається до температури займання палива (близько 900 градусів). Коли в стислу середу впорскується дизпаливо, воно самостійно запалюється без примусового запалювання, як в бензинових ДВС.

Саме з цим і пов'язаний скрутний пуск холодного двигуна при настанні холодів. При холодному запуску дизельний двигун зазнає труднощів, пов'язані з низькою температурою повітря і солярки. Навіть сильно стисле повітря в циліндрі може не досягти температури займання важкого палива.

Щоб на перших хвилинах робота агрегату швидше стабілізувалася, необхідний підігрів повітря і розпорошеного в камеру циліндра палива. Сама свічка підтримує температуру в камері циліндра, так як її наконечник нагрівається до 1000-1400 градусів за Цельсієм. Як тільки дизель досягне робочої температури, пристрій деактивується.

Отже, в ДВС, що працює від важкого палива, свічка потрібна для наступних цілей:

1. Нагріти повітря, що знаходиться в циліндрі, який виконує такт стиснення. Це дозволяє підвищити температуру повітря в циліндрі;
2. Зробити займання дизпалива більш ефективним на будь-якому режимі роботи ДВС. Завдяки цьому агрегат може однаково легко стартувати, як влітку, так і взимку.
3. В сучасних моторах свічки не перестають працювати протягом декількох хвилин після запуску ДВС. Причина в тому, що холодна солярка, навіть якщо добре розпилюється, гірше згоряє в непрогрітому моторі. Щоб автомобіль відповідав екологічним стандартам, незалежно від часу роботи агрегату. Повністю згоріла паливо не псує фільтр сажа так сильно, як вихлоп з частинками пального (про те, що таке фільтр сажі і про його функціях в дизельному моторі читайте тут). Так як повітряно-паливна суміш згорає повністю, мотор не так сильно шумить під час запуску.

Перш ніж можна почати рух, водій повинен почекати, поки на приборке згасне лампа-індикатор, який вказує на те, що свічка продовжує працювати. У багатьох автомобілях схема, до якої підключений підігрів камер в циліндрах, синхронізована з системою охолодження. Гартівні свічки продовжують працювати, поки датчик температури ОЖ НЕ зафіксує вихід мотора на робочу температуру (в яких межах знаходиться цей показник, розповідається тут). Зазвичай це триває близько трьох хвилин в залежності від температури навколишнього середовища.

У багатьох сучасних автомобілях блок керування визначає температуру охолоджуючої рідини і якщо цей показник перевищує 60 градусів, не включає свічки.

Конструкція свічки розжарювання

Нагрівачі мають різну конструкцію і виготовляються з різних матеріалів, але в основному їх пристрій складається з таких елементів:

1. Кріплення силового проводу на центральному стрижні;
2. Захисна оболонка;
3. Спіральний електронагрівач (в деяких модифікаціях є ще і регулювальний спіральний елемент);
4. Теплопровідні наповнювач;
5. Фіксатор (різьблення, що дозволяє встановити елемент в ГБЦ).

Незалежно від конструкції, їх принцип роботи схожий. Регулювальна спіраль підтримує робочу температуру в порожнині. Опір в цьому елементі безпосередньо впливає на нагрів наконечника - при збільшенні температури в цьому контурі зменшується сила струму, що надходить на нагрівальну спіраль. Завдяки такій конструкції гартівна свічка не виходить з ладу від перегріву.

Як тільки сердечник нагрівається до певної температури, регулювальна спіраль починає загострюватися, від чого на основний елемент надходить менше струму і він починає охолоджуватися. Так як температура регулювального контуру не підтримується, ця спіраль теж починає охолоджуватися, від чого знижується опір, і на основний нагрівач починає надходити більше струму. Свічка знову починає загострюватися.

Між цими спіралями і корпусом знаходиться теплопровідні наповнювач. Він захищає тонкі елементи від механічного впливу (надмірний тиск, розширення при згорянні ВТС). Особливість цього матеріалу полягає в тому, що він забезпечує нагрів гартівні трубки без втрат тепла.

Схема підключення розжарювальних свічок і час їх роботи може бути різним в окремих моторах. Ці фактори можуть змінюватися в залежності від технології, яку впроваджує виробник в свою продукцію. Залежно від типу свічок на них може подаватися різний напруга, вони можуть бути виконані з інших матеріалів і т.д.

Де встановлюються ці свічки

Так як призначення розжарювальних свічок - підігрівати камеру в циліндрі і стабілізувати займання ВТС, то вона буде стояти в голівці блоку циліндрів, подібно свічці запалювання. Точна установка залежить від типу двигуна. Наприклад, старі моделі авто оснащуються моторами з двома клапанами на одному циліндрі (один на впуск, інший - на випуск). У таких модифікаціях місця в камері циліндра досить, тому раніше використовувалися товсті і короткі свічки, наконечник яких знаходився біля розпилювача паливної форсунки.

У сучасних дизельних агрегатах може бути встановлена ​​паливна система типу Common Rail (про особливості такого типу паливних систем розповідається в іншій статті). У таких модифікаціях на один циліндр покладається вже 4 клапана (два на впуску, два на випуску). Природно, подібна конструкція забирає вільний простір, тому в таких ДВС встановлюється довга і тонка гартівна свічка.

Залежно від пристрою ГБЦ в моторі може бути вихрова камера або передкамера, а може і не бути таких елементів. Незалежно від конструкції цієї частини агрегату свічка розжарення завжди буде знаходитися в області розпилення палива.

Різновиди свічок розжарювання і їх пристрій

З впровадженням нових технологій конструкція двигунів постійно змінюється. Разом з цим змінюється і пристрій розжарювальних свічок. Вони не тільки отримують іншу форму, а й інші матеріали, які скорочують період напруження і термін їх роботи.

Ось чим відрізняються один від одного різні модифікації:

• Відкриті нагрівальні елементи. Така модифікація використовувалася на старих двигунах. Вони мають невеликий робочий ресурс, так як через механічного впливу на спіраль вона швидко перегорала або розривалася.
• Закриті нагрівальні елементи. У такому виконанні виготовляються всі сучасні елементи. В їх конструкцію входить порожниста трубка, в яку засипаний спеціальний порошок. Завдяки такій конструкції спіраль захищені від пошкоджень. Особливість наповнювача в тому, що він має гарну теплопровідність, завдяки чому для розігріву використовується мінімум ресурсу свічки.
• Одно- або двополюсна. У першому випадку плюсовій контакт приєднується на клему сердечника, а мінус - на корпус через різьбове з'єднання. Друга модифікація має дві клеми, які повинні маркуватися згідно з полюсами.
• Швидкість роботи. Раніше свічки напруження розігрівалися протягом до однієї хвилини. Сучасна модифікація здатна нагріватися за 10 секунд. Варіанти, оснащені регулюючої спіраллю, спрацьовують ще швидше - від двох до п'яти секунд. Останнє стало можливим завдяки особливості струмопровідних елементів (при нагріванні регулюючої спіралі знижується провідність струму, в результаті чого основний нагрівач перестає розжарюватися), що знижує час спрацьовування.
• Матеріал оболонки. В основному свічки виготовляються з ідентичних матеріалів. Єдина відмінність в наконечнику, який розжарюється. Він може бути виконаний з металу (залізо, хром, нікель) або з сіліконнітріта (керамічний сплав, що володіє високою теплопровідністю). У першому випадку порожнину наконечника заповнюється порошком, який буде складатися з оксиду магнію. Крім теплопровідності він виконує ще й демпфуючу функцію - захищає тонку спіраль від вібрацій мотора. Керамічний варіант може спрацьовувати максимально швидко, завдяки чому водій може заводити мотор майже відразу після повороту ключа в запаленні. Машини, які відповідають екологічним стандартам Евро5 і Євро-6, оснащуються тільки керамічними свічками. Крім того, що у них великий термін служби, вони забезпечують максимально якісне згоряння повітряно-паливної суміші навіть в холодному моторі.
• Напруга. Крім різної конструкції свічки можуть працювати від різної напруги. Цей параметр визначає виробник пристрою на підставі особливостей схеми бортової мережі автомобіля. Вони можуть включатися від напруги, починаючи з 6 вольт і закінчуючи 24В. Існують модифікації, в яких під час старту на нагрівач подається максимальна напруга, а в процесі прогріву агрегату збільшується опір, завдяки чому знижується навантаження на регулюючу спіраль.
• Опір. Металевий і керамічний вид мають різний показник опору. Спіраль напруження може мати показник від 0.5 до 1.8 Ом.
• Як швидко нагріваються і до якої міри. Кожна модель свічки має свій показник температури і швидкості нагріву. Залежно від модифікації пристрою наконечник може розжарюватися до 1000-1400 градусів за Цельсієм. Максимальний показник нагріву у керамічних типів, так як спіраль в них менше схильна до перегорання. На швидкість нагріву впливає те, яке підключення нагрівача використовується в конкретній моделі. Наприклад, в модифікаціях з одним реле цей період у випадку з металевим наконечником триває близько 4-х секунд, а якщо керамічний наконечник, то максимум - 11 сек. Існують варіанти з двома реле. Одне відповідає за напруження перед пуском двигуна, а друге - за підтримки робочої температури в процесі прогріву агрегату. У цьому виконанні предпуск спрацьовує протягом до п'яти сек. Потім, поки мотор розігрівається до робочої температури, свічки працюють на полегшеному режимі.

Управління свічками розжарювання

Нагрівальний елемент охолоджується завдяки надходженню в циліндр свіжої порції повітря. Коли машина рухається, у впускний тракт надходить більш холодне повітря, а коли варто, цей потік тепліший. Ці фактори впливають на ступінь охолодження гартівних свічок. Так як різні режими вимагають своєї ступеня нагріву, цей параметр потрібно регулювати.

Регулювання всіх цих процесів здійснюється за допомогою системи електронного блоку управління. Залежно від роботи мотора ЕБУ змінює напругу на нагрівачах, щоб знизити ризик їх перегріву, поки авто коштує.

У дорогих автомобілях встановлюється така електроніка, яка не тільки дозволяє в короткий період розжарити свічку, але і контролювати роботу кожної з них окремо.

Несправності свічок розжарювання в дизельних двигунах

Служба розжарювальних свічок залежить від таких факторів, як особливості пристрою, матеріали, з яких виготовлено виріб, умови експлуатації. Однак їх не потрібно міняти в рамках планового обслуговування мотора, як це є у випадку зі свічками запалювання (як визначити, коли міняти свічки запалювання, читайте тут).

Зазвичай це робиться в міру виходу з ладу або появи ознак нестабільної роботи. Найчастіше це відбувається через 1-2 роки після установки, але це все дуже відносно, так як кожен автомобіліст по-своєму експлуатує машину (один їздить більше, а інший - менше).

Визначити свічку, яка скоро зламається, можна на станції техобслуговування під час комп'ютерної діагностики. Неполадки свічок в літній період виявляються вкрай рідко по роботі мотора. Влітку повітря досить прогрітий, щоб дизпаливо запалало в циліндрі і без нагрівача.

Найпоширеніший параметр, за яким визначається час заміни нагрівальних елементів - пробіг автомобіля. Ціна найпростіших свічок доступна для більшості автомобілістів зі скромним матеріальним достатком, проте їх робочий ресурс обмежений всього 60-80 тисячами кілометрів. Довше отхажівают керамічні модифікації - в деяких випадках вони не псуються при досягненні 240 тисяч кілометрів пробігу.

Незважаючи на те, що гартівні елементи змінюються в міру виходу з ладу, заміну все одно рекомендується виконувати всім комплектом (винятком є ​​установка бракованої деталі).

Ось основні причини поломки свічок накалу:

• Природний знос матеріалу. При різких скачках температури з мінусових до екстремально високих жоден матеріал довго не прослужить. Особливо це стосується тонких металевих виробів;
• Металевий штифт може покритися сажею;
• Гартівна трубка може роздутися від високої напруги;
• Помилки в процесі установки свічки в колодязь. Сучасні моделі дуже тонкі, а разом з тим і досить крихкі, тому роботу по установці нової деталі потрібно виконувати максимально акуратно. Цей майстер може перетягнути різьблення, через що деталь може залишитися в колодязі, і без спеціальних пристосувань її неможливо буде демонтувати. З іншого боку, в процесі роботи силового агрегату в зазорі між свічним колодязем і різьбленням вироби скупчуються продукти згоряння. Це називається прикипання свічки. Якщо недосвідчена людина буде намагатися її викриття, він обов'язково буде зламана, тому потрібно, щоб заміну виконував професіонал;
• Обірвалася спіраль напруження;
• Поява корозії в результаті електрохімічної реакції.

Щоб уникнути неприємних ситуацій, пов'язаних з неправильним демонтажем / монтажем деталей, слід дотримуватися наступних простих рекомендацій:

1. Перш ніж змінювати СН, слід прогріти мотор. У приміщенні або на вулиці повинно бути тепло, щоб ДВС не встиг охолонути, поки будуть вкручуються нові деталі;
2. Так як мотор буде гарячим, щоб уникнути опіків потрібно використовувати рукавички;
3. При демонтажі свічки важливо бути не менше акуратним, ніж при укрученні її в колодязь. Під час виконання цієї процедури також слід використовувати динамометричний ключ, щоб контролювати зусилля моменту;
4. Якщо деталь прикипіла, не можна докладати зусилля, що перевищують допустимі. Краще використовувати проникаючі рідкі речовини;
5. Спробу в відкручування слід робити на всіх свічках. Якщо жодна з них не піддається, тільки тоді збільшуємо зусилля;
6. Перш ніж вкручувати нові деталі, свічкові колодязі і місце навколо них слід очистити від бруду. При цьому потрібно бути акуратним, щоб в циліндр не були сторонні частинки;
7. В процесі вкручування спочатку це робиться вручну, щоб уникнути кривої посадки елемента. Потім використовується динамометрический ключ. Зусилля виставляються відповідно до вказівок виробника (вказується на упаковці свічки).

Що скорочує термін служби свічок

Як вже було сказано, робочий ресурс СН залежить від умов експлуатації транспортного засобу. Хоча дані елементи досить витривалі, вони все ж можуть завчасно вийти з ладу.

Ось кілька факторів, які вкорочують життя цим деталям:

• Помилки під час установки. Комусь може здатися, що немає нічого простішого, ніж викриття зламалася деталь і замість неї вкрутити нову. Насправді, якщо не буде дотримана технологія виконання робіт, свічка не прослужить ні хвилини. Наприклад, її можна легко зламати, поміщаючи в свічковий колодязь або зірвати різьбу.
• Несправності в паливній системі. У дизельних моторах використовуються паливні форсунки, які мають факельний режим роботи (кожна модифікація формує власну форму хмари палива). Якщо розпилювач засмітиться, він буде неправильно розподіляти паливо по камері. Так як СН встановлюється біля форсунки, через некоректну роботу солярка може потрапляти на гартівне трубку. Велика кількість сажі провокує прискорене прогорание наконечника, що призводить до поломки спіралі.
• Використання нестандартних для конкретного ДВС свічок. Вони можуть за формою бути ідентичні заводським, але працювати від іншої напруги.
• Наявність помилок в блоці управління, що може бути причиною некоректного нагріву порожнини циліндра або збоїв в подачі палива. Також в двигунах, які потребують капітального ремонту, часто відбувається викид масла на наконечник гартівні трубки.
• Через скупчився навколо СН нагару може відбуватися замикання «на масу», що призводить до перебоїв в роботі електрики схеми предпуска ДВС. З цієї причини вкрай важливо добре почистити свічкові колодязі від сажі.

Коли виконується заміна, слід звернути увагу на стан старих елементів. Якщо гартівна трубка здулася, значить, колишні деталі не відповідають напрузі в бортовій мережі (або в ній відбувається серйозний збій). Пошкодження наконечника і нагар на ньому може свідчити про те, що на нього потрапляє паливо, тому паралельно слід провести діагностику паливної системи. Якщо контактний стрижень зміщений відносно корпусу СН, то в процесі установки був порушений момент затяжки. В такому випадку слід скористатися послугами іншого СТО.

Перевірка свічок розжарювання

Не варто чекати, поки калильним елемент зламається. Поломка може бути пов'язана не тільки з перегрівом спіралі. Перегрітий метал з часом стає крихким. В результаті сильної компресії наконечник може просто розколотися на частини. Крім того, що свічка перестане працювати, сторонній предмет в циліндрі може сильно зашкодити цю пару в моторі (зруйнується дзеркало стінок циліндра, металева частина може потрапити між поршнем і нижньою частиною головки, що зашкодить поршень і т.д.).

Хоча в даному огляді перераховано більшість поломок СН, найчастіше відбувається обрив спіралі. У літній період двигун навіть не подасть ознак того, що дана деталь зламалася. З цієї причини слід проводити її профілактичну діагностику.

Для цього потрібно скористатися будь-модифікацією тестера. Виставляємо режим виміру опору. Перед тим, як приєднувати щупи, потрібно відключити провід живлення (скручується з виведення). Плюсовим контактом торкаємося виведення свічки, а мінусовим - до самого мотору. Якщо в машині використовується модель з двома висновками, тоді приєднуємо щупи відповідно до полюсами. У кожної деталі свій показник опору. Зазвичай він вказується на упаковці.

Не знімаючи пристрій з мотора, можна перевірити ще й в режимі прозвонки. Мультиметр виставляється в відповідне положення. Одним щупом торкаємося виведення свічки, а іншим - корпусу. Якщо ніяких сигналів - значить, ланцюг обірвана і свічку потрібно замінити.

Ще один спосіб - заміряти споживання струму. Провід живлення від'єднується. До нього приєднуємо одну клему мультиметра, виставленого в режим амперметра. Другим щупом торкаємося виведення калильним свічки. Якщо деталь справна, вона споживає від 5 до 18 ампер в залежності від типу. Відхилення від норми - причина, щоб викрутити деталь і перевірити її за допомогою інших способів.

Виконуючи перелічені вище процедури, слід дотримуватися загального правила. Якщо відкручується провід, що подає струм, в першу чергу потрібно відключити акумулятор, щоб випадково не спровокувати коротке замикання.

Знята свічка теж перевіряється кількома способами. Один з них дозволяє перевірити, загострюється вона чи ні. Для цього центральний висновок з'єднуємо з плюсовою клемою АКБ, а мінус садимо на корпус пристрою. Якщо свічка загострилася в належній мірі, значить, вона справна. При виконанні цієї процедури, потрібно пам'ятати, що після відключення деталі від батареї вона залишається досить гарячою, щоб отримати опік.

Наступний спосіб можна застосовувати виключно на машинах, в яких немає електронного блоку управління. Відключаємо подає дріт від виведення. Дотичними рухами намагаємося приєднати його до центрального контакту. Якщо в процесі з'являється іскра, значить, деталь справна.

Отже, як ми побачили, від справності розжарювальних свічок залежить, наскільки стабільно буде працювати холодний мотор в зимовий період. Крім перевірки свічок, перед настанням зими слід також проводити діагностику мотора і систем, які пов'язані з його роботою. На сервісній станції допоможуть вчасно виявити несправності, які можуть вплинути на працездатність свічок накалу.

На завершення познайомтеся з Відеоогляд про те, як перевірити працездатність свічки напруження:

Свічки накалу дизель - як ПРАВИЛЬНО і легко перевірити і замінити. Саме ПОВНЕ керівництво.

Питання та відповіді:

Скільки свічок запалювання у дизельному двигуні? У дизельному двигуні ВТС спалахує за рахунок упорскування солярки в розпечене від стиснення повітря. Тому в дизелі не використовуються свічки запалювання (тільки розжарення для підігріву повітря).

Як часто міняти свічки у дизельному двигуні? Це залежить від двигуна та умов експлуатації. У середньому свічки змінюються у проміжку між 60 та 10 тисячами км. пробігу. Іноді вони відходжують і 160 тисяч.

Як працюють свічки розжарювання на дизелі? Вони починають працювати перед запуском двигуна (включається запалювання бортової системи), підігріваючи повітря в циліндрах. Після прогріву двигуна вони відключаються.