Свеча накаливания

Свеча накаливания

Для облегчения запуска дизельных двигателей в холодное время (от +5 до –30°С) производится нагрев воздуха в цилиндрах с помощью свечей накаливания. По своей сути свечи накаливания являются одним из устройств предпускового подогрева.

Свеча накаливания имеет различные места установки в зависимости от конструкции дизельного двигателя :

• в вихревой камере (двигатели с раздельной камерой сгорания);
• в форкамере (двигатели с раздельной камерой сгорания);
• в камере сгорания (двигатели с нераздельной камерой сгорания).

Конструктивно свеча накаливания представляет собой электрическое нагревательное устройство, состоящее из спирали накала, помещенной в защитную оболочку. Различают два вида свечей накаливания: с металлической спиралью и керамические.

Свеча накаливания с металлической спиралью включает нагревательный наконечник из термостойкого сплава, в который помещены две последовательно соединенные спирали: нагревательная и регулировочная. Нагревательная спираль обеспечивает быстрый нагрев наконечника. Регулировочная спираль регулирует интенсивность накала нагревательной спирали за счет увеличения электрического сопротивления при повышении температуры. Таким способом обеспечивается саморегулирование величины накала свечи и защита ее от перегрева.

Пространство между нагревательной трубкой и спиралями заполняется изолирующим наполнителем, который выполняет две функции – защиты спирали от механических воздействий и эффективной передачи тепла. Свечи накаливания с металлической спиралью реализуют температуру накала до 1000°С и обеспечивают время прогрева 3-4 сек.

Керамическая свеча накаливания имеет аналогичную конструкцию, но в ней керамический нагревательный элемент, выполняющий функции спирали, помещен в керамическую оболочку. Керамические свечи накаливания имеют более высокую температуру накала (до 1350°С), меньшее время прогрева (2 сек) и соответственно лучшие характеристики холодного запуска.

Ведущими производителями свечей накаливания являются фирмы Bosch, NGK, Lucas.

Управление свечами накаливания производится с помощью реле или отдельного электронного блока управления. Данные устройства регулируют величину подаваемого на свечи напряжения и, тем самым, обеспечивают необходимый момент и температуру накала, а также продолжительность нагрева.

Работа реле свечей накаливания (блока управления) осуществляется на основании сигналов входных датчиков (датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика частоты вращения коленчатого вала) системы управления дизельным двигателем.

Свечи накаливания включаются при определенных температурных условиях во время запуска двигателя (первое положение ключа в замке зажигания), о чем сигнализирует контрольная лампа на панели приборов. После того, как лампа погаснет, а прогрев закончится, производится запуск двигателя (второе положение ключа в замке зажигания).

На современных дизельных двигателях свечи накаливания помимо предварительного (предпускового) накала обеспечивают дополнительный накал после запуска двигателя. Дополнительный накал производится для уменьшения шума при сгорании смеси на непрогретом двигателе, а также сокращения вредных выбросов в атмосферу. Фаза дополнительного накала имеет продолжительность порядка 3 минут и заканчивается при достижении охлаждающей жидкостью температуры 20-30°С.

Керамические свечи накаливания помимо дополнительного накала используются для регенерации сажевого фильтра.

Как они запускали дизельные двигатели до того, как была изобретена свеча накаливания?

Согласно этой странице Bosch , их свеча накаливания была разработана в начале 1920-х годов.

Тем не менее, дизельный двигатель существовал не менее 20 лет до этого; например, французы использовали его на подводной лодке в 1904 году.

Учитывая, что дизельная технология основана на самовоспламенении, как они разогрели двигатель до температуры без свечи накаливания?

DucatiKiller

Понятия не имею, чем я занимаюсь

Agent_L

Свеча накаливания — всего лишь вспомогательное средство для запуска двигателя. Есть много проектов, все еще производимых сегодня без каких-либо свечей накаливания (например, военные дизели работают без электричества), и даже многие современные дизельные двигатели могут быть запущены, если свечи накаливания выходят из строя (если это не предотвращает бортовой компьютер).

Самовоспламенение дизеля происходит от тепла, генерируемого адиабатическим сжатием топливовоздушной смеси. Свечи накаливания просто добавляют немного тепла, поэтому вам нужно меньше проворачивать, прежде чем компрессия нагревает двигатель до рабочей температуры.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 ♦

Agent_L

Шёрд Копперт

Когда я был маленьким, у моего отца была яхта, которая была сторожевым кораблем североевропейской береговой охраны. Он купил его как лишний военный и превратил в яхту. Двигатель, дизель Stork Werkspoor, ну, это была настоящая история. Он был массивным, почти 6 футов высотой, с гигантским маховиком. Каждый цилиндр имел полку в отливке, на которую вы положили выдувную горелку. Их нужно было зажечь примерно за полчаса до того, как вы захотели запустить двигатель. Когда отдельные головки цилиндров были раскалены до краев, мой отец встал на ручку и оттолкнулся от крыши, позаботившись о том, чтобы маховик был расположен в нужном месте, или он отскочил назад (я пытался, он чуть не пробил меня крыша). Этот двигатель приводил в движение массивную 5-лопастную опору с переменным шагом, поэтому без коробки передач вы настраивали скорость, как самолет, изменяя высоту опоры.

Стив Мэтьюз

Я не видел, чтобы это было сделано лично, но мне сказали, что некоторые старые военные машины (Второй Мировой Войны) будут прогреваться перед запуском любым способом, в том числе и с использованием освещенных морских факелов.

По-видимому, некоторые российские танки с дизельными двигателями будут запускаться, запуская их бензиновыми двигателями или даже нагревая их над огнем.

Аарон Лаверс

Чтобы расширить ответ выше, многие старые винтажные дизели использовали дизайн «горячих ламп». Там будет участок головки, где для его нагрева будет использоваться открытое пламя, чтобы двигатель мог воспламенить низкосортные мазуты / дизели без необходимости чрезвычайно высокой компрессии.

Agent_L

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 ♦

Agent_L

Agent_L

Agent_L

Солнечный Майк

Один метод, который все еще используется — но только на транспортных средствах с металлическими канистрами воздушного фильтра, состоит в том, чтобы удалить фильтр и поместить горящую бумагу туда — горячий воздух имеет все значение. После запуска установите фильтр обратно .

Другой способ — снова нагреть воздухозаборную трубку паяльной лампой: металл, а не пластик .

И да, я видел и то, и другое: тяжелые товары, сельское и лесное хозяйство — вероятные кандидаты .

Почему выходят из строя свечи зажигания

Почему свечи зажигания выходят их строя

К сожалению на долговечность службы свечей влияет множество факторов и устранить все не представляется возможным. Однако часть из них можно устранить и предупредить неблагоприятные развития ситуации, поломки.

Стоит принять меры если внешнее описание свечи соответствует следующим признакам:

• свеча покрыта сажевыми отложениями;
• имеются масляные отложения;
• на свече наблюдается желтый, красный налет;
• электрод быстро приходит в негодность;
• быстрый износ самого разъема свечи;
• заливаете некачественное топливо;
• плохое состояние двигателя;
• плохое состояние системы подачи топлива;
• агрессивная эксплуатации автомобиля.

Подробнее разберем каждый пункт

Свеча покрыта сажевыми отложениями — первая причина это некачественное топливо, вторая причина это неправильное соотношения пропорций топливовоздушной смеси, вытекающим из второго может быть неисправность системы впрыска топлива, третья причина это неисправный кислородный датчик

Когда на свече присутствуют подтеки масла — первая причина это баналььный перелив масла выше нормы, вторая это износ поршневой группы, а вследствие требуется капитальный ремонт двигателя и третья причина это неисправный турбокомпрессор.

Присутствует желтый, красный налет — основная причина появления желтого и красного налета это использование присадок в двигателе или топливе, это не является серьезной неисправностью, однако стоит задуматься о дальнейшем их использовании!

Электрод свечи быстро приходит в негодность — основная причина неисправности свечи это не отрегулированное зажигание или износ клапанов, второстепенными причинами является качество топлива и использование масла с агрессивными присадками. Все это может привести к скоротечному разрушению свечи.

Быстрый износ разъема свечи — стоит отметить что данная неисправность характеризуется перегревом свечи и ее разрушением. Довольно часто износ разъема происходит из за некачественных материалов свечи.

Качество используемого топлива — присадки с высоким содержанием железа, которые используют для повышения октанового числа, способствуют образованию отложений на электродах, что затрудняет искрообразование.

Состояние деталей двигателя — прорыв картерных газов и масла в цилиндры мотора из-за неисправности поршневых колец способствует отложению нагара на свечах, из-за чего ухудшаются условия их работы.

Состояние системы подачи топлива — переобогащенная смесь сгорает не полностью, что также ведет к образованию нагара и выходу свечей из строя.

Режим эксплуатации — частые запуски, поездки на короткое расстояние, работа двигателя в условиях низких температур сокращают срок службы свечей.

Как видите причины неисправностей свечей зажигания весьма разнообразны.

Проверка свечей зажигания

Часто для проверки свечи достаточно внешнего осмотра. Если хорошо заметен ярко-красный нагар на электродах свечи или на них присутствуют внешние дефекты – пора заменить неисправную деталь. Если же снаружи признаков неисправности нет — тогда следует провести более тщательную проверку.

Для моторов с искровой системой зажигания существует несколько способов проверки работоспособности свечей:

1. Надеть высоковольтный провод на свечу, вывернутую из мотора, и поднести ее к выступающей металлической части на двигателе —»массе» и попытаться его завести. Если между электродами свечи наблюдается искра — свеча работоспособна. Способ требует двух человек — один заводит машину, второй следит за искрой, один из самых простых способов проверки свечей.
2. Способ проверки в котором используется специальный тестер в виде пистолета для проверки свечей. Продается во многих магазинах запчастей и стоит относительно недорого. Колпачок на проводе надевается на снятую с двигателя свечу, а металлическое жало прислоняется к боковому электроду. Во время нажатия на клавишу между электродами должен проскакивать электрический разряд. При этом на пистолете загорается лампа-индикатор.
3. С помощью того же пистолета можно проверить свечи не снимая их с двигателя. Ориентироваться тогда придется только на встроенный световой индикатор прибора.
4. Способ проверки свечей, требующий специального оборудования — стенд с барокамерой. Свеча устанавливается на стенд, в камере создается давление, соответствующее компрессии двигателя. При подаче напряжения на центральный электрод свечи через прозрачное окошко наблюдают за искрой — если она сильная, холодного голубого цвета, значит, деталь исправна.

Проверка свечей накаливания

Дизельные моторы искрообразования не требуют, поэтому для свечей накаливания проводят проверку нагревательного элемента. Есть ряд доступных способов проверки:

1. Выворачивают форсунки и наблюдают свечи накаливания через отверстие. Исправная свеча накаливания должна светиться ярко-красным. Способ подходит не для всех моторов, так как во многих из них через отверстие для форсунки свечу не видно.
2. Мультиметр в режиме проверки замыкания подсоединяют одним щупом к корпусу, вторым к верхнему электроду свечи накаливания. В случае если индикатор показывает разрыв цепи, свечу накаливания следует заменить.
3. Вывернутые свечи подсоединяют к общей плюсовой шине, а корпуса связывают толстым проводом. Нагревательные элементы должны при этом смотреть вверх. После включения зажигания наблюдают за цветом нагревшейся свечи. Та, которая тусклее всех, и есть неисправная. Такую «гирлянду» из свечей накаливания можно проверить и на отдельном столе, воспользовавшись аккумулятором.

Как продлить срок службы свечей.

Для того что бы продлить срок службы свечей накаливания и зажигания самое главное, периодически контролировать их состояние.

Обслуживание свечей зажигания бензиновых двигателей сводится к периодическому осмотру, очистке и контролю зазоров между электродами. Очищать свечи от нагара лучше всего с помощью специального приспособления с мягкой металлической щеткой. Если механическая очистка не помогает, то можно замочить свечи в растворе ацетата аммония, предварительно обезжирив их с помощью бензина. После замачивания свечу легко очистить тканью. Но необходимость применения химического способа очистки является поводом задуматься об исправности двигателя.

Какие зазоры должны быть у свечей, каждому двигателю необходимы свечи со своим зазором между боковым и центральным электродами. Его величина может быть указана в маркировке свечи. Зазор между электродами замеряют специальным щупом круглого сечения — плоский щуп не годится. Регулируют расстояние между электродами подгибанием бокового.

Свечи накаливания дизельных двигателей обслуживания, как правило, не требуют. Система самодиагностики сама сообщит водителю об их неисправности. Кроме того, из-за особенностей конструкции всегда есть риск обломить свечу при выворачивании, поэтому часто снимать и устанавливать их не рекомендуется.

Совет механика: выворачивая свечи накаливания соблюдайте осторожность . Снимать их, необходимо предварительно прогрев мотор до рабочей температуры. Устанавливая новый комплект, смажьте каждую антипригарной смазкой. Соблюдайте момент затяжки при установке.

Где применяется свеча накаливания: её конструкция и принцип работы

Свеча накаливания – это особый элемент дизельного двигателя, предназначенный для доведения впрыскиваемого топлива до нужной температуры при запуске двигателя. Кроме того, они используются в системе предпускового прогрева двигателя в карбюраторных двигателях и для запуска автономного прогрева салона автомобиля.

По принципу работы они полностью отличаются от свечей зажигания, так как не создают искру при работе, а доведение топлива до необходимой температуры обеспечивается благодаря нагреву реле калильных свечей.

Так как возгорание дизельного топлива осуществляется за счет обеспечения определенного давления, свечи накаливания являются частью предпускового устройства. Фактически, их работа ограничивается холодным пуском дизеля при температуре ниже 5°С. Как следствие, многие современные типы двигателей без предкамер, вовсе обходятся без данной детали.

Еще один метод избавиться от установки свечей широко используется фирмой Cummins . В свои дизели они встраивают специальные нагревательные решетки. Тем не менее, применение этих деталей навряд ли будет ограничено в ближайшее время, как так в будущем планируется все больше водить моторы с низким уровнем сжатия, а их холодный запуск без специальных средств практически невозможен.

Где устанавливаются эти свечи

Места установки свечей накаливания напрямую зависят от конструкции конкретного двигателя.

При раздельной камере сгорания они располагаются в вихревой камере или форкамере. Если же в дизеле используется нераздельная камера сгорания, то они устанавливаются в ней.

Места установки свечей накаливания

Конструкция свечи накаливания

Конструктивно свеча накаливания является электронагревателем со спиральным реле, погруженным в защитную оболочку. Исходя из материалов, они разделяются на два вида: металлические и керамические.

Устройство свечи накаливания

Кроме того, существуют, так называемые, турбо-свечи. Они имеют другую форму корпуса с коническим наконечником. За счет этого удается сократить утечки. Такие свечи, в основном, используются в гоночных автомобилях.

По конструкции различают свечи накаливания с моноспиралью и двойной спиралью. Первые имеют более простые в изготовлении и устанавливаются на большинстве современных автомобилей. За счет использования лишь одной спирали их легче настроить для саморегулировки и необходимой температуры. Эта конструкция более надежна и устойчива с течением времени.

С другой стороны, свечи накаливания с двойной спиралью позволяют лучше отрегулировать оптимальный баланс температур. Правда для их создания нужно тщательно подойти процессу выбора материалов, так как при неподходящем материале они могут работать нестабильно и разрушаться. Двойная спираль сейчас только вводится в массовое использование в дизелях, но за ней будущее.

Принцип работы

Блок свечей накаливания включается в работу автоматически вместе с поворотом ключа зажигания перед запуском стартера. При этом на панели приборов в салоне загораются специальные индикаторы, сигнализирующие о его работе.

Далее происходит интенсивный нагрев реле свечей накаливания. Их рабочая температура устанавливается за 2-5 секунд. Попутно, свечи немного нагревают воздух, поступающий в камеру сгорания.

Принцип работы свечи накаливания

После установления рабочей температуры, индикаторы в салоне гаснут, но напряжение еще некоторое время подается.

Основная функция свечей накаливания – разогревать дизельное впрыскиваемое топливо во время старта двигателя. При их неисправном состоянии, воспламенение топлива затруднительно и возможно лишь после продолжительного вращения стартера. Фактически, они позволяют запускать дизель в морозную погоду с таким же успехом, как и в жаркую.

Видео:

В современных двигателях свечи накаливания выполняют еще одну важную функцию. На них продолжается подача электричества в течение нескольких минут после успешного запуска для стабилизации работы и обеспечения полного сгорания топлива в камерах.

Таким образом, ограничивается количество вредных выбросов в атмосферу от не полностью прогоревшего дизеля. Кроме того, за счет обеспечения полного сгорания топлива снижается уровень шума при запуске мотора.