Свеча накала

Устранение старых деталей

Здесь важно следовать следующим этапам:

Как снять свечи зажигания

Необходимо потянуть клемму провода от силового агрегата. Провод захватывается максимально близко к разъёму. Процедура выполняется крайне аккуратно. Задача – вынуть клемму. Ни в коем случае не стоит дёргать за провод при его вынимании из пробки. Так вы можете нанести ему серьёзные повреждения.

На вынимаемую деталь ставится торцовый ключ. Для выкручивания детали из корпуса задействуйте трещотку

Все эти действия производятся медленно и очень осторожно

При проверке здесь стоит удостовериться, нужна ли замена штекеров. Выяснить это просто: изымается и тщательно изучается одна деталь из целого набора. Осматривается её зазор и кондиции контактов. Если обнаружено выгорание контактов, придётся срочно приобретать новые штекеры. Прогоревшие штекеры устраняются по одному, поочерёдно

Важно обнаруживать их позиции

Правильное действие источников искры осуществляется в определённом алгоритме. И при неверном присоединении проводов двигатель будет функционировать с серьёзными перебоями. И в конце концов может выйти из строя.

При замене более одной детали особое внимание уделяйте проводам. Их можно пометить маркером или маленькими кусочками изоленты. И свеча, и каждый провод обозначаются таким способом ещё до процедуры замены

Так вы не допустите негативных последствий и неверного подключения этих составляющих

И свеча, и каждый провод обозначаются таким способом ещё до процедуры замены. Так вы не допустите негативных последствий и неверного подключения этих составляющих.

Если такой разъём никак не устраняется голыми руками, то эту дилемму поможет решить особый съёмник.

Пример:

Данная операция выполняется очень аккуратно. Резьба не должна быть испорчена.

Этап второй. Извлечение

Извлекается деталь, подлежащая замене. В этом действии задействуется специальный ключ, имеющий насадку. Он вращается против вектора часовой стрелки. Огромные усилия здесь не требуются. Не следует выдёргивать свечу с её позиции. Так только испортите резьбу. Эти манипуляции производятся также крайне аккуратно. Если есть затруднения, можно делать вращения по часовой стрелке, а затем снова против неё.

Этап третий. Очистка

Здесь очищается свечное отверстие. Очистка проводится обязательно и ещё до монтажа новых свечей. Снова используйте технический спирт и ту же тряпку. И только после полной ликвидации грязи с резьбы можно приступать к дальнейшим действиям.

Тщательно осматриваются электроды на предмет нагара. В определённых случаях свечи могут действовать не стабильно из-за грязевых скоплений между электродами.

Если та сторона свечи, которая помещена внутрь мотора, покрыта маслом, значит, износились поршневые и маслосъёмные кольца. При подобном раскладе прибегать к услугам специалистов из сервиса. Если указанные детали имеют нормальные кондиции, то их цвет коричневатый.

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.

Проверка мультиметром (тестером)

Тестер для проверки свечей накала дизеля используется в трех режимах:

1. Замер показания сопротивления;
2. Способом прозвона (если поддерживается);
3. Замер показания потребляемого тока.

Все способы можно применить, не снимая изделия с двигателя. Но таким образом мы ответим только на вопрос – «исправна свеча или нет». Выяснить в каком она состоянии и причины ее поломки не удастся.

Прозвон цепи

Для проверки способом прозвона необходимо:

1. Отсоединить питающий провод от свечи накала;
2. Выставить на тестере регулятор в нужное положение;
3. Минусовой щуп прижать к блоку двигателя, плюсовой – к электроду.
4. Наличие звука указывает на то, что спираль целая.

Если вы используете аналоговый тестер, то нужно ориентироваться по стрелке, ее отклонение указывает на целостность цепи.

Также это можно сделать и на снятой свече, только вместо блока щуп нужно приложить к корпусу изделия.

Первый и третий способы более информативны, но здесь есть свои особенности, которые важно знать

Замер сопротивления

Тут важно понимать принцип взаимосвязи блока ЭБУ с сопротивлением спирали, которое в новой свече накала должно быть в пределах 0.7-1.8 Ом. ЭБУ ориентируется на потребляемый нагревательными элементами ток (А), который в зависимости от их прогрева меняется. Величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления

Величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления

ЭБУ ориентируется на потребляемый нагревательными элементами ток (А), который в зависимости от их прогрева меняется. Величина тока обратно пропорциональна величине сопротивления.

Т.е. свечи накала отключаются тогда, когда их сопротивление в результате нагрева увеличивается, а сила тока, проходящего через спираль, уменьшается. По достижении определенного значения тока на ЭБУ поступается сигнал, что свечи прогреты и их нужно отключить.

Если сопротивление, в результате неисправности нагревательных элементов, завышено (больше номинального), то сила тока уменьшается раньше, чем это необходимо.

В этот момент на ЭБУ поступает сигнал (в нашем случае преждевременный), что свечи накала прогреты и их нужно отключить, что и происходит. При этом температура воздуха в цилиндрах остается не достаточной для уверенного запуска двигателя.

Замер потребляемого тока

Наиболее информативный способ, который предполагает запуск еще холодного двигателя. Т.е. свечи накала снимать не нужно.

Благодаря замеру потребляемого тока можно быстро выявить неисправный нагревательный элемент. При этом достоверность полученного результата будет приближаться к 100%.

Но здесь важно понимать, какие типы свечей накала установлены в двигателе и какой у них нормативный ток потребления. К примеру, если взять стрежневые изделия, то они могут быть однополюсными и двухполюсными. К примеру, если взять стрежневые изделия, то они могут быть однополюсными и двухполюсными

К примеру, если взять стрежневые изделия, то они могут быть однополюсными и двухполюсными.

Первые подключаются по классической схеме – масса на корпусе, отходит один вывод. Потребляют от 5 до 18 А.

Вторые определяются по наличию двух выводов, могут потреблять до 50А.

Чтобы замерить потребляющий ток необходимо в электрическую цепь, питающую свечу накала, последовательно подключить тестер в режиме «амперметр».

Для этого:

1. Отключаем от изделия запитывающий провод;
2. Переводим мультиметр в режим амперметра;
3. Подключаем один щуп к питающему проводу, второй – к центральному выводу свечи накала.
4. Потребуется помощник. Заводим автомобиль (двигатель должен быть холодным) и снимаем показания с прибора.

В первые секунды, сопротивление на электроде будет минимальным, так как двигатель еще холодный, соответственно и тестер будет показывать максимальную силу тока.

По мере прогрева свечи, сопротивление в ней будет повышаться, а сила тока падать. Это будет отображаться на приборе. Снижение должно проходить без резких перепадов, постепенно. А затем, на каком-то этапе, ток должен стабилизироваться.

Результаты проверки каждой свечи лучше записывать, чтобы затем их можно было сравнить. Они должны быть максимально идентичными.

Если поведение какой-то свечи накала отличается от других, то скорее всего прогреваются только ее середина или кончик. Отсутствие тока будет указывать на обрыв в цепи.

Здесь уже придется выкручивать изделие и повторно проводить проверку, но уже визуально наблюдая процесс накала. Как правило, это уже делается с помощью аккумулятора, подключенного напрямую (смотрите дальше).

Неисправности свечей накаливания в дизельных двигателях

Служба калильных свечей зависит от таких факторов, как особенности устройства, материалы, из которых изготовлено изделие, условия эксплуатации. Однако их не нужно менять в рамках планового обслуживания мотора, как это есть в случае со свечами зажигания (как определить, когда менять свечи зажигания, читайте здесь).

Обычно это делается по мере выхода из строя или появления признаков нестабильной работы. Чаще всего это происходит через 1-2 года после установки, но это все очень относительно, так как каждый автомобилист по-своему эксплуатирует машину (один ездит больше, а другой – меньше).

Определить свечу, которая скоро сломается, можно на станции техобслуживания во время компьютерной диагностики. Неполадки свечей в летний период выявляются крайне редко по работе мотора. Летом воздух достаточно прогрет, чтобы дизтопливо воспламенилось в цилиндре и без нагревателя.

Самый распространенный параметр, по которому определяется время замены нагревательных элементов – пробег автомобиля. Цена самых простых свечей доступна для большинства автомобилистов со скромным материальным достатком, однако их рабочий ресурс ограничен всего 60-80 тысячами километров. Дольше отхаживают керамические модификации – в некоторых случаях они не портятся при достижении 240 тысяч километров пробега.

Несмотря на то, что калильные элементы меняются по мере выхода из строя, замену все равно рекомендуется выполнять всем комплектом (исключением является установка бракованной детали).

Вот основные причины поломки свечей накала:

• Естественный износ материала. При резких скачках температуры с минусовых до экстремально высоких ни один материал долго не прослужит. Особенно это касается тонких металлических изделий;
• Металлический штифт может покрыться сажей;
• Калильная трубка может вздуться от высокого напряжения;
• Ошибки в процессе установки свечи в колодец. Современные модели очень тонкие, а вместе с тем и достаточно хрупкие, поэтому работу по установке новой детали нужно выполнять максимально аккуратно. Мастер может перетянуть резьбу, из-за чего деталь может остаться в колодце, и без специальных приспособлений ее невозможно будет демонтировать. С другой стороны, в процессе работы силового агрегата в зазоре между свечным колодцем и резьбой изделия скапливаются продукты сгорания. Это называется прикипанием свечи. Если неопытный человек будет пытаться ее выкрутить, он обязательно ее сломает, поэтому нужно, чтобы замену выполнял профессионал;
• Оборвалась спираль накала;
• Появление коррозии в результате электрохимической реакции.

Чтобы избежать неприятных ситуаций, связанных с неправильным демонтажем/монтажом деталей, следует придерживаться следующих простых рекомендаций:

Прежде чем менять СН, следует прогреть мотор

В помещении или на улице должно быть тепло, чтобы ДВС не успел остыть, пока будут вкручиваться новые детали;
Так как мотор будет горячим, во избежание ожогов нужно использовать перчатки;
При демонтаже свечи важно быть не менее аккуратным, чем при вкручивании ее в колодец. Во время выполнения этой процедуры также следует использовать динамометрический ключ, чтобы контролировать усилия момента;
Если деталь прикипела, нельзя прилагать усилия, превышающие допустимые

Лучше использовать проникающие жидкие вещества;
Попытку в откручивании следует предпринимать на всех свечах. Если ни одна не поддается, только тогда увеличиваем усилие;
Прежде чем вкручивать новые детали, свечные колодцы и место вокруг них следует очистить от грязи. При этом нужно быть аккуратным, чтобы в цилиндр не попали посторонние частицы;
В процессе вкручивания сначала это делается вручную, чтобы избежать кривой посадки элемента. Затем используется динамометрический ключ. Усилия выставляются в соответствии с указаниями производителя (указывается на упаковке свечи).

Система предпускового подогрева дизельного двигателя

Систему предпускового подогрева устанав­ливаются как на легковых, так и на коммер­ческих автомобилях. Система предпускового подогрева в основ­ном состоит из свечей накаливания с нагрева­тельным элементом в оболочке (GLP), блока управления и программного обеспечения в системе управления двигателем. В обычных системах предпускового подогрева использу­ются свечи накаливания с номинальным на­пряжением 11 В, на которые подается питание от электрической системы автомобиля. В но­вых низковольтных системах предпускового подогрева используются свечи накаливания с номинальным напряжением менее 11 В, тепло-производительность которых адаптиру­ется к двигателю электронным блоком управ­ления свечами накаливания.

На дизельных двигателях с предкамерой и вихрекамерой (IDI) свеча накаливания встав­лена во вторичную камеру сгорания, в то время как на двигателях с прямым впрыском топлива она вставлена в главную камеру сго­рания цилиндра двигателя.

Проходя мимо наконечника свечи накаливания, топливовоздушная смесь нагревается. Темпера­тура воспламенения достигается за счет совмест­ного действия свечей накаливания и нагрева вса­сываемого воздуха во время такта сжатия.

На дизельных двигателях с рабочим объемом более 1 л/цилиндр (коммерческие автомобили) вместо систем предпускового подогрева обычно используются пламенные подогреватели.

Фазы предпускового подогрева дизельного двигателя

• Предварительный нагрев: свечи накалива­ния нагреваются до рабочей температуры.
• Прогрев двигателя: для пуска двигателя система предпускового подогрева под­держивает требуемую температуру свечей накаливания в течение определенного пе­риода времени.
• Вспомогательный нагрев: работа свечей накаливания во время прогрева двигателя.
• Фаза после пускового нагрева: начинается после выключения стартера.
• Промежуточный нагрев: после охлаждения двигателя во время движения накатом или во время регенерации сажевого фильтра.

Обычная система предпускового подогрева дизельного двигателя

Обычная система предпускового подогрева включает свечи накаливания с номинальным напряжением 11 В, релейный блок управления и модуль управления предпусковым подогре­вом, встроенный в блок управления двигателем.

Программа предпускового подогрева в EDC (электронная система управления дизельным двигателем) включает и выключает свечи накаливания в соответствии с положением выключателя предпускового подогрева и параметрами, хранящимися в памяти блока управления. Блок управления свечами накали­вания через реле подает на свечи накаливания напряжение бортовой электрической системы автомобиля во время фаз предварительного нагрева, прогрева, пуска двигателя и после­ пускового нагрева. Номинальное напряжение свечи накаливания с нагревательным эле­ментом в оболочке составляет 11 В. Ее тепло- производительность зависит от напряжения питания и сопротивления свечи, которое, в свою очередь, зависит от температуры (свеча имеет положительный температурный коэф­фициент). Таким образом, свеча накаливания обладает свойством саморегулирования. В со­четании с функцией зависимого от нагрузки двигателя отключения, заложенной в про­грамму, это позволяет предотвратить тепло­вую перегрузку свечей накаливания.

Свеча накаливания с нагреватель­ным элементом в оболочке

Основной частью свечи накаливания с нагре­вательным элементом в оболочке является электронагревательный элемент (см. рис. «Свеча накаливания GLP2 с нагревательным элементом в оболочке» ). Трубчатый нагревательный элемент состоит из жаро- и коррозионностойкой оболочки, в которой заключена нить накаливания, окруженная спрессованным порошковым оксидом магния. Эта нить состоит из двух по­следовательно соединенные резисторов — на­гревательной нити, заключенной в наконеч­нике оболочки, и регулирующей нити.

Сравнение характеристик нагрева различных свечей накаливания

Нагревательная нить вварена в колпачок оболочки для заземления. Регулирующая нить присоединена к выводной шпильке для под­ключения к электрической системе автомобиля.

При подаче напряжения на свечу накаливания основная часть электроэнергии первоначально преобразуется в тепло; температура наконечника свечи накаливания резко возрастает. Температура регулирующей нити, а также ее сопротивление возрастают с определенной временной задержкой. Потребляемый свечой накаливания ток и, следовательно, ее теплопроизводительность снижаются, и температура приближается к температуре стабильного состояния.

Будущие разработки двигателя и свечи накаливания

Развитие технологий никогда не прекращается. Промышленности необходимы свечи вторичного накаливания. Свечи накаливания должны действовать не только во время запуска, но также и в течение около 3 минут во время периода прогрева, в зависимости от температуры. Таким образом, с самого начала обеспечиваются высокие показатели хода и низкая степень эмиссии. Это неизбежно повышает требования к долговечности свеч накаливания.

В будущем будут использоваться дизельные двигатели с низкой компрессией, которые вследствие увеличенного наддува достигают большой мощности, при одновременно низкой эмиссии. Правда, подобные концепции имеют слабые пусковые характеристики, обусловленные конструкцией. Высокотемпературные свечи накаливания из керамики имеют в этом смысле некоторые преимущества, поскольку они нагреваются значительно сильнее, чем металлические свечи накаливания, а также имеют продолжительный срок службы.

Благодаря прогрессивной технологии свеч накаливания, различия в процессах запуска дизельного двигателя и двигателя с принудительным зажиганием в будущем будут практически не заметны.

Различные стадии накаливания свечей

Чтобы выполнить надёжный холодный запуск, прежде всего, при низкой температуре окружающего воздуха, дизельные двигатели должны быть оснащены свечами накаливания.

Причина: На момент запуска цилиндры и двигатель сильно охлаждены. Они забирают дополнительную энергию из без того уже холодного окружающего воздуха. Посредством только сжатия воздуха не может быть достигнута температура, необходимая для самовоспламенения.

Теперь в дело вступает свеча накаливания. Она вкручена в головку цилиндра. Её калильная трубка выступает в камеру сгорания и нагревается, как только включается питание. В зависимости от типа свечи накаливания, её температура повышается до 1000 °C. При этом свеча также нагревает камеру сгорания. Этот процесс перед собственно запуском двигателя называется «разогревом».

В ходе процесса разогрева ток сначала проходит через болт клеммы и регулировочную спираль к нагревательной спирали, которая вследствие этого быстро нагревается и вызывает накаливание конца штифта. В зависимости от типа двигателя, конец штифта нагревается с различной скоростью. При этом дополнительно повышается температура регулировочной спирали, уже нагретой проходящим током. Как следствие, увеличивается электрическое сопротивление, а ток уменьшается, чтобы предотвратить повреждение штифта накаливания.

Способы проверки свечей накаливания для дизеля

Выход из строя одной или двух свечей накала может быть незаметно при относительно теплой погоде. А при наступлении морозов сразу возникают трудности с запуском дизельного мотора.

Мы опишем три разных способа проверки работоспособности свечей накаливания. Выбор каждого из них зависит от того, есть ли у автомобилиста определенные приборы, инструменты, навыки и свободное время.

Способ 1 — Проверка свечей накаливания при помощи аккумулятора

Наиболее точную и наглядную картину об исправности нагревательных элементов для дизеля дает проверка на аккумуляторной батареей. Каждая свеча проверяется отдельно, при этом автолюбитель видит степень ее накаливания.

Недостатком данного метода диагностики будет необходимость выкручивания всех свечей накала. Это потребует в некоторых автомобилях значительных затрат времени, а также демонтажа некоторых деталей, затрудняющих доступ к нагревательным элементам.

1. Для проведения испытаний понадобится изолированный провод длиной около 0,5 м.
2. Свеча накаливания переворачивается нагревательным элементом вверх и устанавливается центральным электродом на плюсовую клемму АКБ.
3. С помощью электрического провода нужно соединить минусовую клемму аккумулятора и корпус свечи (в боковой части).
4. Если нагревательный элемент быстро накаливается более чем наполовину, то свеча исправная.
5. При отсутствии накала или нагревании только кончика элемента — требуется замена свечи.

Ниже приведены более простые способы проверки свечей накала.

Способ 2 — Проверка свечей накаливания мультиметром

Иногда нет времени или инструментов, чтобы извлечь свечи накаливания из головки блока дизельного двигателя. В этом случае может оказаться полезной проверка мультиметром. Прибор устанавливается в положение для тестирования сопротивления (омметр).

Но предварительно необходимо отсоединить от свечей накала провод, подающий ток на центральный электрод. На каждый нагревательный элемент может подаваться отдельный провод или же все свечи могут соединяться медной или латунной шиной. Теперь остается плюсовой щуп мультиметра соединить с центральным электродом свечи, а минусовым щупом прикоснуться к боковой поверхности корпуса. Если стрелка не отклоняется или нет показаний на цифровом дисплее, то имеется пробой в нагревательном элементе. Свечу накаливания необходимо заменить.

Недостатком этого способа является трудность выявления нагревательных элементов со слабым накалом. Тестер покажет, что пробоя нет, а свеча будет недостаточно прогревать камеру сгорания.

Способ 3 — Проверка свечей накаливания на «искру»

Старым испытанным способом проверки исправности свечей накаливания является степень искрообразования. Для этого понадобится изолированный провод длиной 0,5-1 м, на обоих концах которого снимается по 1-2 см изоляции.

Теперь нужно освободить свечи накала от шины и подающего провода. Один конец проверочного провода крепится на плюсовой клемме аккумулятора, а вторым концом выполняется касательное движение по центральному электроду свечи накаливания (смотрите на видео ниже). Таким образом мы сможем наблюдать примерно следующее:

• На исправном нагревательном элементе образуется сильная искра.
• Если свеча слабо накаливается, искрение будет незначительным.
• На полностью неисправной свече накаливания искры не будет вообще.

Данную проверку можно смело делать на старых автомобилях, у которых нет «мозгов» и компьютера. На видео ниже, таким способом проверяют свечи накала на дизельной Nissan Primera.

Приведенные выше способы проверки свечей накаливания позволяют самостоятельно обнаружить причину плохого запуска дизеля. При выявлении неисправной детали автовладельцу останется только заменить вышедший из строя нагревательный элемент. После этого завести двигатель на морозе, как правило, не составляет труда.

Также владельцам машин с дизельными моторами в зимнее время года совсем не лишним окажется предпусковой подогреватель двигателя.