Напруження свічки в дизельних двигунах

Одне з істотних відмінностей дизеля від бензинових моторів – складні умови запуску при низьких температурах, обумовлені принципом його роботи. Свічки накалу повинні забезпечити впевнений старт двигуна, але, у разі їх відмови, водія чекають серйозні проблеми.

Для полегшення запуску двигунів у холодний час (від +5 до -30°С) проводиться нагрів повітря в циліндрах з допомогою свічок розжарювання. По своїй суті свічки розжарювання є одним з пристроїв передпускового підігріву і, відповідно, основним їх призначенням є швидке досягнення робочої температури суміші.
При повороті ключа запалювання свічки за лічені секунди розжарюються до температури 800-1300 градусів, і повітря в камері згоряння швидко нагрівається. При цьому кожна свічка витрачає струм 8 – 16 ампер. За допомогою реле або електронного блоку відбувається керування величиною напруги і тривалістю подачі електричного струму на свічки. Після відключення сигнальної лампочки на панелі, реле ще близько трьох хвилин підігріває свічки на працюючому моторі.
Так як температура розжарення свічок дуже велика, то вони ще тривалий час залишаються гарячими, тому багато сучасні свічки відключаються від мережі відразу після вимикання стартера.

Свічки розташовані так, що робоча частина свічки знаходиться в камері згоряння паливно-повітряної суміші і забезпечує підігрів повітря.

Є два види свічок - відкриті і закриті.

У першого типу свічок накалу немає захисного чохла для спіралі.

Свічка розжарювання з відкритим нагрівальним елементом встановлюється в камері згоряння двигуна таким чином, щоб розпечена спіраль перебувала на деякій відстані від межі струменя розпилюючого палива. Якщо струмінь палива зачіпає спіраль, процес займання поліпшується, але скорочується термін служби свічки. Відкритий тип свічок попадається тепер рідко. Їх масове застосування було на дизелях старого типу фірми Mersedes.

Зате в закритій штифтової свічці спіраль розжарювання знаходиться в закритому кожусі, заповненому ізоляційному матеріалу з високою теплопровідністю. Кожух свічки виготовляють із спеціального сплаву. Штифтові свічку в камеру згорання встановлюють так, щоб конус струменя распиливаемого палива стосувався розпеченого кінця її кожуха.

Розрізняють два види такого роду свічок розжарювання:

• з металевою спіраллю
• керамічні

Свічка розжарювання з металевою спіраллю включає нагрівальний наконечник з термостійкого сплаву, в який поміщені дві послідовно з'єднані спіралі: нагрівальна і регулювальна. Нагрівальна спіраль забезпечує швидкий нагрів наконечника. Регулювальна спіраль регулює інтенсивність напруження нагрівальної спіралі за рахунок збільшення електричного опору при підвищенні температури. Таким способом забезпечується саморегулювання величини напруження свічки і захист її від перегріву.
Простір між нагрівальною трубкою і спіралями заповнюється ізолюючим наповнювачем, який виконує дві функції – захисту спіралі від механічних впливів і ефективної передачі тепла. Свічки розжарювання з металевою спіраллю реалізують температуру розжарення до 1000°С і забезпечують час прогріву 3-4 сек.

Керамічна свічка розжарювання має аналогічну конструкцію, але в ній керамічний нагрівальний елемент, що виконує функції спіралі, поміщений в керамічну оболонку. Керамічні свічки розжарювання мають більш високу температуру розжарення (до 1350°С), менший час прогріву (2 сек) і відповідно кращі характеристики холодного запуску.

Свічка розжарювання має різні місця установки в залежності від конструкції дизельного двигуна :

• в камері вихрової (двигуни з роздільною камерою згоряння);
• у форкамере (двигуни з роздільною камерою згоряння);
• у камері згоряння (двигуни з нероздільної камерою згоряння).

з форкамерой прямий впорскування

Управління свічками розжарювання здійснюється за допомогою реле або окремого електронного блоку управління. Дані пристрої регулюють величину подається на свічі напруги і, тим самим, забезпечують необхідний момент і температуру розжарення, а також тривалість нагрівання.
Робота реле свічок розжарювання (блоку управління) здійснюється на підставі вхідних сигналів датчиків (датчика температури охолоджуючої рідини, датчик частоти обертання колінчастого вала) системи керування дизельним двигуном.

Свічки розжарювання включаються при певних температурних умовах під час запуску двигуна (перше положення ключа в замку запалювання), про що сигналізує контрольна лампа на панелі приладів. Після того, як лампа згасне, а прогрів закінчиться, здійснюється запуск двигуна (друге положення ключа в замку запалювання).

На сучасних дизельних двигунах свічки розжарювання крім попереднього (передпускового) напруження забезпечують додатковий напруження після запуску двигуна. Додатковий загострення проводиться для зменшення шуму при згорянні суміші на непрогрітому двигуні, а також скорочення шкідливих викидів в атмосферу. Фаза додаткового напруження має тривалість близько 3 хвилин і закінчується при досягненні охолоджувальною рідиною температури 20-30°С.

Керамічні свічки розжарювання крім додаткового напруження використовуються для регенерації сажового фільтра.
    
Поговоримо про факельних свічок розжарювання.

Вони мають відкритий тип і монтуються на впускних колекторів двигунів з великим робочим об'ємом. Свічка такого виду забезпечує горіння палива, що підводиться по трубопроводах, розігріває повітря у впускному колекторі, розігріваючи циліндри. Тобто, в трубі випарника паливо змішується з всмоктуваним повітрям. Суміш запалюється на нагрівальному стрижні. Захисна труба обмежує факел і сприяє його стабільності. Факельна свічка розжарювання забезпечує надійний пуск двигуна без надмірних навантажень навіть при дуже низьких температурах.
За рахунок спільної роботи двигуна і факельного пристрою полегшення пуску досягається більш повне і безшумне згорання дизельного палива в фазі розігрівання. Це знижує задимлення до 40 %. Двигун працює з самого початку більш плавно, і значно знижуються викиди відпрацьованих газів. Плавний хід двигуна у фазі запуску позитивно впливає на термін експлуатації двигуна.

Симптоми і проблеми

Справність свічок розжарювання відображається на панелі приладів, де встановлено спеціальний індикатор, зажигающийся в момент пуску при справних свічках. При цьому індикатор також може вийти з ладу, тому не варто передчасно панікувати, якщо він загоряється, а авто не заводиться. Не варто також зі стовідсотковою впевненістю говорити, що свічки напруження в повному порядку, коли індикатор загоряється, а автомобіль не заводиться, оскільки в ряді випадків проблема може критися в блоці управління.

Найбільш імовірною причиною скрутного запуску дизельного двигуна є відсутність підігріву у внутрішніх об'ємах циліндрів. Якщо двигун справний, то після включення стартера і декількох оборотів колінчастого валу, двигун негайно починає працювати.
У 90% випадків проблема полягає в несправності свічок розжарювання, які і відповідають за швидкий пуск двигуна. При цьому автомобілі з дизельним двигуном часто можуть заводитися і з несправними свічками накалу, але тільки до температури плюс 5 градусів. Як тільки стовпчик термометра на вулиці опускається нижче, з подібною проблемою в сервісні центри звертається все більше власників дизелів.

У теплу пору року неробочий стан однієї свічки відразу виявити важко. При запуску двигуна це не помітно. Але через кілька хвилин роботи двигуна це буде помітно, так як робота мотора буде нерівною. Це відбувається через порушення процесу згоряння суміші в холодному циліндрі.
Значно ускладнять запуск двигуна проблеми у двох свічках. Вийшли з ладу одразу три, або чотири свічки - факт малоймовірний. Тому, якщо двигун не вдається завести, проблему слід шукати в проводці або в реле управління. Деякі моделі автомобілів оснащені лампочками, які включаються при виявленні неполадок свічок.

Проблем із запуском двигуна не виникне навіть при несправності свічок, тільки в тому випадку, коли температура двигуна більше 60 градусів.

Якщо кілька разів поспіль ви відчували труднощі при запуску двигуна, то варто перевірити стан свічок. Слід звернути увагу, що якщо виходить з ладу одна свічка, то доцільніше замінити відразу все, так як і ті свічки, що працюють, можуть вийти з ладу, якщо час роботи свічок вже перевищує номінальне. Різні типи свічок розжарювання іноді розрізняються за розміром, час розігріву і потужності. Внаслідок цього, замінювати свічки потрібно однотипними варіантами.

Несправності свічок розжарювання можуть бути пов'язані:

• З їх механічними пошкодженнями (сколи, тріщини, зрив різьби). Так, свічка може бути зрізана частково або повністю. Тут можуть виникнути проблеми з розпилювачем, який буде розпорошувати струмінь в неправильному напрямку чи просто стане протікати.

• При надмірному напруженні або при неправильному зберіганні перед установкою свічка може роздутися, що позначиться на швидкодії заведення дизеля.

• При несправності самого двигуна або при попаданні масла у форкамеру може статися здуття корпусу свічки на виході форкамери.

• При неправильному встановленні свічки, її негерметичному з'єднанні, пошкодження різьби, поганий затягуванні може з'явитися нагар навколо свічки в підставі, що також приведе до несправності та подальшої поломки.

• Неполадки в паливній системі.

• Закінчився термін експлуатації.

Часто поломки можуть бути спричинені неякісними матеріалами, які використовувалися для виготовлення свічок розжарювання, тому краще купувати тільки оригінальну або сертифіковану продукцію.
Слід зазначити, що різні фірми передбачають власну класифікацію показників, які потрібно зіставити. На сучасному ринку сьогодні представлені свічки для автомобілів з дизелем таких фірм, як: ASHIKA, ASHUKI, BERU, BLUE PRINT, BOSCH, BREMI, CHAMPION, DELPHI, DENSO, EYQUEM, FAE, FEBI, HERTH+BUSS, JAKOPARTS, HIDRIA, IPS Parts, JAPANPARTS, JAPKO, KAGER, KAISHIN, LUCAS DIESEL, NGK, NIPPARTS, NPS, STANDARD, які зарекомендували себе як досить функціональні та продуктивні.

Діагностика і ремонт

Коли виникають проблеми із запуском двигуна, необхідно в першу чергу продіагностувати свічки розжарювання. Для цього дані деталі слід оглянути, перевірити їх працездатність, підключивши до джерела напруги, виміряти опір деталі. Тільки після цього ви будете стовідсотково впевнені, чи дійсно проблема полягає в самих свічках розжарювання.
Проводити діагностику і подальшу заміну свічок розжарювання краще в сервісних центрах. Втім, багато автолюбителів чудово справляються з цим завданням самостійно.

Сама свеча хрупкая. Поэтому затягивать её нужно динамометрическим ключом, с усилием не более 20 Нм. Крепление провода к свече проводят либо ключом (если гайка шестигранная), либо вручную (круглая гайка).

При помощи индукционного амперметра можно провести диагностику свечи без её демонтажа.
Очень часто для выявления неисправности узла требуется проверка на специально оборудованном стенде и строгий визуальный осмотр.
В тех случаях, когда отказывают сразу все свечи, необходимо проверить электрику всего автомобиля.
Особое внимание следует обратить на реле, которое управляет свечами, и проверить цепь.

В заключение хотелось бы напомнить, что именно своевременная диагностика поломки, а также грамотный выбор и замена свечей накаливания избавит вас от проблем пуска двигателя автомобиля, а также станет гарантом его исправности. Заменив детали, вы сохраните ходовые характеристики своего автомобиля, а значит, он еще долго прослужит вам.

Наш совет

Через кожні 75 000 - 100 000 км потрібно перевіряти свічки розжарювання швидкодіючим тестером (демонтаж свічок для цього не потрібно.) Це забезпечує надійний запуск дизельного двигуна навіть при низьких температурах.