Cвечи зажигания описание,устройство,принцип работы,неисправности,фото,видео.

Устройство и принцип работы свечей зажигания

Свечи зажигания устроены просто, по сути они состоят из проводника в центре, металлического корпуса к которому приварен боковой электрод, и изолятора. Несмотря на простоту своего устройства, они играют одну из важнейших ролей вработе двигателя автомобиля. Их обязанность заключается в поджигание горючей смеси, в любых условиях и при любой нагрузки на них.

В момент, когда поршень в такте сжатия приходит в верхнюю мертвую точку, выбрасывается электрическая искра, воспламеняющие смесь из воздуха и горючего. Искра возникает между центральным и боковым электродами. Для ее возникновения, необходимо напряжения не менее 20 тыс. вольт. За его получения отвечает системазажигания, она преобразовывает 12 вольт получаемые с аккумулятора автомобиля, в25—35 тысяч вольт необходимые для нормальной работы свечи. Момент, когдадолжно подастся высокое напряжения определяется датчиком положения

Существует три основных типа свечей зажигания которые сегодня широко применяются. Отличающихся они друг от друга особенностями конструкции и металлом из которого изготавливаются.

Основные типы свечей зажигания:

• Двухэлектродные;
• Многоэлектродные;
• Свечи из драгоценных металлов.

Коротко о зажигании

Чтобы понять зачем в автомобиле бобина (это народное название), и какое участие она принимает в обеспечении движения, надо хотя бы обобщенно понять устройство систем зажигания.

Упрощенная схема работы бобины приведена ниже.

Плюсовой вывод катушки подключен к положительной клемме аккумулятора, а другим выводом она соединяется с распределителем напряжения. Такая схема подключения является классической и широко применяется на машинах семейства ВАЗ. Для полноты картины необходимо сделать ряд уточнений:

1. Распределитель напряжения является неким диспетчером, подающим напряжение на тот цилиндр, в котором произошла фаза сжатия и должны воспламениться пары бензина.
2. Работой катушки зажигания управляет коммутатор напряжения, его исполнение может быть механическим или электронным (бесконтактным).

Механические устройства использовались в старых автомобилях: на ВАЗ 2106 и подобных, но сейчас они практически полностью вытеснены электронными.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ СВЕЧЕЙ, ИХ РАЗНОВИДНОСТЬ

Хорошие свечи производятся многими компаниями по всему миру. Среди наиболее известных и признанных лидеров можно отметить фирмы Champion, NGK, Denso и Bosch. Сегодня в продаже есть единицы с биметаллическим центральным электродом. Champion пошла дальше и выпустила элементы с боковым биметаллическим электродом, что расширило термоэластичность единицы.

В середине 80-х появились изделия, центральный электрод которых был сделан из тонкой платиновой проволоки. По температурным характеристикам они превзошли все показатели биметаллических электродов. Для спортивных и гоночных автомобилей выпускают аналоги с серебряными электродами. Последней новинкой в этой области стали запатентованные компанией NGK лучшие свечи зажигания на сегодняшний день, в которых электроды сделаны из сплава иридия.

Так какие свечи зажигания лучше? Работая внутри цилиндра, они должны выдерживать очень высокие температуры (около 1000 °C), пиковые значения давления (около 100 бар), чрезвычайно высокое напряжение (около 40 000 V). Устройства также должны справляться с последствиями работы двигателя — агрессивными продуктами сгорания воздушно-топливной смеси, и всё это при сохранении конструктивных параметров. Изучая вопрос «Какие свечи хорошие?», следует помнить, что стандартные рассчитаны на срок службы около 30 тыс. км.

В продаже есть следующие комплекты: стандартной конструкции; с повышенной прочностью. многоэлектродные, с платиновым наконечником электродов, с иридиевым наконечником электродов, иттриевые.

Начнем с определения

Свеча зажигания — это устройство, которое поджигает топливно-воздушную смесь в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания. Поджиг осуществляется с помощью электрического разряда напряжением в несколько тысяч вольт, проскакивающего между электродами свечи.

При работающем двигателе, они постоянно подвергаются воздействию высокой температуры (до 1000 градусов Цельсия) и давления. Существует множество типов и моделей свечек, от качества которых зависит работа двигателя.

Посмотрите, в каких суровых условиях работают свечи:

• Температура до 1 000 градусов Цельсия. Например, серебро плавится при 960 градусах Цельсия;
• Давление до 4 000 000 Паскаль, что в 20 раз больше давления в шинах;
• Напряжение до 25 000 Вольт. Такое высокое напряжение подается для того, чтобы искра пробила слой воздуха между электродами и зажгла топливную смесь. Для пробивки одного сантиметра воздуха требуется напряжение в 30 000 вольт. Делайте выводы.

Почти все люди знают, как выглядит свеча зажигания, но мало кто догадывается о том, что находится у нее внутри.

Принцип работы очень прост. С катушки зажигания на наконечник 1 подается напряжение, и между электродами 2(+) и 3(-) проскакивает искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Снятие и установка

Демонтаж свечи зажигания с двигателя производят в следующей последовательности:

• снимают наконечник провода высокого напряжения (недопустимо тянуть за провод);
• отворачивают свечу на один оборот специальным ключом, затем поверхность в углублении головки цилиндра вокруг нее очищают сжатым воздухом или кисточкой, чтобы частицы грязи не попали в резьбу или камеру сгорания;
• выворачивают свечу;
• проверяют наличие уплотнительного кольца (для свечей с плоской опорной поверхностью);
• тщательно осматривают свечу на наличие механических повреждений изолятора, корпуса и электродов.

  

Установка производится в следующей последовательности:

• новые свечи, покрытые консервационной смазкой, необходимо протереть и промыть в растворителе (бензине). Допустимо прокипятить свечи в воде и просушить;
• внимательно осматривают свечу на наличие механических повреждений, уплотнительного кольца, контактной гайки;
• проверяют и при необходимости регулируют искровой зазор (подгибая электрод «массы») до величины, указанной в инструкции по эксплуатации автомобиля;
• свечу заворачивают рукой в свечное отверстие и затягивают специальным ключом с усилием 2 кгм.

Как заменить катушку зажигания на новую?

Замена катушки зажигания (бобины) ВАЗ 2101-2107

1) Вынимаем высоковольтный провод из крышки катушки.

2) Ключом на 8 отворачиваем гайку с вывода, обозначенного на крышке катушки буквой «Б», и снимаем наконечники зеленого и коричневого проводов. Чтобы мелкие гайки не потерять, рекомендуем наживлять их на место.

3) Аналогично отсоединяем голубой провод с черной полосой от вывода, обозначенного буквой «К».

Если цвета проводов окажутся другими, а такое возможно — перед отсоединением пометьте их положение. С вывода «Б» провод проложен в жгуте проводов, с вывода «К» — один соединяется с выводом распределителя зажигания, второй уходит в жгут.

4) Ключом на 10 отворачиваем на три-четыре оборота гайки крепления катушки.

5) Снимаем ее с автомобиля.

Устанавливаем новую катушку в обратной последовательности, соблюдая записанный порядок подсоединения проводов.

Проверка работоспособности свечей

Для проверки бесперебойности искрообразования свечу устанавливают в барокамеру (при атмосферном давлении свеча ведет себя иначе, чем в камере сгорания), которая обеспечивает давление газа до 10 кг/см2 и позволяет наблюдать искрообразование между электродами. Оно должно быть бесперебойным после подведения к свече напряжения не менее 22 кВ.

Для проверки герметичности соединения свечу устанавливают в барокамеру, создающую давление до 20 кг/см2, и измеряют утечку газа не менее 30 секунд. Ее величина не должна превышать 5 см3/мин. При этом не учитывают утечку через соединения свечи с барокамерой. Допускается проводить контроль герметичности на свечах зажигания, не укомплектованных уплотнительными кольцами. При техническом обслуживании автомобиля разрешается проверять утечку газа через соединения деталей свечей зажигания под давлением 10 кг/см2.

Принцип действия [ править | править код ]

Через первичную обмотку катушки зажигания протекает постоянный ток. Когда поршень подходит к верхней мёртвой точке, цепь первичной обмотки разрывается размыканием контактов прерывателя (это происходит или механическим путём, когда контакты размыкаются кулачком на валу, или с помощью электронных (транзисторных или тиристорных) ключей, в которых управляющий импульс формируется электронной схемой (контактной или бесконтактной, положение коленчатого вала определяется с помощью датчика Холла, индуктивного или иного датчика).

Согласно закону электромагнитной индукции, ЭДС, индуцируемая изменением силы тока в соседнем контуре, равна

E = − L 12 d I d t >=-L_<12>

>> ,

учитывая мгновенное изменение силы тока (одномоментное размыкание), следовательно, большое значение производной, а также взаимную индукцию обмоток L 12 ∝ N 1 N 2 <12>propto N_<1>N_<2>> , где N 2 <2>> очень большое число (десятки тысяч витков), во вторичной обмотке наводится импульс э.д.с. амплитудой в десятки киловольт. Высокий потенциал от катушки передаётся на свечи с помощью высоковольтных проводов (изначально применённых Г. Хонольдом в системе зажигания с магнето), и обеспечивает пробой зазора между электродами свечи зажигания.

На некоторых образцах мото- и автотехники с двухцилиндровыми двигателями (например, мотоциклы «Днепр», мотоциклы «Урал», автомобили «Ока») применяются двухискровые катушки зажигания (искра проскакивает одновременно на двух свечах). Топливо-воздушная смесь воспламеняется только в одном цилиндре, так как в другом проходит такт выпуска и воспламеняться нечему.

В последнее время получили распространение индивидуальные катушки зажигания на каждую свечу (по числу цилиндров).

Добавочное сопротивление [ править | править код ]

В ряде случаев последовательно первичной обмотке катушки зажигания включается добавочное сопротивление (или дополнительный резистор). На низких оборотах контакты прерывателя оказываются бо́льшую часть времени в замкнутом состоянии и через обмотку протекает ток, более чем достаточный для насыщения магнитопровода. Избыточный ток бесполезно нагревает катушку.

Спираль дополнительного резистора изготавливается из стального сплава, имеющего высокий температурный коэффициент электрического сопротивления. При прохождении избыточного тока сопротивление спирали увеличивается и сила тока уменьшается, таким образом происходит автоматическое регулирование. На высоких оборотах, когда контакты бо́льшую часть времени разомкнуты, нагрев резистора менее значителен (сопротивление спирали невелико). При запуске двигателя добавочное сопротивление шунтируется контактами реле стартера, тем самым повышается энергия электрической искры на свече зажигания.

Некоторые неопытные водители пытаются (бесполезно или с большим трудом) запустить пусковой рукояткой двигатель при «севшем» аккумуляторе, не зная, что нужно принудительно временно шунтировать добавочный резистор (какой-нибудь проволочкой).

Ресурс свечей зажигания

Современные свечи зажигания при эксплуатации на полностью исправных и отрегулированных двигателях должны в соответствии с ОСТ 37. 003 081 бесперебойно работать в течение 30 тыс.км пробега для классической и 20 тыс.км для электронной системы зажигания. Фактический ресурс может быть выше примерно вдвое, но труднодостижим на практике, как любой сферический конь в вакууме. При условии исправности всех систем двигателя и нормальном качестве топлива ресурс современных свечей составляет в среднем 50 тыс.км.

Особенностью России является широкое применение запрещенных ферроценовых присадок, повышающих октановое число «паленого» бензина. Такие присадки содержат железо, при сгорании оседающее на свече и приводящее к нарушении изоляции между электродами и к невозможности получить нормальную искру. Как показывает практика, нарваться на такой бензин можно на любой, сколь угодно «именитой» заправке, и доказать что-либо потом невозможно. Пораженные такими присадками свечи восстановлению не подлежат. Поэтому на Руси нет смысла использовать дорогие и «долгоиграющие» свечи.

В процессе эксплуатации зазор между электродами в среднем увеличивается на 0.015 мм за каждые 1000км пробега. Поэтому рекомендуется периодически (через 5 или 10 тыс.км) проводить осмотр и ТО свечей (фактически — регулировку зазора до требуемой величины). Очистить свечи зажигания можно с помощью растворителей и щетки (не металлической). На станциях технического обслуживания свечи очищают на специальных пескоструйных аппаратах. Также рекомендуется менять свечи местами, это связано с тем, что средние цилиндры работают с более высокими температурами, чем крайние. Замена, согласно рекомендациям большинства изготовителей, рекомендуется после 30000км пробега автомобиля.

Рабочие характеристики [ править | править код ]

К рабочим характеристикам катушки зажигания относят:

• Индуктивность первичной обмотки;
• Сопротивление первичной и вторичной обмотки;
• Коэффициент трансформации;
• Энергия искры;
• Напряжение пробоя;
• Количество образующихся искр в минуту.

Индуктивность [ править | править код ]

Индуктивность характеризует способность катушки накапливать энергию. Измеряется в Гн – генри, единицах измерения, названных в честь американского ученого Дж. Генри. Энергия, которая накапливается в первичной обмотке, пропорциональна индуктивности. Чем выше индуктивность, тем больше энергии может накопить катушка.

Коэффициент трансформации [ править | править код ]

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз катушка зажигания увеличивает первичное напряжение. На первичную катушку подается напряжение от аккумулятора в 12 В. Когда первичная цепь разрывается, ток в цепи изменяется — от 6-20 ампер, до 0. Изменение тока в катушке приводит к возникновению ЭДС индукции и образованию напряжения в первичной катушке в 300-400 В. Коэффициент трансформации катушки показывает, во сколько раз увеличивается именно это напряжение. Определяется отношением числа витков вторичной катушки к числу витков первичной катушки, или отношением пробивного напряжения свечи к разнице максимально допустимого напряжение между коллектором и эмиттером транзистора и напряжения бортовой сети питания, которые известны из производственных характеристик катушки зажигания и автомобиля.

Сопротивление [ править | править код ]

В первичной обмотке – 0,25-0,55 Ом. Во вторичной обмотке – 2-25 кОм. Мощность и энергия искры обратно пропорциональны сопротивлению первичной обмотки катушки: чем оно выше, тем ниже мощность и энергия искры.

Энергия искры [ править | править код ]

Полезная энергия искры расходуется в течение 1,2 мс [1] – время, за которое сгорает воздушно-топливная смесь. Энергия искрового разряда составляет 0,05-0,1 Дж. В свече зажигания искра образуется вследствие явления дугового разряда, когда между двумя электродами, находящимися в газе, происходит электрический пробой. Напряжение на электродах зависит от размера диаметра свечи и его материала, зазора между электродами и от состава воздушно-топливной смеси, давления в камере сгорания и температуры. Во время старта двигателя и разгона автомобиля напряжение на электродах – максимальное, так как свеча не разогрета. При постоянной скорости – напряжение минимально. Чтобы свеча работала эффективно и не давала пропусков, напряжение, генерируемое катушкой, должно быть в 1,5 больше, чем напряжение, необходимое для пробоя зазора.

Напряжение пробоя [ править | править код ]

В зазоре между электродами свечи зажигания происходит пробой, когда напряжение на электродах становится равным напряжению пробоя. Значение напряжения пробоя зависит от величины зазора между электродами, давления и температуры воздушно-топливной смеси. При первом запуске двигателя напряжение должно быть выше, чтобы произошел пробой и образовалась искра, так как топливо и воздух в камере сгорания холодные.

Холодные и горячие свечи зажигания

Свечи зажигания различаются не только по типу, а также по своим характеристикам иподбираются индивидуально в зависимости от конструкции двигателя. Похарактеристикам они делятся на три различные группы холодные, средние и горячие. Что бы понять, что это означает и зачем они нужны, нужно разобраться что такое «калильное число» и «калильное зажигание».

• Калильным числом называют величину, показывающею время, через котороесвеча достигает калильного зажигания. Чем выше у нее калильное число, темменьше она будет нагреваться.
• Калильным зажиганием называют негативный эффект, когда воспламенениегорючей смеси в двигателе происходит не от свечи зажигания, а от нагревшихсяэлементов двигателя, чаще всего это бывает сама свеча зажигания. Этот эффектвозникает если в автомобиле установлена свеча с неподходящим калильнымчислом.

  

Условия работы свечей зажигание в летнее и зимнее время отличаются, поэтому видеале лучше иметь в комплекте свечей для разного времени года.

Например, в жаркую погоду, при езде на большой скорости свеча с низким калильнымчислом, быстро приведет к калильному заживанию. Что приводит к потере мощности. В этой ситуации свечу необходимо заменить на более «холодную» В обратной ситуации если при низкой температуре например в пробке, происходитослабление искры. В холодную погоду возникнут проблемы с запуском двигателя. Вслучае возникновения этой проблемы необходимо поставить более «горячею» свечу.

На выбор также влияет и размер двигателя, что он больше тем «холоднее» должнабыть свеча. Группы свечей по калильному числу (Российская маркировка):

• В «горячею» группу входят свечи имущих калильное число от 11 до 14.
• В «среднею» группу входят свечи имеющих калильное число от 17 до 19.
• В «холодную» группу входят свечи имеющих калильное число от 20 до 26.

В дизельных двигателях очень часто используется калильное зажигание, то естьсамовоспламенение, от накаленной свечи, что облегчает запуск двигателя при низкихтемпературах.

Сравнение катушек

Когда речь заходит о признаках отличия катушки контактной системы зажигания от бесконтактной, все сразу обращают внимание на маркировку. Действительно, по ней можно сразу узнать, для какой системы используется катушка. Однако нас интересует именно внешние и технические различия катушек, поэтому мы приведем отличия именно по этим параметрам:

• Катушка в контактной системе зажигания имеет большее количество витков в первичной обмотке. Это изменение напрямую влияет на сопротивление и количество проходящего тока. Кроме того, ограничение тока на контактах связано с безопасностью (чтобы контакты не обгорали).
• Контакты прерывателя катушки в бесконтактной системе зажигания не загрязняются и не обгорают. Такая надежность позволяет получить одно важное преимущество: установка момента зажигания не занимает много времени.
• Катушка в бесконтактной системе зажигания мощнее и надежнее. Это преимущество связано непосредственно с тем, что самая бесконтактная система зажигания – более надежный вариант. Поэтому в такой системе катушка и дает большую мощность двигателя.

Крышка не отличается. Геометрия одинаковая. Крышки по свойствам разные. В ЗР давно тест был. Лучшими были крышки из серого пластика. Максимальное пробивное напряжение. Черный и коричневый реактопласт никто уже не делает.

Бегунки отличаются по номиналу сопротивления. Для КСЗ 2кОм, для БСЗ 5кОм.

А ты знаешь что такое дельта импульс? Открой теорию фильтрации там хорошо написано о его свойствах.

Так вот если убрать все сопротивления из тракта прохождения искры, то получим практически дельта импульс (большая амплитуда и малая длительность). Спектр излучения от 0 до бесконечности с линейным распределением мощьности. Даже в ФМ диапазоне будешь ловить. А усилок помех наловит — к гадалке не ходить. Нелинейности сдетектируют помеху и слушай её наздоровье в звуковом диапазоне.

Неисправности свечей зажигания, признаки и причины

Без рабочих свечей зажигания становится невозможным нормальная эксплуатацияавтомобиля. Рассмотрим признаки неисправности свечей, которые требующие срочноговмешательства водителя:

• В разы увеличивается расход топлива;
• Происходит падение мощности и набора оборотов в работе силового агрегата;
• Тяжелый запуск двигателя;
• Возрастает концентрация CO в выхлопных газах;
• Ощущается подёргивания автомобиля во время движения;
• Не приятный шум доносящийся из двигателя на холостом ходу.

Причины же таких явлений как привило просты:

• Свеча просто выработала свой ресурс;
• Оплавление электродов или их коррозия; Не правильно подобрана свеча;
• Загрязнение (отложения, нагар, масло или топливо на электродах);
• Повреждение или загрязнение изолятора.

• В случае возникновения подобных неисправностей, следует срочно принять меры. Впротивном случае может произойти детонация двигателя, что полностью выведет егоиз строя.

Неисправности бесконтактной системы

По надёжности работы БСЗ существенно превосходит устаревшее контактное зажигание «шестёрки», проблемы возникают гораздо реже и проще диагностируются. Признаки неисправности системы:

• полный отказ — мотор глохнет и больше не заводится;
• неравномерный холостой ход, выстрелы в карбюратор при резком нажатии педали газа;
• перебои и пропуски циклов во время езды.

Чаще всего встречается первый признак — отказ двигателя, сопровождающийся отсутствием искры. Распространённые причины неполадки:

Перегорел резистор, встроенный в бегунок трамблёра.



Высоковольтная катушка приходит в негодность крайне редко. Симптомы аналогичные — полное отсутствие искры и «мёртвый» мотор.



Поиск «виновника» ведётся способом последовательных замеров в разных точках. Включите зажигание и с помощью вольтметра проверьте напряжение на датчике Холла, контактах трансорфматора и клеммах коммутатора. Ток должен подаваться на первичную обмотку и 2 крайних контакта электромагнитного датчика.

Для проверки контроллера знакомый автоэлектрик предлагает использовать одну из его функций. После включения зажигания коммутатор подаёт ток на катушку, но если вращение стартера не последует, напряжение исчезает. В этот момент и нужно делать замер с помощью прибора либо контрольной лампочки.

Неисправность датчика Холла диагностируется так:

1. Отсоедините высоковольтный кабель от центрального гнезда на крышке распределителя и закрепите контакт в непосредственной близости от кузова, на расстоянии 5—10 мм.
2. Отключите от трамблёра разъем, вставьте в его средний контакт оголённый конец провода.



Когда двигатель работает с перебоями, нужно проверять целостность проводки, загрязнённость клемм коммутатора либо высоковольтные провода на предмет пробоя изоляции. Иногда случается запаздывание сигнала коммутатора, вызывающее провалы и ухудшение разгонной динамики. Рядовому владельцу ВАЗ 2106 обнаружить такую неполадку довольно сложно, лучше обратиться к мастеру — электрику.



Современные контроллеры, используемые на бесконтактном зажигании «шестёрки», перегорают довольно редко. Но если проверка датчика Холла дала отрицательный результат, то методом исключения попытайтесь заменить коммутатор. Благо, цена новой запчасти не превышает 400 руб.

Видео: как проверить исправность коммутатора

Когда менять свечи зажигания на авто

Неисправные свечи зажигания могут привести к тяжелы последствиям, таким какповреждения топливной системы и двигателя, а это грозит куда более крупнымизатратами. От их своевременной замены зависит сохранность силового агрегатаавтомобиля.

Когда же всё—таки менять свечи зажигания? Постараемся разобраться в этомвопросе. Такие признаки как:



• Признаки износа самой свечи, они заметны невооруженным глазом. Этооплавления, сколы и коррозия.
• Подтраивание при езде;
• Проблемы с запуском;
• Падение мощности и тяги двигателя;
• Увеличившие расхода топлива;
• Регулярное образования нагара на свечах (каждые 20—30 километров).

Могут свидетельствовать о необходимости замены свечей. В среднем свечи следует менять каждые 25—30 тысяч пробега автомобиля.

Тенденции развития

• Расширение выпуска свечей с биметаллическим электродом, что, помимо улучшения термоэластичности, повышает их надежность и долговечность.
• Расширение выпуска свечей с выступанием теплового конуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное самоочищение от нагара.
• С целью увеличения срока эксплуатации, не требующего регулировки искрового зазора, выпускают свечи зажигания с несколькими электродами «массы».
• Для улучшения процесса искрообразования (воспламеняющей способности искры) разрабатывают свечи с увеличенным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их поверхности наносят платину.
• Расширение выпуска свечей с использованием поверхностного разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора).
• Для снижения уровня радиопомех все больше свечей зажигания снабжаются встроенным резистором.

Loading…

Полноценная система бесконтактного зажигания

Естественно, получить все преимущества БСЗ, установив только датчик-прерыватель, не получится. Этот модуль лишь позволяет повысить надежность искрообразования (без пропусков) и избавляет владельцев от необходимости постоянно контролировать состояние механической контактной группы. Для того, чтобы оборудовать свой автомобиль полноценной БСЗ, необходимо приобрести комплект, состоящий из:

• трамблера, с установленным датчиком Холла;
• полупроводникового коммутатора;
• высоковольтной катушки;
• соединительных проводов с установленными колодками.



Такой набор для классических автомобилей ВАЗ от «СОАТЭ» (Россия, город Старый Оскол) на сегодняшний день стоит около 2500 рублей. В представленном ниже видео подробно описан процесс его самостоятельной установки: