Свечи накаливания дизельного двигателя

 

Как известно, топливо в бензиновом моторе воспламеняется от искры. Дизельное же топливо воспламеняется при температуре +800°C, которая возникает в результате высокого давления в камере сгорания в самом конце такта сжатия. Когда поршень максимально приближается к верхней мёртвой точке, топливо поступает в камеру сгорания.

 

В холодную погоду для запуска дизельного двигателя только высокого давления для воспламенения топлива недостаточно. Поэтому зимой владельцы автомобилей устанавливают в камере сгорания или во впускном тракте специальные свечи накаливания. Эти свечи накаливания дизельного двигателя представляют собой электрическую нагревающуюся спираль.

 

Режим работы свечей накаливания дизельного двигателя.

 

Для включения свеч накаливания нет отдельной кнопки. Чтобы они заработали, перед тем как запустить двигатель, необходимо просто повернуть ключ стартера. Датчик температуры в электронном блоке управления определяет, как долго они будут включены.

 

На панели приборов состояние свечей накаливания обозначено светящейся лампой жёлтого цвета в виде спирали, которая гаснет сразу после разогрева двигателя. Таким образом, автомобилисту поступает сигнал о том, что стартер включается. Иногда свечи накаливания не выключаются около трёх минут и после разогрева для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу двигателя. При этом он быстрее прогревается, выхлопы становятся менее токсичными, а уровень шума заметно снижается.

 

Устройство и разновидности.

 

Существует два типа свечей накаливания дизельного двигателя – открытые и закрытые. У спирали накаливания открытых свечей нет защитного чехла. В устройстве свечей закрытого типа спираль расположена внутри специальной оболочки, заполненной керамическим порошком, хорошо проводящим тепло. В зависимости от сопротивления спирали и от того, как расположены её витки, определяется оптимальная температура поверхности оболочки.

 

Спиралевидная форма свечей определяет их другое название – штифтовые или стержневые свечи. Такие свечи устанавливаются в камере сгорания. При этом нужно иметь в виду, что струя топлива должна обязательно попадать на раскалённую часть.

 

В отличие от свечей накаливания открытого типа, штифтовые свечи отличаются высокой механической прочностью и большим сроком службы спирали, т.к она не окисляется. Из-за того, что топливовоздушная смесь должна свободно циркулировать в камере сгорания, нельзя допускать, чтобы нагреватель препятствовал циркуляции. Поэтому размер оболочки вокруг спирали в диаметре обычно не больше 5-6 мм.

 

Чтобы не допустить загрязнения оболочки и попадания туда влаги, необходимо плотно закрепить стержень манжетой, изготовленной из силиконового герметика или резины.

 

Сами нагреватели изготавливаются из никеля и сплавов железа, и кобальта или железа, хрома и алюминия. Для корпуса используется сплав Iconel 601 (железо, хром, никель).

 

Чтобы подключить свечи накаливания дизельного двигателя к электропитанию, можно воспользоваться одним из двух способов – однополюсным или двухполюсным. Первый способ в качестве «массы» использует корпус свечи. Сила тока в однополюсных свечах варьируется от 5 до 18 A, а напряжение питания – от 5 до 24 B, в зависимости от типа автомобиля. При двухполюсном способе подключения к электропитанию имеются «положительный» и «отрицательный» выводы. У двухполюсных свечей накаливания напряжение питания равно 1,7 B, в то время как сила тока достигает 50 А, а мощность – 40-150 Вт.

 

На сегодняшний день свечи открытого типа практически не используются. Раньше они обычно устанавливались на дизельные моторы автомобилей Mercedes.

 

Одна из разновидностей свечей накаливания открытого типа – факельные свечи. Они устанавливаются во впускных коллекторах двигателей с большим рабочим объёмом. Принцип их работы отличается от тех, что были описаны. Воспламеняющееся топливо поступает к факельным двигателям через специальные трубопроводы, образуя факел, который и увеличивает температуру воздуха во впускном коллекторе и, соответственно, в цилиндрах.

 

Быстродействие.

 

В зависимости от времени нагрева, свечи накаливания дизельного двигателя бывают обычные, быстродействующие и саморегулируемые.

 

Рабочая температура обычных свечей достигается меньше, чем за минуту. Время нагрева быстродействующих не превышает 10 секунд, а саморегулируемых – 5 секунд. Такое короткое время объясняется тем, что конструкция спирали быстродействующих свеч позволяет им нагреваться гораздо быстрее; в то время как саморегулируемые Duraterm свечи вообще обладают двумя спиралями, что уменьшает время достижения рабочей температуры почти в два раза. Верхняя спираль саморегулируемых свечей из сплава железа, хрома и алюминия регулирует нагревание. При высокой температуре она уменьшает скорость нагревания, таким образом, ограничивая подачу тока и не допуская нагревание больше 1000° С.

 

Даже после выключения такая свеча не остывает в течение дополнительных трёх минут. Саморегулируемые свечи этого типа ещё называют свечами послепускового подогрева (post-heating). Таким образом, смесь воспламеняется легче, пока двигатель не нагрелся.

 

Эти технические характеристики ставят саморегулируемые свечи на ступень выше обычных и быстродействующих свечей, которые постепенно вытесняются с рынка.

 

Ресурс свечей накаливания дизельных двигателей.

 

Свечи накаливания закрытого типа имеют ряд преимуществ. У них слитная конструкция, они не нуждаются в техобслуживании и надёжны в применении. Если условия эксплуатации не нарушены, то такие свечи прослужат долго. В среднем они выдерживают около 60 000 км пробега. Неисправности возникают вследствие различных причин:

• Свечи были повреждены механически во время монтажа. Через появившиеся повреждения в оболочке в порошковый уплотнитель попадают загрязнения и влага, а это вызывает замыкание витков спирали на корпус;

• Электрохимическая коррозия создаёт трещины, вздутие и оплавление рабочей части спирали.

• Если в камеру сгорания устанавливается несоответствующая двигателю свеча, то рабочая часть нагревательного элемента чрезмерно выступает и перегревается, повреждая сам нагреватель.

Сбои в работе свечей накаливания возникают также при повреждении реле времени блока управления или одного из трёх датчиков – датчика температуры охлаждающей жидкости, датчика оборотов двигателя или датчика скорости движения.

 

Свечи накаливания дизельного двигателя могут не включаться из-за неисправности системы подачи топлива. Например, если увеличена дозировка топлива, угол опережения впрыска топлива отклонён, или в случае, когда напряжение в системе электропитания завышено.

 

Разные конфигурации и типы свеч накаливания могут иметь различные технические характеристики, включая размер, мощность и время нагрева до необходимой температуры. По этой причине при неисправности свечи необходимо заменить её исправной свечой того же типа. Иначе последующие неисправности новой свечи неизбежны: она может разогреваться недостаточно или не нагреваться вообще. В случае, когда при длительной эксплуатации свечей накаливания, одна свеча выходит из строя, лучше сразу заменить весь комплект. Выход из строя одной свечи может означать, что и остальные уже не прослужат долго.

 

Свечи накаливания обладают хрупкой конструкцией, именно поэтому рекомендуется снимать их только с целью последующей замены. При монтаже свечей необходимо затягивать их динамометрическим ключом, усилием не больше 20 Нм. Если для установки требуется специальная гайка круглой формы для крепления электрического провода, то эту гайку нужно затягивать только вручную. Если гайка имеет шестигранную форму, то можно затянуть ей ключом, но без нажима.

 

Диагностика.

 

Исправность свечей накаливания дизельного двигателя проверяется омметром. Если сопротивление спирали варьируется от 0,7 до 1,8 Ом, то свечи исправны. В режиме прогрева для диагностики используется бесконтактный амперметр. При этом сила тока исправной свечи составляет 5-18 А. Конечно, не всегда необходимые приборы бывают под рукой. В этом случае в некоторых дизельных моторах свечу можно проверить визуально. Для этого необходимо снять форсунки и через появившиеся отверстия в головке блока цилиндров проверить разогрев свечи в зависимости от цвета стержня.

 

Диагностику реле времени и датчиков рекомендуется оставить специалистам. Важно запомнить, что система подогрева подходит только для «холодного» двигателя, чья температура не поднимается выше +60°С.