Свечи накаливания в дизельном двигателе

Ключевой особенностью дизельных моторов является то, что топливно-воздушная смесь загорается благодаря сильному нагреву сжатого воздуха в цилиндрах. До тех пор, пока температура в камерах не прогреется до требуемого показателя, силовая установка будет пребывать в режиме так называемого холодного пуска. Летом это не играет критической роли, но когда за окном зима, а «за бортом» меньше, чем +5 градусов тепла, завести мотор будет непросто.

Для упрощения жизни автовладельца в конструкцию системы зажигания включили свечу накаливания, которая работает по принципу погружного электронагревателя. О том, как устроена эта деталь, и какова ее задача в силовых агрегатах, работающих на дизтопливе, пойдет речь в нашем сегодняшнем разговоре.

Для чего нужны свечи накаливания в дизельном двигателе, принцип работы

Как уже говорилось выше, запустить двигатель при низкой температуре (и речь идет о далеко не запредельном минусе) непросто. Для этого в каждый цилиндр таких моторов конструкторы включили по одной свече, которая обеспечивает легкий старт силового агрегата, независимо от погодных условий. Говоря иными словами, деталь необходима для подогрева воздуха до температуры, при которой топливо-воздушная смесь моментально воспламенится.

Чтобы понять принцип работы свечей накаливания для дизеля, разберемся с тем, как происходит запуск двигателя. Итак, дизельная топливовоздушная смесь тяжелее бензиновой, а воспламеняется она благодаря теплу, которое выделяется в процессе сжатия. Поршень поднимается вверх, клапаны при этом закрыты, объем пространства, которое расположено над поршнем, уменьшается, причем, уменьшается оно стремительно.

Важно

Следуя законам физики, температура и давление воздуха резко повышаются. В момент, когда они достигают максимальных или требуемых для запуска мотора показателей, осуществляется впрыск топлива. При условии, что сжатый газ также достиг необходимой отметки, происходит самовоспламенение. 

Предельная температура зависит от ряда факторов, которые оказывают прямое влияние на работу двигателя. Обычно запустить его, если температура всасываемого воздуха составляет от ноля градусов и менее, становится проблематично, возникает необходимость в подогреве, за который как раз и отвечает дизельная свеча накаливания.

В плане конструкции это простейшие устройства, состоящие из нити накаливания (изготавливается из провода с высоким сопротивлением), которая расположена в защитном корпусе и помещена в камеру сгорания. 

Когда на свечу подается электрический ток, она моментально нагревается до требуемой температуры (около тысячи градусов) и нагревает воздух до той температурной отметки, которая необходима для воспламенения ТВС. 

После запуска мотора свечи отключаются не сразу – они продолжают нагрев до тех пор, пока мотор не разогреется до рабочей температуры Это не только способствует стабильной работе силовой установки, но и уменьшает содержание вредных веществ в выхлопных газах. 

Устройство и типы свечей накаливания

В плане конструкции предмет нашей беседы состоит из нагревательного элемента, корпуса, а также клеммы, посредством которой деталь подключается к электропитанию. Наверху имеется резьба, фиксирующая на моторе нагреватель, представляющий собой спираль, которая помещена в керамический либо металлический корпус.

Раньше в автомобильной промышленности использовались свечи с открытой спиралью, однако они быстро выходили из строя и систематически нуждались в замене, поэтому сегодня такие решения не применяются, им на смену давно пришли более долговечные закрытые детали.

Если свеча помещена в металлический корпус, наконечник нагревателя изготавливают из термостойкого сплава хрома, никеля и железа. В корпусе расположены две спирали – регулировочная и нагревательная. Первая регулирует интенсивность накаливания (отсюда и название), исключая риск перегрева. Вторая нагревает воздух до требуемой температуры. Внутреннее пространство изделия заполнено оксидом магния, который обладает свойствами изолятора. 

На современном рынке в противовес классическим моделям представлены так называемые турбосвечи с конусообразным наконечником и особой формой корпуса, что в совокупности предотвращает риск утечек. Используются турбосвечи в гоночных авто. 

Нагреватель может изготавливаться из моно- или двойной спирали. Если это моноспираль, которую также называют целостной, она не только служит для нагрева воздуха, но одновременно с этим регулирует интенсивность разогрева, предотвращая достижение критической температуры. Варианты с двойной спиралью стали использоваться сравнительно недавно, они обеспечивают максимальную точность регулировки, независимо от режима работы мотора. 

Теперь поговорим о типах комплектующих, которым посвящена наша беседа. С точки зрения технологии производства выделяют два типа изделий – керамические и штифтовые. Поговорим о каждом детальнее.

Керамические свечи – современное решение, характеризующееся высокой эффективностью и продолжительным сроком службы. Керамика – материал термоустойчивый, он обеспечивает детали способность работать при более высокой температуре, чем металлические аналоги.

Рабочей стержень изготавливают из кремниево-азотной смеси, обладающей оптимальной термостойкостью, устойчивостью перед деформациями, сопротивляемостью ударным нагрузкам, а также свойствами электроизолятора, что способствует простоте и надежности конструкции. Керамические модели могут разогреваться до 1500 градусов и работать без перебоев на протяжении 100+ км пробега. Единственный недостаток свечей данного типа – их дороговизна по сравнению со штифтовыми аналогами.

Свечи штифтовые – простейшие и доступные с финансовой точки зрения комплектующие, состоящие их нитей накаливания (1-2), находящихся в металлическом корпусе. Функции изолятора выполняет вещество, обладающее хорошей теплопроводностью, но при этом исключающее вероятность короткого замыкания. В большинстве случаев в роли изолятора используется окись магния.

Эксплуатационные свойства штифтовых свечей зависят от материала изготовления спиралей и их количества. Преимущества данной разновидности – дешевизна, но в плане длительности использования они заметно уступают керамическим вариантам.

Управление свечами накаливания

Длительность работы детали зависит от правильности управления ими. Опишем этапы управления пошагово.

•  Пуск (поворот ключа в замке зажигания) – на свечу подается электрический ток.
•  Появление на приборной панели индикатора свечи накаливания. Зимой ключ в замке нужно удерживать в положении «масса» - это позволит свечам прогреть воздух в камере сгорания до требуемых показателей. Пока лампочка горит, свечи в цилиндрах греются, если она погасла, значит, можно запускать мотор.
•  Запуск силовой установки со стартером. Обычно он выполняется спустя 20-30 секунд после нагрева свечей.
•  Работа свечей при запущенном моторе (около 3 мин.). Это обеспечивает нормальное функционирование агрегата до тех пор, пока он достигнет рабочей температуры.

Характерные неисправности и как они проявляются

В среднем ресурс свечей накаливания составляет около 60 тыс. км пробега, если соблюдать правила эксплуатации мотора. Наиболее распространенной причиной выхода детали из строя является повреждение корпуса, вызванное неправильной установкой, коррозией, несоответствием модели комплектующего мотору, на который оно установлено.

О том, что свеча неисправна, говорят в случае ее перегорания, неспособности изменять температуру воздуха под воздействием электрического тока. Иногда поломка проявляется в нарушении формы детали – помещенная в металлический корпус, она может искривляться, вздуваться, что повышает вероятность разрушения в момент замены. 

Нередко свечи закипают на посадочных местах и при попытке демонтажа наконечник тэна может отвалиться и упасть в камеру сгорания, что приведет к серьезным проблемам при запуске мотора и поломке других комплектующих. Чтобы избежать появления всех этих проблем, специалисты советуют регулярно проверять детали на предмет их работоспособности.

Признаков поломки данной детали не так уж и много:

•  Трещины наконечника.
•  Появление на наконечнике нагара.
•  Разбухание калильной трубки.

Как проверить свечи накаливания на дизельном двигателе? Проще всего проверить уровень сопротивления нити накаливания с помощью специального прибора. В нормальном состоянии он составляет около 1 Ома.

Опытные автовладельцы рекомендуют снять свечу и на несколько секунд подать на нее напряжение, следя за тем, как разогревается кончик детали и греется ли он вообще. В рабочем состоянии свечение будет плавно распространяться по направлению от торцевой части к резьбе. Однако слишком уж увлекаться таким методом проверки не рекомендуется, так как он влечет риск перегрева. 

Замена свечей

Замена свечей накаливания на дизельном двигателе не станет проблемой для людей, имеющих опыт в выполнении подобных задач и разбирающихся в устройстве силовых установок. Алгоритм действий таков:

•  Заглушить мотор и дождаться его полного остывания.
•  Снять защитный кожух.
•  Снять провод с клеммы.
•  Снять впускной коллектор.
•  Найти форсунки, открутить крепежи.
•  Снять кабель.
•  Очистить отверстия в форкамере и свечные каналы.
•  Смазать канавки.
•  Снять свечи с помощью ключа.
•  Заменить вышедшие из строя детали.
•  Надеть наконечники проводов, закрутить гайки.
•  Проверить плотность установки деталей.
•  Подключить аккумулятор.

Заключение

Правильно подобранные и надлежащим образом установленные свечи накаливания – это залог уверенного запуска дизельного мотора в любую погоду и в любое время года.