Як працюють свічки запалювання. Принцип роботи - все про авто

В процесі роботи двигуна на свічки впливають електричні, теплові, механічні та хімічні навантаження. Розберемося як працюють свічки запалювання.

Теплові навантаження. Свічку встановлюють у голівці блоку циліндрів так, що її робоча частина знаходиться в камері згоряння, а контактна - в підкапотному просторі. Температура газів в камері згоряння змінюється від декількох десятків градусів на впуску до двох-трьох тисяч при згорянні. Температура під капотом автомобіля може досягати 150 °С.

З-за нерівномірності нагріву температура в різних перетинах свічки може відрізнятися на сотні градусів, що приводить до теплових напруг і деформацій. Це посилюється тим, що ізолятор і металеві деталі відрізняються за величиною коефіцієнта термічного розширення.

Механічні навантаження. Тиск в циліндрі двигуна змінюється від тиску нижче атмосферного на впуску до 50 кгс/см2 і вище при згорянні. При цьому свічки додатково піддаються вібраційним навантаженням.

Хімічні навантаження. При згоранні утворюється цілий "букет" хімічно активних речовин, здатних викликати окислення навіть дуже стійких матеріалів, тим більше що робоча частина ізолятора і електродів може мати робочу температуру до 900 °С.

Електричні навантаження. При искрообразовании, тривалість якої може складати до 3 мс, ізолятор свічки виявляється під впливом імпульсу високої напруги. У деяких випадках напруга може досягати 20-25 м. кВ. Деякі типи систем запалювання можуть створювати напругу значно вище, але його обмежує пробивна напруга іскрового зазору.

Відхилення від нормального процесу згоряння

При деяких умовах нормальний процес згоряння може порушуватися, що відбивається на надійності і терміну служби свічки. До таких порушень відносять наступні:

Пропуски займання. Можуть виникнути через збідненої горючої суміші, пропусків іскроутворення або недостатньої енергії іскри. При цьому посилюється процес утворення нагару на ізоляторі і електродах.

Краплинне запалювання. Розрізняють передчасне, яка супроводжує появою іскри і запізнюється - викликане перегрітими ділянками поверхонь випускного клапана, поршня або свічки. При передчасному гартівному запаленні мимовільно збільшується кут випередження запалювання. Це призводить до зростання температури, деталі двигуна перегріваються і кут випередження запалювання ще більше збільшується. Процес приймає прискорюваний характер до моменту, коли кут випередження запалювання стане таким, що потужність двигуна почне падати.

При гартівному запаленні ймовірні пошкодження випускного клапана, поршня, поршневих кілець і прокладки головки блоку циліндрів. У свічки можуть згоріти електроди або оплавитися ізолятор.

Детонація - виникає при недостатній детонаційної стійкості пального в найбільш віддаленому від свічки місці, в результаті стиснення ще не згоріла горючої суміші. Детонація поширюється зі швидкістю 1500-2500 м/с, що перевищує швидкість звуку і викликає локальний перегрів циліндра, поршня, клапанів і свічки. На ізоляторі свічки можуть утворитися сколи і тріщини, електроди можуть оплавитися і повністю вигоріти.

Характерними ознаками детонації є металеві стуки, вібрація і втрата потужності двигуна, збільшення витрати палива і поява чорного диму.

Особливістю детонації є затримка по часу від моменту настання необхідних умов її виникнення. У зв'язку з цим детонація найбільш вірогідна при відносно невеликих обертах двигуна і повної навантаженні, наприклад при русі автомобіля на підйомі при повністю натиснутій педалі газу. Якщо при цьому потужність двигуна виявляється недостатньою, швидкість автомобіля і частота обертання мотора зменшуються. При недостатньому октанове число палива виникає детонація, супроводжувана дзвінким металевим стукотом.

Дизелинг. У деяких випадках виникає некерована робота бензинового двигуна з вимкненим запалюванням при дуже малій частоті обертання мотора. Це явище виникає через самозаймання горючої суміші при стисненні, подібно до того, як це відбувається в дизелях.

На двигунах, де не виключена можливість подачі палива в циліндр при вимкненому запаленні, дизелинг виникає при спробі зупинити двигун. При вимиканні запалювання двигун продовжує працювати з дуже малими оборотами і вкрай нерівномірно. Це може тривати кілька секунд, потім двигун мимоволі зупиняється.


Причина дизелинга - в особливостях конструкції камери згоряння і в якості палива. Свічки не можуть бути причиною цього явища, так як їх температура при малих обертах явно недостатня для запалення горючої суміші.
Нагар на свічці - це тверда вуглецева маса, що утворюється при температурі поверхні 200°С і вище. Властивості, зовнішній вигляд і колір нагару залежать від умов його утворення, складу палива і моторного масла. Якщо свічку очистити від нагару, то її працездатність відновлюється. Тому одна з вимог до свічці - здатність самоочищатися від нагару.

Видалення нагару, якщо в продуктах згоряння немає неспалених речовин, що відбувається при температурі 300-350°С - це нижній температурний межа працездатності свічки. Ефективність самоочищення від нагару залежить від того, як швидко ізолятор нагріється до цієї температури після пуску двигуна.