Свеча зажигания¶

Свеча зажигания — устройство, предназначенное для воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным зажиганием. Она вворачивается в головку блока цилиндров, а её электроды находятся внутри камеры сгорания. При подаче высокого напряжения между электродами возникает искровой разряд, поджигающий рабочую смесь. Свеча зажигания относится к числу расходных элементов и во многом определяет устойчивость работы, мощность и экономичность бензинового двигателя.

¶Назначение и принцип работы

Основная функция свечи — создать искру в строго определённый момент рабочего цикла. На такте сжатия на центральный электрод от катушки зажигания (или от распределителя в устаревших системах) подаётся импульс напряжением от нескольких киловольт до 25–30 кВ и выше. Между центральным и боковым электродами происходит электрический пробой воздушного промежутка, образуется искровой разряд, который воспламеняет смесь. После этого свеча должна выдержать высокие температуру и давление, а также сохранить изоляционные свойства.

Помимо воспламенения, свеча отводит часть тепла от электродов в головку блока, поэтому её тепловые характеристики подбираются под конкретный двигатель.

¶Устройство

Типовая свеча состоит из нескольких элементов:

Металлический корпус с резьбой и шестигранником под ключ, который вворачивается в головку блока и служит для отвода тепла и заземления.
Керамический изолятор (обычно из оксида алюминия), обеспечивающий электрическую изоляцию центрального электрода и выдерживающий высокие температуры.
Центральный электрод, соединённый с контактным выводом сверху.
Боковой (массовый) электрод, приваренный к корпусу, между ним и центральным электродом образуется искровой зазор.
Уплотнительное кольцо и внутренние токопроводящие элементы (стеклогерметик, резистор для подавления радиопомех).

Зазор между электродами обычно составляет 0,7–1,1 мм в зависимости от типа двигателя и системы зажигания.

¶Классификация

Свечи различают по нескольким признакам.

По калильному числу (тепловой характеристике):

«горячие» свечи — калильное число низкое, медленно отводят тепло, применяются в двигателях с небольшой нагрузкой;
«холодные» свечи — калильное число высокое, интенсивно отводят тепло, используются в форсированных и высоконагруженных двигателях.

Калильное число — условный показатель, при котором свеча достигает температуры начала калильного зажигания. Неправильный подбор ведёт к перегреву либо к закоксовыванию.

По количеству электродов: одноэлектродные, многоэлектродные (с несколькими боковыми электродами), что увеличивает ресурс и стабильность искрообразования.

По материалу электродов: никелевые, платиновые, иридиевые. Драгоценные металлы повышают износостойкость и срок службы.

По конструкции: стандартные, с выступающим изолятором, с конусным уплотнением (без прокладки), миниатюрные для малогабаритных двигателей.

¶История

Первые свечи зажигания появились во второй половине XIX века вместе с опытами по созданию двигателей внутреннего сгорания. В 1860-х годах французский изобретатель Этьен Ленуар использовал электрическое зажигание в своём газовом двигателе. В 1880-х годах немецкие инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, а также Роберт Бош работали над системами зажигания для первых автомобилей. Значительный вклад в развитие свечей внёс Роберт Бош, чья компания наладила их серийное производство. В России производство свечей зажигания было освоено в XX веке; в советское время выпускались изделия марок А, АУ и других, применявшиеся в автомобилях, мотоциклах и другой технике.

¶Применение

Свечи зажигания используются в:

бензиновых двигателях легковых и грузовых автомобилей;
мотоциклах, мопедах, скутерах;
бензопилах, газонокосилках, мотоблоках и другой малой технике;
авиационных поршневых двигателях;
газовых двигателях и некоторых стационарных установках.

В дизельных двигателях вместо свечи зажигания применяются свечи накаливания, выполняющие иную функцию — предпусковой разогрев камеры сгорания.

¶Обслуживание и неисправности

Свечи относятся к расходным материалам и периодически заменяются. Признаками износа или неисправности служат:

затруднённый пуск двигателя, особенно в холодную погоду;
неустойчивая работа на холостом ходу, «троение»;
повышенный расход топлива и падение мощности;
нагар, масляный или топливный налёт на электродах;
изменение цвета изолятора, по которому судят о состоянии двигателя.

Причины выхода из строя: естественный износ электродов, увеличение зазора, загрязнение, перегрев, неисправности системы зажигания и топливной аппаратуры. Регулярная проверка зазора и замена свечей в соответствии с регламентом производителя продлевают срок службы двигателя.

¶Значение и современное состояние

Свеча зажигания остаётся ключевым элементом бензиновых двигателей, несмотря на развитие систем непосредственного впрыска и индивидуальных катушек зажигания. Современные свечи рассчитаны на ресурс в десятки тысяч километров, а применение иридия и платины позволяет сократить частоту замены. Требования к ним ужесточаются вместе с ростом степени сжатия и форсирования двигателей. В России свечи зажигания выпускают несколько предприятий, а также широко представлена продукция зарубежных производителей.

Источники: техническая литература по устройству автомобиля, материалы профильных производителей свечей зажигания, справочники по двигателям внутреннего сгорания.