Даниил Минаев.
Свечи зажигания в современных двигателях с принудительным воспламенением, к коим, кстати, относится когорта новейших газовых моторов тяжёлой техники – крайне ответственный элемент системы зажигания! Дело даже не в том, что при отказе свечи падает мощность и повышается токсичность выхлопа. Неисправность этой небольшой детальки способна вызвать целую цепь отказов соседних приборов и систем, обездвижить автомобиль, которому затем потребуется дорогостоящий ремонт…
Впрочем, хватит запугиваний. Умная электроника всегда минимизирует негативные последствия: отключит подачу топлива в цилиндр, лишившийся искрового поджига, предупредит контрольной лампой или текстовым сообщением о необходимости внеплановой или регламентированной инспекции системы зажигания.
Тем не менее правильный подбор и внимательное отношение к свечам зажигания повышают эксплуатационную надёжность техники, и понимание ряда довольно простых вопросов вкупе с несложными процедурами контроля надолго отвадят любителей и профессионалов от нештатных ситуаций.
Вот сегодня и поговорим об этом. Начнём с теории вопроса правильного подбора свечи, затем приведём набор из трёх групп типовых негативных последствий, а в финале обсудим эксплуатационные вопросы, чтобы предотвратить неприятности.
Некорректный подбор свечей зажигания: последствия и проблемы
Негативные последствия от установки неверно подобранных свечей иногда оказываются разрушительными. Связано это с современными тенденциями, которые сделали двигатели более технологичными, дорогостоящими и менее пригодными для ремонта. Ранее основным критерием соответствия свечи двигателю были параметры её резьбы и калильное число, сегодня этого недостаточно! Необходимо подбирать конструкцию самой свечи, тип и материал электродов, а для разных рынков сбыта в один и тот же двигатель могут устанавливаться разные приборы.
На первом этапе снижение мощности и увеличение расхода топлива относятся к самым безобидным, хотя эксплуатация двигателя в нештатном режиме в перспективе приводит к серьёзным осложнениям. Внешне все свечи практически одинаковы: стальной цилиндрический корпус с резьбой, керамический изолятор и один или несколько электродов. Однако свойства материалов, использованных при производстве каждого элемента свечи, делают одинаковые внешне свечи разными, и дело не только в характеристике, определяемой калильным числом.
В соответствии с современными тенденциями в конструировании двигателей, инженеры стремятся достичь максимальной отдачи, одновременно снижая размеры и вес агрегатов. Требования ко всем деталям и к свечам в том числе в таких условиях стремительно меняются. Температура газов в камере сгорания может достигать тысячи и более градусов Цельсия, что представляет высокую температурную нагрузку. Работа на обеднённых смесях для стабильного поджига требует высокого напряжения, до 45 000 В. Это условие требует новых диэлектрических свойств от изоляторов и уплотнителей.
Технологические изыски современных «свечных» приборов
В стремлении соответствовать постоянно растущим требованиям автомобильных компаний, ведущие производители свечей вводят в технологический процесс новые материалы и совершенствуют производство. Так, корпус свечи сегодня производят с помощью технологии холодного пластического формования. Это требует применения автоматизированных станков и пресса, развивающего давление более 100 т. Отвечающие сегодняшним высоковольтным требованиям керамические изоляторы получают с соблюдением технологической последовательности, включающей измельчение смеси, формовку изделия и обжиг. Не меньшее значение имеют точность сборки, установка высокотемпературного уплотнителя и герметичная завальцовка корпуса. Ещё один важный фактор – состав резистивного порошка, которым заполняют полость свечи. Наполнитель обеспечивает стабильный электрический контакт при неизбежных в условиях предельной мощности больших перепадах температуры. Технологические процессы и свойства материалов – объект непрерывных разработок, требующих от производителей значительных инвестиций.
Последствия на практике: катализатор
Пропуски зажигания провоцируют преждевременный выход из строя катализатора. Низкое качество материалов, использованных при производстве изолятора и резистивного наполнителя, приводит к ускоренной деградации свечи. Даже если её характеристики соответствовали требованиям производителя в начале эксплуатации, со временем энергии искры может не хватить для надёжного воспламенения топливовоздушной смеси, в результате чего появляются пропуски зажигания и в отработавших газах повышается содержание недогоревшего топлива. Часть топливовоздушной смеси догорает в выпускном коллекторе и катализаторе, что приводит к росту температуры внутри этих элементов. Перегрев приводит к выходу из строя каталитического нейтрализатора и датчиков кислорода, установленных в системе выпуска.
Последствия на практике: закисание и разрушение элементов свечи и повреждение резьбы, эрозия
Установка свечей низкого качества, без гальванического покрытия приводит к возникновению коррозии и «закисанию» резьбы. Свеча застревает в свечном колодце и извлечь её иногда невозможно даже при помощи специального экстрактора. При самом неудачном сценарии такая ситуация приводит к ремонту или даже замене головки блока цилиндров.
Установка свечей, изготовленных с нарушениями в требованиях к материалам, – источник не менее опасных для двигателя последствий. Использование при производстве корпуса недостаточно прочной стали нередко приводит к частичному разрушению резьбы во время установки новых свечей. В результате нарушается герметичность камеры сгорания. Использование недостаточно качественной глины при производстве изоляторов ведёт к возникновению пробоев на корпус, появлению трещин на изоляторах и быстрому изменению характеристик свечей.
Распространённая ошибка при подборе, особенно при желании потребителя сэкономить, – установка свечей с электродом из медно-никелевого сплава вместо рекомендованных производителем иридиевых или платиновых свечей. Кстати, эти термины часто трактуют неверно, иридий или платина содержатся в напайке на электроде, а не в корпусе свечи. Применение драгоценных материалов, более устойчивых к эрозии, позволяет значительно расширить срок эксплуатации изделия. Так, ресурс стандартных свечей зажигания и элементов с применением драгоценных металлов различается приблизительно в три раза. Стандартные требуют замены через 20–30 тысяч километров. Рекомендованный интервал замены для иридиевых и платиновых свечей составляет от 60 до 90 и более тысяч километров. При использовании свечей несоответствующего типа и их эксплуатации сверх нормы происходит эрозия электрода. Это приводит к ухудшению характеристик и может вызвать его разрушение.
Последствия на практике: выход из строя катушек или модулей зажигания
Нарушение условий эксплуатации и поломка элементов системы зажигания, работающих в одной цепи со свечами – один из признаков некорректного подбора свечей. Повышенная нагрузка возникает на катушках или модулях зажигания в случае изменения характеристик свечей. Это может происходить в частности при замене рекомендованных элементов с иридиевой или платиновой напайкой стандартными свечами или превышением срока их эксплуатации.
Нюансы газомоторного топлива
Для работы на газовом топливе, как в случае конвертации стандартного бензинового или дизельного двигателя, так и в случае со специально спроектированным газовым мотором, необходимо использовать специальные свечи зажигания, отвечающие требованиям работы на данном типе топлива. В силу ряда отличий от бензина, газ требует иных характеристик для надёжного воспламенения. При переходе на газ повышается средняя температура в камере сгорания, что в том числе приводит к ускоренному износу электродов свечей, предназначенных для двигателей, работавших на жидком топливе. Для облегчения подбора крупные производители автомобильных компонентов выделяют отдельные артикулы свечей для двигателей, использующих газовое топливо.
Серия практических вопросов
– Если в каталоге производителей свечей указана модель вашего двигателя, а маркировка свечи совпадает с оригинальной, то сомнений нет. Просто оригинальные запчасти в упаковке автопроизводителя, а не поставщика компонентов продаются в розницу всегда дороже – плата за качество и уверенность, подтверждённая самим автопроизводителем.
– «Плавающее» качество топлива, холодные пуски в длительный зимний сезон, увеличение выработки ресурса в моточасах, при которых пробег не растёт, но движок работает длительное время, что характерно в городском трафике – все эти факторы сокращают срок службы свечей зажигания. Учитывая, что нештатная работа или отказ свечи тянет по цепочке отказы дорогостоящих соседствующих приборов и в целом негативно сказывается на работе и ресурсе двигателя, к подобным рекомендациям стоит прислушиваться. Особенно это актуально для турбированных даунсайзинговых двигателей, а также газовых. Несколько лет назад крупнейший концерн GM даже проводил отзывную компанию из-за того, что в ряде двигателей с турбонаддувом боковой электрод свечи отгорал и падал в камеру сгорания, вызывая повреждение ГБЦ и деталей поршневой группы. Вывод: не экономьте на свечах!
– Природа подобного беспокойства рачительного автовладельца вполне объяснима. Даже если машина стоит на стоянке, свечи зажигания всё равно ввёрнуты в двигатель, а не лежат на полке тёплого и уютного склада в заводской упаковке, посему могут подвергаться коррозии, эрозии, окислению. Для устранения сомнений можно профилактически, достаточно один раз в два года, вывернуть свечи, осмотреть. Если замечаний нет, очистить налёт на юбке изолятора мягким материалом, при необходимости можно дополнительно смыть нагар с электродов органическим растворителем. Как это правильно сделать, опишем в следующем вопросе.
– Если на свечах только нагар от переобогащённой топливной смеси, но не от масла, попадавшего в избытке в камеру сгорания при значительном износе двигателя, тогда можно прибегнуть к очистке. Обратите внимание, что незначительный нагар вследствие работы на малых нагрузках считается допустимым, а свеча самоочищается в режиме равномерного движения на высшей передаче. Пескоструйные и иные абразивные методологии, широко распространённые в недавнем прошлом, неприемлемы! Даже пару десятилетий назад очистка свечей наждачной бумагой или пескоструйным аппаратом при внешнем эффекте сильно ухудшала параметры свечи, особенно её эрозионную стойкость. Современные свечи с тонким напылением и использованием сложнейших сплавов при производстве электродов «шкурить» категорически недопустимо! Налёт можно попытаться смыть органическим растворителем путём погружения и отмачивания или использовать аэрозоль типа «очиститель топливной системы» или универсальный очиститель. После очистки свечей остатки растворителя и нагара лучше всего удалить сжатым воздухом или просто дать поверхностям полностью высохнуть. Не рекомендуется устанавливать влажные от растворителя свечи и сразу же запускать двигатель.
– В современных качественных свечах зажигания зазор между электродами оптимизирован производителем и установлен при изготовлении, любое вмешательство только навредит. Свечи, имеющие несколько боковых электродов вообще не предполагают здесь какой-либо коррекции. Но свечи зажигания для автомобилей устаревшей конструкции допускают регулировку зазора путём подгибания бокового электрода свечи классической конструкции. Увеличение зазора улучшает мощность искры, но мощностные возможности системы зажигания с контактной группой в трамблёре не безграничны, поэтому чрезмерный зазор перестаёт «пробивать» искра. Оптимальные показатели для классических систем зажигания с контактной группой в прерывателе-распределителе (напряжение около 20 кВ) – 0,7–0,8 мм, для бесконтактной системы зажигания (с напряжением около 30–40 кВ) данный зазор устанавливают в пределах 0,9–1,1 мм.