Свечи накала на дизеле

Свеча накаливания, или калильная свеча — важная деталь дизельного двигателя, облегчающая его холодный пуск. Основное отличие от свечи зажигания представлено отсутствием искры, поэтому конструктивно свеча накаливания является обычным электронагревательным элементом.

Назначение свечей накала

Свечи накала используются в дизельных двигателях внутреннего сгорания с целью нагрева воздушных масс в цилиндрах до момента запуска. Работоспособная калильная свеча заметно увеличивает ресурс силовых агрегатов и предотвращает чрезмерные нагрузки, возникающие при запуске двигателя в холодное время года. Запуск и прогрев дизеля сменяется распылением топлива, подающегося через форсунки, а контакт со свечой способствует улучшению процесса подготовки топливной смеси.

ВАЖНО: Запуск дизеля в холодных погодных условиях и дальнейшая стабильная работа двигателя напрямую зависят от работоспособности свечей накаливания.

Особенности принципа работы

Стандартная свеча накаливания – электронагревательный элемент погружного типа со спиральным резистором. Внутри камеры сгорания располагается стержневая часть свечи, а её конец находится на границе рабочей топливной смеси. При повороте ключа и включении стартера, свеча накаливания подключается в автоматическом режиме, а на приборном щитке загорается лампочка-индикатор. В процессе нагрева калильной свечи до высоких температурных показателей, происходит прогрев камеры сгорания и поступающих воздушных масс.

Пяти секунд свечного накала, в условиях непрогретого состояния, хватает исключительно для самостоятельного разогрева элемента, а проблема нагрева воздуха в этом случае обусловлена поступающими извне холодными воздушными массами. Основной задачей нагрева свечи накаливания является топливный подогрев до оптимальных показателей, необходимых для воспламенения от компрессии. Как только температурный режим повышается до заданного уровня – индикаторная лампочка на панели сразу гаснет, но подача напряжения на свечу сохраняется.

В момент двигательного запуска впрыскиваемое через форсунки топливо сильно нагревается и в процессе смешивания с воздушными массами легко испаряется, а компрессия позволяет топливо-воздушной смеси самовоспламеняться. Неисправность свечных элементов сопровождается отсутствием такого воспламенения, поэтому дизельный двигатель заводится не сразу, или может вообще не завестись. В условиях заведенного двигателя, свечам накала отводится второстепенная роль элемента системы топливного распыления и улучшения подготавливаемой рабочей смеси.

ВАЖНО: Свеча накаливания – твердое тело, отличающееся очень хорошими показателями теплопроводности, а конструктивные особенности и материал такого элемента дизеля напрямую зависят от типовых характеристик двигателя, параметров напряжения и сопротивления, уровня нагрева и некоторых других важных критериев.

Виды и их устройство

Выделяется несколько основных видов калильных свечей для моторов дизельного типа:

• открытые элементы, отличающиеся отсутствием на спирали защитного чехла;
• закрытые или штифтовые свечи накаливания с защитной оболочкой и керамическим порошком в виде оксида магния.

Второй вариант имеет хорошие показатели тепловой отдачи, а теплообменные процессы на защищенной поверхности обеспечиваются подбором спирального сопротивления. Расположение свечи внутри дизеля таково, что топливо попадает непосредственно на нагретую свечную часть, поэтому элементы штифтового типа обладают лучшей прочностью и не окисляются, а также гарантированно долговечны. Для изготовления спирали используются никель, а стандартное основание выполняется на основе железо-хромо-никелевого сплава.

В зависимости от используемого для рабочей части материала, свечи накала могут быть:

• металлическими, с наличием «начинки» из оксида магния. При производстве применяются железо-кобальтовые или железо-хром-алюминиевые сплавы;
• керамического типа. Нагревательный элемент, выполненный из высокопрочной керамики, обладает особой устойчивостью к температурным перепадам. Для изготовления защитной оболочки применяется особый керамический материал в виде силиконового нитрита.

Керамический свечной элемент рассчитан на очень большие токовые показатели, что позволяет дизельному топливу разогреваться за пару секунд. Оба варианта могут использоваться при разных показателях сопротивления – от 0,5 до 1,8 Ом.

ВАЖНО: Свечи накаливания открытого типа – достаточно редкий в настоящее время вариант, массово применяемый исключительно на дизельных двигателях старого типа (Mersedes).

Как проверить свечи накала

Самостоятельно проверить работоспособность свечей накала можно несколькими способами, с участием двигателя или без него. Тестирование после демонтажа свечей осуществляется омметром или вольтметром в режиме напряжения. Для проверки, свеча подключается к аккумулятору – при этом «плюс» выводится на клемму, а «минус» – на свечной корпус. У исправного элемента наблюдается быстрый нагрев, сопровождающийся заметным свечением.

Не менее удобным и информативным является вариант тестирования работоспособности демонтированного элемента на шине, куда свечи устанавливаются концами вверх. В этом случае «масса» замыкается проводами с большим сечением на корпусе всех элементов.

ВАЖНО: При необходимости, проверка работоспособности калильных свечей может быть выполнена посредством отверстий форсунок, штифты которых после выкручивания элементов раскаляются в процессе нагрева, что свидетельствует об их исправном состоянии.

Правила выбора калильной свечи

Выбор свечей накала базируется на характеристиках автомобильного двигателя и технических параметрах электронного блока, что определяется:

• маркой автотранспортного средства;
• объемом дизельного двигателя;
• годом выпуска автомобиля;
• типом кузова.

Особое внимание при выборе необходимо уделять основным характеристикам свечи накала, представленным:

• диаметром, шагом резьбы;
• размерами под ключ;
• линейным размером рабочей части;
• типом подключения и количеством полюсов;
• показателями номинального напряжения;
• скоростью нагрева;
• материалом изготовления свечи.

Особенно востребованными являются три пусковые системы свечей:

• Suреr Quiсk Glоw с быстрым срабатыванием пуска/нагрева – элемент обладает парой реле для быстрого нагрева при запуске мотора и последующей постоянной работы;
• Sеlf-Rеgulаr Glоw и Аuto Glоw с регулируемым, автоматическим срабатыванием пуска/нагрева – элемент имеет единичное реле, которое отвечает за пусковой прогрев и последующую работоспособность.

Наибольшее распространение получили керамические калильные свечи стандарта Евро-5 и Евро-6 с улучшенной конструкцией и максимально быстрым прогревом.

ВАЖНО: К категории приоритетных для выбора и приобретения относятся керамические калильные свечи, что обусловлено удобством в работе и их максимальной надежностью.

Самостоятельная замена

Технология и этапы самостоятельной замены свечей накала на дизеле:

• дать автомобильному двигателю полностью остыть;
• открыть капот, после чего снять кожух;
• отсоединить провод с минусовой клеммы;
• демонтировать впускной коллектор;
• произвести визуальный осмотр и определить место расположения форсунок;
• открутить фиксирующие крепежи;
• снять кабельные наконечники;
• выполнить очистку отверстий форкамеры;
• прочистить свечные каналы;
• нанести на канавки смазочный состав;
• специальным ключом выкрутить свечи накала;
• динамометрическим ключом заменить неисправные элементы;
• надеть наконечники свечных проводов, после чего зафиксировать гайки;
• убедиться в оптимальной плотности установки элементов;
• подсоединить аккумуляторный провод-«минус».

На заключительном этапе работ осуществляется установка впускного коллектора и тестовый запуск двигателя. Стабильная работа мотора свидетельствует о правильной замене калильных свечей.

Свечи накаливания дизельных двигателей, устройство и принцип работы

Свечи накаливания дизельных двигателей это специальные нагревательные элементы, которые находятся внутри камеры сгорания ДВЗ. При повороте ключа до первого щелчка, на приборной панели загорается на несколько секунд специальный знак. Он информирует водителя о том что включился подогрев камеры и нужного немного подождать. Как только она тухнет, смело можно заводить мотор.

Почему же так? Все достаточно просто, при относительно низких температурах, двигатель на дизельном топливе очень трудно запустить из-за другой системы работы. Топливо в нем зажигается не свечей зажигания как в “Бензинке”, а путем сжатия воздуха. Поэтому при каждом холодном пуске требуется подогревать пространство над поршнем. Свеча накала с этим справляется и нагревает его от 800 до 1300 градусов.

Принцип работы свечи накаливания дизельных двигателей

По конструкции и принципу роботы, свечи очень сильно похожи на погружные нагревательные элементы. При подаче на них питания, спираль нагревается до высоких температур, отдавая свое тепло. Сама спираль накрыта керамическим либо металлическим наконечником. На самых первых дизелях устанавливались свечи с голыми спиралями. Особой надежностью они не обладали. Полностью она отключается когда температура двигателя достигает примерно 75 градусов. На каждом автомобиле по-разному.

Конструкция свечи накаливания

В современных моторах устанавливают накал с двумя спиралями. Это дает возможность ЭБУ более точно регулировать температуру. Пропадает риск перегрева, и увеличивается срок службы в несколько раз.

Свеча накаливания с двумя спиралями

Неисправности

Главная проблема с которой сталкивается нагреватель это его перегрев. Он наступает при не стабильной работе двигателя. При проблеме со впрыском топлива, свеча очень быстро перегорает, тем самым не прослужив и половины срока службы. Поэтому при замене данных деталей следует разобраться почему они вышли из строя. Возможно проблема кроется совершенно в другом месте.

Замена

Браться за замену Свечи накаливания дизельных двигателей которую не выкручивали со своего посадочного места больше трех лет мало кто хочет. На это есть свои причины. Резьба прикипает к колодцам, тем самым создавая прочное соединение. Ко всему еще добавляется длина и тонкость стержня. Так сразу взять ключ и выкрутить вряд-ли получится. Нужно будет обрабатывать резьбу проникающими смазками и растворителями. Поэтому делать нужно все осторожно и без спешки.

Зимний запуск дизеля. Свечи накаливания

Свечи накаливания (калильные свечи, свечи накала) — главная зимняя деталь дизельного двигателя. Летом водители даже не вспоминают об их существовании, зато морозным зимним утром от работы свечей зависит, на чём вы поедете: на собственной машине или на общественном транспорте. О роли свечей накаливания в холодном пуске дизеля — в нашей статье.

Запуск дизеля: отличия от бензиновых моторов

Дизельный двигатель заводится совсем не так, как бензиновый. Летучий бензин даже при температуре -40° C готов вспыхнуть от одной искры, которую в цилиндрах создают свечи зажигания. Дизельному топливу — даже зимнему — из-за низкой летучести для воспламенения нужны те же 40 градусов, но уже со знаком «плюс» (а летнему — и вовсе +62° C). Недаром соляр называют тяжёлым топливом.

Высокую температуру, необходимую для горения дизеля, в цилиндре создаёт сжатие воздуха поршнем. Как и любой газ, воздух сжимается неохотно, при этом растёт его давление и температура. Когда форсунка впрыскивает порцию дизтоплива, оно самостоятельно воспламеняется от контакта с горячим сжатым воздухом — из-за этого часто говорят, что дизель заводится давлением или взрывом. Старые дизельные моторы, не оснащённые электронным впрыском и датчиками, легко могут работать без аккумулятора, поскольку воспламенение топлива в цилиндрах происходит механически, без каких-либо искр и свечей зажигания.

Но дизельную идиллию рушит мать-природа: при похолодании до минусовых температур сжатия воздуха в цилиндрах уже недостаточно, чтобы нагреть топливо до самовоспламенения. Поэтому совсем отказаться от свечей в дизельном двигателе невозможно. Просто свечи здесь нужны не для зажигания топливно-воздушной смеси, а для её нагрева.

Конструкция свечи накала

Любой, кто держал в руках кипятильник или ТЭН от водонагревателя, с ходу поймёт принцип работы дизельной свечи накаливания. Кстати, первые калильные свечи были с открытой спиралью и действительно внешне напоминали мини-кипятильник. Нагревательная спираль современных свечей закрыта прочным корпусом-стержнем (обычно стальным, иногда керамическим), заполненным оксидом магния — магнезией. При прохождении электрического тока спираль нагревается, отдавая тепло стержню, а тот — воздуху в камере сгорания и топливно-воздушной смеси, помогая ей воспламениться. Кончик стержня находится ровно в том месте камеры сгорания, где образуется завихрение смеси при впрыске топлива форсункой.

Время прогрева первых свечей накаливания в 1920-е годы составляло бесконечные 180 секунд — целых 3 минуты водитель должен был ждать, пока свечи достигнут рабочей температуры, чтобы запустить двигатель! Современные свечи со стальным стержнем полностью раскаляются менее чем за 10 секунд (рекордсмены — за 4 секунды), а температура стержня достигает 800–1000 °C.

Свечи с керамическим стержнем ещё эффективнее: прогрев за 2 секунды и максимальная температура 1350 °C. Такие свечи используются в высокофорсированных дизелях, отвечающих самым жёстким экологическим требованиям. Но и стоимость керамических свечей в сравнении с классическими стальными заметно выше.

Саморегулируемые свечи SRM/SRC

В свечах накаливания первого поколения время и мощность их нагрева регулировал либо сам водитель, либо отдельный электронный блок управления. Современные свечи меняют свой режим работы самостоятельно благодаря дополнительной регулирующей (управляющей) спирали. Такие свечи накаливания называются саморегулирующимися и обозначаются маркировкой SRM — Self Regulating Metal. Или SRC (Self Regulating Ceramic), если речь о керамической свече.

Сопротивление регулирующей спирали меняется в зависимости от температуры: чем она выше, тем меньший ток управляющая спираль пропускает к основной спирали накаливания. Это позволяет изначально подать на свечу больший ток, ускорив её прогрев, без риска выхода свечи из строя — встроенный предохранитель в виде управляющей спирали не даст ей сгореть.

Системы быстрого накаливания QGS. Свечи на 6 и 12 вольт

В двухступенчатых системах быстрого накаливания QGS (Quick Glow System) свечи последовательно работают в двух режимах: сперва интенсивный накал, затем более слабый догрев. В фазе накала свеча почти мгновенно выходит на пиковую температуру, а затем переходит в режим догрева, где поддерживает её какое-то время. Системы QGS обычно встречаются в зимних комплектациях дизелей, а работой свечей в них заведуют сразу два реле и специальный таймер.

В двухступенчатых системах используются особые свечи накаливания с пониженным вольтажом (6V или 7V). В режиме накала они работают на повышенном напряжении 12V, а после запуска двигателя переходят в режим догрева, где напряжение уже соответствует номинальным 6V. Если такие свечи установить в одноступенчатую систему накаливания, где 12 вольт подаются постоянно, то они очень быстро сгорят. А если использовать обычные свечи на 11/12 вольт в системе QGS, то автомобиль будет плохо запускаться и нестабильно работать на холостых оборотах, ведь свечи не будут раскаляться до расчётной температуры. Поэтому правильный подбор свечей накаливания очень важен — нельзя устанавливать в двигатель первые попавшиеся свечи, подходящие по размеру.

Послепусковое накаливание и очистка от сажи

С ролью свечей накаливания при запуске всё ясно. Но нередко они греются и во время работы мотора! Современные алгоритмы управления дизельным двигателем предусматривают послепусковое накаливание — включение свечей, пока двигатель холодный. Это улучшает сгорание топлива и снижает дымность двигателя при прогреве.

Другая важная функция свечей накаливания — очистка мотора от сажи. Как известно, нагар — главный враг дизеля. Продукты горения и износа оседают на поверхности поршней, в камерах сгорания и в узлах системы EGR (рециркуляции выхлопных газов). Клапан EGR особенно активно засоряется при низкой температуре выхлопа, когда отложения не успевают сгорать. Чтобы принудительно повысить её, вновь включаются свечи накаливания — этот режим называется промежуточный накал.

Современные дизельные моторы дополнительно оснащены сажевым фильтром DPF, чтобы вписываться в жёсткие экологические нормы. Ёмкость фильтра не бесконечна, поэтому в электронном блоке управления двигателя предусмотрена программа его регенерации. Чтобы очистить сажевый фильтр, его нужно прожечь — принудительно нагреть до высокой температуры на 10–15 минут. Для этого двигатель переходит в особый режим работы, где свечи накаливания также задействуются. Режим регенерации сажевого фильтра активируется водителем или механиком автосервиса вручную с помощью кнопки или специальной процедуры каждые 1500–5000 км (зависит от модели автомобиля) — подробная информация есть в сервисной инструкции. О необходимости очистки сажевого фильтра напомнит специальный индикатор на приборной панели.

Проверка свечей накала и симптомы поломки

К сожалению, на дизельных машинах редко встречается самодиагностика свечей накаливания. Если при сгоревшей свече зажигания «бензинка» сразу зажжёт ошибку Check Engine, то суровый дизель может молчать, как партизан, не информируя водителя о проблеме. Не всегда дефектную свечу накаливания видно и диагностическим сканером. Самостоятельно заметить неисправность летом тоже непросто, ведь при плюсовой температуре двигатель заводится хорошо. В итоге поиск сгоревшей свечи начинается с первыми морозами, когда машина начинает плохо заводиться и дымить.

Без снятия с двигателя свечи накала проверяют мультиметром двумя способами:

1. В режиме омметра замеряют сопротивление каждой из свечей: оно колеблется от 0,7 до 1,8 Ом, в зависимости от модели, но обычно составляет около 1 Ома. Если сопротивление повышено, то свеча вряд ли раскаляется до расчётной температуры. А если электрической проводимости нет вовсе, то свеча полностью нерабочая.
2. В режиме амперметра замеряют потребление тока в бортовой сети при включении реле накаливания. Например, если в автомобиле установлены 4 свечи с потреблением тока 5, А, то общее потребление во время накаливания должно увеличиваться на 20 А. Если эта цифра не 20, а 15, А, то одна из свечей не работает.

Но проверка мультиметром — не панацея: бывает, что и при нормальном сопротивлении свеча накаливания чудит. Поэтому самый надёжный способ проверки — выкрутить свечи и подключить их напрямую к аккумулятору, проверив нагрев визуально.

Замена свечей

Многие автомобилисты уверены, что свечи накаливания лучше лишний раз не трогать, чтобы ненароком не сломать при выкручивании — ведь в камере сгорания стержень свечи обрастает нагаром и прикипает, с риском остаться там навсегда. Но чем дольше тянуть с заменой, тем выше риск сломать свечу. А рано или поздно менять свечи придётся, ведь ничего вечного не бывает. Поэтому лучше не оттягивать замену и не ждать проблем, а менять свечи планово каждые 30 000 км пробега — тогда они не успеют обрасти сажей и выкрутятся легко.

В любом случае, перед заменой свечей стоит залить их WD-40 или любой другой проникающей смазкой и оставить на ночь, чтобы жидкость прошла всю резьбу свечи. А непосредственно перед заменой свечей прогрейте двигатель — горячее резьбовое соединение всегда поддаётся легче.

Как и свечи зажигания бензиновых двигателей, свечи накаливания рекомендуется менять комплектом, поскольку время прогрева старых (пусть и рабочих) свечей постепенно увеличивается. Затягивать новые свечи нужно с помощью динамометрического ключа, чтобы при следующей замене они выкрутились без сложностей.

Как правильно заводить дизель

Дизель спешки не любит — не только при езде, но и при запуске. Чтобы мотор завёлся уверенно, дайте свечам накаливания отработать полный цикл, и лишь затем начинайте крутить стартер.

Свечи накала начинают нагрев при включении зажигания, а об их работе сигнализирует специальный индикатор на приборной панели — жёлтая спираль. Чем холоднее на улице, тем дольше продолжается цикл накаливания. Дождитесь, пока индикатор свечей погаснет, и лишь затем начинайте заводить мотор. А в сильный мороз можно сделать и два прогрева подряд: выключить зажигание после первого накаливания и сразу включить снова, чтобы запустить его повторно. Так вы заметно повысите шансы на успешный запуск.

Меняйте свечи накала вовремя, и ваш дизель будет радовать вас уверенным холодным запуском и стабильной работой.