Конструктивные особенности свечей зажигания

Свеча зажигания состоит из трех основных компонентов – корпуса, электродов и изолятора (рис 1).

Рис.1. Устройство свечи зажигания:

1 – гайка клеммы, 2 – резьбовое соединение, 3 – барьер утечки тока, 4 – изолятор (Al₂O₃), 5 – электропроводящая перемычка из специального стекла, 6 – клеммный стержень, 7 – обойма свечей, 8 – уплотнительное кольцо, 9 – изолятор электрода, 10 – центральный электрод, 11 – боковой электрод (заземленный)

Изолятор препятствует утечки тока высокого напряжения от центрального электрода на корпус свечи, а также отводит часть тепла, определяя «тепловой диапазон» свечей зажигания.

Изолятор изготавливается из оксида алюминия (Al₂O₃) со специальным наполнителем. Наружная часть изолятора покрывается глазурью для предотвращения налипания грязи, которая способствовала бы утечки тока. В изоляторе размещен центральный электрод и клеммный стержень.

Корпус свечи изготавливается из стали и имеет резьбу для ввинчивания свечи в головку цилиндров и шестигранник для специального ключа. Поверхность корпуса никелируется для предотвращения коррозии и легкого откручивания свечи из алюминиевой головки.

Электроды свечи должны быть стойкими к высокой температуре, воздействию агрессивной среды и электроэррозии. Например, температура в камере сгорания может достигать 2500⁰С, а давление – 50 атм. Наиболее подходящим материалом для электродов считается никель, хотя некоторые свечи имеют медные электроды, покрытые никелем, что улучшает теплоотвод благодаря хорошей теплопроводности меди. Кроме того, за счет уменьшения сопротивления электродов имеется возможность для увеличения зазора между электродами на 0,15 мм.

Увеличение зазора между электродами способствует облегчению пуска двигателя, а также увеличению эффективности сгорания, особенно при работе двигателя на бедной рабочей смеси.

Свечи отличаются друг от друга следующими геометрическими размерами: длиной резьбовой части, диаметром резьбы и искровым зазором. Большинство свечей выпускают с резьбой М 14х1,25 длинной резьбовой части 19 мм и плоским уплотнительным кольцом. Выпускают свечи с коническим уплотнителем без уплотнительного кольца. Размер свечи под ключ может быть 21 мм и 16 мм (рис. 2).

Независимо от режима работы двигателя (пуска, прогрев, холостой ход, нагрузки), температура конуса изолятора свечи должна находится в диапазоне 400-900ºС. Свеча теряет способность к самоочистке, при температуре ниже 400ºС, а при температуре выше 900ºС начинается эффект «калильного зажигания», т.е. возгорание смеси от температуры.

Рис. 2. Свечи с плоской (слева) и конической поверхностью.

Свечи отличаются друг от друга температурным диапазоном, который характеризуется калильным числом. Калильное число условно означает время в секундах, по истечении которого на свече, установленной на специальном двигателе (работающем в определенном режиме), возникает калильное зажигания. Поэтому, чем выше калильной число, тем свеча способна работать при более высоких температурах, т.е. обладает большей теплопроводимостью и называется «холодной», и наоборот, чем ниже калильное число, тем ниже теплопроводность свечи, и свечу называют «горячей».

У «холодной» - более длинный тепловой конус, с большей поверхностью. У «горячей» - короткий (рис. 3). Первый примет больше теплоты от сгорающего топлива, второй – меньше.

Калильное число наносят на корпус свечи – ведь по внешнему виду характеристик с достаточной точностью не определить. В маркировках современных отечественных свечей используют числа: 11, 14, 17, 20, 23, 26. Чем больше это число, тем холоднее свеча.

Существует правило: для горячего (форсированного) двигателя нужны холодные свечи, а для холодного двигателя (с низкой степенью сжатия) нужны горячие свечи.

При снижении компрессии в цилиндрах, а также зимой используют свечи с более низким калильным числом, т.е. более горячие (обладают большей способностью к самоочистке).

Рис. 3. Свечи зажигания: а) «горячая свеча»; б) «холодная свеча.

Свечи отличаются друг от друга маркой. Отечественными производителями свечей являются Энгельс (ЭААЗС), Ульяновск (УМЗ), Уфа (УАПО). Более богатый выбор свечей предполагают фирмы - BRISK, BOSCH, BERU, CHAMPION, NGK, ROCHESTER, EYQUEM, AUTOLITE, DENSO.

В соответствии с требованиями ОСТ 37.003.081-98, условное обозначение свечи зажигания включает в себя следующие обозначения ( рис. 4).

Резьба на корпусе М14х1,25 - «А»; М18х1,5 (по ТУ) - «М».

Размер шестигранника под ключ: 16,0 мм - «У»; 19,0 мм - «М».

Если маркировка не содержит букв «У» или «М», размер шестигранника под ключ 20,8 мм.

Коническая опорная поверхность: «К».

Длина резьбовой части корпуса для свечей с коническим посадочным ме­стом: 7,8 мм - «М»; 17,5 мм - «Д»; 25,0 мм - «С». Если маркировка не содержит букв «М», «Д» или «С» перед обозначением калильного числа,
длина резьбовой части корпуса 11,2 мм.

Калильное число: 11; 14; 17; 20; 23 или 26.

Длина резьбовой части корпуса для свечей с плоской опорной поверхно­стью: 19,0 мм - «Д». Если маркировка не содержит буквы «Д», длина резьбовой части корпуса 12,7 мм, за исключением свечей зажигания с разме­ром шестигранника под ключ 19,0 мм, для которых этот размер один -
9,5 мм.

Выступание теплового конуса изолятора за торец корпуса: «В».

Рис. 4. Обозначение свечей зажигания

Для инжекторных двигателей ВАЗ (восьмиклапанных) рекомендуются свечи А17ДВРМ, для шестнадцатиклапанных – АУ17ДВРМ. Из импортных можно использовать BOSCH W7DC, CHAMPION RN9YCC4 или RN9YC4. Зимой лучше использовать: BOSCH W6DC или AC DELSO R43 XLS. Зазор между электродами свечи должен быть 1÷1,15 мм. Зазоры в свечах 0,5÷0,6 мм для ВАЗ-0,6, 0,7÷0,8 для ВАЗ-0,8.

Выпускают свечи, снабженные дополнительным резистором порядка 5 кОм между центральным электродом и наконечником свечи. Применение резистора способствует уменьшению радиопомех при работе двигателя и в маркировке свечи будет буква R.

Выпускаются свечи с двумя, тремя и четырьмя боковыми электродами. Они используются в основном на высокофорсированных двигателях и отличаются большой долговечностью.

В таблице 1 указаны отечественные свечи и их зарубежные аналоги.

Таблица 1.

Россия, ОСТ 37.003. 081-98	AC DELCO США	AUTOUTE США ~	BERU Германия	BOSCH Германия	CHAMPION США	EYQUEM Франция	MAGNET! MARELLI Италия	NGK Япония	NIPPON DENSO Япония	BRISK (PAL) Чехия	BOSNA Югославия
А17ДВ	42XLS		14-7DU	W7DC	N9YC	750LS	CW7LP	BP6ES	W20EP	L15Y	FE65P
А17ДВ-1	42XLS		14-7DU	W7DC	N9YC	750LS	CW7LP	BP6ES	W20EP	L15Y	FE65P
А17ДВ-10	42XLS		14-7DU	W7DC	N9YC	750LS	CW7LP	BP6ES	W20EP	L15Y	FE65P
А17ДВ-W	-	-	-	-	N9DMC	-	-	ВР6ЕК	W20ET	-	-
А17ДВР	CR42XLS		14R-7DU	WR7DC	RN9YC	RC52LS	CW7LPR	BPR6ES	W20EPR	LR15YC	FE65PR