Принцип работы свечей накаливания на дизельных двигателях отличается от свечей зажигания бензиновых моторов. При этом от их своевременной замены и правильного монтажа зависит холодный пуск силового агрегата при низких температурах за бортом машины. В этой статье описаны конструктивные особенности указанных изделий, а также способы проведения их диагностики.
Размещение СН внутри двигателя.
В отличие от силовых агрегатов, работающих на бензине, дизельные двигатели не имеют СЗ, в них установлены свечи накаливания (сокращенно, далее в тексте СН). Они служат нагревательным элементом, основная функция которого – подогрев камеры сгорания для упрощения холодного пуска мотора. Воспламенение топливо – воздушной смеси в дизельных движках происходит из-за образования высокого давления внутри камеры сгорания при окончании такта сжатия, когда поршень доходит до верхней мертвой точки. Воспламенение топливной смеси, возможно, только при подогретом горючем. Летом, температура за бортом автомобиля достаточная, подогрев не нужен, а зимой, если температура воздуха меньше +5 0 С необходимо прогревать камеру сгорания. С этой целью, для каждой камеры монтируются СН. Стержень изделия располагается в предкамере, его окончание достигает границы завихрения рабочей жидкости, создаваемой с помощью форсунки. Подача электрического тока на свечную спираль производится автоматически при повороте ключа зажигания. Разогреваются изделия до нужной температуры и прогревают, таким образом, камеру и попадающий в нее воздух.
Учтите, есть типы дизельных моторов, не имеющие СН. В большинстве случаев это автодвигатели приводящие в действие промышленное оборудование либо тихоходные тракторные движки. В таких случаях применяется специальная нагревательная решетка, встроенная во впускной коллектор, она заменяет СН.
В автомобиле присутствует специальный блок управления СН. При проворачивании ключа зажигания в рабочее положение, происходит подключение свечей к аккумулятору, при этом на приборной панели загорается индикатор, который при полностью прогретом моторе тухнет, указывая, что автодвигатель готов к пуску.
Разновидности
Конструктивные особенности стержня из керамики
Различают такие типы свечных изделий:
- закрытого типа, при этом спираль может быть открыта либо размещена внутри защитного кожуха;
- открытого типа.
В первом варианте нагревательный элемент помещен в свечной корпус, заполненный специальным порошком, проводящий тепло. Разделяют изделия со спиралью, выполненной из металла либо из керамики.
Основным достоинством керамических изделий есть достижение максимальной температуры прогрева за очень короткий период. При этом обеспечивается лучший пуск автодвигателя без прогрева, снижается количество токсичных газов выхлопа, возрастает срок службы свечных элементов и движка. Срок службы свечи увличивается, та как помещенный в кожух нагревательный элемент не окисляется, плюс он защищен от механических воздействий.
Калильные изделия открытого типа располагаются в камере сгорания, для их эффективной работы топливная смесь должна поступать на раскаленную часть стержня.
По времени достижения рабочей температуры калильные свечи разделены таким образом:
- обычные, прогрев изделия происходит менее 1 мин;
- быстродействующие, нужная температура достигается в течение 10 сек.;
- саморегулируемые, их прогрев происходит за 5 сек.
В последнем варианте скорость прогрева достигается благодаря присутствию двух свечных спиралей. Такие изделия очень эффективны в работе и имеют длительный эксплуатационный период, что позволяет им вытеснять с прилавков авторынка первые два вида свечей.
Диагностика в домашних условиях
Одна из разновидностей конструкции СН.
- Штепсель
- Печатная плата с электроникой
- Корпус свечи накаливания
- Нагревательный стержень накаливания
- Высоковольтное соединение
- Измерительная диафрагма
- Набивка
Проверить необходимость замены свечей накаливания на дизельном двигателе можно несколькими способами:
- Используя аккумулятор. Для проведения диагностики, придерживайтесь последовательности:
- возьмите изолированный провод, длина которого 50 см;
- переверните свечу так, чтоб нагревательный элемент оказался вверху и установите его центральный электрод на «+» клемму аккумулятора;
- подсоедините «-» клемму АКБ с корпусом свечи, используя электропровод;
- об исправности свечи можно судить по степени ее прогрева, если нагревательный элемент быстро прогреется хоть на 50%, то изделие исправно, в ситуациях, когда разогревается только кончик нагревательного элемента стоит заменить свечу.
Из недочетов данного метода можно выделить необходимость выкручивания каждого свечного устройства, при этом может понадобиться демонтаж некоторых элементов автомобиля, препятствующих доступу к СН.
- Применяя мультиметр. Используя этот способ можно не извлекать свечи. Для проведения диагностики, проведите следующие манипуляции:
- отсоединяете от калильных изделий токопровод центрального электрода;
- подсоедините к центральному свечному электроду плюсовой щуп мультиметра, минусовым щупом прикоснитесь к боковой части корпуса;
- установите прибор в положение омметр;
- при отсутствии показаний на дисплее прибора можно говорить о пробое нагревательного элемента - свеча требует замены.
Недочетом указанного метода есть диагностика изделий, имеющих слабый накал. При тестировании прибор укажет, что пробой отсутствует, при этом прогрев камеры сгорания будет недостаточным.
- Используя изолированный провод. Схема проверки следующая:
- снимите изоляционный слой, около 2 см с каждой стороны провода (длина которого до 1 м);
- отсоедините свечи от подающего провода и шины;
- закрепите один конец изоляционного провода на «+» клемму АКБ, а вторым прикоснитесь к центральному контакту свечи.
- на исправной свече возникает искра, если изделие слабо накаливается, то искра незначительная.
Отсутствие искры указывает на полностью неисправную свечу. Недочетом указанного метода есть возможность проверки свечей на автомобилях старого образца, «без мозгов».
Заключение
Сколько свечей накаливания на дизельном двигателе зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Существую моторы, работающие на ДТ, оснащенные непосредственным впрыском, они не имеют предкамер и СН.
Установка СН на дизеля позволяет улучшить пуск мотора после длительного простоя либо при низкотемпературных показателях за бортом машины. Эти изделия позволяют улучшить условия образования рабочей смеси. Современные СН могут продолжать работать непродолжительное время после пуска автодвигателя, таким образом, снижается количество вредных веществ в выхлопных газах, а также стабилизируется процесс горения. При установившейся работе мотора они выполняют дополнительную функцию - улучшают распыление топлива. Поток горючего разбивается, ударяясь об свечной наконечник, это улучшает возникновение завихрений в камере сгорания.
В нашей статье мы разберем, какие свечи накаливания требует дизель, принцип работы этого элемента и его разновидности. Это совсем не та искра, которую привыкли подразумевать, говоря о бензиновом моторе, так что самое время внести ясность.
Свечи накаливания: дизель и бензин – в чем разница?
Итак, как известно, дизельный движок отличается от своего карбюраторного прототипа. Ведь во втором случае происходит самовоспламенение. При забросе топлива всасываемый воздух, сжимаясь, нагревается до 700-900 °С, как раз это и приводит к самовозгоранию. В силу того, что дизельный двигатель устроен иначе, чем бензиновый, принципы их работы также отличаются. В бензиновом моторе возгорание происходит от искры, а вот моторе с дизельным топливом – от сжатия . Для того чтобы топливо воспламенялось, его необходимо подогреть.
В летний период это не составит никакого труда, так как довольно тепло, а вот при морозе и в случае запуска «на холодную» нужно обеспечить дополнительный прогрев в камере сгорания. В каждую из камер ввинчивают по . В тот момент, когда через спиральный резистор проходит электрическая энергия, нагревая его до температуры в 100 °С, происходит возгорание. Таким образом, можно сказать, что свеча накаливания в дизельном двигателе привела к самозажиганию дизельного топлива.
Свечи в дизеле не служат в качестве источника искры для воспламенения горючей смеси, они нужны лишь для ее подогрева.
Как проверяется свеча накаливания в дизельном двигателе?
Есть несколько способов проверить рабочее состояние элементов. Это можно сделать посредством двигателя или отдельно от него. Для того чтобы проверить работоспособность свечей накаливания вне двигателя, то есть не вкручивая их, необходим омметр или вольтметр. Эти устройства используются для проверки состояния напряжения. При отсутствии того или иного можно проверить следующим способом: подключить свечу к аккумулятору, подсоединить плюс на клемму, а вот минус завести на корпус замеряемого элемента.
Через несколько секунд у исправной свечи нагреется спираль, затем она начнет светиться, это и покажет ее работоспособность. Если же ни какой реакции не произойдет, необходимо . Еще один способ проверить их работоспособность – использовать шину. Для этого на ней устанавливают вывернутые свечи, концы которых следует направить вверх. Затем с помощью проводов со сравнительно большим сечением замыкают «массу», прикрепляя проводники к корпусу каждой свечи.
В некоторых инструкциях по ремонту двигателей описывается способ проверки работы элементов накаливания через отверстия, предназначенные для форсунок. Предварительно их выкрутив, понаблюдайте, как светятся штифты, раскаленные от нагрева. Если один или несколько элементов горят менее ярко, чем остальные, или не светятся вовсе, необходимо проверить их электрические соединения и следом проверить значение сопротивления.
Какие свечи накала может иметь дизельный мотор?
Чтобы всегда знать, в каком состоянии свечи накала, дизель оснащают соответствующим датчиком. Такой индикатор покажет неисправность, он загорается в случае наличия проблемы и гаснет, если достигнута необходимая температура нагрева. Не всегда стоит беспрекословно доверять этим приборам. Все же необходимо обезопасить себя, и перед началом зимнего сезона стоит все проверить самостоятельно. Если хотя бы один элемент в дизельном двигателе неисправен, целесообразно будет его заменить.
Не каждый знает, что этих элементов накаливания существует два вида – это открытые и закрытые. Свечи закрытого типа, в отличие от представителей открытого типа, отличаются высокой механической прочностью и долговечностью в эксплуатации, так как они не окисляются. В основу устройства данного типа входит спираль, которая защищена специальной оболочкой, заполненной керамическим порошком.
Свечи открытого типа еще называют штифтовыми или стержневыми. Они устанавливаются в камере сгорания. При этом обязательным условием является попадание топлива на раскаленную часть. Работоспособность их зависит от отсутствия загрязнений и влаги на поверхности. Чтобы этого не допустить, необходимо плотно закреплять стержень манжеты, которую производят из силиконового герметика или резины. Когда вы выбрали нужные свечи накаливания на дизель, замена на СТО предпочтительней.
Свечи накаливания для дизеля – что это, зачем нужны и как они устроены? Ответ дают инженеры, придумавшие эти устройства.
Доподлинно известно, что для многих автолюбителей современные дизельные двигатели настоящая находка. Они позволяют сэкономить финансы, не прожорливы и имеют отличный КПД. Но есть и менее радужные нюансы, ноги которых во многом растут из особенностей солярки, а именно её нелюбви к низким температурам воздуха.
Свеча накаливания именно то устройство, которое решает эту задачу без проблем, и именно о ней и пойдёт речь в нашей статье.
Вспоминая о героях нашей публикации, сразу же в голову приходит бензиновый двигатель, где присутствуют свечи зажигания, которые необходимы для поджога топливно-воздушной смеси в цилиндрах.
Но горючее в дизельных агрегатах, как известно, воспламеняется от сжатия – зачем же им то эти элементы? Дело в том, что эти свечи не создают искры, а выполняют роль нагревательных устройств (отсюда и их название – накаливания).
Для того чтобы солярка смогла вспыхнуть в камере сгорания и мотор начал работать, нужна высокая температура воздуха, около 700-900 градусов. Это первое. Второе – уже при +5 дизтопливо начинает густеть и кристаллизуется, поэтому неохотно превращается в топливно-воздушную смесь.
Данные факторы сильно мешают завести машину в холода, поэтому перед тем как начнёт раскручивать , дизель необходимо подготовить. Частью такой подготовительной (её ещё называют предпусковой) системы и являются свечи накаливания, которые за очень короткое время (от 2 до 30 секунд) способны разогреться до 1300 градусов и создать необходимую температуру в камере сгорания, чем облегчают жизнь и стартеру и, конечно же, водителю.
Наверное, Вы уже поняли, что свеча накаливания устанавливается там, где приносит наибольшую пользу, а именно непосредственно в камере сгорания цилиндра или, если мотор не с – в предкамере.
Интересно, что свечи накаливания для дизеля несут ещё и вспомогательную функцию.
После того как процесс разогрева окончен, они, благодаря своему наконечнику, выступают в роли распылителя солярки внутри камер сгорания. Дело в том, что они расположены таким образом, чтобы топливо, впрыскивающееся форсункой, дополнительно разбивалось об наконечник, улучшая образование смеси с воздухом.
Как устроены свечи накаливания для дизеля и как это всё работает?
Как устроены свечи накаливания для дизеля? Если совсем упростить вопрос, то это самые обычные спирали из тугоплавкого металла, которые нагреваются, когда по ним бежит электрический ток.
Кстати, в плане тока эти элементы очень прожорливы – некоторые экземпляры потребляют до 16 Ампер и это только один, а их в моторе, столько, сколько и цилиндров.
Конструкция свечи накаливания
Конструктив свечи зависит во многом от фантазии автопроизводителей. Как правило, у любой свечи есть:
- наконечник с нагревательным элементом;
- корпус со всем необходимым для крепления в двигателе;
- контактный вывод;
- встроенные датчики (бывают не всегда).
Ключевым элементом выступает наконечник, скрывающий в своих недрах спираль. К слову, современные свечи могут иметь несколько спиралей, одна из которых выступает в роли регулятора температуры – её сопротивление повышается с ростом градусов и таким образом ток через нагревательную спираль уменьшается. Благодаря такой нехитрой схеме обеспечивается стабильный температурный режим.
Работа свечи накаливания
Разогревать воздух внутри камер сгорания нам нужно лишь для надёжного старта двигателя, поэтому этот процесс контролируется при помощи блока управления свечами накаливания.
Внутри него электроника, отслеживающая различные параметры, например температуру за бортом, топлива и т.д., которая вычисляет необходимое время работы.
В упрощённом виде алгоритм действия системы следующий: когда Вы повернули ключ в , включив электрику, на панели приборов загорается лампочка, сигнализирующая о включении свечей, пока она светится, включать стартер ещё рано – мотор холодный. После того, как электроника посчитала прогрев достаточным, индикатор гаснет и силовой агрегат должен завестись без каких-либо усилий.
Пуск, прогрев, и поехали… До новых встреч друзья!
Дизельный двигатель имеет некоторое отличие от работы бензинового мотора. Ведь взрыв смеси там происходит не от искры, а от сжатия топливовоздушной смеси. Тем не менее, свечи в дизельном моторе все же есть, однако они, в , предназначены для подогрева камеры сгорания в зимний период. Разберем неисправности свечей накаливания, их диагностику, а также расскажем, как производится замена.
Принцип работы свечей накала
Принцип действия свечей накаливания заключается в том, что они разогревают воздух в камере сгорания до температуры 1000 градусов Цельсия. Прогрев выполняется до тех пор, пока не достигнет отметки в 70-80 градусов. Все свечи накаливания делятся на два вида - это керамические и штифтовые.
Любая свеча накаливания состоит из небольшого количества элементов. Это головное устройство (корпус) и нить накаливания, которая состоит из двух специальных резисторов. Первый резистор постоянный и обладает неизменным сопротивлением, а второй представляет собой сопротивление с регулируемым температурным коэффициентом. При повышении температуры двигателя меняется и температура свечи, что делает нагрев наиболее эффективным и экономичным, по отношению к аккумуляторной батарее.
Диагностика свечей на дизеле
Свечи накаливания должны быть своевременно проверены и в случае необходимости заменены новыми, так как при отказе хотя бы одного элемента, запустить мотор будет невозможно. Периодичность замены всегда указывается производителем двигателя, но проверку свечей нужно выполнять перед каждой зимой и в случае выявления неисправностей менять комплект целиком.
Существует всего два способа определения исправности свечей накаливания. Первый предусматривает участие двух человек.
Позволяет производить самодиагностику элементов. В случае поломки одной из свечей, на приборной панели загорится соответствующий индикатор.
Видео - Как проверить свечи одним проводком
Признаки и причины неисправностей
В холодное время года можно определить неисправность непосредственно. Во-первых, при неисправных свечах, двигатель запускается с большим трудом, а его работа является неустойчивой. Вторым признаком можно считать . Как только вы обнаружите все вышеперечисленные симптомы, необходимо выполнить проверку свечей. Как правило, если двигатель все-таки запустился, неисправна только одна свеча. В остальных случаях - две и более.
Неисправность свечей может быть вызвана неправильной работой топливной системы, электропроводки или аппаратуры управления. Отдельным случаем, когда свеча попросту выработала свой ресурс и стала непригодной к использованию. Если это случилось раньше положенного срока, следует искать и устранять причину перед заменой свечного комплекта.
Замена свечей накаливания
Замена свечей накаливания не представляет собой ничего сложно.
Перед началом работ, откройте капот и дайте двигателю остыть. Проводить работы на прогретом двигателе категорически запрещено.
Видео - Снятие обломонных свечек с дизельных двигателей
Затем на ее место устанавливается новая и закручивается до упора с небольшим усилием. Делать это нужно предельно осторожно, так как металл свечей достаточно хрупкий, и она может запросто переломиться. Если это все-таки случилось, то придется снимать головку блока и высверливать отверстие с резьбой под новую свечу в металле старой.
После этого, установите на место кабель и попробуйте дернуть его в разные стороны. Если он сидит недостаточно крепко, значит, вы установили его неправильно. Проверьте крепление и попробуйте еще раз. Кабель должен сидеть плотно.
Проделайте те же самые операции для остальных свечей накала и оденьте минусовую клемму аккумулятора. После проверки свечей, поставьте теплоизоляцию на место и закройте капот. На этом замена свечей накала завершена. Как видите, это было совсем легко.
Функционирование свечей накаливания
Дизельный двигатель отличается от карбюраторного двигателя самовоспламенением. Всасываемый воздух благодаря сжатию нагревается в цилиндрах до температуры 700-900°С, что ведет к самовоспламенению при впрыскивании топлива. При этом дизельный двигатель требует более высокого сжатия (степень сжатия 20-24) и соответственно более прочной конструкции, чем карбюраторный двигатель. Чтобы гарантировать достижение требуемой температуры при неблагоприятных эксплуатационных условиях, как в случае холодного пуска или мороза, необходимо обеспечить дополнительный подогрев в камере сгорания.
При этом свечи накаливания принципиально функционируют как погружной электронагреватель: электрическая энергия проходит через спиральный резистор, который при этом сильно нагревается (до 1000°С).
Этот простой принцип вызывает, однако, на практике некоторые трудности с точки зрения срока службы, защиты от перегрева и потребления электроэнергии. В 60-е гг. процесс запуска продолжался до 30 секунд. В 80-е гг. время запуска уже уменьшилось до 3-5 секунд. С появлением дизельных двигателей с турбонаддувом при температуре окружающей среды выше 0°C разница по сравнению с карбюраторным двигателем практически не ощущается. Только при температурах ниже 0°С все еще требуется разогрев.
Однако на этом развитие никоим образом не заканчивается. Требуются свечи с остаточным накалом. Свечи накаливания должны вступать в действие не только во время процесса запуска, но также и в зависимости от температуры до трех минут в фазе прогрева двигателя на холостом ходу. Только так можно с самого начала гарантировать высокую культуру движения и низкие выбросы. Это неизбежно ставит повышенные требования к сроку службы свечей накаливания.
Кроме того, в будущем станут применяться дизельные двигатели с низким сжатием, которые вследствие сильного наддува обеспечивают высокую мощность при низких выбросах. Однако такого рода концепция имеет плохой пусковой режим, обусловленный конструкцией. Здесь некоторую пользу можно получить благодаря высокотемпературным свечам накаливания из керамики, так как они существенно горячее металлических свечей накаливания и дополнительно к этому обладают большим сроком службы.
Старые типы двигателей как правило снабжены системами без дополнительного накаливания после запуска двигателя. Современные типы двигателей оснащены системами накаливания с дополнительным накаливанием после запуска двигателя.
Дополнительное накаливание после запуска двигателя оказывает непосредственное влияние на уменьшение количества дыма, выделяемого двигателем, а также способствуетсоблюдению строгих лимитов эмиссии EURO 2 и EURO 3. Конструкция свечей накаливания с сердечниками накаливания с усовершенствованной способностью к саморегулированию предотвращает тепловые и токовые перегрузки свечей накаливания после запуска двигателя, когда напряжение в сети транспортного средства достигает почти 16 В, а также способствует продолжению срока службы свечей накаливания.
Использование самого оптимального материала для спирали накаливания и прежде всего регулировочной спирали, а также оптимальная форма рабочей части сердечника накаливания позволяют быстро достигать рабочей температуры при низком уровне расхода электроэнергии в течение всего времени накаливания, равно как и исключить состояние "пика" электрического тока в начале процесса накаливания.
Свечи накаливания с моноспиралью
Они сконструированы для использования с одной спиралью, которая обеспечивает как накаливание, так и саморегулировку, необходимую для быстрого достижения температуры рабочей части свечи накаливания и ограничения максимальной температуры, а также обеспечения требуемого срока службы.
Для большинства двигателей, которые в настоящее время находятся в эксплуатации, данная конструкция соответствует требованиям к скорости и надежности накаливания.
В связи с инновациями двигателей свечи накаливания с моноспиралью постепенно заменяются свечами накаливания с двойной спиралью, обладающими еще более совершенной регулировкой температуры.
Только конструкция свечи накаливания с двойной спиралью при использовании оптимальных материалов для изготовления спирали накаливания и регулировки позволяет достигнуть оптимальной температуры рабочей части сердечника накаливания во всех режимах фазы запуска двигателя, т.е. перед запуском двигателя, в ходе запуска и вскоре после запуска двигателя.
1. Регулирующая спираль.
2. Спираль накаливания с саморегулирующим действием.
3. Спираль накаливания.
Рабочая часть этих свечей накаливания состоит из спирали накаливания, изготовленной из резистивного материала. При их использовании для двигателей тяжелого топлива с самовоспламенением от сжатия с вихревой камерой или с предкамерой они расположены и работают так же, как и свечи накаливания с сердечником накаливания. В настоящее время они в основном используются для облегчения запуска различного рода отопительных агрегатов или же для подогрева воздуха во всасывающем трубопроводе двигателя.
Примеры размещения свечи накаливания в двигателе
Проверка свечей накаливания
Для дизеля зима начинается, когда столбик термометра опускается к отметке + 5°С. Только до этой температуры воздуха дизель удается кое-как запустить с неработающими свечами накаливания. При более низких температурах это невозможно, даже если "шалит" всего одна свеча.
Итак, свечи накаливания должны обеспечить в камере сгорания необходимую для нормального смесеобразования и самовоспламенения температуру. Надо сказать, что со своей задачей, особенно на вихре- и форкамерных дизелях, свечи справляются достаточно эффективно.
О работе свечей накаливания "сигнализирует" индикатор на панели приборов, который должен загореться, а через некоторое время погаснуть, как бы указывая, что воздух в камере сгорания готов к приему порции дизельного топлива. Опыт показывает, что доверять этому индикатору не стоит. Он может загореться, даже если перегорел предохранитель и не сработало реле блока управления свечами.
Проверить свечу можно не снимая ее с двигателя при помощи обычного тестера:
для этого нужно установить тестер в режим измерения сопротивления;
один вывод тестера подсоединить к массе автомобиля, второй - к выводу свечи.
Отсутствие контакта означает неисправность свечи. Ее следует заменить.
Проверка снятой свечи:
подать напряжение от "плюса" аккумулятора на клемму свечи, а корпус свечи - на "массу".
У исправной свечи сразу нагревается калильная трубка. Через 10 секунд она раскаляется и начинает светиться, в противном случае - свечу следует заменить.
Если свечи накаливания на легковых дизелях встречаются повсеместно, то более эффективные и такие необходимые зимой предпусковые обогреватели - крайне редко. И это понятно, ведь большинство дизельных иномарок рассчитано на климат Центральной Европы и к нашим зимам абсолютно не адаптировано. Автомобили из Скандинавии, а также немецкие, французские, ориентированные на наш рынок, значительно лучше подготовлены к эксплуатации в зимних условиях и имеют на этот счет в конструкции ряд "изюминок", в том числе предпусковые подогреватели. Пусть их устанавливают за дополнительную плату, зато в паре с таймером такой подогреватель творит чудеса - машина "оживает", как по звонку будильника. К приходу хозяина все готово к поездке: двигатель теплый, салон прогрет, не нужно соскребать лед со стекол и т.д.
