Срок службы свечей накаливания в дизельных двигателях

Принцип работы, устройство и замена свечей накаливания в дизельном двигателе

О том, что дизельные двигатели плохо запускаются при низких температурах, причём не запредельных, а начиная с околонулевой зоны шкалы градусника, владелец современного автомобиля может и не подозревать. Способствуют тому с виду простые устройства – свечи накаливания, по одной на каждый цилиндр двигателя. Автоматически подключаясь, они обеспечивают уверенный старт дизеля даже в сильный мороз, когда без них водителю пришлось бы сильно разочароваться в удобстве пользования своим мощным и экономичным двигателем.

Клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Еще одна экологическая «примочка» для современных «зеленых» — клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR).

Свечи накаливания, в том числе, служат для поддержания его работоспособности. Низкая температура картерных газов приводит к образованию нагара на клапане, что затем приведет к увеличению расхода топлива, повышению концентрации вредных соединений в выхлопных газах, снижению мощности двигателя.

В перспективе сам клапан сломается (EGR попросту заклинит). ЭБУ дает сигнал на подогрев свечей накаливания, чтобы температура в камере сгорания не падала ниже критической отметки, тем самым продлевая срок службы системы EGR.

Самостоятельная замена

Обратите внимание, что при замене желательно менять сразу все свечи на новые независимо от их визуального состояния. Свечи накала подбираются согласно их соответствию для установки на тот или иной тип дизельного двигателя.

Снятие защиты

Свечи накаливания зачастую располагаются в верхней части головки блока цилиндров (обычно рядом с дизельными форсунками). Их может быть не видно в том случае, если мотор сверху прикрыт пластиковой крышкой или защитным кожухом. Данную защиту необходимо демонтировать для обеспечения доступа.

Отсоединение клемм АКБ

Так как свечи накала представляют собой электрический нагревательный элемент, потребуется осуществить отсоединение от АКБ минусовой клеммы. Затем производится откручивание небольших гаек, которые фиксируют наконечники высоковольтных проводов на контактных стержнях калильных свечей. Провод подключается к верхней части свечи. Указанную гайку необходимо отвернуть при помощи гаечного ключа, а сам провод можно немного сдвинуть, чтобы он не мешал дальнейшему снятию свечей накаливания.

Выкручивание калильных свечей

Следующим шагом становится выкручивание свечей при помощи ключа-трещотки. Выкручивать необходимо предельно аккуратно, чтобы не повредить резьбу в ГБЦ. Также существует риск сломать саму свечу, в результате чего могут возникнуть дополнительные сложности с последующим высверливанием стрежня и восстановлением резьбы.

Зачистка контактов

Далее необходимо произвести зачистку от загрязнений контактов на каждом высоковольтном проводе свечи накала. Это необходимо для полной работоспособности новых свечей после их установки на дизельный двигатель. Если контакт «прикипел», тогда его можно без особых затруднений снять при помощи плоской отвертки.

Удаление грязи из свечных отверстий

Отдельно стоит отметить процедуру очистки от нагара отверстий для установки свечей. Для этого понадобится специальная развертка, длинна которой позволит эффективно очистить свечные колодцы. Перед вкручиванием на развертку необходимо нанести смазку. Указанную развертку нужно вкрутить в каждое отверстие. Для процедуры лучше использовать не универсальную, а штатную развертку. Если имеется такая возможность, дополнительно необходимо удалить отложения из каналов при помощи сжатого воздуха.

Установка новых свечей накала

После очистки производится установка новых и/или заранее проверенных на работоспособность калильных свечей на дизельный двигатель. Затягивать свечи необходимо до появления небольшого сопротивления. Момент затяжки регулируется динамометрическим ключом и составляет 15 Нм. Перетяжка может привести к тому, что в процессе следующей замены будет присутствовать риск поломки свечи в колодце при попытке демонтажа.

Когда установка новых элементов на все цилиндры завершена, очищенные наконечники свечных проводов ставятся обратно на посадочное место, осуществляется их фиксация при помощи гайки и гаечного ключа. Необходимо убедиться в том, что наконечники проводов плотно закреплены, а также реализовано полное закрытие контактов свечей.

Затем можно присоединить минусовую клемму к АКБ. Дальнейшим шагом будет проверка установленных свечей. Проверять следует в штатном порядке: повернуть ключ зажигания, осуществить запуск дизеля, а после оценить работу ДВС в режиме прогрева. Если мотор уверенно запустился, работает ровно и без сбоев, тогда свечи накала полностью работоспособны. В противном случае необходимо провести повторную диагностику дизельного ДВС для поиска потенциальной неисправности.

Доступные способы самостоятельной проверки свечей накала дизельного двигателя. Диагностика калильных свечей со снятием, проверка тестером, на искру.

Причины затрудненного «холодного» пуска дизельного двигателя. Компрессия, свечи накаливания, дизельные форсунки, ТНВД, парафин или вода в топливной системе.

Признаки неработающего цилиндра (троение и вибрации) дизельного двигателя. Поиск неисправности: компрессия, дизельные форсунки, свечи накала, ТНВД и другие.

Синий выхлоп дизельного мотора, неисправности и причины появления сизого выхлопа дизеля. Износ цилиндропоршневой группы, компрессия, подача дизтоплива.

Запуск дизельного мотора зимой. Присадки-антигели в солярку, керосин и замена топливного фильтра. Обогрев топливного бака, свечи накаливания, аккумулятор.

Главные причины затрудненного пуска горячего дизельного двигателя. Проблемы с плунжерной парой ТНВД, перелив топлива через дизельные форсунки, датчики.

Признаки и причины неисправности свечей накаливания

Часто бывает так, что двигатель ни с того ни с сего, начинает запускаться с трудом и неровно работает, будучи холодным. Попутным симптомом может быть выхлоп белого цвета. Как правило, причина кроется в поломке свечей накала. Если они недавно менялись, и их срок службы не подошел к концу, скорее всего, дело в заводском браке, и перестала работать одна из свечей. Нужно проверить все и заменить неисправную. Заметить неисправность летом довольно сложно. Она начинает проявляться с понижением температуры окружающей среды.

Если откажут сразу две, то двигатель, скорее всего, совсем не удастся запустить. Одновременный отказ большего количества свечей маловероятен, и придется проверить электропроводку или блок управления.

Свеча может перестать работать в нескольких случаях: она выработала свой ресурс, есть неполадки в топливной аппаратуре или электропроводке. В первом случае выполняется проверка и замена всего комплекта свечей, в остальных потребуется поочередно проверить форсунки, реле управления, провода.
» alt=»»>

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 заменить элемент накаливания. 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.

Почему свечи выходят из строя

Срок службы современных штифтовых свечей накала дизелей составляет 60 тысяч километров при условии соблюдения эксплуатационных условий. Если случится повреждение оболочки спирали, то все устройство выйдет из строя раньше, т. к. в образовавшуюся трещину внутрь проникают грязь и влага, а спираль замыкается на корпус. Оболочка может выйти из строя по следующим причинам:

• несоблюдение тщательности и аккуратности при монтаже элемента накаливания в мотор;
• появление электрохимической коррозии с течением длительного времени;
• установка свечей, не соответствующих моделей данному типу дизельного двигателя.

Данные устройства очень важны — они обеспечивают как бесперебойный запуск дизельного двигателя при минусовых значениях температуры окружающей среды, так и существенно снижают количество отработавших вредных газов.

Что такое свеча накаливания

Свеча накаливания в дизельном двигателе — это один из самых важных элементов. Именно свечи отвечают за то, чтобы топливо внутри системы, обладало нужной температурой. Проще говоря, без этого элемента холодный запуск стал бы просто невозможным.

Сразу нужно дать одно важное пояснение. Свечи накаливания для дизеля кардинально отличаются от свечей зажигания. Дело в том, что они не генерируют искру, а доводят топливо до нужной температуры. Это происходит благодаря реле.

Возгорание топлива в дизельном двигателе происходит посредством давления. Соответственно основная работа свечей накаливания заключается в обеспечении беспроблемного запуска устройства, когда температура внешней среды менее пяти градусов по Цельсию.

Свечи накаливания

Топливо в дизельном моторе, в отличие от бензинового, воспламеняется не от искры, а под воздействием температуры +800°С, получаемой в камере сгорания при высоком давлении в конце такта сжатия. Впрыскивается топливо в момент приближения поршня к верхней мертвой точке. При пуске дизеля в зимнее время разогреть воздух до температуры самовоспламенения солярки только высоким давлением нельзя, поэтому для облегчения пуска в камеру сгорания (реже – во впускной тракт) дизелей устанавливается свеча накаливания – электрический нагревательный элемент в виде спирали.

Режим работы

Свечи накаливания включаются не какой-то определенной кнопкой, а поворотом ключа стартера перед пуском двигателя. Продолжительность их работы определяется электронным блоком управления на основе информации датчика температуры.

О работе свечи накаливания информирует желтая сигнальная лампа с символом спирали на щитке приборов. После разогрева лампа гаснет, давая водителю сигнал к включению стартера. Чтобы поддержать устойчивую работу дизеля сразу после его пуска, в некоторых системах предварительного разогрева свечи накала остаются включенными еще какое-то время (до 180 секунд). Так обеспечивается более устойчивая работа мотора, ускоряется его прогрев, снижаются токсичность выхлопа и уровень шумности.

Устройство и разновидности

Свечи накаливания делятся на два типа – открытые и закрытые. У открытых спираль накаливания не имеет защитного чехла, у закрытых она находится внутри оболочки, которая заполнена изолятором – керамическим порошком (например, оксидом магния) с высокой теплопроводностью. Оптимальное распределение температуры на поверхности оболочки достигается путем подбора сопротивления спирали и расположением ее витков. Из-за формы нагревательного элемента эти свечи иногда называют штифтовыми или стержневыми. В камеру сгорания они устанавливаются таким образом, чтобы конус струи топлива попадал на раскаленную часть. Преимуществом штифтовых свечей перед свечами открытого типа является большая механическая прочность и увеличенный вследствие отсутствия окисления спирали срок службы. Нагреватель свечи не должен препятствовать свободной циркуляции топливовоздушной смеси в камере сгорания. В связи с этим диаметр оболочки нагревателей не превышает 5-6 мм.

Для предотвращения проникания влаги и загрязнений вовнутрь оболочки контактный стержень уплотняется манжетой из специальной резины или силиконового герметика.

В качестве материала для спирали свечей накаливания используют никель, железокобальтовые или железохромалюминиевые сплавы, а корпус обычно делают из железохромоникелиевого сплава Iconel 601.

Существуют два способа подключения электропитания к свечам накаливания – однополюсный, когда «массой» является ее корпус, и двухполюсный (два вывода – «плюс» и «минус»). Однополюсные штифтовые свечи потребляют токи 5 – 18 А, величина напряжения их питания зависит от типа автомобиля и составляет 5 … 24 В. Двухполюсные свечи при напряжении питания 1,7 В потребляют токи силой до 50 А, а их мощность может быть от 40 до 150 Вт.

Свечи накаливания открытого типа сегодня встречаются редко. Ими оснащались в основном старые дизели Mercedes.

Несколько слов следует сказать о факельных свечах накаливания, которые являются разновидностью свечей открытого типа и устанавливаются во впускных коллекторах дизелей с большим рабочим объемом. Работают эти свечи иначе, чем описанные выше. Они предназначены для воспламенения топлива, поступающего к ним по специальным трубопроводам. Создаваемый при этом факел подогревает воздух во впускном коллекторе, обеспечивая повышение температуры в цилиндрах.

Быстродействие

По времени нагрева различают обычные свечи накаливания – их рабочая температура достигается менее чем за 60 секунд, быстродействующие – до 10 секунд и саморегулируемые – до 5 секунд. В быстродействующих свечах конструкция спирали позволяет ей быстрее выходить на рабочую температуру. А в саморегулируемых свечах типа Duraterm имеются две последовательно соединенные спирали. Нижняя (никелевая) быстро нагревается, благодаря чему обеспечивается ускоренный выход свечи на рабочий режим. Верхняя железохромалюминиевая спираль является регулирующей – нагреваясь медленнее, она ограничивает ток в зависимости от температуры и предохраняет свечу от перегрева свыше 1000° С.

После выключения саморегулируемая свеча еще на протяжении трех минут сохраняет свою температуру (так называемые свечи послепускового подогрева Post-heating). За счет этого облегчается воспламенение смеси, пока двигатель еще холодный.

Благодаря своим характеристикам саморегулируемые свечи наиболее перспективны и постепенно вытесняют обычные и быстродействующие.

Ресурс

Свечи накаливания со спиралью в оболочке имеют неразборную конструкцию, не требуют технического обслуживания и отличаются высокой надежностью. При нормальных условиях эксплуатации их срок службы составляет не менее 60 тыс. км пробега автомобиля. Возможные неисправности свечей накаливания обуславливаются разными причинами:

• механическими повреждениями свечи (трещины в корпусе, срыв резьбовых соединений) из-за нарушений правил монтажа. В результате влага и грязь попадают в порошковый уплотнитель, что приводит к замыканию витков спирали на «массу»;
• трещинами, вздутиями и оплавлением рабочей части нагревателя из-за электрохимической коррозии;
• повреждением нагревателя вследствие перегрева чрезмерно выступающей в камеру сгорания рабочей части нагревателя; возникает при использовании свечи, не соответствующей данному двигателю.

Свечи могут не работать из-за поломки реле времени блока управления или одного из датчиков (температуры охлаждающей жидкости, скорости движения, оборотов двигателя).

Отказы свечей накаливания могут быть вызваны неисправностями в системе топливо-подачи – при увеличении дозировки, плохом распыле, отклонении угла опережения впрыска топлива, а также завышении напряжения в системе электропитания.

Свечи накаливания разных типов могут различаться по размерам, времени нагрева до рабочей температуры и мощности, поэтому при выходе из строя свечи ее следует заменить такой же – исправной. В противном случае свечи будут разогреваться лишь частично или вообще не будут работать. Если в результате длительной эксплуатации комплекта свечей накаливания из строя выходит одна из них, менять желательно все, так как ресурс остальных уже исчерпан и долго они не прослужат.

Свечи накаливания – достаточно хрупкий элемент, поэтому снимать их с двигателя желательно только для замены. Затяжку при установке следует проводить с помощью динамометрического ключа Используют при сборке ответственных винтовых соединений (приборов, двигателей, и др.). Такие ключи имеют указатель значения крутящего момента. , не превышая усилие в 20 Нм. Если изготовителем предусмотрена круглая специальная гайка крепления электрического провода, ее необходимо затягивать только вручную; если шестигранная – воспользоваться ключом (без нажима).

Диагностика

Проверяют свечи накаливания омметром (у исправной свечи сопротивление спирали составляет 0,7… 1,8 Ом), а в режиме прогрева – с помощью бесконтактного амперметра. Ток потребления исправной свечи в зависимости от типа должен составлять 5-18 А. Если необходимых приборов под рукой нет, проверить свечу на предмет разогрева в некоторых дизелях можно визуально. Для этого снимают форсунки и через их установочные отверстия в головке блока цилиндров определяют разогрев свечи (при установке ключа стартера в первое положение) по изменению цвета стержня.

Проверку реле времени и датчиков лучше доверить специалистам. Следует помнить, что система подогрева работает только на «холодном» двигателе, температура которого не превышает + 60° С.

Стандартизация

Каждый производитель имеет свою систему условного обозначения производимых свечей. Кроме типа, на свечах указывают название фирмы, напряжение источника питания, иногда – страну-производитель и дату выпуска. Все эти данные выдавлены на корпусе. Некоторые свечи накаливания производства разных фирм являются взаимозаменяемыми, о чем можно узнать из специальных каталогов.

Размеры штифтовых свечей накаливания различных типов регламентированы стандартами ISO/DIN 6550-1, 6550-2 и 6550-3 и определяются:

• резьбой крепления: от М10 x 1,0 до М18 x 1,5;
• размером шестигранника «под ключ» – 12, 14,17, 21 мм;
• углом конического посадочного места – 63, 93, 123 градуса;
• общей длиной (L1) – от 58 до 137 мм;
• длиной рабочей части нагревателя (L2) – от 17 до 35 мм;
• диаметром рабочей части нагревателя (D) – от 5 до 6 мм.