Диагностика работы двигателя по состоянию свечей зажигания
Свеча зажигания, искровая запальная свеча, устройство для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах карбюраторного двигателя внутреннего сгорания искрой, образующейся между её электродами. С. з., ввёртываемая в головку цилиндров, состоит из стального корпуса 4 (см. рис.) с боковым электродом 2 и изолятора 5 с центральным электродом 1, на верхней части которого установлена контактная гайка 6.Периодически в искровом промежутке между центральным и боковым электродами создаётся высокое напряжение и проскакивает искра. Длина юбки 3 изолятора определяет тепловую характеристику С. з. Короткая юбка обеспечивает хороший отвод тепла от изолятора к корпусу, и свеча с такой юбкой называется холодной. Свеча с длинной юбкой называется горячей. Холодные свечи применяют при длительной работе двигателя с большими нагрузками и на повышенном тепловом режиме.
© 2001 "Большая Российская энциклопедия"
Каким образом можно удостовериться в том, что используемая на данный момент в двигателе свеча зажигания – исправная или наоборот,требует замены?
Достаточно часто бывает такое, что и по внешнему виду свечи зажигания, а далее - при ее проверке как и ручным , «школьным» тестером – «Тест – М»,так и специальным,настольным , где свеча зажигания проверяется еще и под давлением - ничего не говорит о неисправности.
А неисправность – присутствует.
( думается, что при «ручной» проверке , даже при смоделированном давлении до 10 кг\см2 , свече зажигания «не хватает» , например, повышенной температуры (около 50 градусов Цельсия), вибрации, краковременной детонации и каких-то еще «естественных условий»,что бы она «показала себя», то есть начала работать с краковременными перебоями).
Выражается неисправнсть свечи зажигания в довольно странном и на первый взгляд непонятном поведении двигателя:
- И минуту, и две минуты двигатель работает ровно и устойчиво, а потом обороты внезапно поднимаются и через секунду-две медленно опускаются до «нормального» холостого хода. Иногда перед этим можно почувствовать «легкое вздрагивание» двигателя.
Иногда в таком «поведении» двигателя «виновата» свеча зажигания.
Конечно, имея мотор-тестер конкретно приспособленный конкретно для проверки системы зажигания , можно все-таки «уловить» перебои и посмотреть их на экране монитора.
Однако, даже в большом городе можно по пальцам пересчитать мастерские,которые имеют такой тестер или такую диагностическую линию.
В принципе, подобные перебои можно «уловить» еще и при помощи стробоскопа, подключая его поочередно к каждому высоковольтному проводу , обладая как и хорошим зрением,так и достаточным терпением.Однако мало кто сможет,например, подключить стробоскоп и проверить это утверждение на двигателе Nissan RB-20,где нет высоковольтных проводов , а на каждой свече зажигания стоит своя катушка зажигания. Таким примеров «невозможности» использования стробоскопа можно привести достаточно много.
Если попытаться объяснить с «научной точки зрения» эти, вроде бы и не совместимые понятия : « плавают обороты двигателя» - «неисправность свечи зажигания», то можно сказать таким образом ,-
- Во время работы двигателя на ХХ устойчивость работы (приготовление топливо-воздушной смеси) ,в основном, обеспечивается MAP-sensor ( MAF-sensor) и Oxygen sensor,работающего по принципу «обратной связи».
- В случае, если какая-то свеча зажигания в какой-то момент своей работы дает «сбой», то есть произведет «пропуски зажигания», это немедленно отразится как и на величине разряжения во впускном коллекторе (обороты двигателя на какое-то мгновение станут меньше «рассчетных»), так и на составе выхлопных газов
( произойдет мгновенно – резкое «обеднение» смеси,что тут же зафиксируется датчиком кислорода). - Бортовой компютер,который от 4 до 8 раз в секунду получает информацию от датчика кислорода и постоянно - от MAP-sensor – это «просто исполнительное устройство» пока еще «думать» не наученное и, получив от этих сенсоров и датчиков информацию о том, что состав смеси и разряжение во впускном коллекторе изменились, тут же «подбрасывает дровишек» - добавляет топливо в цилиндры (расширяет импульсы на форсунки). В этот момент обороты двигателя вырастают.
- Однако, пока компютер хоть и быстро, но «думал» и «добавлял» - прошло какое-то время и свеча зажигания «снова заработала». Состав смеси и разряжение во впускном коллекторе выровнялись и стали нормальными. И компютеру приходится снова менять расширение импульсов на форсунки в сторону уменьшения – обороты двигателя в это время начинают снижаться.
- И так продолжается несколько раз,пока компютер не «поймет»,что и разряжение во впускном коллекторе,и «выхлоп» стали нормальными. Вот такая «инерционность» регулировки может продолжаться несколько секунд.
А теперь стоит посмотреть и попытаться определить для себя – по каким причинам свеча зажигания может «барахлить».
Ниже приведен рисунок (разрез) свечи зажигания и небольшое описание ее составных элементов :
- наконечник свечи зажигания (обычно – двухволнистый), изготовленный из металла со специальными свойствами и запрессованный «на горячую» в самом конце технологического цикла изготовления свечи – предназначен для передачи напряжения зажигания на центральный электрод свечи через специальный токопроводящий стержень (13) . Не откручивается и не вращается,в отличии от поддельных свечей зажигания или «чисто русских» свечей зажигания.
- многоволнистый ( обычно – «пятиволнистый»,но встречается как и более, так и менее) изолятор свечи изготовленный из специальной керамики. Естественно,что каждая фирма - изготовитель держит в секрете ее состав и технологию изготовления. За счет количества и высоты «волн» керамики , такой изолятор удлиняет возможный путь прохождения высокого напряжения и тем самым максимально препятствует току утечки ( если мысленно мы "разгладим" эти волны, то сможем представить,насколько "длиннее" станет изолятор свечи).
- металический корпус свечи ( может быть , например, никелированным), соединенный с остальными деталями свечи при помощи горячего прессования под определенным давлением и при строго фиксированной температуре.Особое внимание уделяется времени остывания свечи зажигания после этого процесса - оно строго фиксированное и должно происходить в определенных условиях. Именно на этом корпусе фирма-производитель выдавливает свои специальные технологические значки ( у них очень ровная линия, а глубина выдавленных букв и расстояние между ними строго одинаковы). Поддельные свечи зажигания можно определить именно по цвету корпуса - если он радужно "переливается", то такая свеча зажигания не прошла окончательную термическую обработку и является "левой". Тоже относится и к способу нанесения "фирменной" надписи - расплывчатая.неровная и так далее говорит о "левом" или "полу-левом" производстве.
- металическое уплотнительное кольцо,герметизирующее соединение свечи зажигания с блоком цилиндров – запресовано и обжато на самой свече зажигания под давлением, не снимается и не откручивается в отличии от «поддельных» свечей зажигания ( если при покупке свечи зажигания вы проверите хотя бы это условие - попытаетесь снять (открутить) это металическое кольцо и это вам удастся, - вот вам наглядный пример "левой" продукции, такая свеча, может быть, изготовлена в дощатом китайском сарайчике на окраине большого города...).
Кроме того, это уплотнительное кольцо изготовлено не из "просто металла" - у него так же специальные форма, состав и свойства, чисто "фирменное" кольцо после правильного вкручивания свечи зажигания "садится" по своей высоте на 50%. - внутреннее уплотнение предназначенное для фиксации положения керамического изолятора и улучшения внутреннего теплоотвода ( отсутствует на поддельных свечах зажигания для удешевления производства).
- основание пятиволнистого изолятора( бывает изготовлено «под конус» или «бочонком» и зависит от предназначения свечи зажигания) , внутри которого запрессован центральный электрод - по цвету данного изолятора обычно определяется «правильность» работы конкретного цилиндра, «нормальный и рабочий» цвет изолятора – светло-коричневый,все остальные цвета или отложения «говорят» о каких-то нарушениях (неправильный состав топливо-воздушной смеси – цвет или «чисто белый» или «черный», наличие дополнительных присадок в топливе – «красноватый или рыжеватый налет» и так далее).
- технологическая фаска,облегчающая вкручивание свечи зажигания в головку блока цилиндров.Рекомендуется перед вкручиванием свечи зажигания наносить на нее специальную аэрозоль – «антипригарную», что никто и никогда, в принципе. не делает.
- боковой (заземляющий) электрод изогнутый строго под 90 градусов,который содержит специальные добавки или платиновое напыление,улучшающие и увеличивающие долговечность и работоспособность свечи.В зависимости от исполнения и "предназначения" свечи зажигания боковых электродов может быть один,два,три и четыре, а форма их,состав так же могут быть различными.
- воздушный зазор между керамическим изолятором и металическим корпусом свечи,который служит для процесса самоочищения и уменьшения нагара (определяется последней цифрой в наименовании свечи зажигания,например, у свечи BCPR6EY-11 зазор установлен в процессе технологической сборки в 1.1 мм).
- центральный электрод (в зависимости от исполнения свечи зажигания может быть как и разного диаметра,так и высоты и выполнен из специальных сплавов - платина,вольфрам и так далее).
- специальное соединение из электропроводящей стекломассы,которое служит для соединения токонесущего стержня с центральным электродом
- керамический корпус, который служит для изоляции центрального электрода от массы и который способен выдержать напряжение пробоя от 40 до 50 Квольт
- токопроводящий стержень,запресованный «на горячую» и под давлением в токопроводящую стекломассу и связанный с центральным электродом
Как мы видим, свеча зажигания устроена очень и очень непросто.
И если задать вопрос : "Какие же «слабые места» могут быть у нее?", то ответить,наверное, можно таким образом :
- Для свечей зажигания «левых», то есть поддельных и не «от производителя» - слабыми местами могут быть практически все вышеперечисленные пункты.
К нашему сожалению.
Осмотр свечи нужно проводить после продолжительной работы двигателя, идеальным вариантом будет осмотр свечи после длительной поездки по загородному шоссе. Ошибкой некоторых автолюбителей, например является то, что после холодного старта двигателя при минусовой температуре и неустойчивой его работе первым делом выкручивают свечи и увидев черный нагар, делают поспешные выводы. А ведь этот нагар мог образоваться во время работы двигателя в режиме холодного старта, когда смесь принудительно обогащается, а неустойчивая работа могла быть следствием скажем плохого состояния высоковольтных проводов. Поэтому еще раз хочу подчеркнуть, если вас что-то не устраивает в работе двигателя, и вы решили сделать диагностику его работы с помощью свечей нужно проехать на изначально чистых свечах минимум километров 250-300 лучше еще больше и только после этого делать какие-то выводы.
Фото №1 изображена свеча, вывернутая из двигателя работу которого можно считать отличной. Юбка центрального электрода имеет светло-коричневый цвет, нагар и отложения минимальны. Полное отсутствие следов масла. Владельцу данного мотора можно только позавидовать, и есть чему это экономичный расход топлива и отсутствие необходимости доливать масло от замены до замены.
Фото №2 типичный пример свечи от двигателя с повышенным расходом топлива. Центральный электрод покрыт бархатисто-черным нагаром. Причин тому несколько: богатая воздушно-топливная смесь (неправильная регулировка карбюратора, угла опережения зажигания или неисправность инжектора), засорение воздушного фильтра.
Фото №3 наоборот пример чрезмерно бедной воздушно-топливной смеси. Цвет электрода от светло-серого до белого. Здесь есть повод для беспокойства. Езда на слишком обедненной смеси и при повышенных нагрузках может стать причиной значительного перегрева, как самой свечи, так и камеры сгорания, а перегрев камеры сгорания прямой путь к прогару выпускных клапанов.
Фото №4 юбка центрального электрода свечи имеет характерный красноватый оттенок, этот цвет можно сравнить с цветом красного кирпича. Это покраснение вызвано работой двигателя на топливе содержащем избыточное количество присадок имеющих в своем составе металл. Длительно использование такого топлива приведет к тому, что отложения металла образуют на поверхности изоляции токопроводящий налет, через который току будет легче пройти, чем между электродами свечи, и свеча перестанет работать.
Фото № 5 свеча имеет ярко выраженные следы масла особенно в резьбовой части. Двигатель с такими свечами после длительной стоянки, имеет обыкновение после запуска "троить" некоторое время, а по мере прогрева работа стабилизируется. Причина этого неудовлетворительное состояние маслоотражательных колпачков. Налицо повышенный расход масла. В первые минуты работы двигателя, в момент прогрева, характерный бело-синий выхлоп.
Фото № 6 свеча вывернута из неработающего цилиндра. Центральный электрод, его юбка покрыты плотным слоем масла смешенного с каплями несгоревшего топлива и мелкими частицами от разрушений, произошедшими в этом цилиндре. Причина этого - разрушение одного из клапанов или поломка перегородок между поршневыми кольцами с попаданием металлических частиц между клапаном и его седлом. В данном случае двигатель "троит" уже не переставая, заметна значительная потеря мощности, расход топлива возрастает в полтора, два раза. Выход один - ремонт.
Фото № 7 это полное разрушение центрального электрода с его керамической юбкой. Причиной данного разрушения мог стать один из перечисленных ниже факторов: длительная работа двигателя с детонацией, применение топлива с низким октановым числом, очень раннее зажигание, и просто бракованная свеча. Симптомы работы двигателя такие же, как в предыдущем случае. Единственное на что можно надеяться так это на то, что частицы центрального электрода сумели проскочить в выхлопную систему, не застряв под выпускным клапаном, иначе тоже не избежать ремонта головки блока цилиндров. Но это зависит от человека, грешен он или нет (шутка). Если говорить об этой конкретной свече, то ее хозяина Бог миловал.
Фото № 8 последнее в этом обзоре. Электрод свечи оброс зольными отложениями, цвет не играет решающей роли, он лишь свидетельствует о работе топливной системы. Причина этого нароста сгорание масла вследствие выработки или залегания маслосъемных поршневых колец. У двигателя повышенный расход масла, при перегазовках из выхлопной трубы сильное, синие дымление, запах выхлопа похож на мотоциклетный.
Если вы хотите, чтобы с работой вашего двигателя было меньше проблем, не вспоминайте о свечах только тогда, когда мотор отказывается работать. Производитель гарантирует безотказную работу свечи на исправном двигателе 30 тыс. километров пробега. Но и вы в свою очередь не забывайте с каждой заменой масла или в среднем каждые 10 тыс. километров пробега проверять состояние свечей. Прежде всего, это регулировка зазора до требуемой величины, удаление нагара. Нагар удалять лучше металлической щеткой, от пескоструйной обработки разрушается керамика центрального электрода, и вы рискуете получить копию с фото № 7.
