Свечи накаливания дизельного двигателя: принцип работы, проверка
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.
Свечи накаливания с двойной спиралью
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. Свечи накаливания со спиралью накаливания (нагреватели)
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
Дизельный двигатель с непрямым впрыском топлива и предкамерой
Дизельный двигатель с прямым впрыском топлива
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.
| 
