Причини, ознаки та вибір свічок - основні засоби
А.Дмітріевскій, к.т.н. ГНЦ Україна НАМИ
У попередньому номері нашого журналу було дано опис ознак і причин появи детонації. Але найбільш небезпечним аномальним процесом згоряння є краплинне запалювання, що виникає ще до появи іскри від перегрітого джерела займання. Так починається некерований процес згоряння. Передчасне займання призводить до збільшення тиску і температури в циліндрі. Через це займання в наступних циклах починається все раніше і раніше і так до тих пір, поки щось не вийде з ладу. У кращому випадку згорить електрод свічки або розколеться ізолятор (при цьому на короткий проміжок часу може з'явитися стукіт в двигуні, потім поршень роздрібнить осколок ізолятора і стукіт припиниться). У гіршому випадку відбудеться "задір" поршня або прогорить його днище (рис.1 і 2).
Імовірність появи гартівного запалення, так само як і інших видів аномального згоряння, залежить від хімічного складу бензину, наявності в ньому ароматичних вуглеводнів, його фактичного октанового числа (ФОЧ), ступеня стиснення конкретного двигуна, кута випередження запалювання, температурного режиму двигуна, температури і складу робочої суміші. На відміну від детонації краплинне запалювання виникає при високій частоті обертання (звичайно при великому навантаженні) і супроводжується глухими стукотами, які навіть досвідчений водій зазвичай не чує через загальне високого рівня шуму при русі з високими швидкостями. При цьому на 10-15% знижується потужність. За падіння потужності встановити поява калильного запалювання можна тільки при русі з повністю відкритою дросельною заслінкою (при підйомі, русі з максимальною швидкістю, коли швидкість автомобіля несподівано зменшується). Але при русі по рівній дорозі встановити початок калильного запалювання відразу не вдається.
Ну а тепер повернемося до гартівного запалення. Щоб запобігти появі гартівного запалення, важливо не допускати роботи на паливі з октановим числом нижче рекомендованого інструкцією, систематично перевіряти, чи правильно встановлено запалювання, встановлювати свічки, відповідні тільки даному двигуну.
Визначення появи гартівного запалення в лабораторних умовах проводиться спеціальним приладом, що фіксує зміну опору іскрового проміжку свічки за рахунок іонізації при запаленні суміші ще до появи іскри від котушки запалювання. Але на відміну від датчика детонації таких приладів в експлуатації ще немає.
Однією з найбільш ймовірних причин появи гартівного запалення є занадто висока температура центрального електрода свічки або її ізолятора. Їх температура залежить перш за все від поверхні (довжини) спідниці ізолятора - чим більше поверхня, тим "гаряче" свічка. У двигунах з високою літрової потужністю, особливо з турбонаддувом, а також в двигунах з повітряним охолодженням і в двотактних двигунах доводиться ставити більш "холодні" свічі.
Для надійної роботи двигуна необхідно встановлювати свічки відповідно до рекомендації заводу-виготовлювача двигуна. Але при експлуатації автомобіля часто виникають ситуації, що вимагають кваліфікованого підбору її марки. Перш за все - це бажання поставити більш надійні свічки спеціалізованих зарубіжних фірм. Друге - це вимушена необхідність використовувати час від часу бензин зі зниженим проти рекомендованого октановим числом. Нарешті, не можна не враховувати експлуатаційні умови, що призводять до роботи двигунів тривалий час на підвищених обертах.
Причиною появи гартівного запалення може бути виробничий різнобій у фактичних ступенях стиснення. Ступінь стиснення часто збільшується в процесі капітального ремонту двигунів, наприклад, при расточке циліндрів, при фрезеруванні нижньої площини головки циліндрів. Крім того, за рахунок появи накипу в системі охолодження підвищується температурний режим поверхні камери згоряння. Все це призводить до збільшення ймовірності появи не тільки детонації, але і гартівного запалення. А отже, необхідно встановити і більш «холодні» свічки.
Як же розібратися у всьому різноманітті свічок, що з'явилися останнім часом у продажу? Для вибору свічки слід скористатися каталогом провідних фірм, в якому наводяться марки свічок для всіх основних моделей автомобілів (включаючи і вітчизняні), мотоциклів, двигунів для сільгосптехніки і навіть для снігоходів і моторних човнів. Ну а якщо каталогу немає, можна скористатися наведеною нижче таблицею 1 і розшифровкою позначень свічок вітчизняного і зарубіжного виробництва, наведеної в кінці статті.
Основним параметром, що характеризує тепловий режим роботи свічки, а, отже, і схильність до гартівного запалення, є її краплинне число. Найбільш зручне позначення калильного числа, яке раніше було прийнято більшістю європейських фірм, за часом в секундах, після якого починається краплинне запалювання при випробуванні свічки на спеціальній одноциліндровою установці. Чим більше краплинне число, тим свічка "холодніше" і може встановлюватися на форсовані двигуни. Останні роки більшість фірм все заплутало, перейшовши на умовні позначення свічок. Краплинне число вітчизняних свічок маркується за середнім індикаторного тиску в циліндрі спеціальної установки, при якому починається краплинне запалювання (від 9 до 26 кгс / см 2). Це число приблизно в 10 разів менше, ніж старе позначення в секундах.
Як перевірити, чи відповідає поставлена свічка вашому двигуну? Після пробігу приблизно 1000 кілометрів, слід вивернути свічки, помітивши, з якого циліндра кожна з них. Вони багато розкажуть вам про стан двигуна. Коли ізолятор світло-коричневий, бурий або світло-сірий - значить краплинне число вибрано правильно (рис.5). Чорний матовий нагар на ізоляторі і корпусі (рис.6) - ознака роботи на переобогащенной суміші або краплинне число свічки занадто висока. В цьому випадку необхідно перевірити регулювання карбюратора або системи упорскування (наприклад по газоаналізатора). Якщо з регулюванням все в порядку - вашому двигуну потрібно більш «гаряча» свічка. Блискучий маслянистий чорний нагар (рис.7) свідчить про попадання в циліндр мастила через поршневі кільця, направляючі втулки впускного клапана або систему вентиляції картера. На жаль! Двигуну необхідний ремонт. Ізолятор сніжно-білого забарвлення (рис.8) - ознака роботи свічки на гранично допустимому тепловому режимі. Причина: занадто раннє запалювання, дуже гаряча свічка або переобедненія суміші. Перевірте регулювання системи живлення, характеристики автомата випередження запалювання і, якщо вони в нормі, підберіть більш холодну свічку.
Таблиця 1 Момент затяжки свічок
Але навіть в одному двигуні свічки можуть виявитися в різному стані. Це буває від нерівномірного розподілу суміші по циліндрах, підвищеного зносу в одному з циліндрів, перегріву (зазвичай останнього циліндра), "розкиду" між циліндрами кутів випередження запалювання і фактичної величини ступеня стиснення. Щоб мати запас по калильному числу, можна порадити мати два комплекти свічок: для літа - більш холодні, для зими - гарячі.
А чому б не поставити свідомо більш «холодні» свічки? Справа в тому, що у «холодній» свічки, що має короткий конус ізолятора і, отже, низьку температуру, не відбувається його самоочищення. Поступово ізолятор покривається нагаром, під час пуску, прогріві і після тривалої роботи на режимі гальмування двигуном, наприклад при спуску з гори, на ньому випадає конденсат, він шунтується, і починаються перебої запалювання. Результат - підвищений викид вуглеводнів і збільшена витрата палива.
Температура центрального електрода свічки, що викликає краплинне запалювання, залежить від довжини конуса ізолятора, довжини різьби, матеріалу головки (алюміній або чавун), способу охолодження (рідинне або повітряне) і особливостей конструкції свічки. Останнім часом більшість фірм випускають свічки з біметалічним центральним, а іноді і бічними електродами свічки (мідний електрод, покритий жаростійким матеріалом) (рис.9). Це дозволяє знизити температуру електрода при досить великій поверхні конуса ізолятора і його підвищеній температурі, забезпе-Чіва самоочищення при роботі. В результаті одна марка такої свічки охоплює по тепловим характеристикам дві-три марки свічок старої конструкції. Іншим оригінальним рішенням є виготовлення мініатюрного центрального електрода з платини, що не виступає з ізолятора. Особливо холодні свічки з калильним числом від 300 і вище для форсованих двигунів виготовляються з срібним (а іноді і золотим) електродом і дуже короткою спідницею ізолятора.
Навіщо роблять кілька бічних електродів? Справа в тому, що при цьому спрощується обслуговування двигуна за рахунок збільшення пробігу між регулюваннями іскрових проміжків свічок. Наприклад, при вихідному искровом проміжку 0,5 мм перебої в запалюванні починаються лише при його збільшенні до 0,9-1,0 мм. У свічок з декількома електродами пробіг до досягнення такого ж зазору збільшується в кілька разів. Тому можна відразу встановлювати більший вихідний зазор (0,8 мм), що поліпшить роботу двигуна на режимах пуску і прогріву. Помітних поліпшень потужних і економічних показників не спостерігається.
При бічному розташуванні електрода маси, його робоча поверхня часто виконується циліндричної, щоб іскровий проміжок мав постійну величину.
Кілька практичних порад
Не рекомендується очищати свічки в піскоструминному апараті, так як при цьому руйнується поверхню ізолятора. Краще опустити її на деякий час в розчинник, бензин або застосувати спеціальний аерозоль. Потім дерев'яною паличкою очистити ізолятор, електроди, корпус і продути їх стисненим повітрям.
При регулюванні іскрового проміжку свічок слід користуватися тільки круглими щупами, адже через нерівномірне вигоряння електродів або при циліндричної поверхні електродів від користування плоскими щупами фактичний зазор може виявитися більше заміряного (рис.10).
Не варто занадто сильно затягувати свічку. Для свічок з різьбленням 14х1,25, що встановлюються в алюмінієву головку циліндрів, момент затягування повинен бути в межах 20-30 Н • м (2-3 кгс • м) - при плоскому сідлі і 10-20 Н • м - при конічному. При короткій різьбленні (9,5-12,7 мм) момент затяжки беруть ближче до нижньої межі, при довжині різьблення 19 мм - ближче до верхнього. Якщо немає під рукою динамометричного ключа, то свічку з новою прокладкою загортають до упору без зусилля, а потім повертають ключем із зусиллям на 80-90 градусів. При старій прокладці кут повороту ключа із зусиллям повинен бути менше. У свічок з конічним ущільненням поворот її із зусиллям проводиться тільки на 15 градусів. При затягуванні і відверненні свічок бажано користуватися ключами, що мають пристосування для захоплення її від верхнього контакт і карданне зчленування, яке попереджає поломку ізолятора.
Довжина різьблення корпусу свічки і спосіб його ущільнення (по торця з прокладкою або по конічної поверхні) повинні відповідати конструкції головки циліндрів.
При покупці слід побоюватися свічок, що випускаються "за ліцензією провідних фірм" в інших країнах або просто підробок під відомі марки. Як правило, такі свічки мають менший ресурс роботи і великий розкид по калильним числах, що може привести до виходу з ладу всього двигуна.
За зовнішнім виглядом відрізнити підробку можна по погано виконаній упаковці, змащеному малюнку на ній, погано обробленого шестигранник свічки, трохи перекошеною написи. Але найкраще купувати свічки в "солідних" магазинах і завжди мати пару надійних свічок в запасі.
