0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое свечи накаливания при запуски дизельного двигателя

Свеча накаливания

Свечи накаливания (также калильные свечи) — детали в дизельном двигателе, в предпусковом подогревателе двигателя, в автономном отопителе салона (кабины) и в калильном карбюраторном двигателе (широко распространены в авиа-, судо-, и автомоделировании), служащие для облегчения его холодного пуска. В отличие от свечей зажигания, они не дают искру, а представляют собой обычный электронагревательный элемент.

Спирали калильных свечей калильных двигателей (на работающем двигателе) постоянно нагреты до высокой температуры и в конце каждого такта сжатия воспламеняют топливо-воздушную смесь.

Свеча – устройство и работа

Свеча накаливания портер устроена довольно просто – она состоит из штекера, к которому присоединяется токовая шина от положительного полюса аккумулятора через реле, управляемое электронным блоком управления системы облегчения пуска. Далее идет втулка, уплотнительное кольцо, корпус свечи, уплотнитель нагревательного элемента, нагревательная трубка, регулировочная спираль и нагревательная спираль.

Корпус свечи выполняет роль отрицательного полюса аккумулятора. Свечи накаливания портер установлены в ГБЦ ( головке блока цилиндров) и их нагревательные спирали выступают в камеры сгорания на небольшое расстояние. Сопротивление нагревательной спирали каждой свечи составляет порядка 0.25 Ом (при температуре от +5°С до +35°С).

По этому показателю проверяется работоспособность свечей – если сопротивление существенно выше, неисправную свечу заменяют. Свечи – штифтовые, закрытого типа. Это значит, что нагревательная спираль находится внутри защитной оболочки, предохраняющей ее от окисления и других внешних воздействий.

Они отличаются высокой прочностью и длительным сроком службы. Корпуса свечей изготовлены из сплава железа, никеля и хрома. Нагревательные спирали делают из никеля и сплавов железа.

Система облегчения пуска работает следующим образом:

  • при включении зажигания электронный блок управления системой облегчения пуска анализирует показания датчика температуры охлаждающей жидкости, который находится во впускном коллекторе;
  • при температуре жидкости +20°С включается реле, и к штекерам свечей подводится питание напряжением не менее 9 вольт, которое сохраняется в течение примерно 10 секунд (это при температуре антифриза +20°С);
  • ключ замка зажигания поворачивается в положение «start», при прокручивании двигателя стартером и после запуска на свечи накаливания питание подается еще в течение приблизительно 20 секунд для полного прогрева камер сгорания.

Временные параметры прогрева внутренних камер цилиндров зависят от температуры жидкости охлаждения – чем она холоднее, тем дольше работает свеча накаливания портер.

Особенности летнего обслуживания дизельных автомобилей

Это неотъемлемая часть работы выхлопной системы и системы очистки отработавших газов. По словам ведущего мирового эксперта в области свечей накаливания, с учетом того, что свечи работают круглый год, Вы вполне можете в любой момент столкнуться с необходимостью их замены.

Все мы знаем, что в холодную погоду для запуска дизельного двигателя необходимо прогреть его при помощи свечей накаливания. Получается, что мы привыкли производить обслуживание свечей накаливания во время холодов. Но известно ли Вам о том, что свечи накаливания играют не меньшую роль в процессе очистки выхлопных газов и снижения токсичности выбросов?

А знаете ли Вы, что они поддерживают в рабочем состоянии клапан рециркуляции отработавших газов (EGR)? Мало того – они даже помогают проводить регенерацию дизельного сажевого фильтра (DPF).

Это подтверждает и Кай Вильшрай, Руководитель службы технического обслуживания и запасных частей NGK SPARK PLUG EUROPE: «В наши дни свечи накаливания – это не просто средство для холодного запуска двигателя. Помимо этого, они круглый год выполняют целый ряд задач по очистке продуктов сгорания дизельного топлива и соблюдению все более ужесточающихся экологических норм. Это означает, что сейчас больше, чем когда-либо, необходимо проводить превентивные проверки свечей накаливания независимо от времени года. Свечи накаливания выполняют сразу несколько функций – от борьбы с выбросами до снижения расходов на ремонт других деталей двигателя, поэтому обязательно нужно следить за их состоянием”.

Предлагаем Вашему вниманию советы от профессионала о том,
какое значение для дизельных агрегатов –
кроме холодного запуска – имеют свечи накаливания.

Эффективность и снижение токсичности отработанных газов

В холодную погоду свечи накаливания обеспечивают воспламенение топлива за счет разогрева воздушной смеси в камере сгорания до очень высокой температуры. Технологии свечей накаливания не стоят на месте, и теперь такой разогрев может происходить чрезвычайно быстро – например, свечи последнего поколения производства NGK SPARK PLUG, изготовленные из высокотемпературной керамики (NHTC), могут обеспечивать прогрев до температуры 1 000 0 C менее, чем за две секунды. «Такой быстрый нагрев обеспечивает мгновенный запуск и более ровную работу двигателя», — объясняет Вильшрай. «Это минимизирует уровень объема выбросов загрязняющих веществ и сажи, что очень важно для обеспечения соответствия экологическим стандартам «Евро»».

Читать еще:  Что такое навеска двигателя

Современные свечи накаливания даже способствуют снижению токсичности выхлопных газов в момент запуска двигателя. За счет так называемого «послепускового накаливания» в течение нескольких минут с момента пуска обеспечивается полное сгорание дизельного топлива на этапе прогрева.

Поддержание чистоты клапана рециркуляции отработавших газов (EGR)

Помимо вышесказанного, свечи накаливания поддерживают работоспособность клапана EGR за счет так называемого «промежуточного накала». «Низкая температура отработанных газов может привести к образованию нагара на клапане EGR. Это скажется на его способности снижать уровень содержания твёрдых частиц и NOx в отработанных газах, а в конечном итоге приведет к необходимости его дорогостоящей замены», – продолжает эксперт.

«Тем не менее, проблему с образованием нагара можно решить за счет активации свечей накаливания с электронного блока управления (ЭБУ) во время работы двигателя. Это создаст промежуточный накал, предотвращающий резкое снижение температуры отработанных газов ниже критического уровня».

Регенерация сажевого фильтра (DPF)

Промежуточный накал не менее важен и для состояния сажевого фильтра. Несмотря на то, что задача сажевого фильтра заключается в уменьшении уровня выбросов дизельного автомобиля, они имеет ограниченную ёмкость для улавливанию и хранения сажевых частиц. В связи с этим, для того, чтобы фильтр и дальше обеспечивал полноценную фильтрацию, необходима периодическая «регенерация» (сжигание отложений).

Вильшрай продолжает: «Для регенерации сажевого фильтра необходимо обеспечить его прогрев до температуры выше 600 0 С в течение примерно 10 минут. В связи с этим ЭБУ запускает ряд мер для достижения указанной цели. Одна из таких мер — это так называемый «регенерационный накал» свечами при температуре более 1000 0 C, даже при прогретом двигателе. Это повышает температуру внутри камеры сгорания, что, в свою очередь, способствует повышению температуры отработанных газов и регенерации сажевого фильтра. Однако при неисправности свечей накаливания регенерация сажевого фильтра не происходит, а это ведет к его засорению, и, соответственно, к дорогостоящей замене».

Профилактика переохлаждения

Со свечами накаливания связан еще один аспект сгорания. «Очень важно следить за тем, чтобы при движении накатом не произошло переохлаждение» – говорит Вильшрай. «В этом режиме температура отработавших газов снижается. При повторном наборе скорости сначала происходит слишком большой выброс выхлопных газов и сажи. С этим можно бороться при помощи промежуточного накала от свечей».

В связи с этим, делает вывод Вильшрай, важно следить за работоспособностью свечей накаливания, так как это поможет уберечь от поломки и другие детали. «У свечей накаливания такой огромный спектр задач , что необходимо следить за их состоянием и, при необходимости, производить замену даже летом». «Это не только уменьшит объем выбросов, но и позволит сэкономить за счет увеличения срока службы сажевого фильтра и клапана рециркуляции отработавших газов!»

Как работает система предпускового подогрева дизеля

Из-за особенностей сгорания дизельного топлива при холодном запуске двигателя к состоянию ЦПГ, стартеру и АКБ выдвигаются высокие требования. Система предпускового подогрева призвана компенсировать теплообмен сжимаемого воздуха с холодными стенками цилиндров и камерой сгорания, облегчив тем самым пуск мотора в мороз. Давайте рассмотрим устройство свечей накаливаний и общий принцип работы системы.

Предназначение

Дизельное топливо самовоспламеняется при температуре около 300°С. Чтобы достичь таких значений в камере сгорания, необходимо с достаточно силой сжать поступивший в цилиндры воздух,. Когда двигатель холодный, на такте сжатия часть тепла расходуется на нагрев стенок камеры сгорания, цилиндров и поршней. Запуск в таких условиях будет очень трудным, а в большие морозы и вовсе невозможным. Свеча накаливая, раскаляясь докрасна, компенсирует термические потери и облегчает запуск в условиях низких температур.

Первоначальная функция получила свое развитие в режиме послепускового подогрева. После запуска свечи накаливания продолжают еще некоторое время работать, уменьшая вредные выбросы в атмосферу, снижая шумность и вибрации при работе холодного двигателя, а также ускоряя его прогрев.

Читать еще:  Двигатель глохнет на пониженных оборотах

Виды свечей накаливания

  • Металлические свечи штифтового типа. От оболочки из стойкого сплава железа нагревательную спираль отделяет теплопроводный порошок.

  • Керамические свечи накаливания. Свое название нагреватель получили из-за оболочки и нагревательного штифта из керамического материала. Нагреватель керамической свечи раскаляется до 1350° С, а оболочка имеет отличную теплопроводность. Благодаря этому с момента включения свечи до ее нагрева проходит всего 2 с.

Виды металлических свечей по типу нагревательного элемента:

  • моноспиральные. В качестве нагревательного элемента использована одна спираль, которая совмещает функции накаливания и саморегулирования для препятствования перегреву и перегоранию;
  • двухспиральные. Две нити подключены последовательно. Одна из низ служит для быстрого разогрева кончика жала свечи, а вторая при нагреве изменяет свое сопротивление, не давая первой нити перегрееться свыше 1000° С.

По типу подключения свечи могут быть однополюсные или двухполюсные. В первом варианте один из выводов нагревательного элемента подключен на массу через корпус самой свечи. Второй тип предполагает наличие в фишке как плюсового, так и минусового вывода.

Еще одно немаловажное разделение – по степени быстродействия. Старым штифтовым свечам для достижения максимальной температуры требовалось от 10-30 сек. Современным быстродействующим свечам накала для этого нужно до 10 сек, а новейшие саморегулирующиеся модели выходят на пиковую температуру за 2-5 с.

Свеча с дифференциальным датчиком давления

Некоторые модели дизельных двигателей начали оснащаться нагревателями с пьезорезистивным датчиком давления. Чувствительный элемент датчика связан с подвижным штоком нагревательного элемента. На тактах сжатия и рабочего хода давление цилиндра воздействует на шток, заставляя его деформировать мембрану измерительного элемента. Степень деформации мембраны преобразовывается в электрический сигнал. Полученные значения интерпретируются в ЭБУ двигателя для коррекции момента и времени продолжительности впрыска, работы дроссельной заслонки, системы EGR.

Как вы уже могли догадаться, все эти ухищрения по контролю за происходящими в цилиндре процессами необходимы для снижения выбросов вредных веществ, а уже потом лишь для уменьшения шумности, расхода и повышения мощности. И польза от обратной связи действительно есть, но одобрит ли ее владелец авто, узнав, что стоимость такой свечи накала в 10 раз превышает цену обычной (порядка 100-150 $). К тому же, добавление в конструкцию подвижных элементов, датчика и процессорной части заметно снизит ресурс нагревателя.

Системы управления

Подробно о способах подключениях и управлении свечами накаливания мы рассказывали в статье «Как проверить свечи накала», поэтому ограничимся лишь кратким перечислением типов систем и их отличительных особенностей.

  • Ручное включение свечей накала с помощью кнопки в салоне. Ток коммутируется через силовое реле.
  • Автоматическое включение свечей при помощи реле с небольшой электронной схемой.
  • Автоматическое включение свечей ЭБУ двигателя через силовое реле или отдельный блок управления свечами накала.

Регулирование степени накала

На современных системах, пока температура ОЖ не превысит заложенные конструкторами значения (обычно около + 35°С) свечи накаливания включаются каждый раз после запуска двигателя. На автомобилях Skoda, VW, Audi, Seat период дополнительного накала длится не более 3 минут и автоматически отключается при оборотах двигателя свыше 2500 или 4000 (зависит от типа системы), а также при падении напряжения в бортовой сети.

Управление питанием осуществляется от блока управления свечами накаливания с помощью сигнала с широтно-импульсной модуляцией. Благодаря ШИМ-сигналу напряжения на саморегулирующихся и керамических свечах может изменятся от 11,5 В до 4,5 В. Максимальное напряжение подается в момент предпускового подогрева, но не более чем на 2 с, иначе нагреватель оплавится. В режимах послепускового подогрева максимальная температура накала больше не нужна, поэтому блок управления регулирует напряжение на свечах накаливания в соответствии с температурой ОЖ и режимом работы двигателя.

На автомобилях VAG-группы в режиме послепускового подогрева для разгрузки генератора используется сдвинутый по фазе сигнал. Задний фронт сигнала для одной из свечей запускает импульс для нагрева следующей свечи.

В дизельных двигателях , в отличие от бензиновых , не используются свечи зажигания для воспламенения . Вместо этого они полагаются исключительно на сжатие, чтобы поднять температуру воздуха до точки, при которой дизельное топливо самопроизвольно воспламеняется при попадании в горячий воздух под высоким давлением. Высокое давление и форма распыления дизельного топлива обеспечивают контролируемое полное сгорание. Поршень поднимается, сжимая воздух в цилиндре.; это вызывает повышение температуры воздуха. К тому времени, когда поршень достигает вершины своего пути, температура в цилиндре очень высока. Затем топливный туман распыляется в цилиндр; он мгновенно воспламеняется, заставляя поршень опускаться вниз, генерируя энергию. Однако давление, необходимое для нагрева воздуха до этой температуры, требует большого и прочного блока цилиндров.

Читать еще:  Ваз 2107 как проверить заклинило двигатель или нет

Температура в верхней части такта сжатия зависит от многих факторов, в частности от степени сжатия цилиндра и начальной температуры всасываемого воздуха. Когда двигатель холодный, температура всасываемого воздуха низкая, и он получает мало тепла от стенок цилиндра двигателя. Кроме того, когда воздух сжимается и нагревается, часть этого тепла теряется на холодных стенках цилиндра, что еще больше снижает температуру в верхней части такта сжатия. Свеча накаливания решает эту проблему.

Существует два различных типа свечей накаливания: внутрицилиндровые свечи и внутри коллектора («Термостарт»). В случае цилиндра, в каждом цилиндре есть свеча с прямым впрыском (или в случае непрямого впрыска свеча накаливания находится в форкамере, обеспечивая горячую точку для стимулирования зажигания). В случае с внутренним коллектором он только один для всех цилиндров.

Как правило, дизельные двигатели не требуют помощи при запуске. Поэтому некоторые дизельные двигатели, особенно с прямым впрыском, не имеют систем помощи при запуске, таких как свечи накаливания. Однако это зависит от рабочего объема и конструкции камеры сгорания, и для двигателей с большой площадью поверхности камеры сгорания, таких как двигатели с впрыском в камеру предварительного сгорания и вихревую камеру, может потребоваться использование свечей накаливания для правильного запуска. Минимальная температура запуска без использования свечей накаливания составляет 40 ° C для впрыска в камеру предварительного сгорания, 20 ° C для впрыска в вихревую камеру и 0 ° C для двигателей с прямым впрыском. Двигатели с рабочим объемом более одного литра на цилиндр обычно включают в себя систему зажигания пламени, а не свечи накаливания, если требуется система помощи при запуске. [1]

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.

Какими бывают свечи накаливания?

Прежде всего на эффективность свечи влияет ее конструкция. В современных саморегулирующихся свечах ток к нагревательной спирали проходит через т.н. регулирующую обмотку, сопротивление которой резко возрастает с ростом температуры. Увеличение сопротивления в обмотке уменьшает силу тока и предохраняет спираль от перегрева.

Ряд производителей до сих пор обходятся без регулирующей обмотки. При запуске это увеличивает нагрузку на аккумулятор, а нагрев происходит дольше – из-за чего двигатель может заводиться медленнее или с трудом.

Не менее важную роль играет схема управления свечами. К примеру, старые типы свечей накаливания нагревались только в момент пуска двигателя – в случае же с современными свечами с 3-х фазной системой нагрева их рабочая температура (около 1000 о С) поддерживается и в течение нескольких минут после пуска, что позволяет снизить токсичность выхлопа и свести к минимуму шум мотора.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector