Калильный поджиг
Традиционно в бензиновых и дизельных моторах внутреннего сгорания применяется искровое зажигание. Воспламенение топливной и воздушной смеси осуществляется за счёт электрического разряда между контактами свечи. Искра проскакивает в момент полного сжатия, обеспечивая безостаточное сгорание компонентов.
Иногда свечи перегреваются и раскаленные электроды поджигают смесь когда попало без участия искры. Уловить нужный момент удаётся не всегда, что трансформируется в перебои работы мотора из-за недостаточно прогоревшей ТВС. Появляется вибрация, посторонние звуки. Расход топлива увеличивается, что удорожает поездку на кругленькую сумму.
Такое явление носит название «калильное зажигание», то есть зажигание от перегретых электродов. Его необходимо всячески избегать, так как в некоторых случаях (эксплуатация на ТС с газовыми или гибридными моторами) оно способно вызвать разрушение свечи зажигания и даже взрыв мотора. Калильное число свечей зажигания определяет режим работы, при котором вероятность безискрового зажигания максимально исключена оптимальный температурный.
Конструкция свечей зажигания NGK. Маркировка. Калильное число
Конструкция стандартной свечи зажигания
Маркировка свечей NGK
Буквенная комбинация (1-4) перед калильным числом дает указания относительно диаметра резьбы, раствора шестигранного гаечного ключа, а также особенности конструкции. Пятая позиция (цифра) предназначена для калильного числа. Шестая буква обозначает длину резьбы. Седьмая буква содержит данные относительно конструкционных особенностей специальных свечей зажигания. Восьмая позиция, опять цифра, кодирует особый зазор между электродами.
Калильное число
Современные свечи зажигания индивидуально подбираются для различных конструкций двигателя и условий движения. Поэтому нельзя указать такую свечу зажигания, которая будет без проблем функционировать во всех двигателях.
Так как в камере сгорания различных двигателей температура повышается по-разному, необходимы свечи зажигания с разным тепловым эквивалентом.
Эти тепловые эквиваленты, выраженные с помощью калильного числа, представляют собой измеренные на электродах и изоляторе средние температуры, соответствующие нагрузке двигателя. На юбке изолятора рабочая температура должна быть в интервале от 400°С до 850°С. При этом температуры свыше 400°С требуются потому, что при таких температурах удаляются осаждающиеся сажа и масляный нагар, и таким образом происходит самоочищение свечи зажигания.
Однако выше 850°С температура на изоляторе подниматься также не должна, так как при температуре свыше 900°С может появляться калильное зажигание. Кроме того, при очень высоких температурах электроды дополнительно подвергаются воздействию химически агрессивных соединений или разрушаются.
Для свечей зажигания фирмы NGK применимо простое практическое правило: — низкое калильное число (например BP4ES) — «горячая свеча зажигания», высокое поглощение тепла, обусловленное длинной юбкой изолятора; — высокое калильное число (например BP8ES) — «холодная свеча зажигания», малое поглощение тепла, обусловленное короткой юбкой изолятора.
Свечи зажигания с поверхностным разрядом
Принцип работы свечей зажигания с полуповерхностным разрядом основан на том, что искра зажигания скользит через предпочтительную часть юбки изолятора и удаляет возможные отложения сажи.
Только тогда возникает искровой пробой от юбки изолятора на боковые электроды и происходит надежное воспламенение топливной смеси.
Свечи зажигания с дополнительным искровым промежутком
В случае свечей зажигания фирмы NGK с дополнительным искровым промежутком искровой пробой при сильном покрытии сажей проходит сначала через юбку изолятора, затем перескакивает при формировании искры зажигания на то место, в котором корпус свечи сближается с юбкой изолятора (1). Топливная смесь воспламеняется безукоризненно, двигатель работает нормально.
После достижения температуры самоочищения (>450°C) на юбке изолятора удаляется нагар, и воспламенение опять производится нормальным образом между центральным и боковым электродом (2).
Моменты затяжки свечей зажигания
Если приложенный крутящий момент затягивания свечи был слишком мал, появляется угроза потери компрессии, отвинчивания центрального электрода и тепловых повреждений из-за пониженного отвода тепла. Дело может дойти и до самостоятельного отвинчивания свечи зажигания. Если же выбран слишком большой крутящий момент затягивания, можно повредить головку цилиндра. Кроме того, слишком большое усилие, приложенное к свече зажигания, может привести к срыву резьбы.
Крутящий момент затягивания можно получить после затягивания путем измерения высоты (толщины) уплотнительного кольца. Свеча зажигания, уплотнительное кольцо которой не сжато, затянута со слишком малым крутящим моментом затягивания. Наоборот, свеча со слишком сильно сжатым уплотнительным кольцом, затянута со слишком высоким крутящим моментом затягивания.
| Крутящий момент затягивания для свечей зажигания с плоской посадкой (с уплотнительным кольцом) | 18 mm | 14 mm | 12 mm | 10 mm |
| Чугунная головка | 35-45 Н.м | 25-35 Н.м | 15-25 Н.м | 10-15 Н.м |
| Алюминиевая головка | 35-40 Н.м | 25-30 Н.м | 15-20 Н.м | 10-12 Н.м |
Требования к качеству
При нормальном режиме работы четырёхтактного двигателя наблюдается от 500 до 3500 искровых вспыхиваний каждые 60 секунд. Они должны функционировать даже в экстремальных условиях. Только исправные свечи гарантируют экологичность горения смеси и плавность работы мотора. Чтобы несгоревшее топливо не разрушило каталитический нейтрализатор, свечи должны соответствовать строжайшим требованиям качества, в частности:
- выдерживать разряд напряжением 40 тысяч вольт;
- изоляция от температуры свыше 1000 градусов;
- пресечение образования вольтовых дуг при искрении;
- герметичность и податливость к давлению топлива в 100 бар;
- устойчивость к продуктам сгорания топливовоздушной смеси.
От искры до каления один шаг
Искровой режим работы свечи двояко влияет на саму работу свечи. С одной стороны, постепенный нагрев способствует самоочищению детали от примесей топлива, что имеет особое значение в отечественных реалиях. Но если температура свечи будет продолжать расти одновременно со степенью сжатия топлива, при переходе за 900 градусов она превращается в калильную свечу. Контроль над моментом воспламенения теряется, и нагрузка на двигатель резко возрастает.
В автомобильном транспорте каление свечи способно вызвать серьезные последствия, вплоть до дорогостоящего ремонта мотора. Единственное исключение – действующие модели транспорта, где калильная свеча служит нагревательным элементом для керосинового двигателя. Ее работа кратковременна – в дальнейшем мотор работает за счет высокой температуры топливной смеси.
Решить проблему образования задиров на блоке цилиндров из-за накаливания вызывались многие ученые. Результатом стало калильное число, которое соответствует максимальному уровню давления в цилиндре. Оно напрямую зависит от давления наддува.
Классификация свечей
Минимально допустимое калильное число – 11, верхняя планка – 26. Чем выше калильное число, тем больше тепла отводится от мотора. Соответственно, меньше вероятность возникновения неподконтрольного калильного зажигания. Это отражено и в соответствующей классификации.
- Горячие свечи. Диапазон КЧ 11-17. Применяются для тихоходных машин.
- Средние свечи с границами 17-19. Нужны в автомобилях, двигатели которых не нуждаются сильном форсировании.
- Холодные. Их калильное число 20-26. Применяются в основном для спортивных и тюнингованых моделей авто.
Калильное число – основной помощник определения типа необходимой свечи. Если бы его не существовало, то автолюбители бы тратили огромные бюджеты на покупку одних лишь свечей. Ведь неправильно подобранная деталь или покроется излишним нагаром, или не будет выдавать полную мощность.
До знакомства со скутером у меня было слабое представление о свечах зажигания. Но тем не менее, свечу я купил одной из первых деталей для скутера. Тогда я ещё не разбирался в маркировке, и купил просто по названию «Свеча для Honda Tact». А потом в Интернете нашёл удобную таблицу для свечей NGK, посмотрев на которую, мне захотелось чуть подробнее разобраться в теме, и особенно – понять, что такое калильное число свечи. Ведь именно этот термин заинтересовал меня больше всего.
Чтобы правильно выбрать свечу, достаточно лишь посмотреть в руководство от скутера. У большинства распространённых свечей есть аналоги, выпускаемые несколькими фирмами. Хотя наибольшей популярностью пользуются свечи NGK благодаря своему качеству и разумной цене.
Таблица маркировки свечей NGK
Возьмём для примера штатную свечу Honda Dio – это свеча NGK с маркировкой BPR6HS.
Первые один или два символа обозначают посадочный диаметр резьбы и размер ключа.
- A
– 18 мм (ключ-шестигранник 25,4 мм) - B
– 14 мм (ключ-шестигранник 20,8 мм) - C
– 10 мм (ключ-шестигранник 16,0 мм) - D
– 12 мм (ключ-шестигранник 18,0 мм) - E
– 8 мм (ключ-шестигранник 13,0 мм) - G
– PF 1/2 (ключ-шестигранник 23,8 мм) - J
– 12 мм (ключ-шестигранник 18,0 мм) - AB
– 18 мм (ключ-шестигранник 20,8 мм) - BC
– 14 мм (ключ-шестигранник 16,0 мм) - BK
– 14 мм (ключ-шестигранник 16,0 мм) - DC
– 12 мм (ключ-шестигранник 16,0 мм)
Следующие два символа обозначают особенности свечи.
- K
– выступающий конец под ключ 3/8″ - L
– компактный тип (Shorty) - M
– компактный тип (Bantam) - P
– выступающий изолятор - R
– резистор - U
– поверхностный или полуповерхностный разряд - Z
– индукционный резистор
Затем идёт цифра, указывающая калильное число. Может принимать значение от 2 до 12. Чем выше число, тем холоднее свеча.
- 6
– калильное число
Следующий символ обозначает длину резьбы.
- E
– 19 мм - H
– 12,7 мм –
стандарт для Honda Dio - EH
– резьба до половины: общая длина 19,0 мм и длина резьбы 12,7 мм - FS
– с коническим седлом 10,9 мм - L
– 11,2 мм - S
– 9,5 мм - Z
– 21,0 мм
Следующий символ обозначает форму и характеристики электродов.
- A
– со специальным исполнением - B
– для двигателя типа CVCC - C
– боковой электрод с низким углом - CM
– компактный тип с косыми заземляющими электродами - E
– V-образный гофрированный электрод (только 14,0 мм) 1,5 мм изолятор - ES
– стандартная свеча с длинной резьбовой частью 2,5 мм с центральным расположением электрода - F
– с коническим седлом - G
– центральный электрод из тонкого сплава никеля - G-G
– медный электрод с заземлением - GV
– центральный электрод из золота-палладия - J
– два удлинённых боковых электрода - K
– два боковых электрода - M
– два боковых электрода, длина изолятора 18,5 мм - T
– три боковых электрода - Q
– четыре боковых электрода - R
– специальный электрод с заземлением - S
– стандартный центральный электрод из меди 2,5 мм - P
– центральный электрод из платины - U
– полуповерхностный разряд - V
– центральный электрод из золота-палладия - VX
– особый боковой электрод, центр. электрод из платины - W
– центральный электрод из вольфрама - X
– зазор для увеличения производительности - Y
– центральный электрод V-образный - -L
– промежуточный тепловой номинал - -LM
– компактный тип (длина изолятора 14,5 мм) - -N
– заземляющий электрод с особыми размерами - IX
– центральный электрод из иридия - Z
– толщина центрального электрода 2,9 мм
Маркировка свечи может заканчиваться цифрой, указывающей на зазор свечи в десятых долях миллиметра. Например, —11 обозначает зазор 1,1 мм.
Итак, наша свеча BPR6HS имеет такие особенности:
- B – резьба 14 мм под стандартный ключ 21 мм
- P – с выступающим изолятором
- R – с резистором
- 6 – с калильным числом 6
- H – с резьбой длиной 12,7 мм
- S – со стандартным центральным электродом
Главное при подборке аналога – это соответствие физических характеристик свечи и калильного числа. А форма и тип электродов второстепенны.
Калильное число свечи
Калильное число – величина условная. Раньше она обозначала время (в секундах), по истечении которого свеча прогревалась до состояния, при котором начиналось калильное зажигание (когда топливо воспламеняется не от искры, а от раскалённых рабочих частей свечи). Сейчас калильное число – это среднее индикаторное давление, при котором начинается калильное зажигание. Чем калильное число выше, тем дольше свеча препятствует перегреву. Следовательно, тем холоднее она. Свеча с меньшим калильным числом – горячая.
Нормальная температура рабочей части свечи – 500-600 °C. При этом свеча самоочищается и работает правильно. Если температура ниже, то на рабочих частях свечи скапливается нагар, из-за которого происходит утечка тока, вследствие чего двигатель неустойчиво запускается и работает с перебоями. Если же температура поднимается до 800 °C, то возникает опасность калильного зажигания, и смесь воспламеняется раньше положенного момента, что приводит к потере мощности и высокому потреблению бензина.
Если вы пользуетесь скутером для коротких поездок, то лучше использовать более горячую свечу (например, с числом 5 или 6), она будет наиболее эффективной. А если ездите на большие расстояния, либо при большой загрузке, тут подойдёт холодная свеча (с калильным числом 7 или 
Точно такого же правила можно придерживаться и в отношении сезонного использования скутера. Далеко не все скутеристы ставят своего коня зимой в гараж. Если вы продолжаете ездить на скутере на морозе, имеет смысл поставить свечу погорячее. А жарким летом будет правильно ездить на холодной свече.
По виду свечи условно можно определить, правильно ли подобрано калильное число. Нормальный цвет изолятора должен быть светло-коричневым. Если изолятор очень светлый или даже белый, значит, свеча слишком горяча для данного двигателя. Если же изолятор, напротив, покрыт чёрным нагаром, надо поставить свечу погорячее. Конечно, такой условный способ работает только при правильно настроенном карбюраторе.
Внимание: данная статья и изображения в ней являются объектами авторского права. Частичное или полное воспроизведение на других ресурсах без согласования запрещено.
