Как работают свечи: Как работают свечи зажигания в автомобиле

Как работают свечи зажигания в автомобиле

В процессе работы двигателя на свечи воздействуют электрические, тепловые, механические и химические нагрузки. Разберемся, как работают свечи зажигания автомобиля.

Какие нагрузки испытывают

Тепловые нагрузки

Свечу устанавливают в головке блока цилиндров так, что ее рабочая часть находится в камере сгорания, а контактная — в подкапотном пространстве. Температура газов в камере сгорания изменяется от нескольких десятков градусов на впуске до двух-трех тысяч при сгорании. Из-за неравномерности нагрева температура в различных сечениях свечи может отличаться на сотни градусов, что приводит к тепловым напряжениям и деформациям. Это усугубляется тем, что изолятор и металлические детали отличаются по величине коэффициента термического расширения.

Механические нагрузки

Давление в цилиндре двигателя изменяется от давления ниже атмосферного на впуске до 50 кгс/см2 и выше при сгорании. Свечи дополнительно подвергаются вибрационным нагрузкам.

Химические нагрузки

При сгорании образуется целый «букет» химически активных веществ, способных вызвать окисление даже весьма стойких материалов, тем более что рабочая часть изолятора и электродов может иметь рабочую температуру до 900 °С.

Электрические нагрузки

При искрообразовании, длительность которого может составлять до 3 мс, изолятор свечи оказывается под воздействием импульса высокого напряжения. В некоторых случаях напряжение может достигать 20-25 кВ. Некоторые типы систем зажигания могут создавать напряжение значительно выше, но его ограничивает пробивное напряжение искрового зазора.

Отклонения от нормального процесса сгорания

При некоторых условиях нормальный процесс сгорания может нарушаться, что отражается на надежности и сроке службы свечи. К таким нарушениям относят следующие:

Пропуски воспламенения

Могут возникнуть из-за обедненной горючей смеси, пропусков искрообразования или недостаточной энергии искры. При этом усиливается процесс образования нагара на изоляторе и электродах.

Калильное зажигание

Различают преждевременное, сопровождающее появлением искры и запаздывающее — вызванное перегретыми участками поверхностей выпускного клапана, поршня или свечи.

При преждевременном калильном зажигании самопроизвольно увеличивается угол опережения зажигания. Это приводит к росту температуры, детали двигателя перегреваются и угол опережения зажигания еще больше увеличивается. Процесс принимает ускоряющийся характер до момента, когда угол опережения зажигания станет таким, что мощность двигателя начнет падать.

При калильном зажигании вероятны повреждения выпускного клапана, поршня, поршневых колец и прокладки головки блока цилиндров. У свечи могут сгореть электроды или оплавиться изолятор.

Детонация

Возникает при недостаточной детонационной стойкости топлива в наиболее удаленном от свечи месте, в результате сжатия еще не сгоревшей горючей смеси. Детонация распространяется со скоростью 1500-2500 м/с, что превышает скорость звука и вызывает локальный перегрев цилиндра, поршня, клапанов и свечи. На изоляторе свечи могут образоваться сколы и трещины, электроды могут оплавиться и полностью выгореть. Характерными признаками детонации являются металлические стуки, вибрация и потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива и появление черного дыма.

Особенностью детонации является задержка по времени от момента наступления необходимых условий до её возникновения. Детонация наиболее вероятна при относительно небольших оборотах двигателя и полной нагрузке, например при движении автомобиля на подъеме при полностью нажатой педали газа. Если мощность двигателя оказывается недостаточной, скорость автомобиля и частота вращения мотора уменьшаются.

При недостаточном октановом числе топлива возникает детонация, сопровождаемая звонким металлическим стуком.

Дизелинг

В некоторых случаях возникает неуправляемая работа бензинового двигателя с выключенным зажиганием при очень малой частоте вращения мотора. Это явление возникает из-за самовоспламенения горючей смеси при сжатии, подобно тому, как это происходит в дизелях. На двигателях, где не исключена возможность подачи топлива в цилиндр при выключенном зажигании, дизелинг возникает при попытке остановить двигатель. При выключении зажигания двигатель продолжает работать с очень малыми оборотами и крайне неравномерно. Это может продолжаться несколько секунд, затем двигатель самопроизвольно останавливается.

Причина дизелинга — в особенностях конструкции камеры сгорания и в качестве топлива. Свечи не могут являться причиной этого явления, так как их температура при малых оборотах явно недостаточна для воспламенения горючей смеси.

Нагар на свече

Это твердая углеродистая масса, образующаяся при температуре поверхности 200°С и выше. Свойства, внешний вид и цвет нагара зависят от условий его образования, состава топлива и моторного масла. Если свечу очистить от нагара, то ее работоспособность восстанавливается. Поэтому одно из требований к свече — способность самоочищаться от нагара.

Удаление нагара, если в продуктах сгорания нет несгораемых веществ, происходит при температуре 300-350°С — это нижний предел работоспособности свечи. Эффективность самоочищения от нагара зависит от того, как быстро изолятор нагреется до этой температуры после пуска двигателя.

Как работает свеча зажигания? | Новости автомира

Это устройство является важным элементом работы двигателя внутреннего сгорания. Без него трудно представить тепловой двигатель, в том числе функционирование бензинового мотора. Знакомьтесь, это свеча зажигания. Несмотря на то, что данный элемент имеет небольшие габариты, его структура достаточно сложная.

Как работают автомобильные свечи зажигания?

После того, как поршень двигателя сжимает воздух, в камере сжигания образуется высокое давление. Между электродами свечи зажигания (боковым и центральным) образуется электрическая искра. Она воспламеняет топливо. В результате двигатель продолжает работать. Для того чтобы воспламенение было сильным, искра должна быть мощной. В случае если она длиной меньше 1 мм, тогда воспламенение не происходит и двигатель не сможет функционировать. Напряжение между двумя электродами должно быть не меньше 20 000 В. Где взять такое напряжение, ведь аккумулятор вырабатывает всего лишь 12 В? На помощь данному устройству приходит вся система зажигания.

Система зажигания – основа эффективной работы свечи зажигания и двигателя в целом

Классическая форма. Она состоит из катушки зажигания или модуля зажигания, электронного блока управления («Мозги»), прерывателя, конденсатора, аккумулятора. Исправная работа всей системы помогает свече зажигания преобразовывать ток низкого напряжения (12 В) в ток высокого напряжения (25 000 – 30 000 В). «Мозги», подсоединённые к аккумулятору, подают высокое напряжение в катушку зажигания. Она в свою очередь отдаёт энергию в свечу зажигания. Также за работу данного элемента отвечает датчик положения коленчатого вала (ДПКВ). Он установлен на конце коленчатого вала. Когда стержень вращается и его метка совмещается с ДПКВ, то подается сигнал в «Мозги». И опять по кругу. «Мозги» выдают напряжение катушке зажигания, а она свече зажигания. Образуется искра. Следует отметить, что катушка зажигания имеет под каждый цилиндр двигателя свой модуль, от которого отходят высоковольтные провода к свече зажигания. Провода соединяются с помощью наконечника зажигания. Таким образом, в четырёхцилиндровом моторе будет 4 свечи зажигания, соединённые соответственным количеством высоковольтных проводов.

Р.S: на современных авто модуль зажигания и высоковольтные провода отсутствуют. Вместо них устанавливается индивидуальные катушки зажигания, которые подсоединяются под каждую свечу зажигания. Соединяются с каждой катушкой зажигания «Мозги» с помощью индивидуальных управляющих проводов.

Современная система зажигания

1. Замок зажигания
2. Аккумуляторная батарея
3. Индивидуальная катушка зажигания
4. Свеча зажигания
5. ЭБУ двигателя («Мозги»)
6. Датчик положения распределительного вала (ДПРВ)
7. Датчик положения коленчатого вала (ДПВК)

Как часто менять свечи зажигания?

Специалисты утверждают, что свечи зажигания после 30 000 — 40 000 километров пробега (при оптимальных условиях езды) следует менять на новые модели. В среднем этот параметр может быть 15 000 километров езды. А что делать, если вы заметили нагар свечи зажигания? Обращайте внимание на цвет образовавшейся копоти. Свеча зажигания — зеркало работы двигателя. Именно поэтому, светло серый и светло коричневый цвет свидетельствует о качественной работе мотора. А влажный черный маслянистый свечи зажигания нагар свидетельствует о повреждении поршня, цилиндра. Также образование нагара на свече может быть причиной не правильного выбора данного элемента.

Как выбрать свечи зажигания?

• При подборе нового комплекта свечей обращайте внимание на марку автомобиля и параметры её двигателя (мощность и объем). Так свечи зажигания для иномарок не подойдут для отечественных авто. Если сравнить, то свечи зажигания для форд фокус 2 отличаются от свечей зажигания для девятки.
• Учитывайте диаметр резьбы свечи зажигания. Существует такие параметры: 8, 10, 12, 14, 18 миллиметров. Свечи зажигания с резьбой 10мм производятся таким брендами, как NGK, DENSO, Iskra.
• Длина резьбы свечи зажигания бывает до 11,(11,2), 12, (12,7), 17,5,19,25, 25 и более миллиметров. Например, свечи зажигания на хендай гетц будут с длиной резьбы 19 мм.
• Важным параметром является калильное число (время, за которое элемент зажжется) свечи зажигания. В камере сгорания двигателя (в зависимости его мощности и нагрузки) температура повышается по-разному. Чем выше калильное число указано, тем свеча меньше нагревается. Поэтому «горячие» свечи подойдут для авто с небольшой нагрузкой. Для спортивных автомобилей, которые ездят на высокой скорости, на дальние расстояния лучше купить свечи зажигания «холодные». Маркировка калильного числа у каждого производителя разная. Российские бренды придерживаются таких параметров. Горячие свечи: 11-14. Холодные свечи: 20 и более. Средние свечи: 17-19.
• Материал центрального электрода. Доступные модели могут состоять из меди, сплава меди, железа и никеля. Центральный электрод из платины, иридия, серебра имеют ряд преимуществ. Такие изделия в несколько раз служат дольше. Например, свечи зажигания иридиевые имеют тонкий электрод, который обеспечивает полное возгорание и его легко почистить. Более того, иридиевые свечи зажигания уверенней работают на переходных режимах и повышают мощность мотора и экономят топливо.

Какие свечи зажигания выбрать?

Прежде, чем выбрать свечи накаливания, обращайте внимание на ведущие бренды, которые зарекомендовали себя, как надёжные производители. Например, свечи зажигания Сhampion производителя являются одними из самых совершенных видов данной продукции. Они обладают увеличенным сроком эксплуатации. Некоторые из них обладают оцинкованным корпусом, защищая от коррозии. Свечи зажигания NGK сегодня активно применяются водителями, так как производитель использует иридий — материал для центрального электрода. Это экономит топливо, способствует оптимальной работе двигателя и продлевает срок службы свече. Многие Вosch свечи зажигания отличаются применением серебра для создания центрального электрода. Это снижает требование к напряжению, а значит, экономит топливо. Bugaets свечи зажигания помогают сжечь топливо равномерно и симметрично, поэтому снижается его расход.

Как не нарваться на подделку?

При покупке оригинальных свечей обьязательно обращайте внимарние на следующие детали:

• Поверхность должна быть ровной (отсутствие шероховатости).
• Стержень не должен двигаться, а плотно прилегать.
• Требуйте сертификат соответствия у продавца.

Реле свечей накаливания

Реле свечей накаливания — это довольно важная деталь любого дизельного автомобиля, при выходе из строя которой, дизельный двигатель будет очень проблематично завести в холодную погоду. В этой статье мы рассмотрим для чего нужно это реле, как оно работает и как проверить его исправность. 

При выходе из строя этого реле, свечи накаливания перестанут работать и подогревать камеры сгорания (форкамеры) дизельного двигателя и его запуск в холодное время года будет проблематичным. И главным вопросом, который следует уточнить, из-за чего не работают свечи накаливания — это в чём причина, в самих свечах накаливания, в их реле, или в электрических проводах, компонентах, с которым оно связано.

И прежде чем разбираться, как проверить работу реле свечей накаливания, следует понять, хотя бы примерно, как работает система свечей накаливания современного дизеля, что и будет описано ниже. Это поможет быстрее выявить неисправность, виновником которой может быть не только реле свечей, но и другие компоненты системы.

Следует помнить, что кроме реле свечей накаливания, в работе свечей участвуют и другие компоненты, например блок управления двигателем, который рассчитывает время работы свечей накаливания (исходя из показаний датчика температуры), в зависимости от температуры антифриза в системе охлаждения и соответственно самого двигателя. Электронный блок управления двигателем, на современных дизельных двигателях, для определения точного времени накала свечей, считывает информацию  не только с датчика температуры охлаждающей жидкости, но и с датчика коленвала.

К тому же следует учесть, что на современных дизельных автомобилях, применяется ещё и двухступенчатый прогрев форкамер дизельного двигателя, который постепенно вытесняет одноступенчатый. При двухступенчатом прогреве, свечи накаливания при первой ступени (перед пуском мотора) подогревают форкамеры каждого цилиндра (вернее его головок) и работают от напряжения 12 -11 вольт (которое садится при накале свечей почти до 9 вольт). В конце первой ступени лампа на панели приборов гаснет, оповещая водителя, что пора запускать двигатель.

Затем, когда двигатель запустился, происходит вторая ступень, при котором напряжение накала понижается до 7-5,5 вольт, при котором свечи не так раскалены (их температура ниже), но они поддерживают устойчивую работу дизельного дизеля, пока он не прогреется до рабочей температуры.

При второй ступени, когда мотор работает с горячими свечами, он не только работает более устойчиво, но и токсичность выхлопа значительно меньше. После прогрева двигателя и достижения температуры охлаждающей жидкости примерно 30° (время прогрева зависит от температуры окружающего воздуха) свечи накаливания окончательно выключаются.

Как было сказано ранее, реле работает от команд с электронного блока управления, и когда напряжение поступит на управляющую катушку реле, оно срабатывает и включает свечи накаливания. Но и здесь не так всё просто, так как после срабатывания реле, на пути тока к свечам накаливания имеется ещё и токоограничительный резистор, и после этого резистора ток доходит до свечей накаливания.

А к этому резистору приходит ещё один провод, который связывает его с электронным блоком управления (точнее с датчиком тока в этом блоке), и именно с резистора ЭБУ считывает информацию о нормальной работе свечей накаливания. И часто многие ремонтники (после ремонта двигателя) путают или просто забывают подключить провод, связывающий токоограничивающий резистор и блок управления и система накала свечей перестаёт работать.

И многие думают, что неисправно реле свечей накаливания, но дело не в нём, а в неправильности подключения (проверить можно по схеме, но лучше перед ремонтом пометить все провода, где какой был).

Работа системы и проверка реле свечей накаливания.

Проверить работоспособность системы можно не заводя двигатель, с помощью мультиметра (тестера), выставленного в режим вольтметра. Щупы тестера (лучше вместо щупов использовать зажимы типа крокодильчик) подсоединяем к свечам накаливания (плюсовой щуп к шине свечей, а минусовой к массе мотора) и далее поворачиваем ключ зажигания в первое положение.

При этом отчётливо слышен щелчок срабатывания реле, а на тестере должно отобразиться напряжение, которое появилось на свечах накаливания. Величина этого напряжения примерно от 9 до 12 вольт (на разных машинах по разному и величина зависит от типа свечей).

Как я уже говорил, бывают одноступенчатые системы (на более старых машинах), и двухступенчатые. При одноступенчатой системе всё довольно просто. После поворота ключа зажигания в первое положение, услышим щелчок срабатывания реле свечей накаливания, при этом на вольтметре и соответственно на свечах накаливания появится напряжение (примерно 9- 12 вольт, зависит от вида свечей и состояния аккумуляторной батареи).

Лампочка индикатор свечей загорится на панели приборов. По мере того, как свечи раскаляются, через некоторое время (время зависит от температуры окружающего воздуха и двигателя) произойдёт второй щелчок, при котором лампа на панели приборов погаснет и напряжение на свечах пропадёт (и на вольтметре соответственно). Можно заводить двигатель.

При двухступенчатой системе накала, после первого щелчка должен быть второй, и после этого второго щелчка, примерно после истечения 4-5 секунд, напряжение на свечах и на вольтметре должно уменьшится, так как в работу вступает токоограничительный резистор ( напряжение на свечи пойдёт уже через этот резистор).

Когда двигатель заведётся и прогреется до рабочей температуры, сигнал с датчика температуры поступит на электронный блок, а тот даст команду реле. При этом произойдёт третий щелчок, и на вольтметре (и соответственно на свечах накаливания) напряжение пропадёт. Так работает исправная система свечей накаливания и если что то не так, то следует искать неисправность.

Замер напряжения, приходящего к свечам — это не показатель нормальной работы самих свечей. Поэтому, прежде чем проверять реле и другие компоненты системы, сначала следует проверить, что свечи накаливания действительно исправны, и работают без реле, ведь свечи накаливания часто выходят из строя (особенно если они не от авторитетного производителя).

Как проверить нормальную работоспособность свечей накаливания, я подробно описал вот в этой статье. Там же описано ещё несколько причин, почему дизельный двигатель перестал заводиться при похолодании.

И если свечи не будут работать от штатного плюсового провода, то следует ещё проверить свечи отдельным проводами (подойдут провода для прикуривания), с помощью которых напряжение подаётся на свечи напрямую от аккумуляторной батареи. Если при подключении проводов от аккумулятора свечи заработают (одновременно все свечи накалились до ярко малинового цвета в течении 4 — 5 сек.), то значит дело в реле или в проводах (компонентах).

Провод, идущий к реле, следует проверить на целостность и хотя он достаточно толстый, рассчитанный на ток порядка 60 — 80 ампер (и реле тоже), но всё же следует проверить его от начала до конца. И остальные провода, приходящие к реле и их клемы, тоже следует проверить (прозвонить) на целостность и по необходимости зачистить их клемы, если они окислены.

Так же следует проверить и предохранитель на 80 ампер, и если он сгоревший, то лампочка (со спиралью) на панели приборов будет гореть, но напряжение на свечи поступать не будет. Так как лампочка на панели указывает нормальную работу блока управления, а не самих свечей или предохранителя. Предохранитель выявить легко среди других, так как он самый мощный из всех остальных.

Бывает, что лампочка свечей накаливания на современных дизелях начинает мигать и многие автовладельцы не могут понять причину. Лампочка начинает мигать при повреждении вакуумной трубки или при отключении системы EGR — это система дожигания отработавших газов (лампа может начать мигать и при неправильном их подключении). Если у вас начала мигать индикаторная лампа и вы не знаете, где находится система EGR, то обратитьесь к автоэлектрику.

Проверка исправности непосредственно самого реле свечей накаливания.

Ну а как точно убедиться, что реле исправно или вышло из строя. Для этого вынимаем реле из клеммной колодки, где находится реле можно узнать в мануале своего автомобиля, но его легко найти среди других реле, так как оно более мощное и имеет более крупные габариты (см. фото в самом верху), чем остальные реле (реле света, реле поворота и т.д.).

Как проверить любое реле я уже писал и об этом можно почитать вот тут. Но нетрудно повторить об этом, добавив кое что ещё, так как фирменные реле могут иметь другие обозначения. Для начала следует определить на реле, где у него находятся два контакта обмотки катушки, а где два управляющих контакта, которые замыкаются при подаче напряжения на контакты обмотки.

Так же как реле бензонасоса, проверяется и реле свечей накаливания.

На отечественных реле, контакты обмотки помечены цифрами 85 и 86, а управляющие контакты помечены цифрами 87 и 30 (см. рисунок слева — показана схема проверки реле). При подаче напряжения 12 вольт на контакты катушки 85 и 86, у исправного реле управляющие контакты 87 и 30 должны замкнуться.

 

 

При этом отчётливо слышен щелчок и лампочка (используем лампу от фары), подключенная к контактам 87 и 86 должна загореться. Вместо лампочки можно подключить и свечи накаливания, как на схеме ниже и заодно проверить и их работу.

А — на + аккумулятора, Б — на минус аккумулятора, В — на свечи, Г- на + аккумулятора. Если при подключении реле напрямую к батарее, оно работает (и свечи тоже), а при подсоединении к клеммной колодке автомобиля нет, то проблема в проводах или клеммах, которые следует проверить.

Если срабатывания реле (щелчка) не происходит, и лампа не загорается, то реле неисправно и его катушка сгорела. Кстати, целостность катушки можно легко проверить и с помощью тестера, выставленного в режим замера сопротивления (омметра). Если омметр покажет некоторое сопротивление обмотки катушки (у разных реле сопротивление разное), значит всё в порядке. Если же прибор покажет обрыв, значит катушка сгорела (чаще всего именно она выходит из строя), то разумеется реле следует заменить новым.

Импортные реле могут маркироваться другими цифрами, но чтобы выявить контакты катушки, можно поискать схему реле вашего автомобиля, или вскрыть крышку реле (она чаще на защёлках, но некоторые на винтах, как на Ситроенах) и можно будет увидеть саму катушку и приходящие к ней контакты (кстати, при вскрытии видна сгоревшая катушка обычно меняет цвет и лак обмотки обгоревший).

К тому же следует учесть, что у реле с системой двухступенчатого накала, имеются не 4 контакта (как у реле более старой одноступенчатой системы), а более. Так как само реле состоит как бы из двух спаренных реле, одно из которых (дополнительное реле) включает в нужное время токоограничивающий резистор, понижающий напряжение на свечах, при заведённом двигателе. И при проверке таких реле, следует проверять срабатывание всех управляющих контактов.

 

 

На некоторых дизельных иномарках, с двухступенчатой системой накала и токоограничивающим резистором, в работе участвуют два реле свечей накаливания.

Одно реле срабатывает в первой ступени накаливания(как было описано выше), а второе реле срабатывает во второй ступени, чтобы включить токоограничивающий резистор и понизить напряжение на свечах, когда мотор заведён и прогревается. Пример схемы с двумя реле показан на рисунке слева.

При такой схеме, выявить неисправное реле просто, так как не будет работать какая та из двух ступеней накала.

Ну а для кого проверить самостоятельно реле свечей накаливания кажется сложно, то при подозрении на его неисправность (неслышно щелчков срабатывания) следует просто заменить его купленным новым, успехов всем.

Две свечи — журнал «АБС-авто»

Свеча зажигания и свеча накаливания. Интересно, кому и по какой причине пришло в голову назвать эти моторные компоненты свечами? Со свечой их роднит, пожалуй, лишь способность выделять тепловую энергию. Видимо, это результат «трудностей перевода». Ведь основное значение английского оригинала – plug – отнюдь не свеча, а «пробка», «затычка», «заглушка» и т. п. Мы же решили восстановить его хотя бы в заглавии краткого обзора, посвященного свечам.

Итак…

Свеча накаливания

Если серьезно, свечи накаливания действительно не имеют практически ничего общего с обычными свечами. Да и со свечами зажигания их объединяет только одно – «рабочее место». Все остальное – назначение, физические процессы, конструкция, технологии изготовления – другое.

Известно, что свеча накаливания – принадлежность исключительно дизельного двигателя и служит для облегчения его холодного пуска, т. е. запуска двигателя, температура которого ниже рабочей. Необходимость помощи обусловлена тем, что из-за относительно низкой частоты вращения от стартера процесс сжатия воздуха в цилиндре растянут по времени, что приводит к большим потерям давления и температуры.

Если вдобавок к этому и стенки цилиндра, и всасываемый воздух холодные, ситуация усу­губляется – воздух не нагревается до температуры самовоспламенения смеси, равной примерно 250 °C. В дизелях с разделенными камерами сгорания (форкамерных и вихрекамерных) такая опасность возникает уже при снижении температуры до +30 °C. Современные дизели с непосредственным впрыском отличаются лучшими пусковыми характеристиками – им помощь нужна лишь тогда, когда они охлаждаются до температуры ниже 0 °C. Но, так или иначе, содействие нужно любым дизелям, и его оказывает система помощи при холодном пуске.

Устройство саморегулирующейся свечи

Не очень известно, что в отличие от стандартных свечей накаливания, работающих в двухфазном цикле (перед и во время пуска), функции современной свечи накаливания не ограничиваются предпусковым подогревом. Свеча продолжает отдавать тепловую энергию в течение некоторого времени после пуска. Третью фазу рабочего цикла свечи, которая в зависимости от температуры двигателя и воздуха может длиться до 6 мин., называют остаточным накалом, вторичным нагревом, послепусковым нагревом и т. п. Она нужна, чтобы непрогретый двигатель работал более устойчиво и приемисто, менее шумно и с меньшим уровнем выброса токсичных веществ. С ростом требований к комфорту и экологии эта функция свечи накаливания становится все более важной.

Производство свечи накаливания было бы не сложнее изготовления обычных бытовых ТЭНов, если бы не ряд специфических требований к этому изделию. Свеча должна продолжительное время сохранять работоспособность в суровых условиях камеры сгорания дизеля, характеризующихся высокой температурой, давлением, ударными волнами, вибрациями и коррозионно-активной средой. Минимальное (исчисляемое секундами) время разогрева стержня до рабочей температуры и строгие габаритные ограничения – также непростые условия, выполнение которых невозможно без применения уникальных технологичных процессов и материалов.

Такова конструкция стандартной штифтовой свечи накаливания с одной спиралью. В последнее время стандартом становятся свечи с двумя спиралями – регулирующей и нагревательной. Соединенные последовательно, они образуют общий резистивный элемент. Такие свечи получили название «саморегулирующиеся» и предназначены для трехфазного режима работы. Вторая спираль автоматически уменьшает ток, протекающий через нагревательный элемент, в третьей фазе работы свечи. Если этого не сделать, свеча перегреется и выйдет из строя – ведь после того как двигатель запустился, она начинает испытывать тепловое воздействие сгорающего топлива. На словах все просто: регулирующая спираль изготавливается из материала, сопротивление которого с ростом температуры многократно увеличивается. Обычно для этого используется никелевый сплав. Варьируя длину, диаметр проволоки и витков регулирующей и нагревательной спиралей, подбирают время разогрева и температуру, нужные для согласования свечи с данным типом двигателя.

Полсотни лет тому назад для холодного запуска дизеля нужно было включить предпусковой подогрев, после чего можно было «закурить и оправиться»: процесс разогрева свечей накаливания занимал примерно полминуты. Современному дизелю с непосредственным впрыском, как упоминалось, помощь при пуске оказывается только при температурах ниже нуля. В зависимости от того, насколько «ниже нуля» охладился мотор и окружающая среда, свечи справляются с этой задачей за 2–5 с. Сокращение времени разогрева свечей – одна из основных проблем, которая была успешно решена.

Успех достигнут благодаря мерам, направленным на повышение теплопроводности и снижение тепловой инерции нагревательного стержня. Стержень со временем значительно уменьшился в диаметре (с 6 до 3 мм), в его конструкции применяются все более совершенные материалы и технологии. Не последнюю роль в ускорении нагрева свечей сыграли и «саморегулирующаяся технология», позволяющая безболезненно резко увеличить ток в предпусковой фазе, и современные системы управления запуском, точно дозирующие параметры питания свечи.

Электроды с наконечниками из «экзотических» металлов прежде всего увеличивают долговечность свечи

Заметно, что со временем внешний облик свечей менялся – подобно фотомоделям, они худели и удлинялись. Уменьшение диаметра корпуса, так же как и в случае свечей зажигания, вызвано сокращением свободного пространства в головке вследствие увеличения количества клапанов и размеров тарелок. Удлинение потребовалось для того, чтобы дотянуться стержнем накаливания до камеры сгорания, в то время как раньше было достаточно достать до вихревой камеры или форкамеры.

Совершенствование свечей накаливания продолжается. Одно из направлений их эволюции – применение нагревательных стержней из керамики. Керамические свечи превосходят свечи с металлической оболочкой по скорости разогрева (менее 2 с), времени и температуре остаточного накала (до 10 мин. при 1200 °C). При этом энергопотребление у них ниже (менее 40 Вт против 70–80 Вт), а ресурс выше (до 240 000 км против 60 000–100 000 км). Керамические стержни изготавливают из нитрида кремния, обладающего высокой теплопроводностью и теплостойкостью. Нагревательная спираль из материала с высокой температурой плавления «запекается» в керамику при изготовлении стержня. Производство керамических свечей уже освоено ведущими компаниями, они выпус­каются в вариантах с одной или двумя спиралями, т. е. в обычном или саморегулирующемся исполнении.

Свечи все чаще будут работать в моторах с непосредственным впрыском

Другое перспективное направление – придание свечам накаливания диагностических функций, например измерения давления в камере сгорания. На основании точной информации об этом параметре в каждом цилиндре можно оптимизировать сгорание так, чтобы достигались предельно высокие значения максимального давления цикла. Помимо этого, появляется возможность компенсации разницы в задержке самовоспламенения по цилиндрам. Все эго позволяет добиться от двигателя большей мощности, эффективности и плавности работы. Например, в инновационные свечи накаливания Вегu PSG (Pressure Sensor Glow Plug) встроен пьезорезистивный сенсор.

Стержень накаливания не запрессован в корпус свечи, а установлен подвижно. Смещаясь под действием давления, стержень воздействует на мембрану сенсора, генерируемый сенсором электрический сигнал передается в систему управления двигателем.

Способы уменьшения экранирующего и подавляющего действия электродов: 1 – V-образная насечка на торце центрального электрода; 2 – боковой электрод с U-образной канавкой; 3 – скошенный боковой и «иглообразный» центральный электроды

Современные системы помощи при холодном пуске на основе саморегулирующихся свечей накаливания, как правило, не содержат каких- либо электронных управляющих устройств. Постепенно они станут все чаще оснащаться электронными блоками управления, которые будут рассчитывать алгоритм электроснабжения свечей, необходимый для обеспечения конечных параметров пуска, задаваемых системой управления двигателем.

Состав «высшего дивизиона» производителей свечей накаливания не отличается от премьер-лиги по изготовлению искровых свечей: японские концерны Denso и NGK, немецкие Вегu и Bosch и входящий в корпорацию Federal- Mogul бельгийский Champion. Продукция этих брендов составляет примерно 40% объема российского рынка. Что касается их расстановки в европейском «табеле о рангах», многие эксперты, а вместе с ними и автопроизводители, отдают пальму первенства фирме Вегu, отмечая ее инновационное превосходство в области пусковых систем даже над известным «дизелеведом», концерном Bosch. Достойную конкуренцию им составляют японские производители, продукция которых все чаще используется европейскими автозаводами для первичной комплектации и теснит соперников на афтемаркете.

епловую характеристику (калильное число) свечи оптимизируют, изменяя длину центрального электрода и высоту теплового конуса изолятора

Bosch предлагает новую линейку двухспиральных свечей Duraterm Chromium. Регулирующая спираль выполнена из сплава, содержащего кобальт. Свечи Duraterm Chromium обладают всеми преимуществами саморегулирующихся свечей: разогреваются до рабочей температуры за 4 с, стабильно держат температуру в режиме остаточного нагрева, экономно потребляют электроэнергию и надежны.

Наряду со свечами накаливания, полностью идентичными оригинальным компонентам (поставляются в фирменной желтой упаковке), NGK предлагает новую линейку свечей D-Power. Она составлена из усовершенствованных аналогов ОЕ-изделий. Все свечи серии – и металлические, и керамические – саморегулирующие­ся. Линейка разработана так, что минимальное количество наименований закрывает порядка 1400 моделей автомобилей, упрощая жизнь продавцам и покупателям. «Прочие» бренды остались вне поля зрения не по злому умыслу. Как упоминалось, будущее российского рынка свечей накаливания – за высокотехнологичными компонентами. Их производство по плечу лишь лидерам «свечестроения», доля которых на афтемаркете будет только увеличиваться.

Свеча зажигания

Производители свечей зажигания отмечают, что в среде автолюбителей, да и профессионалов авторемонта, распространено не совсем верное представление об их продукции. Попробуем хотя бы частично исправить эту ситуацию.

Свеча зажигания – ровесница ДВС с принудительным воспламенением топливовоздушной смеси и, пожалуй, один из самых привычных (и для автолюбителей, и для автопрофессионалов) компонентов двигателя. Как и с большинством привычных нам вещей, мы обращаемся со свечей запросто, «на ты». Меж тем, если разобраться, свеча заслуживает уважительного отношения. Это не только неотъемлемый элемент системы зажигания, но и весьма хитроумное устройство, вмещающее множество уникальных технологий.

Меры, предотвращающие образование токопроводящего нагара на кончике изолятора: 1 – полуповерхностный разряд; 2 – перехватывающий электрод; 3 – дополнительный воздушный зазор

Свеча зажигания, без преувеличения, «экстремал» мира искровых моторов. Температура в камере сгорания в различные моменты рабочего цикла изменяется от 70 до 2000 и даже 2700 °C. Давление при сгорании топливовоздушной смеси достигает 50–60 бар, при этом усилие, стремящееся «выплюнуть» свечу из свечного отверстия, доходит до 300 кГ. Тепловое и механическое воздействия – циклические, они изменяются с частотой до 50 раз в секунду. С такой же периодичностью на свечу поступает высокое (до 40 000 В) напряжение.

С течением времени (слева направо) диаметр резьбовой части корпуса свечей становится меньше, а ее длина увеличивается

Раскаленные продукты сгорания оказывают сильное коррозионное воздействие на материалы электродов и изолятора. Вдобавок к этому электроды подвергаются искровой эрозии. Несмотря на такие «нечеловеческие» условия, свеча стабильно и в течение длительного времени выполняет свою основную функцию – транспортирует электрическую энергию внутрь камеры сгорания и преобразует ее в энергию искрового разряда, формирующего ядро пламени. Срок службы стандартной свечи в современном моторе превышает 20 тыс. км пробега, а свечей специальной конструкции – переваливает за 100 тыс. км!

Стандарт премиум-сегмента

Если со знанием дела посмотреть на конструкцию свечи, можно увидеть, что в ней совмещено несовместимое: металлический корпус и керамический изолятор, биметаллический центральный электрод, керамический резистор и вновь металлический сердечник. Материалы, из которых изготовлены эти детали, в несколько раз отличаются по способности к температурному расширению и не поддаются неразъемному соединению традиционными способами. Следуя обычной логике, такая конструкция должна была бы тут же развалиться от циклического нагрева. Однако она работает и выдерживает упоминавшиеся немалые нагрузки!

Гибридная свеча NGK

Более того, детали соединены так, что центральный токовод обладает высокой электропроводностью. Места контакта центрального электрода с изолятором и изолятора с корпусом герметичны и имеют низкое тепловое сопротивление. А чего стоит с высокой точностью изготовить ажурный алюмооксидный изолятор сложной формы, «обернуть» миниатюрный медный керн центрального (а в некоторых конструкциях и бокового) электрода в тонкую оболочку из никелевого сплава, лазером приварить к его торцу кусочек платиновой или иридиевой «иглы» диаметром в 0,5 мм?

Но самое потрясающее, что все эти технологические чудеса происходят в особо крупносерийном производстве – ведущие компании изготавливают свечи сотнями миллионов штук в год! К примеру, один из «свечных заводиков» NGK производит 1,2 млн свечей ежедневно! Начинаешь понимать, что сто с лишним лет эволюции «свечной» отрасли промышленности не прошли даром.

Высокоэффективные иридиевые свечи для работы на бензине и газе (внизу)

Тепловой режим свечи очень важен для исполнения ее основной, «зажигательной» функции. Он оптимален, если температура самой горячей ее части – кончика теплового конуса (юбки) изолятора, соседствующего с межэлектродным зазором, остается в пределах примерно от 450 до 800 °C. Нижнюю границу диапазона называют температурой самоочищения. Название говорит само за себя: начиная с этой температуры происходит активное выгорание с поверхности изолятора углеводородных отложений – изолятор очищается. При меньшей температуре нагар накапливается, образуется электропроводный слой, который шунтирует (закорачивает) искровой промежуток – искрообразования не происходит.

Если температура превышает верхний порог оптимального теплового диапазона, возрастает интенсивность износа электродов свечи. Более того, возникает опасность преждевременного воспламенения смеси (калильного зажигания) от раскаленного кончика изолятора, грозящая повреждением свечи и двигателя. Поэтому температура кончика изолятора не должна выходить из указанного поля допуска на любых режимах работы двигателя.

Легирование никелевых электродов свечи иттрием и титаном снижает относительный износ в несколько раз

Способность свечи отводить тепло характеризуется небезызвестным калильным числом. Чем оно больше, тем выше теплопровод­ность свечи, тем ниже температура теплового конуса изолятора при равной температуре в камере сгорания – свеча более «холодная». И наоборот, чем меньше калильное число, тем «горячее» свеча. Помимо теплопроводности центрального электрода калильное число зависит от его длины, площади поверхности (высоты) юбки изолятора, теплопроводности материала изолятора, вылета юбки относительно металлического корпуса. Варьируя эти параметры, получают изделия с различными тепловыми характеристиками. Увеличение теплового диапазона свечей позволило существенно сократить их ассортимент – границы применимости свечи с определенным калильным числом расширились.

Когда разработчики автомобилей озаботились увеличением межсервисных интервалов и сокращением объемов технического обслуживания, перед производителями свечей зажигания была поставлена задача увеличения ресурса их продукции. Основное препятствие, ограничивающее срок эксплуатации свечей, – искровая эрозия электродов. Со временем она искажает первоначальную форму электродов и увеличивает межэлектродный зазор. Установлено, что с каждой пройденной тысячей километров расстояние между электродами из никелевых сплавов возрастает на величину от 3 до 10 мкм. Это постепенно приводит к повышению пробивного напряжения. Нагрузка на систему зажигания растет до тех пор, пока не достигнет предела – искрообразование становится нестабильным.

Кардинальным решением проблемы эрозии стало использование в электродах драгоценных металлов: золота, платины, иридия, родия, а также соединений иттрия. Бесспорное достоинство перечисленной «экзотики» – именно повышенная стойкость против эрозии, которая позволила увеличить ресурс свечи в несколько раз. Прочие преимущества, которые иногда упоминаются в некоторых рекламных проспектах (вроде предварительной ионизации искрового промежутка, каталитического воздействия и т. п.), туманны и не всегда согласуются с теорией искрового разряда.

Вначале «драгоценным» стал центральный электрод, поскольку он в наибольшей степени страдает от эрозии. Во всех системах зажигания (за исключением Э13) на него подается отрицательный потенциал. Поэтому при искровом разряде его поверхность «бомбардируется» высокоэнергетичными ионами, в то время как боковой электрод «обстреливают» легкие электроны.

Позже «для большей лучшести» эрозионно-стойкими начали делать оба электрода. Свечи типа «дабл экзотик» объективно нужны для применения в упоминавшемся выше исключении – 013-х системах зажигания, где каждая пара свечей обслуживается одной «двухиск­ровой» катушкой. Во-первых, в них свечи «искрят» вдвое чаще, чем в других, так что повышенные меры по увеличению ресурса им очень кстати. Во-вторых, половина свечей питается высоким напряжением обратной полярности, поэтому противостоять ионам приходится и боковому электроду. Впрочем, такими свечами комплектуются некоторые современные моторы с иными системами зажигания. Для этого у их разработчиков есть другие веские мотивы, которые не стоит оспаривать.

Еще одним, более заметным глазу способом повышения ресурса свечей стало увеличение количества боковых электродов. В многоэлектродных свечах искровой разряд возникает между центральным и одним из боковых электродов. Образно говоря, искра сама выбирает межэлектродный промежуток с наилучшими для нее условиями. Так как корпусные электроды работают попеременно, у центрального электрода используется более развитая боковая поверхность, а самих межэлектродных зазоров несколько, негативное влияние эрозии многократно уменьшается. Эксплуатационная особенность многоэлектродных свечей состоит в невозможности регулировки величины зазора. Предельный вариант многоэлектродной свечи – так называемая свеча с блуждающей искрой. Роль бокового электрода выполняет бортик в форме кольца на торце резьбового корпуса. Межэлектродный зазор представляет собой кольцевую щель, в которой искра произвольным образом перемещается по кругу. Сделать свечу такой конструкции горячее проблематично: сплошной кольцевой электрод экранирует юбку изолятора от раскаленных продуктов сгорания. Не случайно она чаще применяется в спортивных моторах.

Дальнейшая борьба за увеличение ресурса свечей зажигания большого смысла не имеет: вечный «расходник» не нужен ни автомейкерам, ни производителям свечей, ни сервисменам. Сегодня эта задача снята с повестки дня.

Требования к стабильной работе в условиях повышенного нагарообразования и надежному воспламенению до предела обедненных, недостаточно гомогенизированных топливовоздушных смесей повышаются. Какие меры предпринимаются для их удовлетворения?

Повысить надежность и эффективность свечей удалось путем оптимизации конструкции электродов. Играя важнейшую роль в формировании искры, они же способны оказывать негативное влияние на воспламенение смеси. Негатив вызывается двумя эффектами: экранирующим и подавляющим действием электродов. Экранирующий эффект создает боковой электрод (или электроды), который, как ни крути, является препятствием для смеси, поступающей к искровому промежутку. Подавляющее воздействие оказывают оба. Находясь вплотную к зародившемуся ядру пламени, имеющие высокую теплопроводность электроды «сосут» из него тепло, которого на начальной стадии не так много. Электрическая мощность искрового импульса составляет несколько десятков ватт, а тепловая – и того меньше.

Обойтись вовсе без бокового электрода нельзя, так же как нельзя сделать его тоньше по соображениям прочности. Поэтому для минимизации экранирования применяют способы, вытесняющие искровой разряд от оси электродов на их периферию. Как сказано выше, в свечах NGK V-line на торце центрального электрода сделана насечка V-образного профиля. Поскольку при физических условиях, в которых работает свеча зажигания, разряд происходит по кратчайшему пути между электродами, удается исключить его привязку к центру электрода.

В конструкции современных свечей используется ряд технологий для повышения надежности зажигания в условиях повышенного нагарообразования. Часть из них направлена на то, чтобы с помощью самой искры очищать кончик теплового конуса изолятора. Для этого межэлектродному зазору придается такая конфигурация, что искровой путь проходит вблизи поверхности изолятора и искра выжигает отложения. Так работает, например, технология полуповерхностного разряда. В свечах с дополнительным воздушным зазором и с «перехватывающим» электродом основной искровой зазор дублируется дополнительным, который перехватывает искру в том случае, если она «стекает» по поверхности изолятора. Тем самым опасность пропуска зажигания уменьшается.

Если говорить об отдаленной перспективе, на смену привычным свечам зажигания, скорее всего, придут лазерные технологии. Оптическая «свеча», соединенная с источником лазерного излучения гибким световодом, будет направлять интенсивные лазерные импульсы в разные участки камеры сгорания, обеспечивая быстрое и максимально полное сгорание топливовоздушной смеси. По мнению исследователей, такими системами можно оснащать уже существующие бензиновые двигатели, что позволит сократить потребление топлива и улучшить экологию.

Как работает система предпускового подогрева

08.09.2019, Просмотров: 2267

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.

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.

Как работают свечи накала на дизеле тойота

Тойота, дизель 2ст, проверка свечей накала.

После замены свечей накала двигатель удалось запустить только с толкача, после этого запускается только с 4-5 раза, причем первые 2-3 раза даже не схватывает. После запуска плавают холостые обороты, дымит и сильно трясется. В движении работает нормально, но стоит остановиться и снова начинает дымить и трястись. Тойота таун айс, дизель 2ст, проверка свечей накала и работа реле свечей.

Экологические нормы Евро 5 и Евро 6 предусматривают работу дизеля с керамическими свечами, поскольку они имеют функцию предпускового и после пускового нагрева, позволяющего дожигать топливо в холодном двигателе, а также режим промежуточного накаливания, необходимый для обеспечения регенерации сажевого фильтра. Ссылка на магазин, где брал реле Volvo V40, а не V70. Ошибся 🙂 Повторюсь, что все отлично работает и…

13 Jul 2018

Подробнее

Реле свечей накала дизеля представляет собой устройство, способное активировать свечи перед запуском двигателя для прогрева форкамеры, включение которого, после поворота ключа в замке зажигания, сопровождается хорошо слышимым щелчком. Само оно не способно решать период активации, эта функция ложится на ЭБУ, который подает сигнал согласно показателям датчика ОЖ и датчика коленвала. Команды с блока позволяют замыкать и размыкать цепь. По вопросам помощи, консультаций, сотрудничества, рекламы и прочего — Jmeja33@ .

16 May 2018

Подробнее

При относительно теплой погоде выход из строя одной или двух свечей накала может быть малозаметным, а вот с наступлением холодов сразу возникают трудности с запуском дизельного мотора и потребность в проверке свечей. Я в VK — В этом видео я расскажу как быстро и просто проверить работу свечей накала дизельного…

21 Feb 2016

Подробнее

Замена и проверка свечей накала на TOYOTA Hilux Surf 185 1KZ-TE

Надеюсь, эта информация поможет вам в решении вашей проблемы, и вы легко сможете разобраться, как проверить свечи накала своего дизеля самостоятельно, а не обращаться в сервис. Ведь, как видите, проверка может осуществляться не только при помощи тестера, но и обычной автомобильной лампочки и аккумулятора, буквально за считанные минуты прямо в двигателе, не выкручивая их из блока. Всем привет. Это видео было отснято давно, а смонтировать я смог только сейчас. В этом видео я вам буду расск…

Дизель Плохо Заводится — Диагностика и Замена Свечей Накаливания

Есть такой автомобиль тойота королла 2000 года выпуска с французским дизельным двигателем 1,9 D, проблема такого характера — на холодную (в основном после ночи) заводится с трудом, погоняешь стартером около минуты, потом только схватывает. По прозрачному шлангу видно — топливо в ТНВД уходит, а с фильтра не закачивает, фильтр полный топлива. На всех соединениях поменяны хомуты, шланги тоже новые. С, если выше — то заводится нормально, но с какими-то перепадами оборотов, секунд 30 плавают, а затем нормально всё. Если кто сталкивался с такой проблемой, помогите советом, хотя бы что дальше смотреть. Появилась проблема — дизель плохо заводится на холодную. Прозвонка показала, что необходима замена свечей…

Проверка свечей накала. 3 способа проверки

Проверку свечей накаливания нужно начинать с того, что выяснить, подается ли на них напряжение вообще, поскольку иногда попросту окисляется или ослабевает контакт питающего провода. Больше полезной информации почему не хочет заводится холодный дизель, инжектор или карбюратор можно найти…

КАК ПРАВИЛЬНО заменить свечи накала на ДИЗЕЛЕ

Когда двигатель горячий, поршня расширяются, поэтому и заводится, а на холодную компрессии не хватает. Проверь как я — выкрутил свечи накала, вылил в каждый цилиндр по грамм 20-25 моторного масла, 5 мин подождать, потом крутнуть стартером прям пару сек. Как не нужно менять свечи накала дизельного мотора и не убить двигатель РЕКЛАМА / СОТРУДНИЧЕСТВО: aker.mehanik@gmai…

Почему сгорают свечи накала дизель.

Поменял свечи накала (оригинал), стал заводится как часы, но с конца августа 2013 года вновь стал плохо заводится на холодную, хотя на горячую заводится с пол оборота, проверил с электриком свечи — рабочие, проверил компрессию 12-15, у другого специалиста замерил, компрессорграф показывает 22-25. Снял головку цилиндра, заметили раковину на распредвале -поменял, и вдобавок гидротолкатели, болты и каретки, а также пришлось расточить головку цилиндра, и жгут форсуночный. К сожалению проблема не ушла, заводится плохо когда двигатель остынет, если даже плюс 5 на улице. Мы покажем как в дороге без снятия проверить свечи накала. Разберем свечу накала. И раскажем одну из причин…

принудительный запуск свечей накала на опеле DTI

На холодную при развитии оборотов от 1,4-2,2 дергает, троит, не набирает скорость (потеря мощности), если только очень плавно, чуть прибавляешь газу то машина опять начинает тупить и дергаться. После прогрева (либо стоит мин 20, либо проехать около 1,5-2 км) тяга возвращается, троить перестает, мотор работает в нормальном режиме. Почистил впускной коллектор, дроссельную заслонку (все было очень загрязнено), поменял мебрану на маслоотделите. Дросселльную заслонку закидывает после небольшого пробега (примерно через 1500-2000), повторно снимал смотрел, т. Пожалуйста подскажите каким путем лучше идти дальше? была проблема запуска двигателя в осенний прохладный период когда свечи не запускаются которую я решил.

А если… неисправны свечи накала

Опубликовано: 14.06.2017

Одно из существенных отличий дизеля от бензиновых моторов – сложные условия запуска при низких температурах, обусловленные принципом его работы. Свечи накала должны обеспечить уверенный старт двигателя, но в случае их отказа водителя ожидают серьезные проблемы

Назначение и конструкция

Топливо-воздушная смесь в цилиндрах дизельного двигателя воспламеняется при температуре 800–850 градусов. Но в холодном дизеле (менее 50–60 градусов) одним только сжатием воздуха поршнями такой температуры не достичь. Имено поэтому в конструкцию этого типа двигателей внедрили свечи накаливания, рабочая часть которых расположена в камере сгорания для подогрева воздуха.

Главная задача свечи накаливания – после поворота ключа «зажигания» в первое положение максимально быстро достичь рабочей температуры, чтобы нагреть воздух в камере сгорания. Свечи накаляются до 850–1300 градусов в течение 2–30 секунд и в среднем потребляют ток 8–16 ампер (т. е. 96–192 Вт) каждая. Длительностью подачи тока на свечу и величиной напряжения управляет реле или специальный электронный блок. «Погасив» на торпедо лампочку, которая запрещает водителю включать стартер, реле еще некоторое время – до 3 минут продолжает подогревать свечи на работающем моторе. Однако некоторые современные свечи отключаются от сети сразу после выключения стартера, поскольку они остаются горячими в течение времени, необходимого для прогрева мотора. В самых совершенных конструкциях электроника отслеживает температуру двигателя, и если признает его достаточно теплым, не включает свечи вообще.

Свеча накаливания — это укрепленный в корпусе и закрытый кожухом нагревательный элемент. В простейшем случае он представляет собой спираль из тугоплавкого металла. У более сложных свечей две спирали из разных материалов. Изменяя свое сопротивление в зависимости от степени нагрева, они обеспечивают автоматическое поддержание температуры и избегают перегрева без помощи внешнего реле.

Симптомы проблемы

В современном дизеле исправная свеча с нормально работающим блоком управления разогревается до рабочей температуры за несколько секунд.

Отсутствие подогрева внутреннего объема цилиндров – наиболее вероятная причина затрудненного запуска дизеля. Исправный двигатель должен заводиться сразу после включения стартера, с первых оборотов коленвала. В теплую погоду отказ одной свечи не всегда заметен при старте, но первые минуты после запуска некоторые моторы (в зависимости от модели и состояния) будут работать неровно, поскольку процесс сгорания в холодном цилиндре нарушится. Две проблемные свечи уже серьезно усложняют запуск. Отказ сразу трех или четырех свечей маловероятен, поэтому если двигатель не заводится, причина может крыться в реле управления или проводке. Есть автомобили, у которых о неисправности свечи сигнализирует лампа на торпедо.

При неисправных свечах теплый (от 60 градусов и выше) дизель заводится без проблем.

После первых случаев затрудненного запуска дизеля нужно проверить свечи накаливания. Вслед за одной свечой обычно отказывают другие – и двигатель совсем не заведется.

Причины неполадок

Форсунка не должна «лить» солярку одной струей прямо на свечу.

Свеча выходит из строя по двум причинам: исчерпан ресурс спирали (ориентировочно после 50–75 тыс. км пробега), или неисправна топливная аппаратура. Если на старом автомобиле отказывает одна свеча, менять нужно и остальные – они все равно скоро выйдут из строя.

Укорачивает жизнь свече неисправная топливная аппаратура, например, загрязненная или изношенная форсунка, направляющая мощную струю топлива непосредственно на рабочий элемент нагревателя. От этого в оболочке нагревателя образовывается отверстие, а спираль разрушается. Наконец, свечу легко сломать при неквалифицированной установке. Длинные свечи многих современных моторов ломаются при демонтаже, поскольку они прикипают к головке блока.

Неисправное реле управления может стать причиной перегрева свечей – их оболочка деформируется, оплавляется, спираль перегорает. Само реле тоже может «перегореть», а идущие от него провода – оборваться или перетереться из-за неправильной прокладки после ремонта.

Диагностика

О том, что свеча разогрета и можно включать стартер, подскажет потухшая сигнальная лампа.

Простейшая диагностика свечей накала состоит в проверке их электрической проводимости. Спираль должна проводить ток, ее сопротивление в холодном состоянии в пределах 0,6–4,0 Ома. Если к свечам есть доступ, «прозвонить» их можно самостоятельно: не всякий бытовой тестер способен замерить столь невысокое сопротивление, но любой прибор покажет наличие обрыва нагревателя (сопротивление равно бесконечности).

Более точную диагностику с отслеживанием характеристик каждой из спиралей производят уже специалисты. При наличии бесконтактного (индукционного) амперметра можно обойтись без демонтажа свечи с двигателя. Но нередко необходима проверка узла на специальном стенде и визуальный осмотр рабочей части, на которой могут быть заметны признаки перегрева – оплавление, деформация наконечника вплоть до его разрушения.

В некоторых случаях – в т. ч. при отказе сразу всех свечей – может понадобиться проверка электрооборудования автомобиля. А именно – реле управления свечами и его цепей.

Свеча науки — Национальная ассоциация свечей

За красотой и светом пламени свечи скрывается много химии и физики. Фактически, ученые были очарованы свечами на протяжении сотен лет.

В 1860 году Майкл Фарадей прочитал свою ныне известную серию лекций по химической истории свечи, продемонстрировав десятки научных принципов посредством тщательных наблюдений за горящей свечой.

В конце 1990-х НАСА подняло исследования свечей на новый уровень, проводя эксперименты с космическими челноками, чтобы узнать о поведении пламени свечей в условиях микрогравитации.

Ученые из университетов и исследовательских лабораторий по всему миру продолжают проводить эксперименты со свечами, чтобы больше узнать о пламени, выбросах и горении свечей.

И, конечно же, тысячи учеников каждый год изучают принципы тепла, света и горения в школьных научных проектах с использованием свечей.

Щелкните здесь для получения идей и советов по научным проектам

Как горят свечи

Все парафины в основном являются углеводородами, что означает, что они в основном состоят из атомов водорода (H) и углерода (C).

Когда вы зажигаете свечу, жар пламени плавит воск возле фитиля. Этот жидкий воск затем вытягивается через фитиль за счет капиллярного действия.

Тепло пламени испаряет жидкий воск (превращает его в горячий газ) и начинает расщеплять углеводороды на молекулы водорода и углерода. Эти испаренные молекулы втягиваются в пламя, где они реагируют с кислородом воздуха с образованием тепла, света, водяного пара (H ₂ O) и диоксида углерода (CO ₂ ).

Приблизительно одна четверть энергии, создаваемой горением свечи, выделяется, когда тепло излучается от пламени во всех направлениях.

Создается достаточно тепла, чтобы излучать обратно и расплавлять больше парафина, чтобы поддерживать процесс сгорания до тех пор, пока топливо не будет израсходовано или тепло не будет устранено.

Когда вы впервые зажигаете свечу, для стабилизации процесса горения требуется несколько минут. Пламя может сначала мерцать или немного дымиться, но как только процесс стабилизируется, пламя будет гореть чисто и устойчиво в форме тихой капли, выделяя углекислый газ и водяной пар.

Тихо горящее пламя свечи — очень эффективная машина для сжигания. Но если в пламя попадает слишком мало или слишком много воздуха или топлива, оно может мерцать или вспыхивать, и несгоревшие частицы углерода (сажа) вылетают из пламени прежде, чем они полностью воспламенится.

Клочок дыма, который вы иногда видите, когда мерцает свеча, на самом деле вызван несгоревшими частицами сажи, которые вышли из пламени из-за неполного сгорания.

Щелкните здесь для исследования свечей

Цвета пламени свечи

Если вы внимательно посмотрите на пламя свечи, вы увидите синюю область у основания пламени.Выше находится небольшая темно-оранжево-коричневая секция, а над ней большая желтая область, которую мы ассоциируем с пламенем свечи.

Богатая кислородом синяя зона — это место, где молекулы углеводородов испаряются и начинают распадаться на атомы водорода и углерода. Водород здесь первым отделяется и вступает в реакцию с кислородом с образованием водяного пара. Здесь часть углерода сгорает с образованием углекислого газа.

Темная или оранжево-коричневая область содержит относительно мало кислорода. Именно здесь различные формы углерода продолжают разрушаться, и начинают формироваться небольшие затвердевшие частицы углерода.

По мере того, как они поднимаются, вместе с водяным паром и углекислым газом, образующимися в голубой зоне, они нагреваются примерно до 1000 градусов по Цельсию.

В нижней части желтой зоны увеличивается образование частиц углерода (сажи). Поднимаясь, они продолжают нагреваться, пока не загорятся до накала и не испускают полный спектр видимого света. Поскольку желтая часть спектра является наиболее доминирующей при воспламенении углерода, человеческий глаз воспринимает пламя как желтоватое.Когда частицы сажи окисляются в верхней части желтой области пламени, температура составляет примерно 1200 ^o C.

Четвертая зона свечи (иногда называемая завесой) — это слабый внешний синий край, который простирается от синей зоны у основания пламени и вверх по сторонам конуса пламени. Он синий, потому что он непосредственно встречается с кислородом воздуха и является самой горячей частью пламени, обычно достигая 1400 ^o C (2552 ^o F).

Почему пламя свечи всегда указывает вверх

Когда горит свеча, пламя нагревает окружающий воздух и начинает подниматься.По мере того, как этот теплый воздух движется вверх, более холодный воздух и кислород устремляются в нижнюю часть пламени, чтобы заменить его.

Когда этот более холодный воздух нагревается, он тоже поднимается вверх и заменяется более холодным воздухом у основания пламени.

Это создает непрерывный цикл восходящего движения воздуха вокруг пламени (конвекционный поток), который придает пламени удлиненную или каплевидную форму.

Поскольку «вверх» и «вниз» зависят от силы тяжести Земли, ученые задались вопросом, как будет выглядеть пламя свечи в космическом пространстве, где сила тяжести минимальна и на самом деле нет ни подъема, ни опускания.

В конце 1990-х ученые НАСА провели несколько экспериментов с космическими кораблями, чтобы увидеть, как пламя свечи ведет себя в условиях микрогравитации. Как вы можете видеть из фотографий НАСА ниже, пламя свечи в условиях микрогравитации имеет сферическую форму, а не вытянутую на Земле. Без силы тяжести теплый воздух не может подниматься вверх и создавать конвекционные потоки.

Пламя свечи при нормальной гравитации

Пламя свечи в условиях микрогравитации

Интересное чтение

Химическая история свечей
(серия лекций Майкла Фарадея в Лондоне в 1860 году)
www.bartleby.com

Свечи в условиях микрогравитации
(исследования свечей в рамках космической программы НАСА)
www.microgravity.gov

Candlestick Rocket Ship
(эксперименты НАСА с использованием парафинового воска в качестве ракетного топлива.)
www.science.nasa.gov

Физика и химия, лежащие в основе бесконечного очарования пламени свечи
(Автор Джерл Уокер. Первоначально напечатано в The Amateur Scientist Column, Scientific American, апрель 1978 г.)
www.bashaar.org.il

Как работает свеча?

Свечи действительно прекрасная система освещения — само топливо — это упаковка. В свече работают две части:

• Топливо, сделанное из какого-то воска
• Фитиль, сделанный из какой-то впитывающей нити

Фитиль должен быть естественным образом впитывающим , как полотенце, или оно должно иметь сильное капиллярное действие (как в фитилях из стекловолокна, используемых в масляных лампах).Если вы купите кусок невощеного фитиля в магазине для рукоделия и поиграете с ним, вы обнаружите, что он похож на мягкую веревку и очень хорошо впитывает воду. Эта впитывающая способность важна для свечи, потому что фитиль должен впитывать жидкий воск и перемещать его вверх, пока свеча горит.

Парафиновый воск — это тяжелый углеводород, который получают из сырой нефти (см. В чем разница между бензином, керосином, дизельным топливом и т. Д.? Для получения подробной информации о том, как бензин и парафиновый воск получают из сырой нефти).Когда вы зажигаете свечу, вы растапливаете воск в фитиле и рядом с ним. Фитиль впитывает жидкий воск и тянет его вверх. Тепло пламени испаряет воск, и горит пар воска . Вы можете доказать, что горит пара воска, а не жидкий воск, с помощью двух экспериментов:

• Если вы поместите один конец металлической или стеклянной трубки (в форме тонкой соломки, от 4 до 6 дюймов / от 10 до 15 дюймов). см длиной) в пламя свечи под углом 45 градусов, затем можно зажечь верхний конец трубки.Пар парафина течет вверх по трубке и является топливом для этого второго пламени.
• Когда вы задуваете свечу, вы замечаете струю белого дыма, выходящую из фитиля. Этот поток представляет собой пары парафина, которые сконденсировались в видимую форму. Он продолжает формироваться, пока фитиль достаточно горячий, чтобы испарить парафин. Если вы прикоснетесь к ручью горящей спичкой, по нему потечет пламя и снова зажжет фитиль.

Фитиль не горит потому, что испаряющийся воск охлаждает фитиль и защищает его.Возможно, вы видели походный трюк с кипячением воды в бумажном стаканчике. Чашка не горит, потому что вода внутри ее охлаждает. Жидкий воск делает то же самое с фитилем.

Парафин горит сам по себе, но он похож на растительное масло, моторное масло и уголь в том смысле, что его нужно очень сильно нагреть, чтобы началось горение. Масляный пожар интенсивен, и его очень трудно потушить. Точно так же парафин. В свече это прекрасно работает — только небольшое количество воска на фитиле достаточно горячее, чтобы испариться и сгореть.

Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.

Как работают свечи? — Homesick.com

Свечи существуют уже тысячи лет, и это осветительное устройство никуда не денется в ближайшее время. Хотя свечи очень просты по сравнению с другими источниками света, такими как электричество, мало кто действительно знает, как работают эти классические устройства. Ниже мы объясним, как работают свечи, как цвета пламени указывают на каждую стадию горения и какие типы воска приводят к лучшему горению.

Как работают свечи?

Свечи получают энергию от реакций горения. Когда вы зажигаете фитиль свечи, воск вокруг основания фитиля тает. Благодаря капиллярному действию этот жидкий горячий воск поднимается по фитилю. Тепло пламени превращает воск в горячий газ (он же испаряет его) и начинает расщеплять воск на молекулы водорода и кислорода. Эти испаренные молекулы реагируют с кислородом воздуха с образованием тепла, света, водяного пара (h3O) и углекислого газа (CO2).

Около 25% энергии, вырабатываемой в результате этой реакции горения, выделяется в виде тепла. Это тепло расплавляет еще больше парафина, создавая больше топлива для реакции сгорания. Реакция горения будет продолжаться до тех пор, пока не сгорит фитиль или не израсходуется весь воск, в зависимости от того, что произойдет раньше (или, конечно, пока вы не задуете свечу).

Когда вы впервые зажигаете свечу, может пройти несколько минут, чтобы реакция горения стабилизировалась. Вот почему пламя свечи иногда сильно мерцает, когда вы впервые зажигаете его.Если фитиль правильно обрезан, пламя стабилизируется через несколько минут и будет гореть, приобретя красивую каплевидную форму.

Почему пламя свечи бывает разного цвета?

Если вы присмотритесь, то заметите, что пламя свечи неоднородного цвета. Это потому, что пламя свечи имеет несколько различных зон нагрева. Голубоватый цвет у основания пламени — это место, где молекулы углеводородов испаряются и начинают распадаться на атомы водорода и углерода.В этой зоне много кислорода, поэтому водород начинает реагировать с ним, образуя водяной пар. Некоторые из атомов углерода в этой зоне также могут начать гореть с образованием диоксида углерода.

Средняя часть пламени будет темно-оранжево-коричневой из-за относительного отсутствия кислорода. В этой области углерод продолжает разрушаться. Он также начинает образовывать крошечные твердые частицы, которые нагреваются примерно до 1000 градусов по Цельсию, поднимаясь вверх через пламя.

Далее идет желтая зона, которая составляет основную часть пламени и придает ему классический золотистый цвет.В этой зоне образуется все больше и больше частиц углерода, что может привести к образованию сажи. Эти частицы продолжают нагреваться, пока не воспламенится, испуская полный спектр света, при этом желтый цвет является наиболее доминирующим для человеческого глаза.

Последняя зона — это вуаль, также известная как слабый синий край, окружающий пламя. Это самая горячая часть пламени, которая образуется, когда водород и углерод, выделяющиеся в результате реакции горения, встречаются с кислородом воздуха.

Имеет ли значение тип воска для свечи?

Хотя все типы воска для свечей в основном представляют собой углеводороды, разные типы восков содержат разные добавки и составы, которые влияют на характеристики свечей.Например, при нагревании парафинового воска в воздух выделяется сажа и 11 известных токсинов, два из которых являются канцерогенами. Полностью натуральные воски, такие как соевый и кокосовый, имеют более чистый ожог.

Различные воски не только обеспечивают более чистый ожог, некоторые также обеспечивают более длительное время горения при том же количестве воска, что увеличивает срок службы свечи. Вообще говоря, соевые воски обеспечивают отличный баланс между чистым ожогом с низким содержанием сажи и более длительным временем горения. Ознакомьтесь с нашим руководством, чтобы узнать больше о том, из чего сделаны свечи и о различных типах воска, таких как наши свечи из кокосового воска.

Наши стандартные 13,75 унций. соевые свечи обеспечивают горение 60-80 часов, в зависимости от того, насколько хорошо вы ухаживаете за своей свечой. Обрезка фитиля, защита зажженной свечи от сквозняков и другие советы по уходу за свечами также продлят срок службы вашей свечи.

Изучение того, как работают свечи, позволит вам лучше понять, насколько удивительны эти изобретения. Независимо от того, используете ли вы свечи для освещения или просто для того, чтобы испускать их удивительные ароматы, знание того, как они работают, улучшит ваши впечатления.

Как работают свечи — Блог Научного совета Иллинойса

«Я НАЗЫВАЮ, в обмен на честь, которую вы оказываете нам, приходя посмотреть, чем мы занимаемся здесь, — представить вам в ходе этих лекций химическую историю свечи».

— Майкл Фарадей

Майкл Фарадей

В 1860 году с этих слов началась серия из шести лекций одного из самых выдающихся физиков мира Майкла Фарадея по науке о свечах.Помимо того, что он был известен как один из самых одаренных ученых в истории, Фарадей также хвалили за его замечательную способность сообщать науку широкой публике. Фарадей жил в то время, когда научное общение не было приоритетом — ученые делали свои открытия в лабораториях, но они не видели цели в просвещении общественности по своим вопросам. Впоследствии, в своей серии лекций «Химическая история свечи», Фарадей поделился знаниями, которые до того момента были понятны в деталях лишь горстке ученых и ученых.Лекции Фарадея были настолько точными с научной точки зрения, а его изложение — настолько ясным, что мы все еще можем извлекать уроки из них более 150 лет спустя.

Фарадей выбрал свечи в качестве своего предмета, потому что он понимал научное богатство, заключенное в них.

«Нет закона, в соответствии с которым управляется какая-либо часть этой вселенной, который не вступал бы в действие и не затрагивался бы в этих явлениях. Нет ничего лучше, нет более открытой двери, через которую вы можете войти в изучение натурфилософии, чем рассмотрение физических явлений свечи.”

— Майкл Фарадей

Функция свечи основана на принципах биологии, химии и физики. Здесь, вдохновляясь Фарадеем, я объясню науку о свечах, от их изготовления до зажигания и окончательного угасания пламени.

Части свечи

Конструкция свечи довольно проста: она сделана из воска и фитиля.

Весь воск для свечей состоит из углеводородов, получаемых из жиров.Углеводороды — идеальные молекулы для свечей, потому что они очень легко разжижаются и хранят много энергии. Европейцы на протяжении всей истории, с древнеримских времен до 19 века, использовали жир (топленый говяжий жир) для изготовления свечного воска. Древние китайцы использовали китовый жир, а также пчелиный воск (который также богат углеводородами). В Индии для воска варили плоды коричного дерева, а японцы использовали экстракты ореха. В настоящее время большинство производителей свечей используют парафиновый воск, который получают из натуральных масел и минералов на основе углерода.

Фитиль был и всегда был сделан из плетеного хлопка из-за способности хлопка впитывать жидкости (например, жидкий воск).

Зажигание свечи

Когда вы зажигаете фитиль свечи, вы запускаете сложную химическую реакцию, которая будет поддерживать себя, пока свеча не повреждена и пламя горит. Во-первых, тепло пламени расплавляет воск поблизости. Фитиль впитывает жидкий воск, и он поднимается по фитилю к пламени, где он воспламеняется, поддерживая пламя.

Возгорание — это танец. В реакции горения такое топливо, как углеводород, танцует с кислородом, выделяя много тепла и света.

В свече углеводородное топливо поступает из жидкого свечного воска. Когда жидкий воск поднимается вверх по фитилю и встречает тепло пламени, он начинает распадаться на газ, состоящий из атомов углерода и водорода. Когда их связь разорвана, углерод и водород меняют партнеров в танце и связываются с кислородом воздуха. Взаимодействие углерода с кислородом создает углекислый газ, а при взаимодействии воды с кислородом образуется водяной пар.

Некоторое количество тепла от этой реакции уходит от пламени свечи и согревает нас, в то время как остальное плавит следующий слой воска, продолжая химическую реакцию вниз.

Горение метана, простейшего углеводорода. Черный = углерод, белый = водород, красный = кислород. Пламя свечи со смещенными цветами, чтобы было легче видеть слои.

Части пламени

Если вы внимательно посмотрите на пламя свечи, вы заметите слои разного цвета.В самом низу, возле фитиля, вы найдете синий слой. Это эпицентр горения, где углеводороды парафина впервые встречаются с кислородом и начинают разрушаться. Затем у вас есть темно-коричневый / оранжевый слой, где вы найдете твердый углерод. У этого углерода никогда не было возможности танцевать с кислородом, а это значит, что он никогда не сгорал. Наконец, есть газообразный углерод, который вышел из первых двух слоев и сгорает как раз перед тем, как уйти навсегда. Это дает свече это верхний желтый / белый слой.Внешний слой пламени — единственная часть, которая напрямую контактирует с кислородом, поэтому это самый горячий слой — он имеет температуру 2500 градусов по Фаренгейту, достаточно горячий, чтобы плавить сталь!

Погасить пламя

Как я упоминал ранее, для сгорания необходимы три ингредиента: топливо, тепло и кислород. В свече кислород поступает из воздуха, топливо — из воска свечи, а тепло сначала исходит от спички, а в конечном итоге — от самого пламени свечи. Пока в свече есть эти три ингредиента, она будет гореть.

Чтобы потушить пламя свечи, все, что вам нужно сделать, это убрать один из этих трех ингредиентов. Самый простой вариант — дать свече выработать топливо самостоятельно — дайте ей прогореть до основания, чтобы закончился воск. Другой вариант — задуть пламя. Воздух вокруг фитиля охлаждается, дуя на пламя, что отводит тепло. Наконец, вы можете пережечь свечу, лишив ее кислорода. Вы можете сделать это очень легко, если ваша свеча находится в банке — просто закройте банку крышкой, и свеча задует сама собой!

Свеча дымчатая

Почему когда вы задуваете свечу, из кончика фитиля начинает подниматься дым? Когда вы задуваете пламя, вы забираете тепло, которое предотвращает превращение жидкого парафина в газ во внешней части пламени, прежде чем он воспламенится.Следовательно, углеводороды застревают в жидкой форме и снова охлаждаются до твердых частиц. Эти частицы просто улетучиваются в виде дыма.

Иногда свечи оставляют после себя толстый слой темной черной сажи, который похож на пятно воды на стакане для питья. Дым состоит из миллионов микроскопических капель (вместо воды они состоят из углерода). Когда дым падает на прохладную поверхность и «высыхает», остается сажа.

Исследование свечей

Свечи использовались в течение тысяч лет, и большую часть тех лет производители и пользователи свечей не знали, как работают свечи.Тем не менее, они были достаточно увлекательными, чтобы привлечь внимание Майкла Фарадея, и даже через 150 лет после этого свечи все еще несут в себе мистическую ауру. Цикл лекций Фарадея о свечах был частью ежегодной серии лекций, которые он начал в 1825 году в Королевском институте в Лондоне, чтобы довести научное образование до широкой публики, особенно молодежи. Цикл лекций под названием «Рождественские лекции Королевского института» продолжается и по сей день. Вы можете посмотреть лекции здесь.

• Бен Маркус — специалист по связям с общественностью в CG Life и соредактор журнала Science Unsealed.Он получил докторскую степень. по нейробиологии Чикагского университета.

  Просмотреть все сообщения

Как работают свечи? • Armatage Candle Company

Танец из трех частей

На самом деле потрясающе сидеть сложа руки и думать о том, как работают свечи.Это то, что делает эту сделку уникальной. Римляне делали и жгли свечи давным-давно, но на самом деле у нас не было популяризированного научного объяснения того, что происходило более двух тысяч лет спустя! (Спасибо @michaelfaraday).

Любой хороший огонь имеет кислорода , тепла и топлива . Уберите любой из этих компонентов, и огонь погаснет. Это тщательный баланс между тремя частями, результатом которого является яркий свет и обильный (надеюсь, ХОРОШИЙ) запах.Свечи очень похожи на костры… если бы костер имел гигантский фитиль посередине. Давай поговорим об этом.

Пламя, фитиль и воск играют важную роль в структуре свечи. Вы когда-нибудь пробовали сжечь фитиль без воска или чего-нибудь еще? Работает отлично. На самом деле это происходит очень быстро! Это потому, что хлопковый фитиль (помните, что почти все современные фитили из хлопка, кроме деревянных) является единственным топливом для пламени, и хлопок действительно хорошо горит.

Воск — это топливо

Так зачем вообще вставлять фитиль в воск? Разница в том, что мы можем использовать воск в качестве ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ СВЕЧЕЙ.Вместо того, чтобы использовать фитиль в качестве топлива, свеча превращает его в причудливую транспортную машину. Благодаря невероятной силе science жидкий воск естественным образом поднимается через фитиль прямо в огонь, где он нагревается, пока не испарится.

Если бы мы могли каким-то образом взять горящую свечу и вырвать пламя, под ней был бы фитиль, пропитанный жидким воском. Помещение пламени обратно позволяет жидкости внутри фитиля нагреться до тех пор, пока она не превратится в пар.Поскольку пар легко воспламеняется, он немедленно вступает в реакцию с источником тепла (мы поговорим об этой «реакции» через секунду). Жидкость, превращенная в пар, немедленно пополняется внутри фитиля, что делает систему заправки чрезвычайно эффективной.

Свечи ароматические

Хорошо. Так как же эти восхитительные ароматы безупречно сочетаются с запахами?

Все дело в упомянутой ранее «реакции». Пар (который в значительной степени представляет собой газ) немедленно воспламеняется, потому что он легко воспламеняется (а вокруг много кислорода) и превращается в свет, тепло и другие продукты (углекислый газ и воду, когда все идет хорошо).Ученые называют это сгорание , и человечество использовало это явление, чтобы привести в движение автомобили и отправить людей на Луну. Мы используем его для создания скромных маленьких огоньков.

Ароматические свечи используют весь этот процесс, добавляя ароматические масла прямо в воск. Поскольку часть жидкого воска ТОПЛИВА перемещается в фитиль и превращается в пар, сгорание пара, в котором присутствуют частицы ароматического масла, испускает аромат (в дополнение к обычным побочным продуктам свечи).

Безопасность прежде всего

Сгорание — это цель, но реальность такова, что дисбаланс топлива, кислорода и тепла создаст больше, чем просто обычные существа (CO2, h3O и ароматы). Эта незавершенность ожога вызывает больше побочных продуктов. Не у всех из них есть теплые размытые имена, но они не настолько концентрированные или большие, чтобы вызывать беспокойство (независимо от типа воска).

Но важно, чтобы топливо, создаваемое парафином, сжигалось вовремя, чтобы контролировать накопление тепла и количество пара.Если свеча не горит достаточно быстро И все же ей удается генерировать большое количество тепла, пар может накапливаться и создавать значительную опасность пожара … этот пар легко воспламеняется! Помните, мы полагаемся на то, что этот пар легко воспламеняется. Но как пользователи свечей мы также предполагаем, что производитель разработал систему сгорания, подходящую для парафинового топлива, и что свеча безопасна для горения.

К сожалению, это не всегда надежное предположение. Плохо спроектированные (или иногда в плохом уходе) свечи, как известно, вызывают пожар в доме. настолько важен, что свечи , особенно розничные, соответствуют стандартам безопасности. На самом деле относительно сложно сконструировать свечу, работающую как пожароопасную, но это возможно.

В рассказах, которые я читал и слышал о взрывах свечей, есть общая тема, когда свечи устанавливаются рядом с горячей поверхностью во время работы … тепло расплавляет больше парафина, чем может быть сожжено естественным образом через фитиль, и увеличивает вероятность образования большего количества пара созданный. Больше пара = больше горючего газа = больший риск.В таких ситуациях на дне каждой свечи есть наклейка с инструкциями по горению. Кто читает дно своих свечей? Без понятия. Может быть, скучные люди. Но я думаю, это устраняет предлог!

фитилей для свечей — Как работают свечи? • HowtomakeCandles.info

Вы когда-нибудь задумывались, как и почему на самом деле горит свеча? Почему крошечный кусочек фитиля, который обычно превратился бы в пепел за несколько секунд, если бы он не был в центре парафинового блока, может поддерживать пламя в течение многих часов? Почему парафин не горит без фитиля?

Свечи заняли такое место в нашей домашней вселенной, что мы даже не задаемся вопросом, как они больше горят.И все же процесс, который поддерживает горение пламени, интересен и увлекателен!

Завораживающая магия пламени свечи

Два основных компонента работают вместе в свече:

• топливо, сделанное из какого-то воска;
• фитиль, сделанный из какой-то впитывающей нити.

Фитиль должен быть естественно впитывающим, как полотенце, или иметь сильное капиллярное действие (как в фитилях из стекловолокна, используемых в масляных лампах).

Если вы купите кусок невощеного фитиля (см. Статью «Зачем и как заправлять фитили?») В магазине для рукоделия и поиграете с ним, вы заметите, что он на ощупь похож на мягкую веревку и очень хорошо впитывает воду. Эта впитывающая способность важна для свечи, потому что фитиль должен впитывать жидкий воск и перемещать его вверх, пока свеча горит.

Парафин — тяжелый углеводород, получаемый из сырой нефти.
Когда вы зажигаете свечу, вы растапливаете воск в фитиле и рядом с ним. Фитиль впитывает жидкий воск и тянет его вверх.Тепло пламени испаряет воск, и горит пара воска.
Вы можете доказать, что горит пара воска, а не жидкий воск, с помощью двух экспериментов:
Если вы поместите один конец металлической или стеклянной трубки (в форме тонкой соломки, длиной от 4 до 6 дюймов) в пламя свечи под углом 45 градусов, вы сможете зажечь верхний конец трубки.
Пар парафина течет вверх по трубке и является топливом для этого второго пламени.

Когда вы задуваете свечу, вы замечаете струю белого дыма, выходящую из фитиля.Этот поток представляет собой пары парафина, которые сконденсировались в видимую форму. Он продолжает формироваться, пока фитиль достаточно горячий, чтобы испарить парафин. Если вы прикоснетесь к ручью горящей спичкой, по нему потечет пламя и снова зажжет фитиль.
Фитиль не горит потому, что испаряющийся воск охлаждает фитиль и защищает его. Возможно, вы видели походный трюк с кипячением воды в бумажном стаканчике. Чашка не горит, потому что вода внутри ее охлаждает. Жидкий воск делает то же самое с фитилем.

Парафиновый воск горит сам по себе (см. Статью «Безопасность прежде всего» по этой теме), но он похож на кулинарное масло, моторное масло и уголь в том смысле, что вам нужно очень сильно нагреть его, чтобы началось горение. В этом и заключается чудо свечей: только небольшое количество воска на фитиле достаточно горячее, чтобы испариться и сгореть!

Анатомия пламени свечи

Как бы просто это ни выглядело, пламя свечи на самом деле представляет собой крошечный мир чудес и сложности!

Процессы горения, происходящие в пламени свечи, также чрезвычайно увлекательны не только с научной точки зрения, но и потому, что они дают производителям свечей ценную информацию, которая может помочь им сделать свечи более высокого качества.Знание — сила.

Внимательно посмотрите на картинку выше. Область 1 указывает на расплавленный парафин. Вы заметите, что у основания фитиля ( область 3 на картинке) пламя почти прозрачно. Это самая «холодная» зона пламени (1100F). Это можно объяснить тем, что для возгорания нам нужно как топливо, так и наличие достаточного количества кислорода. Кислород естественным образом присутствует вне пламени, но большая его часть используется до того, как достигнет области возле фитиля, что объясняет относительно низкую температуру.
Именно в этой бедной кислородом зоне происходит большая часть процессов фрагментации и перегруппировки молекул парафинов.

Помните, что парафин — это углеводород. Одна из основных реакций — отделение атомов водорода от углеродных цепей.
Некоторые из этих углеродных цепей фрагментируются с образованием газообразного (двухатомного) углерода (C ₂ , см. Ниже), а также небольших молекул и молекулярных фрагментов.
Атомы водорода, отделенные от молекул парафина, соединяются с атомами кислорода (поступающими из воздуха в комнате) с образованием молекул воды (H ₂ O).
Атомы углерода также объединяются с атомами кислорода с образованием монооксида углерода (CO) и диоксида углерода (CO ₂ ), но до того, как это произойдет, несколько из этих атомов углерода объединятся вместе, чтобы создать большие (с молекулярной точки зрения) части углерода. богатое вещество называется сажей .

Если кислорода достаточно, а паров парафина не слишком много (отсюда и важность использования фитиля правильного размера), большая часть этих частиц сажи поглощается пламенем, и все, что производит свеча, — это свет, тепло, вода и углекислый газ.
Если пламя слишком «богатое», часть образовавшейся сажи ускользает от пламени, так сказать, невредимой и попадает в комнату.

На картинке выше вы можете видеть, что нижняя внешняя часть пламени окрашена в синий цвет ( область 2 ). Этот синий свет является результатом молекулярного излучения газообразного (двухатомного) углерода, C ₂ , о котором я говорил ранее.

Прямо над фитилем пламя оранжевого цвета ( зона 4 на картинке). Кислород туда также не проникает.Температура там колеблется от 1475 до 1800F.

Выше зона горения: пламя желтого цвета ( зона 5 на картинке). Именно в этой области частицы сажи горят, как древесный уголь, и производят свет, как нить накаливания лампочки. Температура в этом районе в среднем 2200F. Чем ближе мы подходим к внешней части пламени, тем больше кислорода присутствует и тем выше температура.

Чтобы узнать абсолютно все, что нужно знать о том, как работают свечи, я бы порекомендовал вам прочитать The Chemical History of a Candle , серию лекций, прочитанных Майклом Фарадеем в 1848 году.Он доступен на Amazon в различных форматах или в Gutenberg Project в виде бесплатной электронной книги.

Наука о свечах — Блог BottleStore.com

Простота горящей свечи — прекрасное зрелище, и вы можете удивиться, узнав, сколько науки на самом деле происходит за кулисами. На протяжении сотен лет специалисты изучали химию и физику в действии, когда горит свеча.

Еще в 1869 году ученый Майкл Фарадей представил несколько научных принципов горения свечей после тщательного наблюдения за ними в течение многих лет.Даже НАСА занимается наукой о свечах, испытывая пламя свечи в космосе с конца 1990-х годов.

Чтобы создать привлекательный и стабильный продукт для собственного бизнеса по производству свечей, стоит понять, как работают свечи, и что за ними стоит настоящая наука.

Свечи производят свет, выделяя тепло в результате химической реакции, называемой горением. Свечной воск состоит из атомов водорода и углерода. Когда свеча горит, тепло плавит воск возле фитиля и заставляет его втягиваться в фитиль.

При нагревании жидкий воск превращается в горячий газ и распадается на молекулы. Эти молекулы втягиваются в пламя и реагируют с кислородом воздуха, выделяя тепло, создавая свет и производя водяной пар и углекислый газ.

Энергия процесса горения излучает пламя в разные стороны. Тепло продолжает накапливаться и таять еще больше воска. Пламя продолжает гореть, пока воск не исчезнет или не погаснет само пламя.

Что получается при горении свечи?

Когда вы впервые зажигаете свечу, начинается процесс горения.Для стабилизации процесса требуется несколько минут. Вы видите это в мерцающем пламени или клубах дыма, исходящих от свечи. По мере стабилизации процесса горения пламя свечи горит стабильно и чисто, выделяя углекислый газ и водяной пар.

Если процесс горения прерывается из-за слишком большого количества воздуха или парафина, пламя вспыхивает, и куски несгоревшего углерода выпрыгивают из пламени, прежде чем они могут полностью сгореть, образуя черную сажу или клубы дыма.

Пламя свечи больше, чем кажется на первый взгляд. Благодаря науке, стоящей за ним, он сохраняет форму слезинки. Когда вы зажигаете пламя, окружающий воздух нагревается и начинает подниматься. Теплый воздух поднимается вверх, и кислород и более холодный воздух заменяют его внизу пламени. Более холодный воздух также нагревается и поднимается вверх, создавая непрерывный цикл движения воздуха вверх, образуя удлиненную форму традиционного пламени.

Если присмотреться, можно увидеть несколько цветов.В верхней части пламени находится самая большая область желтого цвета. Под ним находится более темная коричневато-оранжевая секция, а под ней пламя горит синим. Вокруг всего пламени есть голубоватая кромка, которая начинается в синих областях и вспыхивает по сторонам пламени.

Каждая часть пламени служит определенной цели.

Синяя зона

Синяя область пламени наполнена кислородом. Это область, где молекулы углеводородов испаряются и распадаются на атомы. Первым отделяется водород, который вступает в реакцию с кислородом и образует водяной пар.Углерод также горит в голубой зоне и выделяет углекислый газ.

Коричнево-оранжевая зона

На следующем уровне пламени мало кислорода. Углерод продолжает разрушаться, образуя твердые частицы. Частицы поднимаются и соединяются с водяным паром и углекислым газом из голубой зоны, где все нагревается примерно до 1832 градусов по Фаренгейту.

Желтая зона

Желтая зона является наиболее заметной частью пламени, поэтому ваши глаза будут видеть пламя преимущественно желтым.В желтой зоне частицы углерода увеличиваются и продолжают подниматься и нагреваться. В конце концов они воспламеняются и излучают полный спектр видимого света. В верхней части желтой зоны частицы сажи окисляются при температуре 2192 градусов по Фаренгейту.

Наружная вуаль

Самые высокие температуры находятся на синем крае, называемом вуалью. Достигая температуры до 2552 градусов по Фаренгейту, пламя непосредственно контактирует с воздухом, вызывая мутный синий цвет.

Хотя вам нужно сделать немного больше, чем просто зажечь спичку и зажечь фитиль, чтобы насладиться плавным свечением свечи, в вашем бизнесе по производству свечей за кулисами происходит гораздо больше.Понимание основ науки, лежащей в основе горящей свечи, поможет создать стабильные, долго горящие свечи, чтобы удовлетворить ваших клиентов.

Джонатан @ BottleStore

Джонатан — менеджер по интернет-маркетингу в BottleStore и его родительской компании — компании O.