Свечи накаливания для дизеля: элемент предпусковой системы
Двигатель
26.02.2017
0 3 637 2 минут чтения
Свечи накаливания для дизеля – что это, зачем нужны и как они устроены? Ответ дают инженеры, придумавшие эти устройства.
Доподлинно известно, что для многих автолюбителей современные дизельные двигатели настоящая находка. Они позволяют сэкономить финансы, не прожорливы и имеют отличный КПД. Но есть и менее радужные нюансы, ноги которых во многом растут из особенностей солярки, а именно её нелюбви к низким температурам воздуха.
Свеча накаливания именно то устройство, которое решает эту задачу без проблем, и именно о ней и пойдёт речь в нашей статье.
Оглавление
- 1 Свечи накаливания и свечи зажигания: в чём разница?
- 2 Как устроены свечи накаливания для дизеля и как это всё работает?
- 2.1 Конструкция свечи накаливания
- 2.2 Работа свечи накаливания
Свечи накаливания и свечи зажигания: в чём разница?
Вспоминая о героях нашей публикации, сразу же в голову приходит бензиновый двигатель, где присутствуют свечи зажигания, которые необходимы для поджога топливно-воздушной смеси в цилиндрах.
Но горючее в дизельных агрегатах, как известно, воспламеняется от сжатия – зачем же им то эти элементы? Дело в том, что эти свечи не создают искры, а выполняют роль нагревательных устройств (отсюда и их название – накаливания).
Для того чтобы солярка смогла вспыхнуть в камере сгорания и мотор начал работать, нужна высокая температура воздуха, около 700-900 градусов. Это первое. Второе – уже при +5 дизтопливо начинает густеть и кристаллизуется, поэтому неохотно превращается в топливно-воздушную смесь.
Данные факторы сильно мешают завести машину в холода, поэтому перед тем как стартер начнёт раскручивать коленвал, дизель необходимо подготовить. Частью такой подготовительной (её ещё называют предпусковой) системы и являются свечи накаливания, которые за очень короткое время (от 2 до 30 секунд) способны разогреться до 1300 градусов и создать необходимую температуру в камере сгорания, чем облегчают жизнь и стартеру и, конечно же, водителю.
Наверное, Вы уже поняли, что свеча накаливания устанавливается там, где приносит наибольшую пользу, а именно непосредственно в камере сгорания цилиндра или, если мотор не с непосредственным впрыском – в предкамере.
Интересно, что свечи накаливания для дизеля несут ещё и вспомогательную функцию.
После того как процесс разогрева окончен, они, благодаря своему наконечнику, выступают в роли распылителя солярки внутри камер сгорания. Дело в том, что они расположены таким образом, чтобы топливо, впрыскивающееся форсункой, дополнительно разбивалось об наконечник, улучшая образование смеси с воздухом.
Как устроены свечи накаливания для дизеля и как это всё работает?
Как устроены свечи накаливания для дизеля? Если совсем упростить вопрос, то это самые обычные спирали из тугоплавкого металла, которые нагреваются, когда по ним бежит электрический ток.
Кстати, в плане тока эти элементы очень прожорливы – некоторые экземпляры потребляют до 16 Ампер и это только один, а их в моторе, столько, сколько и цилиндров.
Конструкция свечи накаливания
Конструктив свечи зависит во многом от фантазии автопроизводителей. Как правило, у любой свечи есть:
- наконечник с нагревательным элементом;
- корпус со всем необходимым для крепления в двигателе;
- контактный вывод;
- встроенные датчики (бывают не всегда).
Ключевым элементом выступает наконечник, скрывающий в своих недрах спираль. К слову, современные свечи могут иметь несколько спиралей, одна из которых выступает в роли регулятора температуры – её сопротивление повышается с ростом градусов и таким образом ток через нагревательную спираль уменьшается. Благодаря такой нехитрой схеме обеспечивается стабильный температурный режим.
Работа свечи накаливания
Разогревать воздух внутри камер сгорания нам нужно лишь для надёжного старта двигателя, поэтому этот процесс контролируется при помощи блока управления свечами накаливания.
Внутри него электроника, отслеживающая различные параметры, например температуру за бортом, топлива и т.д., которая вычисляет необходимое время работы.
В упрощённом виде алгоритм действия системы следующий: когда Вы повернули ключ в замке зажигания, включив электрику, на панели приборов загорается лампочка, сигнализирующая о включении свечей, пока она светится, включать стартер ещё рано – мотор холодный.
После того, как электроника посчитала прогрев достаточным, индикатор гаснет и силовой агрегат должен завестись без каких-либо усилий.
Пуск, прогрев, и поехали… До новых встреч друзья!
Статьи по теме
Свеча накаливания для дизеля. Реле свечей накаливания :: SYL.ru
Конструкция дизельных двигателей немного отличается от традиционных бензиновых. Среди отличий конструкции различают разный принцип воспламенения топливо-воздушной смеси. Если в бензиновых агрегатах смесь загорается от искры, то в дизельных агрегатах все не так. Давайте познакомимся с конструкцией и назначением свечей накаливания в дизельных моторах.
Назначение свечей в дизельном двигателе
Итак, свеча накаливания в первую очередь нагревает воздух в цилиндрах до момента запуска. Так, запустить дизельный агрегат, если температура на улице ниже 5 градусов выше ноля, практически невозможно. Эти детали сильно увеличивают ресурсы моторов. Двигатель несет не такие нагрузки в холодное время года.
Но, после того как мотор запустится и будет достаточно прогрет, свечи накаливания для дизеля меняют свою роль. Теперь они помогают в процессах распыления топлива. Здесь все дело в том, что дизельное топливо, которое подается в цилиндры через форсунки, непосредственно сталкивается со свечой. Так, в цилиндре образуется процесс завихрения. Благодаря этому значительно улучшается образование топливной смеси.
Разновидности и устройство
Дизельная свеча накаливания по внешнему виду может чем-то напоминать свечу для бензиновых моторов. Но при этом дизельные аналоги не вырабатывают искру. Эта деталь оснащена спиральным металлическим или же керамическим нагревательным элементом.
Наконечник детали, изготовленный из металла, может состоять из нескольких спиралей. Их две. Одна из них нагревательная, вторая — регулировочная. Первая спираль необходима для того, чтобы обеспечить максимально быстрый нагрев наконечника. Вторая, регулировочная, – это защита от перегрева. Система срабатывает благодаря сопротивлению спирали, которое увеличивается при повышении температуры.
Это типовая схема свечей накаливания.
Между спиралями есть пространство. Оно обязательно заполняется специальным наполнителем. Он обладает хорошими изоляционными свойствами. Здесь данный наполнитель выполняет несколько функций. Это и защита спирали от различных воздействий, а также более эффективная передача тепла. Свеча накаливания, оснащенная металлическими спиралями, вполне может разогреваться до 1000 градусов.
Свечи с керамическим нагревателем
Такие детали похожи по принципу своей работы. Отличие ее конструкции в том, что спираль заключена в оболочку из керамических материалов. Так, нагрев осуществляется еще быстрее, а мощность будет еще выше. Чтобы деталь разогрелась до максимальной температуры в 1350 градусов, достаточно одной секунды.
Свечи накаливания для дизеля с одной спиралью
Деталь с такой конструкцией оснащена одной спиралью, которая выполняет функцию нагрева и регулировку, что очень необходимо для практически мгновенного нагрева до рабочих температур.
В большинстве дизельных двигателей эта конструкция вполне соответствует всем требованиям, нагревается деталь быстро, а срок службы ее достаточно высокий.
Развитие технологий постепенно вытесняет такие детали, а заменяют их двуспиральными конструкциями. Это происходит в силу того, что двуспиральная свеча накаливания обладает лучшими и гибкими возможностями регулировки температуры.
Принцип действия
Нагревательные элементы расположены непосредственно в цилиндрах дизельных моторов. Расположены они именно там, где проходит завихрение топливной смеси. Когда водитель автомобиля поворачивает ключ, на свечу подается напряжение. В этот момент она очень эффективно нагревается. Водитель увидит загоревшийся индикатор на приборной панели машины. Для нагрева до рабочих температур нагревательному элементу потребуется порядка 5 секунд. Естественно, это время зависит от того, какая в данный момент температура воздуха.
Далее свеча накаливания уже достаточно нагрелась и работает для того, чтобы достаточно прогреть сами цилиндры и воздух в них.
Но этого времени не хватает для того, чтобы эффективно разогреть холодные цилиндры. К тому же воздух постоянно обновляется на холодный снаружи.
Главная цель
Основная цель этой детали — разогрев топлива до температуры испарения. Тогда топливо отлично смешается с воздухом и сразу загорится, но уже от сжатия. После того как соответствующий индикатор на приборной панели погаснет, можно переходить к запуску мотора.
Реле свечей накаливания
Естественно, что данными устройствами необходимо управлять. Для этого в дизельных машинах есть специальное реле либо же отдельный блок управления. Оба устройства необходимы для того, чтобы регулировать напряжение, которое будет подано на свечи. А также они служат для регулировки температуры и длительности нагрева. Работа этого реле зависит от показаний датчика температуры ОЖ и от датчика оборотов коленвала. Вот так осуществляется управление свечами накаливания в дизелях.
Современные дизельные агрегаты предусматривают кроме разогрева перед запуском дополнительный подогрев уже после того, как двигатель запущен.
Эта функция способствует снижению шума при работе дизеля, а также позволяет значительно сократить вредные выбросы в атмосферу. Непосредственно для накала необходимо несколько минут. А прекратится он, если температура охлаждающей жидкости достигнет 30 градусов. Так, блок свечей накаливания влияет на качество работы и запуск мотора в холодное время и на ресурс.
Проверяем работу свечей на дизеле
Иногда эти детали могут выходить из строя. Для того чтобы проверить исправность свечей, существует несколько способов. Это делается как при непосредственной помощи мотора, так и вообще без двигателя.
Для проверки без мотора понадобятся некоторые приборы. Это омметр или вольтметр. Так можно проверить состояние напряжения. Если приборов нет, тогда стоит использовать еще одни способ. Например, испытываемую свечу нужно подсоединить к плюсу аккумулятора, а минус – к корпусу элемента.
У работающей свечи буквально через пару секунд будет разогреваться спираль, а сама она будет светиться.
Если этого не произошло, тогда необходима замена свечей накаливания.
Еще один способ — использование шины. Для этого требуется установить на ней выкрученные детали. Концы свечей необходимо направить вверх. Далее при помощи проводов с большим сечением нужно замкнуть массу посредством соединения корпуса каждой свечи.
Многие инструкции по ремонту и обслуживанию моторов пишут о способе проверки работоспособности через отверстия для форсунок. Выкрутив форсунки, наблюдаем за свечением штифтов вследствие нагрева. Если некоторые горят не так ярко, как остальные или не светятся вообще, тогда можно проверить соединения и показатели сопротивления.
Проверка реле
Как проверить реле свечей накаливания? Для этого понадобится тестер. Для начала проверки нужно отключить его. Теперь подсоединим тестер к клеммам на моторе, а также к массе. Если напряжения нет, проверяем подачу напряжения от батареи.
Дальше присоединим тестер к противоположной клемме. После этого заводим машину.
Теперь делаем так же, как и в первом случае. Если напряжение не идет, тогда нужно проверить высоковольтный провод. Здесь провод необходимо подсоединить к свечам. Если все работает, тогда реле под замену.
Кроме того, существует способ проверки реле при помощи омметра. Итак. Проверяем сопротивление между 30 и 87 клеммой. Дальше подаем напряжение на клеммы 85 и 86. Если реле не заработало, а сопротивление не ноль – тогда реле под замену.
Основные причины выхода свечей из строя
Обычно данные детали могут выходить из стоя по двум причинам. Либо это конец срока эксплуатации, либо же неполадки топливной системы автомобиля. Стоит знать, что если хотя бы одна свеча вышла из строя, рекомендуется замена всех полностью.
Что касается неисправностей топливной системы, то в случае износа или загрязнения форсунок дизельное топливо попадает на нагреватель. Затем на корпусе нагревателя образуется отверстие и разрушается спираль. Кроме того, можно повредить эту деталь при установки.
Если из строя вышли все свечи сразу, то нужно проводить диагностику всей электрической части машины.
Как заменить свечи накаливания?
Данные детали располагаются в верхних частях ГБЦ. Для замены требуется отсоединить провода, которые располагаются под крышкой головки. Снимайте провода, подключенные непосредственно к свечам.
Дальше гаечным ключом все детали выкручиваются. Работать нужно аккуратно. После этого хорошо очистите контакты, клеммы аккумулятора, а также свечные провода. Отверстия, в которые были вкручены свечи, также необходимо очистить. Для этого можно использовать развертку.
После замены следует закрутить свечи, но не сильно. Если затяжка будет сильней, чем необходимо, то при следующей замене можно сломать деталь. А это уже дорогой ремонт. Но и очень слабо не стоит закручивать деталь, так как есть риск того, что она попросту выкрутится на ходу. Теперь остается только лишь подключить все провода обратно. Все, замена дизельных свечей накаливания успешно завершена.
Реле времени накаливания | Mein Autolexikon
Дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия. Это означает, что для воспламенения смеси в цилиндре не нужен дополнительный источник тепла. В цилиндре воздушно-дизельная смесь подвергается сильному сжатию…
Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды Параметры выхлопных газов автомобиля (в частности, накопление сажи в случае дизельного автомобиля) сильно зависят по процессу запуска двигателя. В этом контексте быстрый и беспроблемный запуск очень полезен для поддержания значений выбросов в желаемых пределах. Однако еще более важно, чтобы автомобили с фазами догрева правильно управлялись реле времени накаливания. Это также может помочь снизить выбросы на этапе прогрева. Таким образом, полностью функционирующее реле времени накаливания вносит важный вклад в защиту окружающей среды.
Амортизация
Амортизация Для правильной работы системы накаливания следует заменять только реле времени накаливания с соответствующими каталожными номерами.
Даже если корпус и штекерный разъем, включая количество контактов, одинаковы, внутренняя функция может отличаться. Что касается времени предварительного нагрева, например, время для быстрых свечей накаливания намного меньше, чем для обычных свечей накаливания. Установка неправильного реле может повредить свечи накаливания.
Безопасность
Безопасность Поскольку реле в моторном отсеке подвержены преобладающим там воздействиям, они должны быть спроектированы соответствующим образом. Холод зимой, очень высокие температуры летом, влага, такие жидкости, как соленая вода, чистящие средства и т. д. не должны наносить вред реле времени накаливания. Штекерные разъемы всегда должны быть чистыми и не подвергаться коррозии. В противном случае контактные сопротивления могут вызвать неисправности или даже возгорание кабеля.
Функция
Свечи накаливания в качестве вспомогательных средств зажигания
Дизельные двигатели — это двигатели с воспламенением от сжатия.
Это означает, что для воспламенения смеси в цилиндре не нужен дополнительный источник тепла. В цилиндре воздушно-дизельная смесь сильно сжата. Это приводит к такой высокой температуре, что смесь воспламеняется, вызывая взрыв. Однако, если двигатель не горячий, этот процесс может быть сопряжен с проблемами.
При низких температурах воздушно-дизельная смесь не так легко воспламеняется. Для обеспечения сгорания при холодном двигателе в качестве вспомогательных средств зажигания используются свечи накаливания (по одной на цилиндр). Свеча накаливания повышает температуру в камере сгорания цилиндра перед запуском двигателя. В пике температура свечи накаливания может достигать 1000°C. Это гарантирует, что воздушно-дизельная смесь взорвется даже при низких температурах.
Время, необходимое для «предварительного нагрева», зависит от используемой свечи накаливания. Свечам быстрого накаливания требуется всего несколько секунд предварительного нагрева. Другие свечи накаливания должны предварительно нагреваться до 15 секунд при низких температурах окружающей среды.
Реле времени накаливания отвечает за включение и выключение тока для свечей накаливания, а также за синхронизацию.
Фазы реле времени накала
Фазы, которые необходимо учитывать при расчете времени
1. Время предварительного нагрева
Время предварительного прогрева определяется типом двигателя, используемыми свечами накаливания и температурой окружающей среды, измеряемой датчиком. В зависимости от типа реле датчики температуры могут располагаться в самом реле или снаружи (например, в контуре хладагента). Зимой при отрицательных температурах время предварительного прогрева значительно больше, чем летом при температуре, например, +30°C. Во время предварительного прогрева загорается контрольная лампа предварительного прогрева на приборной панели. В некоторых автомобилях время предварительного прогрева начинается, когда водитель открывает дверь водителя.
2. Время ожидания
Начинается сразу после времени предварительного нагрева.
Контрольная лампа гаснет, но свечи накаливания остаются включенными еще несколько секунд. В это время двигатель должен быть запущен водителем.
3. Время прогрева
Время прогрева появилось в более поздних автомобилях. Это было необходимо из-за все более строгих стандартов выхлопных газов и требуемой в результате оптимизации процессов сгорания. Свечи накаливания остаются включенными в течение времени догрева, даже если двигатель работает. Продолжительность последующего прогрева определяется типом двигателя и его температурой. Для этой функции используются только специальные свечи накаливания с «догревом».
Функции реле времени накаливания
Выключатели блока управления временем накаливания, известные как силовые реле, встроены в реле времени накаливания (блок управления временем накаливания) для включения и выключения тока для свечей накаливания. Если они уже горячие, для накала плюс нужен ток ок. 10 А.
Однако в фазе ВКЛ (когда катушка накаливания холодная) ток значительно выше.
В случае 4-цилиндрового двигателя силовые реле должны иметь возможность коммутировать токи до 80 А. Этот показатель еще выше в случае 6-цилиндровых и 8-цилиндровых двигателей. Поэтому управляемые свечи накаливания часто распределяются по двум цепям. Соответственно, в реле времени накала два силовых реле.
Реле времени накаливания устанавливаются в разных местах автомобиля. Вставные реле в основном расположены в центральном блоке реле. В моторном отсеке расположены реле, которые вместо втычных контактов имеют навинчивающиеся кабельные наконечники для линии питания свечей накаливания. Эти реле прикручиваются непосредственно к брызговику или к кузову автомобиля (в последнем случае через специальные скобы крепления).
Варианты реле времени накала
Варианты Несмотря на то, что основная техническая функция не всегда одинакова, существует множество различных вариантов реле времени накала. Существуют различные размеры корпуса, штекерные разъемы и типы крепления. Только в Европе производится более 100 различных типов реле для автомобилей.
Существуют также системы предварительного подогрева, в которых блок управления двигателем берет на себя функцию синхронизации. Тогда реле времени накаливания просто должно переключать высокие токи, необходимые для свечей накаливания.
Полностью электронное реле времени накаливания
Совершенно другая история с этими современными типами реле времени накаливания. Они поддерживают диагностику и подключены к бортовой диагностике (OBD). Полностью электронные реле времени накаливания представляют собой блоки управления, которые связаны с блоком управления двигателем через шину данных. Команды на включение и выключение поступают от блока управления двигателем. Он также измеряет, действительно ли протекает достаточно высокий ток после включения свечи накаливания. Затем он возвращается в блок управления двигателем в виде сигнала подтверждения. При обнаружении слишком большого тока (например, в случае короткого замыкания в кабеле или свече накаливания) соответствующая ветвь тока отключается, чтобы избежать повреждения электроники без возможности ремонта.
Hot Stuff — Дизельные свечи накаливания и решетки отопителя
С наступлением холодов запуск дизельных двигателей становится все труднее. Один из способов, с помощью которого производители транспортных средств справляются с этой проблемой, заключается в том, чтобы использовать средства помощи при холодном пуске.
Для выполнения этой задачи используются различные типы нагревательных элементов. Ford и GM используют традиционную систему свечей накаливания в своих двигателях Powerstroke/Duramax. Вместо этого Dodge / Ram используют решетку обогревателя в своих двигателях Cummins. Давайте посмотрим и сравним эти два разных типа нагревательных элементов, которые используются в дизельных грузовиках.
Свечи накаливания
В дизельных грузовиках Ford и GM последних моделей используется свеча накаливания. Эта длинная деталь в форме карандаша имеет нагревательный элемент на конце и вкручивается непосредственно в камеру сгорания. Обычно на цилиндр приходится одна свеча накаливания.
Свеча накаливания работает, электризуя нагревательный элемент, который нагревается и излучает светящийся свет (как следует из названия).
Всасываемый воздух сжимается, и топливо распыляется на горячий наконечник свечи накаливания. Когда впрыскиваемое топливо смешивается со сжатым воздухом и горячей свечой накаливания, происходит быстрое воспламенение.
При холодном пуске (первый пуск после полного остывания двигателя) в камере отсутствует тепло, необходимое для детонации воздуха и топлива. Здесь пригодится свеча накаливания, как и свеча зажигания, она обычно находится в верхней части цилиндра. Он нагревает воздух в камере сгорания, поэтому двигатель может запускаться намного быстрее при более низких температурах. В отличие от свечи зажигания, которая работает постоянно во время движения, свеча накаливания нужна только в процессе зажигания и до тех пор, пока двигатель не прогреется до нормальной рабочей температуры.
Работа свечей накаливания
Свечи накаливания начинают работать при повороте ключа в положение «Вкл.». Индикатор на приборной панели загорится, когда свечи накаливания начнут нагревать камеры сгорания.
Когда индикатор погаснет, это означает, что теперь вы можете повернуть ключ в исходное положение. Чем ниже температура наружного воздуха, тем дольше может длиться этот процесс.
Решетки обогревателя
В двигателях Cummins объемом 5,9 л/6,7 л не используются традиционные свечи накаливания, как в их городских конкурентах. Вместо этого они используют сетку нагревателя (или нагреватель сетки), установленную между воздушным рупором и впускным коллектором. Сетка нагревателя работает по тому же принципу, что и традиционная система свечей накаливания, но с одним нагревательным элементом. Вместо того, чтобы нагревать воздух в каждом отдельном цилиндре, воздух нагревается, а затем всасывается в цилиндры.
Решетка обогревателя/свечи накаливания Удаляет
Владельцы Cummins, которые ищут простые способы увеличения мощности своего грузовика, могут использовать удаление решетки отопителя. Пластина для удаления заменяет более ограничительную заводскую решетку обогревателя на широко открытый проход для увеличения потока воздуха.
Как правило, это простая и простая установка, которая позволяет легко переустановить решетку обогревателя в холодные зимние месяцы. Многие 5.9L Cummins удаляют пластины даже с предварительно просверленными отверстиями и резьбой, что облегчает жизнь, если вы планируете добавить впрыск водометанола или закись азота.
также доступны для двигателей, в которых используются свечи накаливания. Снятие свечей накаливания также строго предназначено только для спортивных/гоночных приложений или если вы живете в более теплом климате.
Признаки неисправной свечи накаливания.
Сигнальная лампа на приборной панели часто является первым признаком неисправности свечи накаливания. Поскольку свечи накаливания подвергаются экстремальным температурам и живут в таких суровых условиях, со временем их необходимо будет заменить. Свечи накаливания на дизельном двигателе обычно служат около 100 тысяч миль, но они могут выйти из строя раньше. Вот несколько признаков, которые могут указывать на необходимость замены свечей накаливания.
1.
Жесткий пускЕсли свеча накаливания вышла из строя, двигатель не запустится. В холодных условиях камера сгорания может не достичь необходимой температуры для воспламенения топлива. Если топливо и аккумулятор проверены, затем следует проверить свечи накаливания.
2.
Черный или белый дымчатый Если нагревательный элемент вышел из строя, последствия процесса горения иногда можно увидеть в зеркале заднего вида. Чрезмерный черный дым, выходящий из выхлопной трубы в холодную погоду, может быть признаком возможной неисправности свечи накаливания. Нередко можно увидеть белый дым зимой, когда ваш автомобиль прогревается. Если вы видите больше белого дыма, чем обычно, это может быть признаком несгоревшего топлива, что также может привести к неисправной свече накаливания. Конечно, есть несколько других проблем, не связанных со свечами накаливания, которые могут вызвать избыточный дым. Если вы видите избыточный дым, вам следует как можно скорее профессионально диагностировать и обслуживать автомобиль.