Что следует знать о калильном зажигании
Бензиновый двигатель без свечи зажигания – кусок металла, даже при условии, что все остальные его детали и части в полном порядке. С этой весьма незаметной деталью автомобильного двигателя у автомобилистов связано максимально большое число слухов, домыслов и легенд.
Причем большинство из них – заблуждение. На самом деле единственным параметром свечи зажигания, который максимально влияет на «здоровье» двигателя, является калильное число (denso, bosch, ngk).
Что такое калильное число и как оно связано с калильным зажиганием?
В современных двигателях на бензиновом топливе применяется искровой способ зажигания, хотя это не единственная возможность произвести воспламенение топливной смеси в цилиндре.
В одних из самых первых ДВС, называемых двигателем Даймлера или «полудизелем», запуск осуществлялся с помощью калильной свечи, которая разогревала головку цилиндра в первый момент запуска. После запуска свеча отключалась и двигатель работал уже без посторонней помощи. До сих пор не знаете преимуществ дизельного двигателя перед бензиновым?
Потребность включать и выключать такую свечу во время впрыска топлива привела к созданию привычной для нас системы зажигания, работающей в прерывистом режиме. Однако то, что свеча, поджигающая топливную смесь, работает в прерывистом «искровом» режиме оказалось и наиболее слабым местом этого устройства.
Искровой режим работы свечи, в совокупности с огромной температурой вспышки рабочей смеси, приводит к тому, что свеча неизбежно нагревается. Этот процесс имеет две стороны: положительную и отрицательную.
Положительная — в том, что нагретая до определенной температуры свеча сама себя очищает от нагара, неизбежно образующегося при сгорании попадающего в цилиндры масла и примесей, содержащихся в бензине.
Отрицательная — в том, что нагретая до температуры 800-900 градусов Цельсия свеча становится именно той калильной свечой двигателя Даймлера, от которой происходит воспламенение топливной смеси.
Только вот выключить такую свечу некому, поэтому двигатель может работать даже при выключенном зажигании до тех пор, пока свеча не остынет или пока не прекратится поступление топливной смеси в цилиндр. Такой казус в работе двигателя называется калильным зажиганием.
Калильное зажигание опасно для двигателя не только тем, что он выходит из-под контроля. Если не принять срочных мер для его остановки в случае калильного зажигания, то может произойти заклинивание поршневой группы вследствие перегрева двигателя, в лучшем случае образованию задиров на зеркале цилиндра.
Причины калильного зажигания
Наличие постоянно нагретой свечи провоцирует смещение момента зажигания в более раннюю сторону и, как следствие, возможный рывок коленвала двигателя в сторону, противоположную обычному направлению вращения. В общем, возможностей разнести двигатель буквально на кусочки при калильном зажигании очень много.
Таким образом, перед конструкторами двигателей внутреннего сгорания встала проблема создания такой свечи зажигания, которая бы нагревалась до определенного уровня для самоочищения, но не вызывала калильного зажигания.
Для характеристики момента, после которого возникает этот опасный инцидент с двигателем, было вычислено калильное число. Причем в процессе его определения оказалось, что чем большую нагрузку испытывает двигатель, тем большим должно быть калильное число, чтобы не возникло калильного зажигания.
Мы можем сколько угодно смеяться над нашим автомобилестроением, но классификация по калильному числу отечественных свечей наиболее логичная и наглядная. Для определения момента, когда свеча зажигания начинает работать как калильная, ее вкручивают в головку одноцилиндрового испытательного двигателя и производят наддув воздуха, поступающего в карбюратор. Фактически применяют автомобильную турбину.
В маркировке большинства отечественных автомобильных свечей зажигания первой идет литера «А», второй – цифра, и обозначающая калильное число. Так вот, по отечественной методике калильное число равно среднему индикаторному давлению цикла, при котором начинается калильное зажигание. Оно напрямую зависит от давления наддува, поэтому отечественная шкала калильного числа более наглядна.
В этом видео парень очень грамотно описывает весь процесс зажигания свечи от начала до конца, и поясняет сам процесс калильного зажигания:
Минимальное калильное число на маркировке отечественных свечей 11, максимальное – 26. По величине калильного числа свечи зажигания разбиты на несколько групп:
1. С калильным числом от 11 до 14 – «горячие» свечи, применяемые на самых тихоходных и дефорсированных двигателях;
2. С калильным числом от 17 до 19 – средние свечи, работающие в двигателях, в конструкции которых не предусмотрены технические решения для их форсирования;
3. С калильным числом от 20 до 26 – «холодные» свечи, применяемые на высокооборотистых и форсированных двигателях.
Калильное число – универсальный инструмент, позволяющий определить степень соответствия свечи зажигания двигателю той или иной модели. Дело в том, что если на дефорсированный или маломощный двигатель поставить «холодную» свечу, то это приведет к тому, что свеча будет забиваться несгоревшим маслом, неизбежно проникающим в цилиндр двигателя.
В результате это может приводить к ослаблению искры или ее пропуску в определенных циклах. В чём-то это сходно с работой двигателя при слишком позднем моменте зажигания, когда он испытывает максимальные вибрационные нагрузки и значительно увеличивает потребление топлива.
Шкала калильного числа зажигания наших и зарубежных свеч
Зарубежные производители свечей зажигания не так озаботились разработкой понятной шкалы калильного числа, как самим качеством этих свечей. Поэтому именно импортные свечи имеют наибольшую популярность среди наших автолюбителей.
Все цифровые обозначения на них менее понятны, поскольку за калильное число принято время, по истечении которого возникает этот эффект – критерий не слишком наглядный.
По крайней мере, он не столь прямо связан с нагруженностью двигателя. Ниже приведена таблица, где можно посмотреть соответствие марок наиболее популярных свечей зарубежных производителей отечественным и увидеть какие из них «холодные», а какие «горячие».
№ «Горячие свечи» «Средние свечи» «Холодные свечи»
Россия A11 А11-1 А11-3 А11Р А14В А14В2 А14ВМ A14ВР А14Д А14ДВ А14ДВРМ А17Д
А17ДВ А17ДВ-1 А17ДВ-10 А17ДВМ А17ДВР А17ДВРМ АУ17ДВРМ А20Д
А20Д-1 А23-2 А23В А23ДМ А23ДВМ
Bosch W9A WR9A W8B W8BC WR8B W8C
W8D WR8DC W7B W7C W7D W7DC WR7D WR7DC
FR7DCY W6C W5A W6B W5CC W5DC
NJK B4H BR4H BP5H BP5HS BPR5H
B5EB BP5E BPR5E BPR5ES BP6H BP6EM BP6E BP6ES
BPR6ES BCPR6ES B7E B8H BP8H B8ES BP8ES
Denso W14F W14FR W16FP W16FP-U
W14FPR W17E W16EX W16EXR W16EX-U W20FP W20EA W20EP W20EP-U
W20XR W20EPR-U Q20PR-U W22ES W24FS W24FP W24ES-U
W24EP-U
Как использовать эту таблицу во избежание калильного зажигания
Приведем пример того, как выбрать свечи зажигания для популярного кроссовера Nissan Juke. Эта машина комплектуется тремя видами двигателей. Двигатели HR15DE, MR16DDT и HR16DE имеют существенные различия. И не только объемом (1.5 литра и 1.6 литра соответственно), но и способом достижения номинальной мощности.
HR15DE это обычный нефорсированный двигатель мощностью 109 л.с. Исходя из таблицы получаем, что оптимальное калильное число свечей зажигания по отечественной шкале для этого двигателя равно 17. Это соответствует цифрам 7 на свечах «Бош», от 5 до 6 на маркировке NJK и цифре 20 на японских свечах Denso.
MR16DDT – турбированный двигатель объемом 1.6 литра и мощностью 188 л.с. Для этого двигателя явно требуются «холодные» свечи, с калильным числом от 20 до 23 по «русской шкале», и от 6 до 5 по шкале Bosch, от 7 до 8 NJK и от 22 до 24 по шкале Denso.
Самым проблемным остается выбор свечей для двигателя HR16DE. Он хоть и не форсированный, но его мощность выше чем у HR15DE — 117 л.с. Литровая мощность у этих двигателей 73.1 и 72.6 соответственно.
Поэтому если «Жука» с нефорсированным, но большим по мощности мотором, эксплуатировать в более жестких условиях, то ему больше подойдут «холодные» свечи. Но все это можно определить лишь на практике.
Практические способы определения соответствия типа свечи
Практический способ определения пригодности данного типа свечи двигателю по внешнему виду точен, если только зажигание выставлено правильно и в целом «здоровье» двигателя не вызывает сомнений. Итак:
• Нормально подобранная свеча имеет на центральном и боковом электроде тонкий светло-серый или бежевый нагар;
• Сильно «замасленные», покрытые толстой копотью электроды могут говорить не только о том, что двигателю нужна свеча с меньшим калильным числом (более горячая), но и то, что предельно изношена поршневая группа;
• Обгоревшие электроды со следами коррозии и выбоинами, вплоть до почти полного выгорания бокового электрода, говорят о том, что свеча слишком «горячая».
Что такое калильное зажигание
Калильное зажигание – преждевременное самовоспламенение топливно-воздушной смеси от раскаленного вещества, например нагара, образовавшегося в камере сгорания, или от перегретых (более 700-800 °С) деталей – свечей зажигания, головки, выпускных клапанов и др. Калильное зажигание нарушает процесс нормального сгорания бензина, имеет непосредственную связь с развитием или возникновением детонации. Приводит к значительному росту тепловых нагрузок на поверхности, образующие камеру сгорания. Как правило, происходит оплавление и/или прогорание поршня и оплавление электродов свечи зажигания.
Калильное зажигание
Система калильного зажигания появилась еще в 19 веке. Это была примитивная металлическая трубка, которая нагревалась до высокой температуры. У такого метода были свои преимущества — устойчивая работа и стабильное сгорание горючего. Но один недостаток перевешивал все плюсы: невозможно было просто завести машину и тронуться с места. Этому предшествовал долгий процесс розжига. Позже такую искровую систему заменили на свечи.
Что такое калильное зажигание?
Это воспламенение горючего раньше срока — от нагара в камере сгорания в результате сильного перегрева деталей (клапанов, свечей, головок). Это основная причина, почему топливно-воздушная смесь сгорает неправильно. Процесс напрямую связан с возникновением детонации. Сгорание сильно похоже на обычное, но происходит на гораздо большей площади, протекает стремительнее, начинается раньше. Процесс постепенно развивается, самовоспламенение происходит все раньше.
В результате в камере сгорания значительно повышается температура, растет давление. Их наибольшие значения достигаются, прежде чем поршень занимает положение ВТМ. Нагрузки на узлы цилиндропоршневой системы и коленчатый вал возрастают, мотор издаёт неприятные звуки. Самая большая неприятность в том, что повышается температура внутри камеры сгорания. Это становится причиной оплавления свечей или поршня. Двигательная система тоже начинает сильно нагреваться.
Почему возникает
Причина возникновения «неправильного» зажигания — в пониженном калильном числе свечей. Автолюбители это явление называют «горячие свечи». Во время работы мотора происходит их нагревание до высоких температур. Если они разогреваются до 400 градусов — это нормально, но более сильный разогрев приведёт к самовоспламенению горючего.
Производители регулируют величины, характеризующие калильное число. Делается это путем изменения параметров изолятора свечи и ее юбки. Во избежание проблем нужно в точности следовать рекомендациям производителя по поводу эксплуатации ТС.
Для разных видов моторов есть таблицы совместимости свечей. По ним выбирают детали, характеристики которых оптимальны для конкретной модели авто. Владельцам машин с устаревшей конструкцией можно посоветовать усовершенствовать авто — например, установить бесконтактную систему.
Еще одна причина — сильный перегрев клапанов. Происходит из-за:
- пониженного октанового числа горючего;
- некорректного выставления зазоров клапанной системы;
- дефекта одного из поршней.
Причиной калильного зажигания может стать нарушение работы двигательной системы. Если некорректно выставлено опережение момента зажигания, из-за больших нагрузок мотор начнёт перегреваться. Отсюда и нестабильная работа.
Признаки появления калильного зажигания
Возгорание горючего при калильном зажигании происходит как обычно, но еще до момента образования искры. Это влияет на работу двигательной системы: в районе мотора слышны неприятные шумы, напоминающие хлопки, обороты «плавают». Все это происходит на фоне сильной вибрации.
«Неправильное» зажигание очень вредно для мотора. Оно свидетельствует о его износе и появлении сажевых отложений в камере сгорания и цилиндрах. Температура двигателя повышается, теплоотвод ухудшается. Если перегреется ГБЦ, дорогого ремонта не избежать.
Как устранить калильное зажигание и уберечь двигатель?
Проблему можно решить путем задержки выключения зажигания. Придется обесточить клапан ХХ. Питание на него должно подаваться прямо от замка, минуя реле. Вместе с реле подключается мощный конденсатор, ток на реле подается через диод. Когда ключ будет повернут в положение «Выкл.», произойдет обесточивание клапана ХХ. Через некоторое время (зависит от конденсатора) зажигание включится, мотор остановится как положено.
Чтобы проблема не возникла, нужно правильно подбирать свечи. Летом и зимой они должны быть разными. Нужно время от времени чистить радиатор и проверять охлаждающую систему. Также необходимо следить за чистотой двигателя, ведь загрязнение нарушает теплообмен. Не стоит подвергать двигательную систему повышенным нагрузкам, если в том нет особой нужды.
Правила эксплуатации автомобиля не слишком сложны — их соблюдение позволит избежать серьёзных проблем в дальнейшем. Регулярно проходите ТО, и с двигателем вашего авто не будет проблем.
Причины появления калильного зажигания и способы его устранения
Калильное зажигание — это термин обозначающий работу двигателя автомобиля с преждевременным воспламенением (зажиганием) горючей смеси не от искры, а от сильно нагретых деталей камеры сгорания.
Например, от черезмерно раскаленных изолятора и электродов свечей зажигания, кромок тарелок клапанов или нагара.
Признаки калильного зажигания
Калильное зажигание часто путают с дизелингом и детонацией. Но, на самом деле детонация — это несколько другой процесс, связанный с аномальным взрывным горением смеси под нагрузкой на низких оборотах, а дизелинг — работа двигателя после выключения зажигания если в камеры не прекращена по каким-то причинам подача бензина.
При калильном зажигании получается, что двигатель работает на слишком раннем зажигании. Особенно опасно его возникновение во время движения автомобиля на повышенных оборотах. Так как при этом поршни испытывают сильную перегрузку, ведь им приходится сжимать уже горящую смесь в условиях роста давления и температуры. Под нагрузкой такая работа может привести к их быстрому разрушению. А от перегрева возможно разрушение изолятора свечей и прогорание клапанов.
В ряде случаев определить, что двигатель работает на калильном зажигании бывает сложно, но чаще всего оно проявляет себя повышенной шумностью (глухой стук в двигателе) на больших оборотах, а так же заметной вибрацией (двигатель трясет). И хорошо ощутимой потерей мощности и приемистости.
Причины появления калильного зажигания
1. Свечи зажигания не соответствуют двигателю по калильному числу.
Это, наверно, самая распространенная причина возникновения калильного зажигания. Она случается, например, если в двигатель с высокой степенью сжатия (высокофорсированного) установили свечи от двигателя с более низкой степенью сжатия (низкофорсированного). То есть более горячие, с более низким калильным числом.
Электроды таких свечей при сильном нагреве (более 700°) раскаляются и поджигают горючую смесь раньше срока.
2. Тарелки клапанов неплотно прижимаются к седлам в головке блока.
Например если клапана «зажаты» (слишком маленький тепловой зазор у их торцов). В процессе своей работы клапана очень сильно разогреваются. Нормальный теплоотвод от тарелок клапанов обеспечивается, в частности, за счет их плотного прилегания к седлам и отведения тепла на головку блока.
3. Имеется сильный нагар на деталях камер сгорания.
Например, на тарелках и стержнях клапанов, стенках камер сгорания, днищах поршней. Раскаленный при работе двигателя такой нагар, полностью не остывает и может поджечь горючую смесь раньше свечи.
Из дополнительных факторов способствующих возникновению калильного зажигания можно отметить применение низкооктанового топлива и перегрев двигателя автомобиля.
Как устранить калильное зажигание?
При появлении признаков работы двигателя на слишком раннем зажигании, например, детонации, а так же стуков в двигателе на больших оборотах необходимо, учитывать, что их причиной, помимо прочего может быть калильное зажигание.
Для устранения калильного зажигания необходимо, как минимум, подобрать свечи зажигания чисто под конкретный двигатель (благо сейчас на каждой коробке свечей написано их назначение) и отрегулировать клапана.
С удалением нагара будет сложнее. Самый лучший и надежный способ — это снять головку блока, разобрать и все почистить. Способ похуже — залить чистящую присадку в бензин. Но, при этом есть риск, что частицы отвалившегося нагара поцарапают цилиндр.
Либо можно попробовать прогнать автомобиль на высокой скорости длительное время (совершите длительную поездку). При этом нагар с деталей камеры сгорания хотя бы частично выгорит.
Примечания и дополнения
— Термином калильное зажигание пользуются для обозначения разных процессов в двигателе. Как уже отмечено в начале статьи им могут называть и детонацию, и дизелинг. Но, в самом первоначальном значении, калильное зажигание — это название не процесса, а самой системы зажигания. До внедрения искровой системы зажигания на двигателях внутреннего сгорания применялось система калильного зажигания. В ней поджиг топливовоздушной смеси осуществлялся не свечей зажигания, а специальной предварительно разогретой калильной головкой.