Что означает калийное число свечей зажигания, таблица

Правила подбора свечей зажигания

При подборе свечи к двигателю конкретной модели автомобиля, как правило, учитывают две характеристики:

1. Геометрические размеры;
2. Калильное число.

Определяющим в геометрических размерах является размер резьбового соединения и его длина.

Если с резьбовым соединением всё понятно (нештатная резьба просто не подойдет), то длина свечи обязательно должна соответствовать указанной производителем, иначе она может «встретиться» с поршнем!

Что такое калильное число и калильное зажигание?

Чтобы понять, насколько важно использовать свечи зажигания с правильным калильным числом, нужно разобраться в сути процессов происходящих в камере сгорания двигателя. Начнем с терминов

• Калильное число – это такой условный тепловой эквивалент, который указывает на предельно допустимую температурную нагрузку свечи зажигания, выше которой в цилиндре двигателя появляется калильное зажигание.
• Калильное зажигание – это неконтролируемый процесс хаотического воспламенения рабочей смеси от раскалённой свечи зажигания без образования искры.

Дело в том, что во время работы поверхность свечи разогревается до высокой температуры: 600 – 800 °С. При такой температуре масло, попадающее на её корпус, практически полностью выгорает (происходит самоочищение электродов). Однако, в сочетании с высоким давлением в камере сгорания раскалённая часть свечи является источником для самовоспламенения топливовоздушной смеси без образования искры.

Производители добиваются баланса теплообмена между камерой сгорания, свечой зажигания, головкой блока цилиндров и внешней средой путём подбора материалов с подходящими характеристиками.

Для высокооборотистых двигателей с высокой степенью сжатия свеча должна обеспечивать лучшую передачу тепла, чем в менее нагруженных. Калильное число при этом должно быть высоким, а сами свечи по этому признаку называют холодными.

Напротив, для низкооборотистых двигателей с низкой степенью сжатия для рабочей температуры, при которой происходит процесс самоочищения, калильное число должно быть низким. Такие свечи называют горячими.

Важность правильного подбора калильного числа трудно переоценить:

• При установке горячих свечей в высоконагруженный двигатель велика вероятность их перегрева до температур выше 1000 °С, последующего оплавления и попадания в камеру сгорания.
• При установке холодных свечей в низкооборотистые двигатели рабочая поверхность до оптимальной температуры не разогревается и не происходит процесса их самоочищения.

Современное двигателестроение развивается в направлении увеличения удельной мощности, повышения степени сжатия, использования систем наддува. Соответственно, требования к калильному числу сдвигаются в сторону использования всё более холодных свечей.

Но важна не только эта тенденция: с учетом того, что реальная эксплуатация двигателей происходит в широком диапазоне режимов нагружения, всё более востребованы свечи с расширенным диапазоном калильных чисел.

В России калильное число количественно определяется как усредненное давление, при котором возникает калильное зажигание и выражается в условных единицах.

Маркировка на современных свечах зажигания, обозначающая калильное число, у отечественных производителей отличается от зарубежных аналогов. Так у нас общепринятым считается следующий ряд калильных чисел:

• 11-14 — горячие свечи;
• 17-19 — средние свечи;
• 20 и более — холодные свечи.

Существуют также и унифицированные свечи зажигания с калильным числом от 11 до 20, но они менее распространены.

Какие требования предъявляются к свечам

Именно поэтому свечи – это те детали, к которым предъявляют достаточно строгие требования. Качественная, правильно функционирующая свеча зажигания должна выдавать мощную искру в интервале от 500 до 3500 раз в течении одной минуты. Это актуально для четырехтактного силового агрегата, который может работать с высокими оборотами в режимах старт-стоп.

Свеча должна без перебоев и с высоким уровнем надежности генерировать искру даже при сверхнизких температурах. Те детали, которые созданы с применением высоких технологий, позволяют обеспечить сгорание смеси воздуха и топлива максимально экологично. Свечи позволяют оптимально расходовать топливо.

К современным свечам предъявляются некоторые требования. Так, эта деталь должна без перебоев передавать очень высокие напряжения в любых случаях. Качественная свеча должна иметь высокие изоляционные свойства — температурный режим, в котором работают эти детали, может превышать 1000 градусов. Хорошая свеча должна работать без пробоев и образований электрических дуг. Очень важна герметичность и непроницаемость газов в камеру сгорания. Также свеча должна иметь высокую прочность. Теплопроводность юбки и электродов должна быть очень высокого уровня. Хорошее изделия полностью устойчиво к эрозии, воздействию продуктов сгорания.

Принцип работы

Свечи зажигания выпускаются уже достаточно давно, что позволило многократно модифицировать их конструкцию и, в конечном счете, довести ее до совершенства. Сначала свечи широко применялись в бензиновых моторах, но с течением времени постепенно перекочевали и на дизельные агрегаты, где имеют несколько иной принцип действия, но примерно ту же самую конструкцию.

На вход свечи поступает электрический заряд большой величины. Этот заряд получается за счет того, что от аккумулятора ток проходит через катушку зажигания, представляющую собой небольшой трансформатор. Проходящий через катушку ток достигает значения в несколько сотен вольт, что позволяет произвести искру, достаточную для розжига.

На выходе свечи искра блуждает между двумя электродами, задача которых —максимально ее задерживать и обеспечивать, таким образом, искру постоянного принципа действия. Кроме того, характеристики электродов крайне зависимы от зазора между ними. В этой связи по таблицам и при помощи специального инструмента настоятельно рекомендуется измерять зазор и производить его регулировку.

От чего зависит КЧ?

Для испытания российских деталей используется тестовая установка, состоящая из одного цилиндра с наддувом. Давление повышается до тех пор, пока не возникнет возгорание топлива от корпуса. Таким образом, вычисляется среднее индикаторное давление цикла. Именно оно и становится значением для данной детали.

Существует определенная взаимосвязь с такими параметрами, как литровая мощность двигателя, степень сжатия, частота вращения. Чем они выше, тем с большим КЧ требуется свеча. Повышенное значение, к примеру, потребуется для двигателей, имеющих воздушное охлаждение и двухтактных.

1. Свечи для самых популярных российских автомобилей

2. Внутренняя конструкция

Свечи зажигания NGK и Denso

Стандартные свечи зажигания от компании denso имеют сбалансированный тепловой диапазон. Это означает, что такие свечи зажигания имеют основное отличие от подобной продукции – они создают подходящую рабочую температуру и не могут вызвать калильное зажигание. Этому способствует центральный электрод, выполненный из меди.

Свечи от компании ngk не отличаются по качеству материалов и изготовления от Denso. Компания ngk производит большое количество свечей зажигания с различным калийным числом. Это позволяет подобрать необходимую продукцию для теплового режима двигателя. “Холодные” и “горячие” свечи ngk обладают высоким качество и продолжительным сроком эксплуатации.

Калильное число

Калильное число — величина условная и у каждого двигателя свое оптимальное температурное окно. Рационализация процессов сжигания топлива и эффективности тепловых режимов позволила стандартизировать ассортимент свечей по их калильному числу: горячие — 11-14; умеренные — 17-19; холодные от 20-ти и выше; унифицированные свечи — 11-20. Чем выше показатель калильного значения, тем свеча холоднее.

Отличие горячих свечей от холодных обусловлено различными размерами поверхности изолятора и зон для отвода тепла, что означает прямую зависимость калильного числа от режима эксплуатации автомобиля, возраста двигателя и других индивидуальных показателей. Преимущественная эксплуатация двигателя в тяжелых режимах требует установки более холодных свечей зажигания. Городской режим с его постоянными пробками — горячих. Но и здесь не все однозначно. Даже самые качественные, правильно подобранные и недавно установленные свечи могут прийти в негодность вследствие использования некачественного бензина, неисправности проводов или катушек зажигания.

Причины калильного зажигания

Последствия КЗ Следует понимать, что под этим термином в автомобилестроении существуют два разных явления. Первым из них является способ осуществления поджога горючего, широко применявшийся до внедрения искровой системы. Сегодня этот метод значительно менее распространен, хотя еще встречается на дизельных двигателях. Горючее поджигалось сильно разогретой головкой, которую необходимо было предварительно нагреть.

В современной ситуации под термином чаще всего понимается негативный эффект, при котором воспламенение топлива происходит из-за перегрева отдельных деталей. Его причины могут быть разными.

Наиболее часто это происходит из-за перегрева изоляции свечи. Вероятно, использовалась модель с недостаточно высоким числом, то есть накапливающая слишком много тепла. Также причиной могут быть частицы нагара.

Это явление может привести к тому, что работа двигателя будет продолжаться даже после выключения искры. Чтобы ее остановить, нужно будет прекратить подачу топлива. Современные карбюраторы имеют электромагнитные клапаны, которые блокируют подачу горючего при выключенном зажигании (автор видео — NGKSparkPlugEurope).

ПРИНЦИПЫ МАРКИРОВКИ

Наиболее наглядным, пожалуй, является всем знакомый советский метод маркировки – испытываемая свеча устанавливалась в аппарате, имитирующем работу одноцилиндрового двигателя, и отмечалось максимальное давление в конце такта сжатия, при котором свеча перегревалась до калильного зажигания. Это число и заносилось в маркировку. К примеру, свеча А17ДВРМ перегреется и даст калильное зажигание при индикаторном давлении 17 кгс/см2. Чем лучше теплоотвод от электродов, то есть чем свеча «холоднее», тем выше число в маркировке.

Почему именно давление? Дело в том, что в бензиновом ДВС используется количественное регулирование рабочей точки – на малых оборотах дроссель ограничивает поступление воздуха, давление в конце такта сжатия падает. Открывая дроссель под максимальной нагрузкой, мы одновременно подаем максимальное количество смеси в цилиндр – и давление, и тепловая нагрузка от ее сгорания становятся пиковыми.

Производители свечей используют менее наглядные обозначения, причем как прямые (холоднее свеча – больше число), так и обратные (холоднее свеча – меньше число). Например, для отечественных свечей с маркировками 14 и 17 у Bosch аналоги имеют маркировки 8 и 7 соответственно (обратная маркировка), у NGK – 5 и 6 (прямая). Поэтому при поиске заменителей надежнее пользоваться каталогами применимости, предлагаемыми конкретным производителем свечей.

https://youtube.com/watch?v=yODx0NJkHsA

Устройство и принцип работы свечи зажигания

Если совсем просто, то свеча состоит из корпуса, керамического изолятора и двух электродов, на которые подается заряд от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч вольт, в зависимости от всех, выше перечисленных, параметров.

Устройство свечи зажигания:

1 — контактный вывод на провод высокого напряжения; 2 — ребра изолятора (предназначены для гашения блуждающих токов и охлаждения цоколя); 3 — изолятор (как правило, керамический, предназначен для изоляции контактов друг от друга); 4 — металлический корпус «под свечной ключ»; 5 — центральный электрод; 6 — боковой электрод (или электроды в многоэлектродных свечах); 7 — уплотнительное кольцо между резьбовой частью и корпусом.

Корпус и электроды изготавливаются, как правило, из легированных сталей, которые меньше подвержены окислению (коррозии), а изолятор – керамический, поскольку свеча сильно нагревается. Центральный и боковой электроды во время работы двигателя нагреваются до таких высоких температур, которые приводят к так называемому калильному зажиганию. Это — воспламенение топливной смеси без участия системы зажигания, а от раскаленных элементов свечи (электродов и ее резьбовой части).

Если свеча не соответствует типу ДВС, его степени сжатия и некоторым другим параметрам, то такое самовоспламенение горючей смеси может привести к неконтролируемому росту оборотов, вплоть до полного разрушения двигателя.

Основные характеристики

Выбор свечей зажигания — это большая забота и ответственность для владельца. Этот печальный факт обусловлен тем, что у каждого двигателя имеются собственные требования к техническим показаниям, которые нужно беспрекословно соблюдать.

Такая характеристика, как диаметр и шаг резьбы, играют самую ключевую роль. Несложно догадаться, что будет, если приобрести свечи, которые не будут подходить к тому или иному двигателю по размерам. При попытке ввернуть слишком тонкую свечу, она попросту провалится вглубь головки блоков, чем доставит владельцу немало проблем. Если же свеча окажется слишком большой, то вкрутить ее в головку вряд ли удастся.

Важно также учитывать такой показатель, как рабочая температура свечи. Эта характеристика указывает, до какой температуры при своей нормальной работе раскален электрод и, таким образом, какой диапазон является приемлемым. Если значение окажется слишком мало, велик риск, что топливо не будет сгорать полностью

Это приведет к появлению нагара на электродах. Слишком большой температурный показатель приведет к чрезмерному нагреву двигателя и скорому выходу его из строя

Если значение окажется слишком мало, велик риск, что топливо не будет сгорать полностью. Это приведет к появлению нагара на электродах. Слишком большой температурный показатель приведет к чрезмерному нагреву двигателя и скорому выходу его из строя.

Таблица калильного числа свечей зажигания

Зарубежные
производители (в том числе лидер рынка искрообразователей — компания NGK) не придерживаются
единого алгоритма маркировки. Поэтому подбирать импортные свечи — аналоги
отечественных нужно по специальной таблице. Знак «-» означает, что
аналоги отсутствуют:

Что означает маркировка

У
изделий разных производителей есть свои особенности. Приведём их
характеристики:

• название фирмы;
• особенности конструкции
  (выражаются в количестве электродов);
• калильное значение;
• электродный промежуток
  (точка воспламенения);
• материал, из которого
  выполнены электроды;
• соединительные параметры.

Без
глубоких познаний в автомобильной технике сделать верный выбор вряд ли
получится. Можно, конечно, прийти в магазин со снятыми с автомобиля свечами, но
так не всегда получается. Искрообразователи российского производства
соответствуют стандарту, принятому во всем мире — ИСО-МС-1919. Также маркировка
российских изделий предусмотрена нормой ОСТ-37.003.081. Она включает в себя как
цифровые, так и буквенные символы.

Символ
«А» обозначает резьбовые параметры (величина резьбы). Следующие за
ним цифры — калийное число свечей зажигания. Чем значение выше, тем меньшей
должна быть температура, чтобы появилась искра. Символ «Д» сообщает
длину резьбового соединения.

«В»
показывает, на сколько выступает тепловой корпус изолятора. Символ
«Р» встречается не всегда: это показатель того, что в головном
электроде есть резистор для сглаживания помех. «М» говорит о том, что
использованы медные материалы, способные выдержать воздействие больших
температур.

«У»
свидетельствует о наличии в изделии увеличенного шестигранника. Последнее число
— номер разработки.

Последствия

Калильное зажигание (КЖ) считается негативным процессом. Его главный недостаток кроется в том, что возгорание происходит самопроизвольно и управлять процессом невозможно. Воспламенение начинается не в нужный момент времени, что провоцирует увеличение давления и t в камере. Соответственно, смещается фаза возгорания в остальных циклах функционирования двигателя. Если владелец авто проигнорирует проблему, то силовой агрегат получит повреждения и перестанет работать.

Перечислим основные последствия КЖ:

У свечей зажигания нарушится целостность электрода и изолятора.

Днище поршня прогорит.

Детали поршневой группы будут заклинивать.

Произойдет возникновение поршневых задиров.

Последствия не самые приятные как для двигателя, так и для владельца автомобиля.

Основные признаки неисправностей свечей зажигания и способы их проверки

Неисправности свечей зажигания неизбежно сказываются на работе двигателя. Основные внешние проявления неисправностей:

1. Затруднённый запуск (многократная прокрутка стартером не даёт результата);
2. Двигатель «троит» – неустойчивая работа на холостых оборотах, резкое падение тяги, подёргивание при движении;
3. Резкое увеличение расхода топлива и монооксида углерода (угарного газа) в выхлопных газах.

В нормально работающей свече цвет изолятора центрального электрода должен быть светло-кофейный или серый. На электродах должны отсутствовать следы тёмных отложений или нагара.

Самый распространённый у автолюбителей вопрос: «Почему свечи зажигания чёрные?» имеет несколько ответов.

В случае богатой топливной смеси (результат неправильной регулировки или неисправности системы управления двигателем) на свечах образуется бархатистый налет чёрного цвета – копоть.

Влажный чёрный налет с запахом бензина может быть свидетельством некачественного топлива. Пример на следующем фото.

Неправильно подобранное калильное число также может стать причиной того, что образуется чёрный нагар на свечах, так как не происходит процесс самоочищения.

Обеднённая топливная смесь может привести к тому, что на электродах появится белый налет.

Если белый налёт сопровождается следами оплавления электрода, то это может быть свидетельством неправильно подобранной по калильному числу слишком горячей свечи.

С учётом доступности в большинстве марок автомобилей определить состояние свечей зажигания не составит труда, а информация об их цвете и посторонних отложениях расскажет многое и о состоянии силового агрегата.

Калильное число, холодные и тёплые свечи

Калильное число указывает на давление в цилиндрах, при котором появляется самопроизвольное воспламенение топливной смеси от раскалённой свечи. Появление такого калильного зажигания отрицательно сказывается на работе двигателя, приводит к потере мощности и увеличению расхода топлива. Такое самопроизвольное воспламенение топливно-воздушной смеси приводит к повышенной нагрузке на поршневую группу, что в свою очередь снижает ресурс двигателя. Многие автовладельцы задаются вопросом, свечи зажигания холодные горячие какая разница. Это понятие напрямую зависит от калильного числа.

Именно калильное число определяет тепловые режимы работы свечи. Соответственно, чем выше этот показатель, тем в более сложных условиях способна работать конкретная свеча зажигания. Именно поэтому необходимо учитывать данную характеристику и сопоставлять с рабочими показателями конкретного двигателя внутреннего сгорания. Принято подразделять холодные и горячие свечи зажигания, разница между которыми состоит в показателе калильного числа. Как вы можете понять из названия, холодные свечи медленно нагреваются, и в последующем быстро рассеивают полученное тепло. У горячих разновидностей свечей зажигания наоборот происходит быстрый нагрев, но при этом сами такие устройства медленно рассеивают тепло.

Горячие свечи рекомендуется применять в двигателях, которые работают на стандартных оборотах коленчатого вала. В таких силовых агрегатах свечи не подвергаются серьезным температурным нагрузкам, что и позволяет обеспечить беспроблемное зажигание и отсутствие самопроизвольного воспламенения смеси. Популярностью пользуются самоочищающиеся горячие свечи, у которых такая очистка производится при относительно низких температурах, что позволяет улучшить показатели воспламеняемости топливной смеси.

А вот холодные свечи зажигания отличаются повышенной устойчивостью к температурным нагрузкам и рекомендованы для использования в турбированных и форсированных силовых агрегатах. Самоочищение таких свечей происходит при высоких температурах, поэтому устанавливать их в обычные атмосферные нефорсированные двигатели не рекомендуется. В атмосферных моторах температурный режим не позволит холодным свечам самоочищаться, что приведет к проблемам с зажиганием. Большинство производителей рекомендуют использовать такие разновидности холодных свечей с автомобилями премиум-класса и в спортивных авто, где установлены форсированные и турбированные двигатели, которые работают с высокой температурной нагрузкой.

Калильное число

Калильное число — это величина среднего индикаторного давления, при ко­тором в цилиндре двигателя при испытании свечи возникает калильное зажигание.

Прямое определение тепловой характеристики связано с необходимостью измерения температуры теплового конуса изолятора и электродов на работаю­щем двигателе. Это сложная техническая проблема, так как требует установки в свечу миниатюрных термопар и защиту их от высокого напряжения. Такая ра­бота требует огромных затрат и проводится только в исследовательских целях при доводке вновь разрабатываемых двигателей.

В связи с этим определение тепловой характеристики заменяют подбором све­чей по верхнему температурному пределу. Для этого производятся тепловые ряды конструктивно одинаковых свечей с различными тепловыми характеристиками.

Каждую свечу теплового ряда испытывают на моторной испытательной уста­новке, позволяющей за счет наддува моделировать тепловую напряженность двигателя с любой удельной мощностью, вплоть до самого форсированного спортивного. В процессе испытания величину наддува последовательно увели­чивают, соответственно возрастает тепловая напряженность и основной харак­теризующий ее показатель — величина среднего индикаторного давления.

Основным конструктивным параметром, с помощью которого изменяют вели­чину калильного числа, является длина теплового конуса изолятора. Чем длиннее тепловой конус изолятора, тем рабочая температура свечи больше, и наоборот, чем короче тепловой конус изолятора, тем температура меньше.

До 1974 г. свечи, производимые в СССР, имели в своей маркировке обозначение длины теплового конуса изолятора, выраженной в миллиметрах. Ветераны-авто­мобилисты помнят свечи с уралитовыми изоляторами для автомобиля «Запоро­жец» первых выпусков, которые имели маркировку А6УС или А7,5УС, свечи для автомобиля «Волга» ГАЗ-21 с маркировкой А14У, свечи А11У для автомобиля «Москвич-401» и многие другие. Интересно отметить, что на первые модели авто­мобилей ВАЗ ставились свечи с изолятором из керамики «боркорунд», также с маркировкой длины теплового конуса изолятора, сначала А6БС, затем А7,5БС. С появлением двигателей автомобилей ВАЗ-2101, ГАЗ-24, АЗЛК-412, ЗАЗ-966, ЗИЛ-130, ГАЗ-53 и других требования к свечам возросли. Выяснилось, что необхо­димо учитывать то, что рабочая температура свечи зависит не только от длины теплового конуса изолятора, но и от многих других конструктивных и технологи­ческих факторов. Ведь калильное число является интегральным показателем, ха­рактеризующим зависимость рабочей температуры свечи не только от длины теп­лового конуса, но и от других конструктивных факторов.

Каждой длине теплового конуса изолятора соответствует своя величина ка­лильного числа. В соответствии с российским стандартом калильные числа сле­дует выбирать из ряда 8, 11, 14, 17, 20, 23 и 26 условных единиц. Допускаются промежуточные значения, выраженные целыми числами.

С помощью калильных чисел различают более «горячие» и более «холодные» свечи. Эти понятия определены тем, что при установке на один и тот же двига­тель «горячие» свечи в равных условиях имеют рабочую температуру выше, чем «холодные». Устанавливая последовательно на двигатель свечи с различными калильными числами, можно осуществить подбор по тепловой характеристике. Первым критерием подбора является отсутствие калильного зажигания при пол­ной нагрузке двигателя. Вторым критерием является то, что ближайшая более «горячая» свеча вызывает калильное зажигание. Правильно подобранная свеча всегда должна иметь максимальную температуру, несколько ниже, чем темпера­тура калильного зажигания. При подборе к двигателю угол опережения зажига­ния устанавливают на 10-15° раньше относительно установочного. Этим спосо­бом искусственно повышают рабочую температуру свечи, что обеспечивает гарантированный запас до верхнего температурного предела.

Зарубежные фирмы применяют свои шкалы калильных чисел, прямые и об­ратные. В прямых шкалах с увеличением длины теплового конуса калильное чис­ло возрастает, а в обратных уменьшается. Отечественная шкала калильных чисел едина для всех производителей в России и является обратной. Чем больше ка­лильное число, тем короче при прочих равных тепловой конус, тем свеча «холод­нее». В отличие от нашей страны, за рубежом каждая фирма применяет свою шкалу калильных чисел и свою систему маркировки свечей. Для определения со­ответствия по калильному числу свечей различных производителей приходится пользоваться таблицами взаимозаменяемости.

Итоги

Что хочется сказать в конце. Во-первых, не стоит пренебрегать собственной безопасностью, устанавливая чрезмерно «холодные» свечи в надежде, что двигатель от этого прослужит дольше. Вы скорее забьете расходник нагаром из бензина и масла, потому как температуры будет элементарно не хватать для самоочистки.

Также не используйте «горячий» вариант в случае предварительного форсирования силовой. Взрыв двигателя если и не обеспечен, то шансы возрастают значительно. Менять свечи стоит лишь полным комплектом, либо внимательно читайте маркировку. В идеале возьмите с собой один отработанный расходник в качестве примера, чтобы не забыть порядок символов. Следите за собственной безопасностью.