Свечи зажигания: зачем нужны, как правильно подбирать и когда менять

Если сильно упрощать, свечи зажигания нужны, чтобы машина ехала.

Если вдаваться в детали, все происходит так: в нужный момент свечи поджигают смесь бензина и воздуха. Нужный момент — это за доли секунды до того, как поршень в цилиндре дойдет до верхней мертвой точки и сожмет топливно-воздушную смесь: свеча дает искру, смесь поджигается, расширяется и давит на поршень, который через шатун проворачивает коленчатый вал. Он в свою очередь вращает колеса, и машина едет.

Если все в порядке — это происходит в любом режиме работы двигателя: на минимальных, на высоких оборотах, и абсолютно во всех цилиндрах. Бензин в смеси сгорает хорошо, двигатель работает так, как должен.

В этом материале мы расскажем, как подбирать свечи, когда их менять и как не ошибиться при их замене.

В бензиновых двигателях смесь поджигает электрическая искра. Она возникает между двух электродов свечи зажигания. Расстояние между ними может отличаться: в среднем это примерно миллиметр. Еще это расстояние называют искровым зазором.

Искровой зазор должен быть именно таким, каким его предусмотрел производитель свечи: чтобы, с одной стороны, искра образовалась, а с другой — чтобы у нее было достаточно энергии для воспламенения смеси.

Чтобы пробить искровой зазор 1 мм, нужно напряжение не меньше 20 000 В. Такое напряжение обеспечивает катушка зажигания: она преобразует ток бортовой сети 12 В и делает так, чтобы на электроды подавалось нужное напряжение в десятки тысяч вольт. Работой катушек зажигания в современных автомобилях управляет электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Катушка может стоять в отдельном модуле зажигания и связываться со свечой через высоковольтный провод, а может стоять непосредственно на свече. Стандартный высоковольтный провод рассчитан на напряжение до 40 000 В.

Если блок управления зажиганием или катушки неисправны, а высоковольтные провода изношены — совершенно неважно, насколько свечи новые или дорогие: будут пропуски зажигания или искры не будет вовсе.

С другой стороны, неисправные свечи перегружают высоковольтные провода и катушку зажигания — энергия высоковольтного импульса вместо искры рассеивается в них, из-за чего они могут выйти из строя раньше срока.

Свечи различают по типоразмерам и характеристикам:

• диаметру и длине части с резьбой, размеру шестигранника под ключ;
• форме и длине керамического изолятора;
• материалу центрального электрода;
• количеству и форме боковых электродов;
• величине искрового зазора, калильному числу и другим параметрам.

Важно, чтобы эти характеристики были именно такими, какими их задумал производитель конкретного двигателя. Поэтому параметры свечи указывает производитель автомобиля. Дальше поговорим о характеристиках более подробно.

Одна из целей, которую преследуют инженеры, когда выбирают металл для электродов — замедлить их износ. Искра — это поток заряженных частиц — электронов и ионов. Они с огромной скоростью двигаются в электрическом поле между электродами, а когда встречаются с их поверхностью, выбивают из них атомы металла. Электроды постепенно теряют вещество, «выгорают», но этот процесс может происходить по-разному: все зависит от сплавов и металлов на концах электродов. В каталогах производителей в основном никелевые, иридиевые, платиновые и реже серебряные свечи.

Никель применяют для изготовления бюджетных свечей зажигания. Он недорогой, удобный в массовом производстве и относительно тугоплавкий. В среднем никелевые свечи служат без перебоев до 40 000 км. Их применяют в двигателях с объемом до 1,6 л с невысокой степенью сжатия, которые работают на бензине марки АИ-92 или АИ-95.

Серебро отличается высокой теплопроводностью и может работать в широком диапазоне температур. Поэтому свечи с серебряным центральным электродом используют в двигателях, которые работают на газу и временами на бензине. Срок службы — до 50 000 км.

У никелевых свечей достаточно толстый центральный электрод — примерно 2,5 мм в диаметре. В основном он состоит из сплава никеля и хрома. Серебряный электрод — незначительно тоньше, примерно 2 мм в диаметре, состоит преимущественно из серебра.

И у тех и у других может быть до четырех боковых электродов. Искра всегда одна: она проходит между боковым электродом и ближайшим участком центрального. Несколько боковых электродов позволяют добиться более медленного износа центрального электрода.

Платина плавится при температуре 1768 °C, что примерно на 300 °C больше, чем у никеля. Благодаря этому свечи с платиновыми электродами даже в более тяжелых условиях эксплуатации служат дольше — до 90 тысяч километров. Узкий центральный электрод эффективно работает при более низком искровом напряжении, что снижает нагрузку на катушку зажигания и высоковольтные провода.

Иридий плавится при температуре 2466 °C, поэтому электроды с иридием чрезвычайно устойчивы к дуговой эрозии. Срок службы иридиевых свечей — до 100 тысяч километров. Цена тоже самая высокая: иридий встречается реже платины, он дороже.

Платиновые и иридиевые свечи применяют в двигателях с высокой степенью сжатия — от 12:1 и выше. Такие работают на бензине марки АИ-98 и АИ-100. У них один боковой электрод.

Такие свечи зажигания можно ставить в двигатели с невысокой степенью сжатия вместо никелевых — само собой, если каталог производителя свечей допускает такую замену для конкретного двигателя. Это позволит менять свечи реже.

В некоторых случаях установка иридиевых свечей нецелесообразна: например, если их хотят поставить в старый двигатель с низкой степенью сжатия, который потребляет много масла. Вряд ли на такой машине получится проездить без замены свечей даже 50 000 км — их гораздо раньше закидает маслом, так что выгоднее будет проехать 30 000 км на дешевых никелевых свечах.

Преимущество платиновых и иридиевых свечей в том, что они позволяют добиться большей напряженности электрического поля, а значит, для возникновения искры нужно подать меньшее напряжение. Кроме того, тонкие электроды отнимают у искры меньше тепловой энергии — значит, на поджиг смеси ее остается больше и она сгорает быстрее и полнее. Поэтому, если свойства металла позволяют, концы электродов — и центрального, и бокового — делают тонкими. Основного металла на электродах немного — его на них наплавляют.

Если свеча перегревается, смесь начинает воспламеняться не от искры, а от соприкосновения с раскаленными электродами свечи — возникает калильное зажигание. Проблема в том, что при этом топливо воспламеняется неконтролируемо и хаотично. В результате мощность двигателя падает, он перегревается, возникают дополнительные критические нагрузки на поршень, шатун и коленвал.

Многие двигатели современных автомобилей оснащают датчиками, которые могут определять, когда в каком-то из цилиндров возникает калильное зажигание. Информация поступает в ЭБУ, который отключает подачу топлива в проблемный цилиндр.

Одна из важных характеристик свечи — калильное число. Оно отражает температурный диапазон работы свечи, на верхнем пределе которого возникает калильное зажигание.

😡 Низкое калильное число у «горячих» свечей. Такие работают в промышленных двигателях — например, в стационарном генераторе, который работает на стабильно невысоких оборотах. Оборотистый двигатель спортивной машины с такой свечой может серьезно пострадать от калильного зажигания.

😌 Среднее калильное число — у свечей для двигателей, которые стоят на обычных автомобилях.

🥶 «Холодные свечи» ставят на двигатели спортивных машин, которые постоянно крутят до высоких оборотов. В малолитражном атмосферном двигателе такая свеча быстро покроется толстым слоем желто-коричневого нагара: она не будет нагреваться до нужной температуры, поэтому нагар не сгорит и свеча не сможет самоочиститься.

У свечей зажигания могут быть разные геометрические параметры:

1. Диаметр резьбы — 10, 12, 14 или 18 мм.
2. Часть с резьбой — юбка свечи — разной длины.
3. Разный искровой зазор — 0,9—1,1 мм.
4. Форма корпуса — цилиндрическая или коническая. У свечи с цилиндрическим корпусом будет уплотнительная шайба, в случае с коническим корпусом шайба не нужна.

Геометрические параметры зависят от конструктивных особенностей конкретного двигателя — они должны быть в точности такими, как требует производитель. Если вместо нужной свечи установить «почти такую же», но немного отличающуюся, в лучшем случае двигатель не будет работать нормально, в худшем — жди беды.

Например, если у свечи слишком короткая резьба, электроды будут располагаться гораздо выше, чем нужно, а значит, и искра будет образовываться не там, где нужно. Возникнут пропуски зажигания, двигатель потеряет тягу. А еще его начнет трясти, и расход топлива возрастет: существенная его часть не сгорит и улетит в атмосферу.

Если же резьба будет слишком длинной, есть два варианта:

1. свеча перегреется и возникнет калильное зажигание;
2. свеча просто ударится о поршень и придется либо делать капитальный ремонт двигателя, либо покупать контрактный.

Срок службы свечей, указанный в сервисной книжке или инструкции по эксплуатации автомобиля, действителен для оригинальных свечей — и его нередко можно увеличить: поставить вместо никелевых свечей платиновые или иридиевые.

Примерный срок службы свечи зависит от металла на концах электродов. Они постепенно выгорают, материал изолятора деградирует, его электроизоляционные свойства становятся хуже, а значит, рано или поздно искра пойдет между боковой частью центрального электрода и корпусом свечи. Но чаще бывает, что электроды свечи изнашиваются, расстояние между ними увеличивается и катушке зажигания все сложнее образовать искру.

Свеча не всегда перестает работать полностью, хотя такое тоже бывает. Перебои возникают сначала на некоторых режимах работы мотора. Например, если резко нажать на педаль газа. Топливо в таком случае будет сгорать не полностью, а полетит в трубу, на катализатор — устройство, которое служит для очистки выхлопных газов. Расход топлива возрастет, а срок службы катализатора сократится. Вот почему важно вовремя менять свечи зажигания. При этом неисправность свечей — это не единственная причина, по которой могут возникать пропуски зажигания.

Нужно ставить только те свечи, которые подходят к конкретному мотору по всем параметрам, о которых мы говорили выше. Именно поэтому подбор свечи лучше доверить профессионалу — например, консультанту специализированного магазина. Он посмотрит по каталогу и предложит подходящий вариант. Но есть и другой путь: можно воспользоваться официальным сайтом производителя свечей.

Поищем свечи для Фольксвагена Гольфа 2010 года с атмосферным двигателем 1,6. Воспользуемся каталогом Denso.

Попробуем разобраться, что сколько стоит, и сделаем окончательный выбор.

Если двигатель прошел 300 тысяч километров и начинает подъедать масло, стоит купить 4 свечи K20PBR-S10 — итого 1704 ₽.

На двигатель, который не потребляет масло, есть смысл поставить IK20TT. Комплект из четырех свечей обойдется в 3052 ₽.

Свечи зажигания подделывают, как и большинство других запчастей. Очень важно не нарваться на подделку, потому что она может стоить вам двигателя: корпус свечи и изолятор, скорее всего, будут плохими. Вот что можно сделать:

1. Изучить раздел «Где купить» на сайте производителя свечей. В этом разделе пишут контакты продавцов, которые торгуют оригинальной продукцией. К сожалению, не все производители заполняют этот раздел, но заглянуть туда стоит.
2. Понять рекомендованную розничную цену. Цена в разных магазинах может сильно отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. Цена, которая на 20 и больше процентов ниже среднерыночной — это не повод радоваться: скорее всего, вам пытаются продать подделку.
3. Зайти на «Ютуб» и вбить в строку поиска название производителя, а потом слово «подделка». Нет гарантии, что автор каждого видео абсолютно прав, поэтому стоит посмотреть несколько роликов и на их основе понять, как выглядит оригинал.

Вам, как клиенту мастерской, следует убедиться, что у слесаря есть динамометрический ключ — такой позволяет выставить, а потом соблюсти момент затяжки.

Если вам говорят, что мастер настолько опытный, что поменял свечи на тысячах двигателей без всяких ключей, напомните приемщику, что это очень важно и вы не планируете в ближайшее время серьезный ремонт двигателя — вы просто пришли поменять свечи. Если ключ нашелся, можно продолжать. Если его нет или приемщик настаивает на работе без ключа — что ж, лучше поискать другой автосервис.

Вот что следует сделать специалисту для замены свечей зажигания:

1. Заглушить мотор и дать ему остыть как минимум до 50 °С. На горячем моторе даже с динамометрическим ключом можно повредить резьбу в свечном колодце — все-таки головка блока цилиндра алюминиевая. Снять с мотора защитный кожух, если такой есть, и получить доступ к свечам.
2. Взять компрессор и продуть сжатым воздухом головку блока цилиндров и свечные колодцы, чтобы никакая грязь не попала через них в цилиндры.
3. Снять индивидуальные катушки зажигания или силовые провода — это зависит от особенностей системы зажигания конкретного автомобиля.
4. Взять обычный свечной ключ, который идеально подходит под корпус свечи, и выкрутить старые свечи.
5. Если свеча цилиндрическая — убедиться, что уплотнительное кольцо на свече, а не в свечном колодце. Закрутить свечу поверх старого кольца — это серьезная ошибка, электроды будут примерно на миллиметр выше, чем нужно, и работать как положено такая свеча не будет. Если корпус свечи конический, такой проблемы не будет.
6. Вставить новую свечу в свечной ключ. Если корпус цилиндрический — на ней должно быть уплотнительное кольцо. Если его не будет, электроды будут примерно на миллиметр ниже, и мы уже писали, чем это может закончиться. Свечной ключ должен плотно сидеть на свече, она должна вкручиваться без усилий. Свечу важно вкрутить, но не затягивать. Важно, чтобы резьба ничем не была смазана — иначе не получится соблюсти момент затяжки.
7. Посмотреть на коробке со свечой, с каким моментом ее надо затянуть. Взять динамометрический ключ, выставить этот момент и затянуть свечи. Обычным свечным ключом достаточно просто не соблюсти момент: либо уплотнительное кольцо не сомнется до нужного состояния, либо свечу перетянут, корпус свечи поведет, керамический изолятор лопнет, и его фрагменты вместе с центральным электродом упадут в цилиндр. Узнают об этом обычно на первом пуске двигателя по характерному звуку.
8. Установить индивидуальные катушки зажигания или высоковольтные провода, убедиться, что они сидят плотно.
9. Запустить мотор и убедиться, что он работает как положено.
10. Надеть на мотор защитный кожух.

Допустим, мастеру пришлось остановиться сразу после того, как он выкрутил все свечи: на них налет. Это глава поможет разобраться, каким он бывает и о чем он может рассказать.

Топливно-воздушная смесь в цилиндре может гореть по-разному. Вот от чего это зависит:

1. От качества топлива, а также присадок и примесей, которые в нем содержатся.
2. Концентрации кислорода в воздухе.
3. Количества масла, которое неизбежно попадает в камеру сгорания со стенок цилиндров.
4. Температуры двигателя.
5. Режима работы мотора: оборотов, нагрузки и так далее.

Все это влияет на температуру, давление и состав отработанных газов. На электродах оседают продукты горения: по их остаткам можно судить о работе двигателя. Некоторые специфические признаки могут указать на конкретную неисправность.

Тонкий слой желтоватого нагара на свече — норма. На холостом ходу температура свечи относительно невысока: продукты горения оседают на электродах и нижней части изолятора.

На трассе нагрузка на мотор выше, свеча разогревается, и отложения сгорают. Свеча естественным образом самоочищается и работает так, как должна.

В таблице далеко не все возможные причины неисправностей, а только наиболее вероятные. Кроме того, для правильной диагностики надо сопоставлять внешний вид свечей с другими симптомами неисправности.

В сети много советов, как снять нагар: уже изношенные свечи предлагают потереть наждачной бумагой или отмочить в каких-нибудь химикатах. Мы же рекомендуем устранить неисправность и поменять свечи, даже если кажется, что старые еще походят.

Есть мнение, что нужно раз в год выкручивать свечи зажигания и смотреть, что на них нагорело. И если все в порядке, вкрутить их на место.

Мы не рекомендуем делать это без явных признаков, что с двигателем что-то не так. На свечах с цилиндрическим корпусом уплотнительное кольцо: либо медное, либо стальное, но с воздушной полостью внутри. Это кольцо одноразовое, оно серьезно деформируется при первой установке свечи, их не продают отдельно. С коническим корпусом вроде бы попроще, но есть риск деформировать корпус при повторной установке.

Тем более не стоит чистить свечу от нагара — ее лучше поменять.

1. Доверьте подбор свечей и их установку профессионалу. Если подбираете и покупаете сами, постарайтесь убедиться, что не купили подделку.
2. Убедитесь, что у профессионала, которому вы доверяете замену свечей, есть динамометрический ключ.
3. Избегайте повторной установки свечей зажигания, которые уже выкручивали из двигателя.