Калийное зажигание что это такое
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?
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
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.
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.
Причины калильного зажигания
Калильное зажигание это процесс перегорания топливной смеси при непрерывном контакте с нагретыми элементами двигателя. Подобное явление нередко происходит до самого момента появления искры от свечей зажигания, перерастая в процесс горения, который невозможно проконтролировать.
Существует два типа подобного явления. В первом случае такой вид зажигания используют для воспламенения смеси специально, а во втором – принято считать опасным для работы всего агрегата. Необходимо достаточно подробно рассмотреть эти процессы, чтобы точно знать, какими могут быть причины возникновения.
Причины появления проблемы
Одной из самых главных и вероятней часто встречающихся причин считают небольшое калильное число свечей зажигания. Оно вызывает перегрев и дальнейшее возникновение этого явления. Бороться с подобной проблемой невероятно легко, ведь нужно просто выбрать те свечи, которые рекомендуют производители автомобиля. Подобрать их можно с помощью таблицы, находящейся в интернете или автосервисе.
Также зажигание может быть спровоцировано незначительным перегревом клапанов или поршня. Причинами этого часто служат:
Все факторы, которые не совсем положительно влияют на работу двигателя вызывают его перегрев, а это уже приводят к калильному зажиганию.
Признаки проявления проблемы
Разнообразные отложения, которые появляются на стенах камер сгорания, как раз могут стать причиной появления калильного зажигания. Это часто случается, если у транспортного средства стоит двигатель с большим рабочим ресурсом. Чтобы предотвратить такое явление, необходимо периодически протирать все детали, на которых образовывается налет.
Опытные водители смогут определить тот самый опасный момент сразу же после выключения зажигания. Двигатель при этом не глушится, а смесь топливная продолжает детонировать во время воспламенения. Можно в это время наблюдать превышенное количество холостых оборотов, а мотор автомобиля работает не совсем стабильно, даже слышны сильные хлопки под капотом.
Как обезопасить автомобиль и его двигатель
Если водитель смог сразу заметить подобное явление, то это значит только то, что автомобиль нуждается в ремонте. В это время все кольца и колпачки заменяются на более новые, проверенные. Самостоятельно невозможно отремонтировать двигатель без знаний и специальных инструментов. Ремонт, конечно, дорогостоящий и емкий, но лучше потратиться, чтобы не уничтожить собственный автомобиль. Как только ремонт будет закончен, двигатель будет работать тише, а шум и стуки исчезнут.
Необходимо не забывать о некоторых мерах профилактики, чтобы снова не сталкиваться с проблемой калильного зажигания.
Если соблюдать эти простые правила, то никаких проблем с автомобилем не возникнет. Все зависит только от водителя, которому эта машина действительно дорога.
Конечно, не стоит забывать о той опасности, что может возникнуть. Если не предотвратить поломку, то двигатель будет работать даже после его выключения. Он выйдет из строя, что негативно отразится на работе всей системы. Водителям стоит внимательнее относиться к своим средствам передвижения и по возможности менять необходимые детали.
На сегодняшний день больше автомобилей с искровым зажиганием, но вот такая проблема может все равно возникнуть. Особенно это касается более современных автомобилей, в которых не исключен поджог смеси после накала.
Калильное зажигание и самовоспламенение
Причины, признаки и выбор свечей
В предыдущем номере нашего журнала было дано описание признаков и причин появления детонации. Но наиболее опасным аномальным процессом сгорания является калильное зажигание, возникающее еще до появления искры от перегретого источника воспламенения. Так начинается неуправляемый процесс сгорания. Преждевременное воспламенение приводит к увеличению давления и температуры в цилиндре. Из-за этого воспламенение в следующих циклах начинается все раньше и раньше и так до тех пор, пока что-то не выйдет из строя. В лучшем случае сгорит электрод свечи или расколется изолятор (при этом на короткий промежуток времени может появиться стук в двигателе, затем поршень раздробит осколок изолятора и стук прекратится). В худшем случае произойдет «задир» поршня или прогорит его днище (рис.1 и 2).
Вероятность появления калильного зажигания, так же как и других видов аномального сгорания, зависит от химического состава бензина, наличия в нем ароматических углеводородов, его фактического октанового числа (ФОЧ), степени сжатия конкретного двигателя, угла опережения зажигания, температурного режима двигателя, температуры и состава рабочей смеси. В отличие от детонации калильное зажигание возникает при высокой частоте вращения (конечно при большой нагрузке) и сопровождается глухими стуками, которые даже опытный водитель обычно не слышит из-за общего высокого уровня шума при движении с высокими скоростями. При этом на 10–15% снижается мощность. По падению мощности установить появление калильного зажигания можно только при движении с полностью открытой дроссельной заслонкой (при подъеме, движении с максимальной скоростью, когда скорость автомобиля неожиданно уменьшается). Но при движении по ровной дороге установить начало калильного зажигания сразу не удается.
К числу аномальных процессов сгорания в бензиновых двигателях относится и работа двигателя с самовоспламенением всего заряда рабочей смеси при выключении зажигании (процесс аналогичен дизельному). Его часто неправильно называют калильным зажиганием (калилкой). Из-за низкой частоты вращения коленчатого вала (100-200 об/мин) работа происходит с резкими рывками и стуками. Появление такого рода воспламенения может косвенно свидетельствовать об ухудшении теплоотдачи, например из-за чрезмерного отложения нагара в камере сгорания или повышенной склонности топлива к самовоспламенению. Для устранения этого явления большинство зарубежных карбюраторов и некоторые отечественные (ДААЗ-2103, 2106) снабжены специальными электромагнитными клапанами (Антидизель), отключающими подачу топлива через систему холостого хода при выключении зажигания. Большинство отечественных карбюраторов, таких как К-131, К-151 ( малотоннажные автомобили ГАЗ и УАЗ), ДААЗ-2105, 2107, 2108 и их модификации оснащены экономайзером принудительного холостого хода (ЭПХХ) для отключения подачи смеси при торможении двигателем. При выключении зажигания клапан ЭПХХ также отключает подачу смеси, предотвращая работу двигателя с самовоспламенением. Если двигатель, оснащенный этой системой, все же работает с самовоспламенением, необходимо ее проверить (обычно заедает клапан ЭПХХ или бывает прорвана мембрана). В двигателях без клапана ЭПХХ или Антидизеля самовоспламенение иногда удается устранить путем регулирования карбюратора. Необходимо уменьшить частоту вращения на холостом ходу. За счет уменьшения количества подаваемой смеси ее температура и давление в цилиндре падают и самовоспламенения при работе на нормальном бензине не происходит.
Ну а теперь вернемся к калильному зажиганию. Чтобы предотвратить появление калильного зажигания, важно не допускать работы на топливе с октановым числом ниже рекомендованного инструкцией, систематически проверять, правильно ли установлено зажигание, устанавливать свечи, соответствующие только данному двигателю.
При слишком раннем зажигании во время разгона на низкой частоте работы двигателя появляется детонация, которую водитель хорошо слышит и переходит на понижающую передачу. Но это является одновременно предупреждением о низком качестве бензина, перегреве двигателя или неправильно установленном зажигании, что при высоких числах оборотов может привести к появлению калильного зажигания. Поэтому необходимо установить более позднее зажигание. Бывают случаи неожиданного перехода на слишком раннее зажигание, например, если отваливается контактная пластина у прерывателя, угол опережения зажигания увеличивается на 10–15 градусов, а двигатель может продолжать работать некоторое время, достаточное для сгорания свечи или прогара поршня.
Определение появления калильного зажигания в лабораторных условиях производится специальным прибором, фиксирующим изменение сопротивления искрового промежутка свечи за счет ионизации при воспламенении смеси еще до появления искры от катушки зажигания. Но в отличие от датчика детонации таких приборов в эксплуатации еще нет.
Для надежной работы двигателя необходимо устанавливать свечи в соответствии с рекомендацией завода-изготовителя двигателя. Но при эксплуатации автомобиля часто возникают ситуации, требующие квалифицированного подбора ее марки. Прежде всего – это желание поставить более надежные свечи специализированных зарубежных фирм. Второе – это вынужденная необходимость использовать время от времени бензин с пониженным против рекомендованного октановым числом. Наконец, нельзя не учитывать эксплуатационные условия, приводящие к работе двигателей длительное время на повышенных оборотах.
Причиной появления калильного зажигания может быть производственный разнобой в фактических степенях сжатия. Степень сжатия часто увеличивается в процессе капитального ремонта двигателей, например, при расточке цилиндров, при фрезеровании нижней плоскости головки цилиндров. Кроме того, за счет появления накипи в системе охлаждения повышается температурный режим поверхности камеры сгорания. Все это приводит к увеличению вероятности появления не только детонации, но и калильного зажигания. А следовательно, необходимо установить и более «холодные» свечи.
Как же разобраться во всем многообразии свечей, появившихся последнее время в продаже? Для выбора свечи следует воспользоваться каталогом ведущих фирм, в котором приводятся марки свечей для всех основных моделей автомобилей (включая и отечественные), мотоциклов, двигателей для сельхозтехники и даже для снегоходов и моторных лодок. Ну а если каталога нет, можно воспользоваться приведенной ниже таблицей 1 и расшифровкой обозначений свечей отечественного и зарубежного производства, приведенной в конце статьи.
Основным параметром, характеризующим тепловой режим работы свечи, а, следовательно, и склонность к калильному зажиганию, является ее калильное число. Наиболее удобное обозначение калильного числа, которое раньше было принято большинством европейских фирм, по времени в секундах, после которого начинается калильное зажигание при испытании свечи на специальной одноцилиндровой установке. Чем больше калильное число, тем свеча «холоднее» и может устанавливаться на форсированные двигатели. Последние годы большинство фирм все запутало, перейдя на условные обозначения свечей. Калильное число отечественных свечей маркируется по среднему индикаторному давлению в цилиндре специальной установки, при котором начинается калильное зажигание (от 9 до 26 кгс/см 2 ). Это число примерно в 10 раз меньше, чем старое обозначение в секундах.
Как проверить, соответствует ли поставленная свеча вашему двигателю? После пробега примерно 1000 километров, следует вывернуть свечи, пометив, из какого цилиндра каждая из них. Они много расскажут вам о состоянии двигателя. Когда изолятор светло-коричневый, бурый или светло-серый – значит калильное число выбрано правильно (рис.5). Черный матовый нагар на изоляторе и корпусе (рис.6) – признак работы на переобогащенной смеси или калильное число свечи слишком высокое. В этом случае необходимо проверить регулировку карбюратора или системы впрыска (например по газоанализатору). Если с регулировкой все в порядке – вашему двигателю требуется более «горячая» свеча. Блестящий маслянистый черный нагар (рис.7) свидетельствует о попадании в цилиндр смазки через поршневые кольца, направляющие втулки впускного клапана или систему вентиляции картера. Увы! Двигателю необходим ремонт. Изолятор снежно-белой окраски (рис.8) – признак работы свечи на предельно допустимом тепловом режиме. Причина: слишком раннее зажигание, очень горячая свеча или переобеднение смеси. Проверьте регулировки системы питания, характеристики автомата опережения зажигания и, если они в норме, подберите более холодную свечу.
| Диаметр резьбы | Материал головки | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Чугун | Алюминий | |||||
| мм | Нм | кгсм | фунт•сила•фут | Нм | кгсм | фунт•сила•фут |
| Плоское седло | ||||||
| 18 | 35-45 | 3,5-4,5 | 25,3-32,5 | 25-35 | 2,0-3,5 | 14,5-25,3 |
| 14 | 25-35 | 2,5-3,5 | 18,0-25,3 | 25-30 | 2,5-3,0 | 18,0-21,6 |
| 12 | 15-25 | 1,5-2,5 | 10,8-18,0 | 15-20 | 1,5-2,0 | 10,8-14,5 |
| 10 | 10-15 | 1,0-1,5 | 7,2-10,8 | 10-12 | 1,0-1,2 | 7,2-8,7 |
| Коническое седло | ||||||
| 18 | 20-30 | 2,0-3,0 | 14,5-21,6 | 20-30 | 2,0-3,0 | 14,5-21,6 |
| 14 | 10-20 | 1,0-2,0 | 7,2-14,5 | 10-20 | 1,0-2,0 | 7,2-14,5 |
Но даже в одном двигателе свечи могут оказаться в различном состоянии. Это бывает от неравномерного распределения смеси по цилиндрам, повышенного износа в одном из цилиндров, перегрева (обычно последнего цилиндра), «разброса» между цилиндрами углов опережения зажигания и фактической величины степени сжатия. Чтобы иметь запас по калильному числу, можно посоветовать иметь два комплекта свечей: для лета – более холодные, для зимы – горячие.
А почему бы не поставить заведомо более «холодные» свечи? Дело в том, что у «холодной» свечи, имеющей короткий конус изолятора и, следовательно, низкую температуру, не происходит его самоочищения. Постепенно изолятор покрывается нагаром, при пуске, прогреве и после длительной работы на режиме торможения двигателем, например при спуске с горы, на нем выпадает конденсат, он шунтируется, и начинаются перебои зажигания. Результат – повышенный выброс углеводородов и увеличенный расход топлива.
Температура центрального электрода свечи, вызывающего калильное зажигание, зависит от длины конуса изолятора, длины резьбы, материала головки (алюминий или чугун), способа охлаждения (жидкостное или воздушное) и особенностей конструкции свечи. Последнее время большинство фирм выпускают свечи с биметаллическим центральным, а иногда и боковыми электродами свечи (медный электрод, покрытый жаростойким материалом)(рис.9). Это позволяет снизить температуру электрода при достаточно большой поверхности конуса изолятора и его повышенной температуре, обеспе-чивающей самоочищение при работе. В результате одна марка такой свечи охватывает по тепловым характеристикам две-три марки свечей старой конструкции. Другим оригинальным решением является изготовление миниатюрного центрального электрода из платины, не выступающего из изолятора. Особо холодные свечи с калильным числом от 300 и выше для форсированных двигателей изготавливаются с серебряным (а иногда и золотым) электродом и очень короткой юбкой изолятора.
Зачем делают несколько боковых электродов? Дело в том, что при этом упрощается обслуживание двигателя за счет увеличения пробега между регулировками искровых промежутков свечей. Например, при исходном искровом промежутке 0,5 мм перебои в зажигании начинаются лишь при его увеличении до 0,9–1,0 мм. У свечей с несколькими электродами пробег до достижения такого же зазора увеличивается в несколько раз. Поэтому можно сразу устанавливать больший исходный зазор (0,8 мм), что улучшит работу двигателя на режимах пуска и прогрева. Заметных улучшений мощностных и экономических показателей не наблюдается.
При боковом расположении электрода массы, его рабочая поверхность часто выполняется цилиндрической, чтобы искровой промежуток имел постоянную величину.
Несколько практических советов
Не рекомендуется очищать свечи в пескоструйном аппарате, так как при этом разрушается поверхность изолятора. Лучше опустить ее на некоторое время в растворитель, бензин или применить специальный аэрозоль. Затем деревянной палочкой очистить изолятор, электроды, корпус и продуть их сжатым воздухом.
При регулировке искрового промежутка свечей следует пользоваться только круглыми щупами, ведь из-за неравномерного выгорания электродов или при цилиндрической поверхности электродов от пользования плоскими щупами фактический зазор может оказаться больше замеренного (рис.10).
Не стоит слишком сильно затягивать свечу. Для свечей с резьбой 14х1,25, устанавливаемых в алюминиевую головку цилиндров, момент затяжки должен быть в пределах 20–30 Н•м (2–3 кгс•м) – при плоском седле и 10–20 Н•м – при коническом. При короткой резьбе (9,5–12,7 мм) момент затяжки берут ближе к нижнему пределу, при длине резьбы 19 мм – ближе к верхнему. Если нет под рукой динамометрического ключа, то свечу с новой прокладкой заворачивают до упора без усилия, а затем поворачивают ключом с усилием на 80–90 градусов. При старой прокладке угол поворота ключа с усилием должен быть меньше. У свечей с коническим уплотнением поворот ее с усилием производится только на 15 градусов. При затягивании и отворачивании свечей желательно пользоваться ключами, имеющими приспособления для захвата ее за верхний контакт и карданное сочленение, предупреждающее поломку изолятора.
Длина резьбы корпуса свечи и способ его уплотнения (по торцу с прокладкой или по конической поверхности) должны соответствовать конструкции головки цилиндров.
При покупке следует опасаться свечей, выпускаемых «по лицензии ведущих фирм» в других странах или просто подделок под известные марки. Как правило, такие свечи имеют меньший ресурс работы и большой разброс по калильным числам, что может привести к выходу из строя всего двигателя.
По внешнему виду отличить подделку можно по плохо выполненной упаковке, смазанному рисунку на ней, плохо обработанному шестиграннику свечи, чуть перекошенной надписи. Но лучше всего покупать свечи в «солидных» магазинах и всегда иметь пару надежных свечей в запасе.
Способы борьбы с калильным зажиганием
В процессе эксплуатации автомобиля происходит не только износ его узлов и механизмов. Со временем в камерах сгорания образуется нагар, толщина слоя которого может быть значительной. А это уже может повлиять на работу мотора. Самым частым результатом имеющегося слоя нагара является появление такого эффекта как калильное зажигание.
Что такое калильное зажигание (самовоспламенение)
Проявляется такое зажигание в том, что двигатель еще функционирует некоторое время после выключения зажигания. Работать мотор может несколько секунд до полной остановки, при этом во время данного эффекта цилиндропоршневая группа и кривошипно-шатунный механизм испытывают значительные нагрузки, которые приводят к ускоренному их износу. А если не предпринимать никаких мер, это может привести к прогоранию поршня.
Почему появляется калильное зажигание
А происходит все это потому, что нагар ухудшает теплообмен внутри камеры сгорания, из-за чего элементы внутри ее разогреваются настолько, что способны воспламенять рабочую смесь. За счет этого и двигатель продолжает работать даже после выключения зажигания, когда искра на свечах уже перестает проскакивать.
Перед тем, как предпринимать меры, необходимо установить причины появления калильного зажигания. Очень часто данный эффект появляется из-за неправильно подобранных по калильному числу свечей зажигания. Неправильно установленный момент искрообразования тоже может дать такой результат. Но если с системой зажигания и ее составными частями все в порядке, значит виной всему нагар.
Способы борьбы с нагаром
Удалить нагар можно несколькими способами. Первый, и самый простой из них – выпалить отложения к камере сгорания. Для этого всего лишь необходимо проехаться длительное время на высокой скорости. То есть, выезжаем на хорошую длинную трассу и «давим в пол» педаль газа. Результатом этого будет выгорание нагара и удаление его через выхлопную систему. Кстати, данный метод можно применять как профилактику. То есть, достаточно периодически «гонять» автомобиль, чтобы внутри камер сгорания не образовывался слой нагара.
Если первый способ результата не дал и калильное зажигание появляется, можно попробовать «размягчить» нагар, чтобы он сам отслоился. Для этого используется специальный раствор, состоящий из одной части моторного масла и четырех частей керосина.