Что означает калийное число свечей зажигания, таблица

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.

Лучшие инструкторы по вождению:

От искры до каления один шаг

Искровой режим работы свечи двояко влияет на саму работу свечи. С одной стороны, постепенный нагрев способствует самоочищению детали от примесей топлива, что имеет особое значение в отечественных реалиях. Но если температура свечи будет продолжать расти одновременно со степенью сжатия топлива, при переходе за 900 градусов она превращается в калильную свечу. Контроль над моментом воспламенения теряется, и нагрузка на двигатель резко возрастает.

В автомобильном транспорте каление свечи способно вызвать серьезные последствия, вплоть до дорогостоящего ремонта мотора. Единственное исключение – действующие модели транспорта, где калильная свеча служит нагревательным элементом для керосинового двигателя. Ее работа кратковременна – в дальнейшем мотор работает за счет высокой температуры топливной смеси.

Решить проблему образования задиров на блоке цилиндров из-за накаливания вызывались многие ученые. Результатом стало калильное число, которое соответствует максимальному уровню давления в цилиндре. Оно напрямую зависит от давления наддува.

Это интересно: Сколько масла в коробке передач газ 53

Проверка свечей

Свечи – замечательный индикатор состояния двигателя. На протяжении всего срока эксплуатации мотора на свечных изоляторах наглядно отображаются процессы расхода масла, калильное число, детонация и состав свечи. Для проверки свечи стоит прогреть движок на холостом ходу несколько минут. Затем заглушите мотор и подождите, пока тот остынет. Далее снимите высоковольтную проводку со свечи, только не забудьте пометить каждый кабель, чтоб не запутаться.

Если вы купили б/у автомобиль неплохо было бы посмотреть маркировку свечей, которая должна совпадать с «паспортной», указанной для конкретного автомобиля. Убедитесь, что изделие подобрано верно.

Если мотор эксплуатируется в трудных условиях – количество выделяемого тепла вырастает, поэтому стоит заменить свечи на «холодные», поскольку они лучше отводят излишки тепла.

Используете машину в городском цикле? Поставьте «горячие» свечи при условии, что мотор слабый и не форсированный. Такие свечи сожгут отложения на изоляторах и электродах.

Последствия калильного зажигания

Прогоревший поршень — возможный результат калильного зажигания

Поскольку калильным зажиганием управлять попросту невозможно, то оно имеет несколько опасных для автомобильного двигателя последствий. Так как возгорание топливной смеси происходит раньше, чем требуется, то фаза рабочих циклов мотора смещается. Кроме того, в камере сгорания существенно возрастает температура и давление. Если вовремя не принять меры, необходимые для приведения зажигания в норму, то в очень скором времени из-за калильного зажигания:

• разрушатся электроды свечей зажигания и их керамические изоляторы;
• днище поршня начнет «пригорать»;
• на поверхности цилиндров и поршней образуются задиры;

Очень вероятно также и то, что поршневая группа двигателя в результате просто заклинит, и поэтому придется производить очень недешевый и достаточно длительный капитальный ремонт. Чтобы избежать негативных последствий, вызываемых калильным зажиганием, в ДВС требуется использовать свечи, которые подходят им по такому параметру, как калильное число.

Понятие калильного числа и причины калильного зажигания

Величина, характеризующая длительность времени после которого наступает калильное зажигание называется калильным числом. Нужно понимать, что чем выше значение этого числа, тем свеча менее нагревается. При этом считается, что «горячая свеча» имеет малое калильное число, а «холодная» – большее соответственно.

Практика показывает, что эксплуатация автомобиля с низкими нагрузками более благоприятна с горячими свечками, но при значительной нагрузке с таковыми и за длительный период времени может произойти калильное зажигание. Оно являет собой негативный фактор, который характеризуется воспламенением рабочей смеси в цилиндрах двигателя не от искры, а от чрезмерно нагретых элементов системы зажигания. Как правило, этим элементом есть свечной изолятор. В этом случая значительно теряется мощность двигателя, а в некоторых случаях продолжение работы после выключения зажигания.

Последствия калильного зажигания

Так как, тепловая характеристика двигателей различна в зависимости от типа последних, то под каждый ДВС необходимо определенная свеча со своим значением накопления тепловой энергии. Именно для этого и используется вышеупомянутое калильное число.

На заводах-производителях свечек для автомобилей производятся тесты накопительных характеристик. В расчет берутся средние значения температур на электроде и изоляторе, которые возникают при определенных нагрузках мотора. Юбка изолятора должна прогреваться в диапазоне 400-850 градусов по Цельсию. Свыше этой температуры считается, что двигатель может подвергнуться калильному зажиганию. Именно поэтому вам следует серьезно относится к подбору свечей зажигания, вовремя обслуживать систему воспламенения топлива, а также следить за состоянием электродов (отсутствие нагара) и периодичностью замены свечных элементов.

В каких случаях использовать горячие или холодные свечи?

В идеальном случае автовладельцу следует иметь пару комплектов свечек, потому что характер работы двигателя и системы зажигания в разную пору года меняется. Летом мотор испытывает повышенный нагрев, поэтому рекомендуется устанавливать холодные свечи, а вот зимой наоборот.

Также если ваше авто эксплуатируется практически постоянно и на длительные дистанции, то лучше использовать холодные свечки, однако если поездки краткосрочны и на малые расстояния – теплые.

Калильное число свечи должно точно соответствовать степени сжатия двигателя. Провел эксперимент.

Свеча зажигания это точно настроенная инженерами деталь, которая имеет свою оптимальную рабочую температуру, при которой она может работать продолжительное время без отказов

И не важно, что это свеча от топового бренда или самая дешевая рабочие температуры у них одинаковые

Многие знают, что есть свечи холодные и горячие. Что это значит?

Холодной свеча считается для двигателя тогда, когда ее тепловой конус изолятора центрального электрода не нагревается до температуры, при которой нагар на нем выгорает.

Если свеча холодная для данного двигателя, то она будет зарастать нагаром и со временем искра на ней пропадет, либо мощность ее уменьшится.

Даже если двигатель оптимально настроен, нагар все равно понемногу образуется в цилиндрах и поэтому рабочую температуру свечей выбирают таким образом, чтобы они могли самоочищаться при его работе.

Решил провести эксперимент.

Решил посмотреть, как самоочищение работает на деле и много ли надо проехать, чтобы свеча очистилась. Взял свечу, у которой изолятор покрыт нагаром и даже присутствует немного масла на нем.

В крутил ее в двигатель. Нагара на свече было много, и поэтому я думал, что она не будет выдавать искру, и мотор будет троить. Но после запуска двигатель работал нормально, и я решил проехать небольшое расстояние.

Проехал я примерно 3 километра. После чего остановился и выкрутил свечу.

Даже за такое короткое расстояние свеча успела очиститься, изолятор побелел. Значит, она успела нагреться выше 300 градусов и нагар выгорел.

У меня бы ушло гораздо больше времени на очищение данной свечи вручную.

Причины калильного зажигания

Каждый цикл работы свеча испытывает сильный нагрев – от момента воспламенения смеси до начала такта впуска, когда ее электроды охлаждаются свежей топливовоздушной смесью. При этом тепло отводится только одним путем – от электродов к юбке и головке цилиндра, так как рассеяние тепла от выступающего наружу изолятора сравнительно невелико, а в герметично закрытых колодцах современных моторов с индивидуальными катушками зажигания и вовсе мизерно.

Свеча остается работоспособной в определенном диапазоне температур. Холодные электроды покрываются нагаром – если на чистом газовом топливе нагарообразование минимально, то на бензиновых моторах, особенно карбюраторных, свечу обязательно нужно нагреть до такой температуры, когда свободный кислород на тактах впуска и сжатия успеет окислить накопившийся нагар. В то же время и перегрев не менее вреден – ускоряется эрозия контактов, из-за неравного коэффициента расширения керамики и металла увеличивается риск растрескивания изолятора, в самом тяжелом случае электроды разогреваются настолько, что соприкасающаяся с ними топливная смесь воспламеняется самопроизвольно, раньше времени – происходит калильное зажигание.

Таким образом и работали примитивные двигатели внутреннего сгорания до изобретения искровой свечи. Многие читатели, еще заставшие советские мопеды и мотоциклы, наверняка сталкивались с тем, что перегретый мотор с завернутой по принципу «какая попалось» свеча работал даже при выключенном зажигании. Для двигателя такая работа не лучше детонации (зачастую калильное зажигание её и провоцирует) – фронт пламени доходит до поршня до достижения им верхней мёртвой точки (ВМТ), и мотору приходится преодолевать значительное давление газов. Соответственно, исходя из максимальной температуры, которая может быть достигнута электродами свечи в конкретном моторе, и определяется ее калильное число – показатель скорости теплоотдачи от электродов.

Особенности маркировки в разных странах

Сегодня рынок автомобильных запчастей наводнили изделия с Европы, Японии, Америки и Китая. У каждой страны свой порядок маркировки продукции. Японцы и большинство европейских производителей придерживаются политики уменьшения номера свечи с повышением ее нагрева. В США все наоборот: ниже номер – холоднее расходник. Чтобы рядовому потребителю не запутаться, достаточно предварительно посмотреть на конец центрального электрода. Если вы правильно подобрали калильное число, вокруг электрода появится голубоватого оттенка кольцо.

В случае, если электроды полностью выгорели, а изоляторы сильно оплавились – выбор неверный, поскольку свечка слишком горячая. Чрезмерно холодные аналоги не могут справиться с сажей и нагаром, о чем говорит грязный керамический наконечник.

Внимательно читайте паспорт своего автомобиля, поскольку свечи зажигания, рекомендованные изготовителем, подходят как для штатных, так и слегка модифицированных силовых.

На что влияет калильное число свечей зажигания

«Горячие» — использовались на маломощных низкофорсированных моторах. Они очень хорошо очищаются от нагара, но если их установить на высокофорсированный мотор, то вы рискуете тем, что у вас появится калильное зажигание и мотор выйдет из строя. Для примера такие моторы стояли на советских легковых автомобилях. А сегодня они устанавливаются на двигателях, например, «Газелей».

Если же на маломощный мотор поставить «холодные» свечи. То тут вы рискуете тем, что из строя очень быстро выйдут сами детали. Дело в том, что разогрева мотора им будет не хватать для их очистки от нагара. И очень быстро она закоксуется и перестанет работать.

Так что, из всего вышеперечисленного следует, что для бесперебойной работы мотора нужно использовать свечи, которые предназначены для использования именно в этом моторе по калильному числу. В противном случае вас ждут разнообразные неприятности.

На что влияет

В камерах сгорания различных двигателей повышение температурного режима происходит по-разному. Поэтому и используют компоненты с различными КЧ. Они должны соответствовать степени нагрузки силового агрегата. Нормальная степень нагрева на изоляторе — 400-850 градусов. Нагрев больше 400 градусов нужен, чтобы удалять сажевые и масляные отложения. Но 850 градусов — предельная температура. При дальнейшем повышении возникнет калильное зажигание. А еще чрезмерно высокие температуры разрушают электроды. Положительной стороной завышения температурного режима является самоочищение компонентов от накопившегося нагара.

Все же допускать перегрева не стоит: он смещает момент зажигания в раннюю сторону. Коленвал начинает дергаться в противоположном направлении, что может привести к разрыву мотора. Для определения момента, по достижении которого мотор начинает сбоить, и придумали калильное число. Оно должно быть большим для движка, который испытывает значительные нагрузки.

Что такое свечи зажигания и зачем они нужны

В современных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) роль зажигания смеси топлива и воздуха (рабочей смеси) осуществляют свечи зажигания. Для того что бы добиться максимально полного сгорания рабочей смеси момент зажигания должен происходить в строго установленное время. Если смесь будет поджигаться не в это время, то будет происходить увеличенный расход топлива, содержание вредных веществ в выхлопе не будет соответствовать заявленным нормам. Кроме этого двигатель не сможет развивать паспортной мощности.

Отсюда следует, что нарушение параметров работы зажигания недопустимо в современных моторах, и тем более недопустимо появление калильного зажигания.

Современные свечи обеспечивают все эти параметры. Они имеют очень строгие параметры. Так как в современных двигателях им приходится создавать мощную устойчивую искру от 500 до 3500 раз в минуту.

Калильное число

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.

Количество электродов (боковых)

Изначально конструкцией свечи был предусмотрен лишь один боковой электрод, однако несколько лет назад производители стали экспериментировать и в продаже появились двухэлектродные, трех- и даже четырехэлектродные свечи зажигания. Некоторые «далекие» автовладельцы ошибочно полагают, что количество электродов удваивает производительность свечи вдвое, а значит и увеличивает мощность двигателя. Это огромное заблуждение, цель количества — качество и стабильность, то есть когда не сработает один, то подхватит второй, таким образом искрообразование становится более стабильным и это хорошо ощущается на малых оборотах. Кроме того, многоэлектродные свечи могут похвастаться более продолжительным сроком службы.

Кроме того, в продаже уже не первый день есть свечи, которые напрочь лишены боковых электродов, их задачу выполняют вспомогательные, которые размещены на изоляторе. Такая конструкция довольно перспективна, при работе свечи возникает сразу несколько разрядов по очереди, что позволяет достичь эффекта «танцующей» искры. Единственным их недостатком на сегодняшний день можно считать их высокую стоимость.

Конструкция свечей зажигания NGK. Маркировка. Калильное число

Конструкция стандартной свечи зажиганияМаркировка свечей NGK Буквенная комбинация (1-4) перед калильным числом дает указания относительно диаметра резьбы, раствора шестигранного гаечного ключа, а также особенности конструкции. Пятая позиция (цифра) предназначена для калильного числа. Шестая буква обозначает длину резьбы. Седьмая буква содержит данные относительно конструкционных особенностей специальных свечей зажигания. Восьмая позиция, опять цифра, кодирует особый зазор между электродами.

Калильное число

Современные свечи зажигания индивидуально подбираются для различных конструкций двигателя и условий движения. Поэтому нельзя указать такую свечу зажигания, которая будет без проблем функционировать во всех двигателях.

Так как в камере сгорания различных двигателей температура повышается по-разному, необходимы свечи зажигания с разным тепловым эквивалентом.

Эти тепловые эквиваленты, выраженные с помощью калильного числа, представляют собой измеренные на электродах и изоляторе средние температуры, соответствующие нагрузке двигателя. На юбке изолятора рабочая температура должна быть в интервале от 400°С до 850°С. При этом температуры свыше 400°С требуются потому, что при таких температурах удаляются осаждающиеся сажа и масляный нагар, и таким образом происходит самоочищение свечи зажигания.

Однако выше 850°С температура на изоляторе подниматься также не должна, так как при температуре свыше 900°С может появляться калильное зажигание. Кроме того, при очень высоких температурах электроды дополнительно подвергаются воздействию химически агрессивных соединений или разрушаются.

Для свечей зажигания фирмы NGK применимо простое практическое правило: — низкое калильное число (например BP4ES) — «горячая свеча зажигания», высокое поглощение тепла, обусловленное длинной юбкой изолятора; — высокое калильное число (например BP8ES) — «холодная свеча зажигания», малое поглощение тепла, обусловленное короткой юбкой изолятора.

Свечи зажигания с поверхностным разрядом

Принцип работы свечей зажигания с полуповерхностным разрядом основан на том, что искра зажигания скользит через предпочтительную часть юбки изолятора и удаляет возможные отложения сажи.

Только тогда возникает искровой пробой от юбки изолятора на боковые электроды и происходит надежное воспламенение топливной смеси.

Свечи зажигания с дополнительным искровым промежутком

В случае свечей зажигания фирмы NGK с дополнительным искровым промежутком искровой пробой при сильном покрытии сажей проходит сначала через юбку изолятора, затем перескакивает при формировании искры зажигания на то место, в котором корпус свечи сближается с юбкой изолятора (1). Топливная смесь воспламеняется безукоризненно, двигатель работает нормально.

После достижения температуры самоочищения (>450°C) на юбке изолятора удаляется нагар, и воспламенение опять производится нормальным образом между центральным и боковым электродом (2).Моменты затяжки свечей зажигания Если приложенный крутящий момент затягивания свечи был слишком мал, появляется угроза потери компрессии, отвинчивания центрального электрода и тепловых повреждений из-за пониженного отвода тепла. Дело может дойти и до самостоятельного отвинчивания свечи зажигания. Если же выбран слишком большой крутящий момент затягивания, можно повредить головку цилиндра. Кроме того, слишком большое усилие, приложенное к свече зажигания, может привести к срыву резьбы.

Крутящий момент затягивания можно получить после затягивания путем измерения высоты (толщины) уплотнительного кольца. Свеча зажигания, уплотнительное кольцо которой не сжато, затянута со слишком малым крутящим моментом затягивания. Наоборот, свеча со слишком сильно сжатым уплотнительным кольцом, затянута со слишком высоким крутящим моментом затягивания.

www.ngk.ru