Как да изберем правилните подгревни свещи.

Дизеловият двигател
Дизеловите двигатели са двигатели с компресионно запалване, което означава,че инжектираното гориво се запалва, без да е необходима искра за запалване. Въздухът се компресира до 30–55 бара като по време на този процес той ще се нагрява до 700–900 ° C, при което вътрешното налягане силно се повишава. В сравнение с двигателите с искрово запалване, двигателите с компресионно запалване изискват сложни инжекционни системи и дизайни на двигателите. Първите дизелови двигатели всъщност не бяха много удобни или гладко работещи задвижващи агрегати. Поради тежкия процес на изгаряне те издаваха много шум, когато е студено. Типичните характеристики включват по-ниско съотношение мощност / тегло, ниска мощност на литър, както и по-ниски показатели за ускорение. Чрез непрекъснатото развитие на инжекционната технология и подгревните свещи беше възможно да се отстранят всички тези недостатъци. Днес дизеловият двигател се счита за еквивалентен или дори по-добър източник на енергия.

Студен старт

Терминът „студен старт“ описва всички стартови процеси, възникващи, докато двигателят и включените среди не са достигнали работна температура. Колкото по-ниска е температурата, толкова по-неблагоприятни са условията за бързо запалване и пълно, екологично изгаряне. За подпомагане по време на студения старт се използват определени подкрепящи мерки, така че стартирането да не бъде неприемливо дълго или дори невъзможно. Те компенсират по-лошите условия на стартиране, като в същото време инициират добро време и равномерно запалване, за да осигурят стабилно горене. Свещта е един компонент, който помага при студен старт. Той създава идеални условия за запалване на инжектираното гориво чрез електрически генерирана топлинна енергия, която се подава в горивната камера. Той е незаменим като помощ за студен старт при двигатели с разделена горивна камера, за да се гарантира, че те могат да стартират дори в често срещаните температурни граници от 10-30 ° C. Тъй като стартовото качество се влошава значително под точка на замръзване, свещта се използва като помощно средство за студен старт при дизелови двигатели с директно впръскване.

Инжекционни системи

В зависимост от дизайна и разположението на горивната камера, се прави разлика между следните три инжекционни системи в дизелови двигатели:

1. Предкамерна
2. Вихрова
3. Директна инжекция

Запалителни свещи са необходими за всички системи – за да се гарантира, че инжектираното гориво може да се изпари и гориво-въздушната смес може да се запали върху горещата повърхност.

ПРЕДКАМЕРНА СИСТЕМА
В тази система горивната камера е разделена на две:
предкамера и главната камера. Те са свързани помежду си с няколко отвора (инжекционни канали). По време на хода на компресия част от сгъстения въздух се вкарва в преддверието. Малко преди да достигне горната мъртва точка, горивото се впръсква през дюза директно в преддверието на съответното бутало. Това е мястото, където инжектираното гориво частично се изгаря. Генерираните високи температури осигуряват бързо повишаване на налягането. По този начин цялото съдържание на преддверието се издухва през инжекционните канали в основната горивна камера, където се извършва действителното изгаряне.

ВИХРОКАМЕРНА
Сферичната турбулентна камера е разположена в главата на цилиндъра, отделно от основната горивна камера. Главната горивна камера и турбулентната камера са свързани чрез инжекционен канал с широк диаметър. По време на компресионния ход, инжекционният канал в турбулентната камера предизвиква интензивно въртене на входящия въздух. Дизеловото гориво се впръсква в тази въздушна турбуленция. Изгарянето започва в турбулентната камера и след това се разпространява в основната горивна камера

Директно впръскване
При дизелово директно впръскване (въвеждане на гориво-въздух) горивото се впръсква под високо налягане през дюзата с много дупки в силно сгъстен всмукателен въздух за атомизация; по време на този процес специалният дизайн на коронката на буталото помага за образуването на смес. По време на старта студеният входящ въздух много бързо се нагрява поради високото налягане на компресия. Нагревателният елемент влиза в основната горивна камера. По принцип свещта в двигателите с директно впръскване има същата функция като в камерата: помага при запалване по време на старта. Нагревателният елемент на модерните свещи достига температура над 1000 ° C само за няколко секунди. При студени стартове ситуацията обикновено е следната: студеният въздух, който се вкарва, води до по-ниски температури в края на етапа на компресия. По време на движение температурата на сгъстения въздух е подходяща за самозапалване. Това обаче не е достатъчно при стартиране, особено при ниски външни температури. Но именно ниските стартови обороти имат по-сериозни последици. Поради дългото време на престой на зареждането, загубата на температура и налягане е много по-голяма, отколкото например при празен ход. Температурата в горната част на хода на сгъстяване зависи от много фактори, по-специално от съотношението на сгъстяване на цилиндъра и началната температура на индуцирания въздух. Когато двигателят е студен, температурата на индуцирания въздух е ниска и той получава малко топлина от стените на цилиндъра на двигателя. Освен това, тъй като въздухът се компресира и се нагрява, част от тази топлина се губи към студените стени на цилиндъра, като допълнително намалява температурата в горната част на хода на компресията. Свещите наподобяват къс метален молив . Нагревателната нишка е монтирана в нейния връх. Нажежените нишки трябва да бъдат изработени от определени материали, като платина и иридий , които издържат на окисляване и висока температура.

ВИДОВЕ СВЕЩИ

Свещи тип молив

КРАТКО ВРЕМЕ ЗА НАГРЯВАНЕ
Подгревните свещи трябва да осигуряват висока температура в рамките на възможно най-кратко време, за да подпомогнат запалването – и те трябва да поддържат тази температура независимо от условията на околната среда или дори да регулират температурата в зависимост от тях.

ИЗИСКВАНЕ ЗА МАЛКО ПРОСТРАНСТВО
Дизелови двигатели за леки автомобили с предкамерна или турбулентна камера за впръскване и версии с директно впръскване, използващи 2-клапанна технология, обикновено разполагат с достатъчно пространство за инжекционни дюзи и свещи. Въпреки това, в съвременните дизелови двигатели със системи за впръскване с обща шина или помпа и технология с 4 клапана, наличното пространство е много ограничено. Това означава, че пространството, необходимо за свещите, трябва да бъде намалено до минимум, което води до много тънка и дълга форма.
МОНТИРАНЕ КЪМ КАМЕРАТА НА  ГОРАНЕТО
В идеалния случай, нажеженият прът трябва да бъде разположен точно в края на вихъра на сместа – той обаче все още трябва да излиза достатъчно дълбоко в горивната камера или преддверието. Само тогава той е в състояние да въведе топлината точно. Той може да не стърчи твърде далеч в горивната камера, тъй като в противен случай би попречил на приготвянето на инжектираното гориво.Това би довело до увеличаване на емисиите на отработени газове.

РАЗМЕРИ
Освен подгревните свещи, инжекционната система също има голямо значение при старта на двигателя. Само система, която е оптимизирана по отношение на точката на впръскване, количеството и сместа в комбинация с правилното положение и термичния рейтинг на запалващата свещ, ще осигури добри работни характеристики при стартиране. Дори след стартиране на двигателя, свещта може да не бъде „издухана“ от засиленото движение на въздуха в горивната камера. По-специално много високи скорости на въздуха присъстват в двигателите на предкамерното или в турбулентната камера на върха на свещта. В тази среда щепселът ще работи само ако има достатъчно резерви; т.е. ако е наличен достатъчен обем, така че топлината да може незабавно да бъде внесена в студената зона.

Саморегулиращи се свещи

Дизайн и функция
Свещта основно включва корпуса на щепсела, нагревателния прът с нагревателна и регулираща намотка, както и свързващия болт. Устойчивият на корозия щепсел е натиснат в корпуса, така че да е газонепропусклив. Щепселът е допълнително запечатан с уплътнителен пръстен или пластмасов компонент на съединителя. Акумулаторът доставя електрическа енергия за свещта. Управлява се от електронно устройство за контрол на времето за подгряване

ОТОПЛЕНИЕ И РЕГУЛИРАНЕ НА СВЕЩА
Основният принцип е комбинацията от нагревателна и регулираща бобина в един общ резисторен елемент. Отоплителната бобина е изработена от високотемпературен материал, чието електрическо съпротивление до голяма степен не зависи от температурата. Заедно с предната част образува зоната за отопление. Регулиращата намотка е прикрепена към свързващ болт; съпротивлението му има голям температурен коефициент. Цялата намотка е плътно опакована в компресиран, електрически изолиращ, но силно топлопроводим керамичен прах. По време на механичното уплътняване прахът се компресира толкова много, че намотката е монтирана, сякаш е отлята в цимент. Това го прави толкова стабилен, че тънките проводници на нагревателната и регулиращата намотка може трайно да устои на всички вибрации. Въпреки че отделните намотки са разположени само на няколко десети от милиметъра един от друг, не могат да се получат къси съединения на намотката – и със сигурност няма късо съединение към подгревната тръба, което би унищожило щепсела. С различните материали, дължини и диаметри и различна дебелина на проводниците за нагревателна и регулираща намотка е възможно да промените времето за нагряване и температурата на запалване на щепсела в съответствие със съответните изисквания на двигателя.

ФУНКЦИЯ
По време на предварителното нагряване силен ток първоначално тече през свързващия болт и регулиращата бобина към нагревателната бобина. Последният се загрява бързо, причинявайки нагревателната зона да свети. Сиянието бързо се разширява – след 2-5 секунди нагревателният прът свети по близо до тялото на щепсела. Това допълнително повишава температурата на регулиращата намотка, която вече е загрята от тока. Тогава електрическото съпротивление се увеличава и токът се намалява до точка, в която не може да причини никакво увреждане на подгрятият прът. По този начин прегряването на свещта е невъзможно.

Ако двигателят не е стартиран, свещта  ще бъде изключена от устройството за управление след определено време на готовност. Съпротивлението на сплавта, използвана върху свещите, се увеличава с температурата. По този начин е възможно да се проектира регулиращата бобина по такъв начин, че първоначално тя да пропуска по-голям ток към нагревателната намотка, отколкото когато достигне желаната температура. По този начин целевата температура се постига по-бързо и се поддържа в допустимите граници чрез увеличен регулиращ ефект.

Подгряващи свещи за след нагряване (GN)

По-старите модели автомобили обикновено са оборудвани със свещи, които подгряват само преди и по време на стартовата фаза. Те могат да бъдат разпознати от съкращението GV. Съвременните дизелови леки автомобили обикновено напускат монтажната линия с монтирани GN свещи. Те са оборудвани с иновативната 3-фазова система за подгряване.
Това означава, че те подгряват;

n преди началото,
n по време на стартовата фаза,
n след старта и
n по време на работа на двигателя (в режим на изваждане).

ФУНКЦИЯ
Електронно контролираното предварително загряване започва, когато се включи стартера на ключалката на запалването и продължава приблизително. 2-5 секунди при нормални външни температури, докато двигателят е готов да запали. Времето след загряване е до 3 минути след стартиране на двигателя, за да се намалят емисиите на замърсителите и шумът до минимум. Работното състояние на двигателя е регистрирано, напр. чрез измерване на температурата на охлаждащата течност. Процесът след загряване се продължава, докато охлаждащата течност не достигне температура 70 ° C или тя ще бъде изключена след определено време, зададено в картата на работата. Обикновено не се извършва последващо загряване, ако температурата на охлаждащата течност вече е била по-висока от тази преди стартът.

ЗАЩИТА СРЕЩУ ПРЕГРЯВАНЕТО
Саморегулиращите се свещи ограничават тока, преминаващ от батерията към щепсела, с повишаване на температурата, за да се предотврати прегряване. Въпреки това, когато двигателят работи, напрежението ще се увеличи до точка, в която ще издуха свещите, които не отговарят на най-новата технология. Освен това, щепселите, които се захранват с ток, са изложени на високи температури на горене след старта и по този начин се нагряват отвътре и отвън. Подгряващите свещи  след нагряване са функционални при пълно напрежение на генератора. Температурата им се повишава много бързо, но след това ще бъде ограничена от новото регулиране на намотката до температура на насищане, по-ниска от тази на свещите без нагряване.

БЪРЗ СТАРТ ЗА 2 СЕКУНДИ
Със свещта GN след нагряване е възможно да се намали времето за подгряване до 2-5 секунди. За да постигнат това, се намаляват диаметъра в предния край на нагревателния прът. По този начин нагревателният прът започва да свети по-бързо в тази зона. При температура от 0 ° С това отнема само 2 секунди до старта. Когато температурите са по-ниски, системата съответно се приспособява към изискванията от контрола на времето за подгряване и съответно ще се увеличава: при –5 ° C прибл. 5 и при –10 ° C прибл. 7 секунди Така нареченият бял или син дим се отделя от ауспуха до достигане на идеалната температура на запалване. Тези видове дим се получават в резултат на непълно изгаряне на горивото в резултат на твърде ниска температура на запалване. След загряването дизеловото гориво изгаря по-пълно и с по-малко шум по време на фазата на загряване. По този начин непрозрачността на дима се намалява с до 40. Чукването по време на студен старт на дизелов двигател се причинява от увеличено забавяне на запалването, когато двигателят е студен. Горивото запалва рязко и двигателят чука. Предварителното загряване и последващо загряване на GN свещи осигуряват по-бързото достигане на работната температура на двигателя. Това запазва двигателя, води до по-тиха работа на двигателя и предотвратява чукането. Тогава горивото ще се изгори по-равномерно и по-пълно. Повечето енергия по този начин се освобождава и температурата в горивната камера ще се повишава по-бързо.

Системата за незабавно стартиране  (ISS)

ISS се състои от електронен контролен блок за светене и оптимизирани за производителност свещи с намалено време на загряване от максимум 2 секунди – в сравнение с прибл. 5 секунди за стандартена свещ (SR). Както във фазата на загряване, така и във фазата на насищане, те изискват значително по-малко енергия. Силовите полупроводници се използват в контролния блок като превключватели за управление на  свещите, заместващи електромеханичното реле, използвано в миналото. В сравнение с конвенционалните саморегулиращи се свещи, комбинацията от намотки на оптимизираната за мощност свещ на ISS е значително по-къса и зоната на светене е намалена до приблизително една трета.

Електронно управление

 

Когато двигателят работи, свещта се охлажда от промяната в заряда и движението на въздуха във фазата на компресия. Температурата на запалващата свещ ще намалее с повишена скорост за постоянно напрежение на запалващата свещ и количеството на впръскването и ще се повиши за увеличаващо се количество на инжектиране и постоянно напрежение и скорост на свещта. Електронното устройство за управление може да се компенсира за тези ефекти: свещите винаги се доставят с оптималното ефективно напрежение за съответната работна точка. Температурата на свещта може да се контролира в зависимост от работното състояние. Това става чрез подаване на пълното напрежение на борда на подгревната свещ за предварително определен период и едва след това да се работи с необходимото ефективно напрежение по време на синхронизирана работа. Нормалният период на предварително загряване по този начин се намалява до максимум 2 секунди дори при ниски температури. Ефективността на системата е толкова висока, че от бордовото захранване не се взема много повече от необходимата мощност на свещта. Тъй като всяка свещ може да се контролира от отделен силов полупроводник в МКС, токът може да се наблюдава отделно във всяка верига. По този начин е възможна индивидуална диагностика на всеки щепсел.

Свещи с датчици за налягане на PSG

ИНТЕЛИГЕНТНО ПРИЛОЖЕНИЕ
Новите закони за емисиите в Европа и в САЩ допълнително ще намалят допустимите емисии на отработени газове на дизелови двигатели. Праговете за NOx и емисиите на прахови частици, които са от значение за дизеловия двигател, в бъдеще ще бъдат до 90 по-ниски от настоящата стойност. Няма да е възможно да се спазят тези стандарти за емисии само с конвенционални решения. Разработчиците са интегрирали пиезорезистивен сензор за налягане в щепсела. С оглед на изключително високите температури, вибрации и условия на налягане в цилиндровата глава, механичният дизайн на свещта е важен фактор за успех. Нагревателният прът не се притиска в тялото на свещта, както е било стандартът в миналото, но е поддържан еластично като подвижен компонент и предава налягането на диафрагмата, разположена в задната част на свещта. По този начин, действителният сензор за налягане е разположен далеч от горивната камера в област със значително по-благоприятни условия на околната среда. Топлинното натоварване на уплътнението остава контролируемо поради използването на нагревателен прът от системата за бързо стартиране  Diesel ISS, която свети само на върха си. Интелигентният PSG (щекер за подгряване на сензора за налягане) вече се тества като оригинално оборудване от Volkswagen group и GM / Opel и скоро ще бъде използван в най-новите дизайни на дизелови двигатели.

Керамична свещ (CGP)

СИЛНИ ВЪТРЕШНИ СТОЙНОСТИ
Съставът на материалите е от решаващо значение за работата на керамичните свещи. Високо здрава силициева нитридна керамика за затваряне на електропроводимия молибденов дисилицид вътре в проникваща структура. Този материал издържа на налягания до 200 bar и температури до 1300 ° C – всичко това в различните газообразни атмосфери, срещани в горивната камера (околен въздух, дизел, кислород, вода).

ИЗПЪЛНЕНИЕ
Освен кратките времена на загряване, външно разположеният дизайн на нагревателния прът, разбира се, патентован, осигурява и оптимизирана регулация. Освен това загряващият капацитет на щепсела, концентриран на върха на керамичния елемент, изисква по-малко енергия, за да генерира температурата, необходима за стартиране на двигателя – и по този начин използва по-малко гориво в сравнение с конвенционалните. Освен че увеличава експлоатационната надеждност, съпротивлението в регулационната система гарантира, че керамичният свещ има най-добрия възможен баланс на енергия във всяка работна точка на двигателя. Това също допринася за намаляване на потреблението и емисиите.

Какво е модул за управление на свещта?

Както вече знаете, свещ за нагряване е отоплително устройство във всеки цилиндър на дизелов двигател, което помага на двигателя да се стартира. Но как се следи и контролира цялостната работа на вашите свещи? Това се осъществява чрез модул за управление на свещта. Разположен на двигателя и с директна връзка с блока за управление на двигателя, управляващият модул използва микропроцесор, за да анализира входовете от блока за управление на двигателя, за да определи информацията, свързана с работата на свещите. Това включва кога да включите и изключите тока за свещите и колко ток е необходим, тъй като това ще се различава в зависимост от стартовата температура на двигателя. Токът към свещите се включва по време на предварително загряване, за да се загрее двигателя, в режим на готовност, когато двигателят трябва да се стартира, и след загряване, за да се постигнат все по-строги стандарти за отработените газове и оптимизиране на горивните процеси.

Причини за повреди
При топло и сухо време дизеловият двигател ще стартира, дори ако едната свещ е дефектна, а само другите щепсели се загряват. В такъв случай обикновено се увеличават емисиите на замърсители и евентуално чукат по време на старт, но водачът няма да забележи съзнателно тези знаци или няма да знае как да ги интерпретира. Ще има неприятна изненада, след като времето стане студено.
В повечето случаи ще бъде възможно да се коригира повреда с помощта на тази помощна диагностика.

Кога трябва да смените модула за управление на свещта?

Подмяната на вашите свещи или контролен модул  е пряк проект, който се препоръчва на всеки 60 000 мили (95 000 км). Това ще ви помогне да не разберете, че са се объркали в наистина студен ден. Преди да започнете, уверете се, че сте прочели всички подходящи инструкции в ръководството и имате всички подходящи инструменти под ръка.

Стъпки за инсталиране на стандартни запалителни свещи и интегрирани датчици за налягане

Инструкции за свещи (стандартна, керамична и система за незабавно стартиране)

Отстраняване на старите свещи за светене

Първо: Сваляйте и монтирайте свещите само с ръчен гаечен ключ.

Какво трябва да направя, когато е достигнат въртящият момент?

В никакъв случай не трябва да продължавате да въртите – в противен случай свещта може да се откъсне. Вместо това продължете според 3-точковата програма: „Леко разхлабете – загрейте – развийте“:

1. Леко разхлабете: Нанесете щедро количество синтетично масло върху резбата на свещта и оставете да действа, ако е възможно през нощта или по-дълго.

2. Загряване: Стартирайте двигателя, докато се загрее или използвайте отделен кабел, за да подадете ток към функционалните свещи за 4-5 минути (възможно е само за свещи с работно напрежение 11 – 12 V) – свещта ще се загрее и изгори.

3. Развийте: След това опитайте да го развиете още веднъж и внимателно разхлабете свещта от главата на цилиндъра с подходящ инструмент. (Не превишавайте максималния въртящ момент на разхлабване. Винаги спирайте, преди да достигнете въртящия момент, ако е необходимо, опитайте още веднъж, като загреете.)

След отстраняване на старите свещи, винаги почиствайте резбата, конусообразната седалка и канала на свещта в главата на цилиндъра с подходящи инструменти.

Инсталиране на новите свещи 

Въртящ момент 

При завинтване на нови свещи за запалване, моментът на затягане, посочен от производителя на превозното средство, трябва да се спазва по всяко време и да се изпълнява със съответния разширител.

Забележка:
Моментът на затягане на свързващата гайка трябва да се спазва и за свещи с винтова връзка. Обърнете се към указанията, посочени на опаковката, за тези специфични за продукта показания. По-специално след изпичане (коксуване) между нажежената пръчка и цилиндровата глава, отворът на цилиндровата глава често се замърсява от остатъци от изгарящи или замърсяващи частици. Подобно кокиране може лесно и безопасно да се отстрани от главите на цилиндрите с 10-мм резба.

Инструкции за свещи с интегриран датчик за налягане

Изваждане на старите свещи с интегриран датчик за налягане

В случай на смяна на щепсела, са необходими специални грижи, за да се предотврати повреда на силно чувствителния сензор и да се гарантира пълната функционалност:

Внимавайте:
спад от само 2 см височина може да повреди интегрирания сензор за налягане.

Изтегляйте конектора само ръчно, за да избегнете риск от повреда на щепсела.

Инсталиране и премахване само с подходящ персонализиран инструмент. Натиснете инструмента върху интегрираната свещ на датчика за налягане, така че шестоъгълната глава на свещта да бъде напълно покрита; обърнете внимание на въртящия момент. Свалете предпазната капачка само след като инсталирате свещта.

Правилният подход за премахване:

Свалете капака на двигателя и другите компоненти, които нарушават достъпа до свещите.Изключете ръчно електрическия конектор на всяка свещ. Важно: когато разхлабите конектора, направете това ръчно и не използвайте инструменти като клещи или подобни.За да сте сигурни, че в камерите за горене не постъпват чужди тела, почистете областта около въпросната свещ.Ако горивната система е била отворена, обърнете внимание и на чистотата и уплътнете кабелите, ако е възможно.Важно е да използвате изключително подходящия бит на гнездото, за да разхлабите свещта на интегрирания датчик за налягане; по този начин се избягва повреда на съединителния блок. Важно: Пълно покритие на шестоъгълната глава на тапата. Моля, използвайте гаечен ключ и обърнете внимание на допустимия въртящ момент.Извадете свещта.Преди да инсталирате, покрийте резбата и вала на новата тапа с мазнина за монтиране на свещ, за да избегнете „залепване“ по-късно. Първо почистете канала на свещта и резбата в цилиндровата глава, за да отстраните маслото и продуктите от горенето. След това завийте ръчно свещта. Важно: Уверете се, че замърсяване не попада в горивната камера. Затегнете след това с въртящ ключ (спазвайте монтажа!), Снабден със съответната вложка на гнездото. Важно: Пълно покритие на шестоъгълната глава на интегрирания сензор за налягане. Сега свалете (и не преди!) Защитната капачка от щепсела, за да избегнете повреда на конектора и съединителя.Натиснете снопчето за окабеляване, докато щракне върху свещта на интегрирания датчик за налягане.Поставете капака на двигателя и всички останали преди това разглобени части. В края проверете паметта на блока за управление на двигателя за въвеждане на код за грешка и ги изтрийте.