Свеча зажигания в картинге: устройство, калильное число, зазор и допуски по классам

Свеча зажигания — деталь, о которой не задумываешься, пока всё работает как надо, но которую наверняка проклянёшь по пути к мусорному ведру, когда она выйдет из строя. Если не считать катастрофических отказов, распространённое заблуждение — что замена свечи заметно поднимет мощность. На деле, если исходно стояла правильная свеча с верно выставленным зазором, прирост составит от силы 1–2%. В картинге, впрочем, особого выбора у тебя всё равно нет: регламент, как правило, ограничивает список допустимых свечей одной-двумя моделями (на Bambino — тремя).

Анатомия свечи зажигания

Основные элементы типовой свечи зажигания показаны на схеме справа.

Высокое напряжение от системы зажигания подаётся на клемму в верхней части свечи и идёт вниз по центральному электроду. Небольшой зазор между центральным и боковым электродом (электродный зазор, или зазор свечи) пробивается, и образовавшаяся искра запускает процесс горения сжатой смеси в цилиндре двигателя. Центральный электрод традиционно делали из меди — она отлично проводит электричество, — но на более высокофорсированных двигателях медь во многом вытеснил иридий, который производители начали применять примерно с 2010 года. Главный недостаток медного электрода — он постепенно разрушается из-за высоких температур в камере сгорания, из-за чего свечи приходилось менять довольно часто. Иридий же выдерживает гораздо более высокие температуры и служит намного дольше — расплата, разумеется, в более высокой цене замены.

Поскольку иридий — редкий и дефицитный металл, производители не всегда делают весь центральный электрод из иридия, а вместо этого лазерной сваркой приваривают небольшую иридиевую точку на конец медного электрода. Вместо иридиевого центрального электрода некоторые производители также используют тонкую проволоку из платины или никеля — это тоже отлично работает и служит дольше меди.

Калильное число: почему свеча должна быть не «холодной» и не «горячей»

Как уже говорилось, свеча зажигания служит для поджига топливовоздушной смеси в цилиндре, но у неё есть и вторая важная функция — отводить тепло из камеры сгорания.

При этом кончик свечи должен оставаться в оптимальном диапазоне температур 500–800°C, чтобы избежать так называемого «замасливания» (нагара) или перегрева. В пределах этого диапазона кончик свечи находится в так называемой зоне «самоочистки».

Рабочая температура кончика определяется длиной пути между рабочим концом изолятора и точкой, где изолятор соединяется с внешним металлическим корпусом свечи. По сути, это определяется длиной «носика» свечи: более длинный носик даёт «горячую» свечу (кончик остаётся при более высокой температуре), а более короткий носик — «холодную» свечу (более низкая температура кончика).

Чтобы обозначить калильное число свечи, производители используют систему нумерации — но здесь нужно быть внимательным, потому что не только диапазон чисел у разных производителей разный, но и сама логика зачастую противоположная. У Champion и Bosch чем больше число — тем «горячее» свеча. У NGK и Denso чем больше число — тем «холоднее» свеча, и как правило для линейки NGK разница между соседними числами по температуре кончика составляет 75–100°C.

Проблемы свечи: нагар и перегрев

Если снять свечу с двигателя сразу после заезда, по её виду можно многое сказать о настройке смеси. Две самые частые причины проблем со свечой — нагарообразование (замасливание) и перегрев. Нагар обычно возникает из-за богатой смеси, когда носик свечи работает ниже своей температуры самоочистки (~500°C). При снятии носик обычно влажный и имеет очень тёмный, почти чёрный цвет. Перегретая свеча, скорее всего, работает при температуре выше ~800°C и обычно является следствием бедной смеси, что, в свою очередь, может привести к калильному зажиганию и повредить двигатель. Признаки: изолятор может быть со следами вздутия, сухой, и его цвет склоняется к белому. При правильно настроенной смеси цвет изолятора обычно светло-соломенный, иногда с оттенком коричневого.

Зазор свечи: как выставить

Электрическая искра всегда идёт по пути наименьшего сопротивления, а поскольку зазор свечи обычно является ближайшей точкой между центральным и боковым электродом, искра пробивает именно этот промежуток. Требуемое напряжение прямо пропорционально размеру зазора: чем больше зазор, тем выше напряжение нужно для его пробоя. Оптимальный зазор определяется рядом факторов — конструкцией и форсировкой двигателя, напряжением системы зажигания, составом смеси (богатая или бедная) и так далее. Увеличение зазора увеличивает длину искры, контактирующей с топливовоздушной смесью, что повышает эффективность сгорания. Однако если зазор слишком большой, а система зажигания не может обеспечить нужное напряжение для его пробоя, или турбулентность в камере сгорания «сдувает» искру, — начинаются пропуски зажигания. При этом определяющий фактор всегда один: регламент класса, в котором ты выступаешь, задаёт максимально допустимый зазор, и несоблюдение этого требования расценивается как техническое нарушение с дисквалификацией, которая не подлежит протесту.

Когда ты покупаешь свечу, у неё уже выставлен определённый зазор — заводской, — но это, скорее всего, не тот зазор, с которым ты хочешь ехать. При регулировке зазора на свече с иридиевым или тонким платиновым центральным электродом нужно быть особенно аккуратным: такой электрод хрупкий и легко повреждается, если не проявить достаточно внимания, — при регулировке никогда нельзя прикладывать значительное усилие к центральному электроду или его керамическому изолятору.

Для выставления нужного зазора используются самые разные инструменты — от проволочных щупов-брелоков до дисковых щупов разной толщины и пластинчатых щупов (feeler gauge).

Не стоит регулировать боковой электрод больше полудюжины раз (а лучше меньше): несмотря на прочность, он не рассчитан на большое количество деформаций и может отломиться. Любое повреждение того или иного электрода означает, что нужна новая свеча.

Если после замера зазор оказался меньше желаемого, боковой электрод нужно отогнуть, чтобы увеличить зазор, — лучше всего для этого использовать специальный инструмент для открытия зазора.

Если зазор больше, чем хотелось бы, аккуратное постукивание боковым электродом о твёрдую гладкую поверхность позволит уменьшить зазор. Как вариант, можно приобрести специальное приспособление (джиг), где боковой электрод подводится ближе к центральному через регулировочный винт на одном конце приспособления.

Щуп для зазора: как выбрать и использовать

Самый популярный инструмент для выставления зазора свечи — набор пластинчатых щупов (feeler gauges). Будь внимателен при покупке набора щупов: дешёвые варианты не всегда точны. Длина пластины тоже важна — она варьируется от более 100 мм до примерно 35 мм, и более короткие щупы, как правило, идут в дюймовой версии. Например, одна из пластин может быть промаркирована как 0,017″, что соответствует 0,432 мм. Лучше взять качественный набор полностью в метрической системе — в таких наборах толщина пластин обычно увеличивается с шагом 0,05 мм, а самая толстая пластина — 1,00 мм.

По возможности зазор лучше выставлять одной пластиной, но если для нужного значения требуется использовать несколько пластин, бери две пластины, расположенные рядом друг с другом в наборе. Например, чтобы получить 1,10 мм, лучше использовать пластины 0,50 мм + 0,60 мм, чем 1,00 мм + 0,10 мм, — потому что пластины, сильно различающиеся по толщине в наборе, могут дать нежелательный «лишний» зазор. Поймать правильное «ощущение» зазора можно сравнить с моментом из сказки про трёх медведей — один вариант слишком свободный, другой слишком тугой, а третий — то, что нужно. Если ты работаешь близко к предельному значению, разрешённому регламентом, будь особенно точен в этой настройке и, на всякий случай, лучше немного занизь зазор — на случай перепроверки техническими инспекторами.

Что означают буквы и цифры на свече: допуски по классам

Буквы и цифры на керамическом изоляторе свечи или в районе шестигранника могут многое рассказать: размер и шаг резьбы, вылет резьбовой части, размер шестигранника под ключ, наличие встроенного резистора (снижает уровень электрических помех), тип электрода и, что важнее всего, калильное число. Помня, что выбор всегда ограничен регламентом твоего класса, разберём, что можно использовать в разных классах.

Bambino. Здесь выбор из 3 свечей: Champion RCJ7Y, Bosch WS5F или NGK BPMR7A. У всех одинаковая резьба 14 × 1,25 мм, очень короткий вылет 9,5 мм, шестигранник 19 мм, и по калильному числу они примерно эквивалентны друг другу. Требований по зазору свечи нет — можно использовать любой зазор, который лучше всего работает.

Все классы Rotax. Доступны только две свечи: NGK GR8DI или NGK GR9DI. Обе имеют резьбу 14 × 1,25 мм, вылет 19 мм, шестигранник 21 мм и встроенный резистор на 5 кОм. Обе, по терминологии NGK, относятся к среднему калильному диапазону, при этом «8» работает с более тёплым носиком, чем «9». На данный момент действуют следующие максимально допустимые зазоры, при рекомендованном производителем зазоре 0,9 мм для обоих калильных чисел:

• Micro Max, Mini Max — 1,2 мм
• Jnr Max, Snr Max, DD2 — 1,0 мм

Kid Rok и OKJ. Доступны только две свечи: NGK B9EG или NGK B10EG. Обе имеют резьбу 14 × 1,25 мм, вылет 19 мм, шестигранник 21 мм, и у обеих установлен центральный электрод из тонкой никелевой проволоки. Обе, по терминологии NGK, относятся к среднему калильному диапазону, при этом «9» работает с более тёплым носиком, чем «10». Требований по зазору свечи нет — можно использовать любой зазор, который лучше всего работает. Для ориентира: рекомендованный производителем зазор для обеих свечей — 0,6 мм.

Mini Rok. Разрешена только одна свеча — NGK B10EG. Остальные параметры — как указано выше.

KZ2. Единственное требование к свече — она должна быть серийной (mass-produced) и строго оригинальной; никаких других ограничений по модели или зазору нет.

Допустимые свечи и зазоры по классам — сводка из статьи-источника

Сверяйте актуальные допуски по зазору и модели свечей с действующим регламентом РАФ для соответствующей серии — international/производственные допуски могут отличаться от локальных требований.

Доработка свечного колодца и головки: что говорит регламент

Глядя на схему, может возникнуть соблазн увеличить вылет свечи, проточив поверхность прилегания сразу над прокладкой.

Эффект будет таким же, как при увеличении степени сжатия: резьбовая часть свечи оказывается ниже, глубже в камере сгорания, а объём камеры в ВМТ уменьшается. Второй подход — истончить медную прокладку свечи, что даёт похожий, но менее выраженный эффект.

Аналогично, проточка поверхности гнезда, где свеча и прокладка прилегают к головке цилиндра, может дать похожий результат.

Предупреждение: в CIK об этом уже подумали, и их регламент (который применяется, если по этому вопросу ничего отдельно не сказано в регламенте РАФ) требует, чтобы размер «A» на схеме составлял не менее 18,5 мм при вылете свечи 19 мм. Более того, у технических инспекторов есть специальные калибры, чтобы проверить, не дорабатывалась ли головка цилиндра. Даже не думай идти по этому пути — это прямая дорога к серьёзным проблемам.