БМВ е46: замена свечей

Замена свечей зажигания и накаливания на двигателях БМВ Е46 — работа, которую большинство автовладельцев доверяют делать лишь профессионалам. Однако процесс замены гораздо проще, чем может показаться. Ниже мы рассмотрим конструкцию и разновидности свечей, дадим пошаговую инструкцию их замены и постараемся предугадать возможные поломки и неисправности.

Как устроены свечи накаливания?

СН являются основным элементом предпусковой системы подогрева дизельного двигателя. Это важная деталь дизельных моторов, так как в отличие от бензиновых ДВЗ в них воспламенение воздушно-топливной смеси происходит произвольно при разогреве до необходимой температуры.

В холодных температурных условиях запуск таких двигателей затруднен. Для их прогрева в системе устанавливают калильные элементы. При повороте ключа оболочка свечи нагревается до 800 — 900 градусов по Цельсию за 2-5 секунд. Этого недостаточно, чтобы разогреть всю систему, но хватает для прогрева камеры сгорания и впрыскиваемого топлива. После завода двигателя на свечу еще некоторое время подается напряжение, после чего она «гаснет».

СН представляет собой электронагреватель, схожий по принципу работы с погружным кипятильником. По конструкции они разделены на две категории, каждая из которых, в свою очередь, имеет несколько типов.

Стержневая СН

Большинство стержневых свечей накала состоят из следующих компонентов:

• Металлический корпус;
• Стержень с нагревательной и контрольной нитями;
• Соединительный стержень.

Рабочий ток подается от аккумуляторной батареи. Нагревательная и контрольная нити защищены легкосплавной металлической крышкой. Продолжительность накаливания регулируется отдельным блоком управления.

В основе конструкций современных стержневых СН лежит сочетание нагревательной спирали и спирали с контрольной нитью, которые вместе образуют резистивный элемент. Первая регулирует площадь нагрева с помощью оболочки накаливания. По мере увеличения температуры увеличивается сопротивление контрольной нити. Это делается для того, чтобы снизить силу тока и температуру.

Обе спирали имеют положительные, хоть и различающиеся температурные коэффициенты сопротивления. Спираль с контрольной нитью обладает более высоким сопротивлением, в сравнении с нагревательной.

Температура и время нагрева СН зависит от калибра, диаметра и длины проволоки, использованной в спиралях. Это вызвано необходимостью соответствия требованиям различных типов двигателя. Для защиты от воздействия высоких температур и вибрации спираль покрыта плотным слоем не пропускающего электрический ток, но проводящего тепло керамического порошка — оксид магния.

Существует четыре основных типа свечей накаливания:

• Стандартная.
  Оснащена нагревательной спиралью, сопротивление которой не изменяется с повышением температуры. Благодаря этому потребляемая мощность поддерживается на постоянном уровне;
• Для быстрого пуска.
  Нагревательная спираль в этих свечах имеет зависящее от температуры сопротивление. В процессе пуска оно остается низким, в результате чего через спираль идет ток большой силы. Повышение температуры происходит быстрее, чем в стандартных СН, что способствует уменьшению времени прогрева двигателя. По мере увеличения температуры увеличивается сопротивление и уменьшается сила тока.
• QGS (Quick Glow System — Система Быстрого Накаливания).
  Обладают технологией ускоренного нагрева. Это требует наличия особого блока управления QGS. Существует два различных не взаимозаменяемых вида свечей для быстрого пуска: с одноэлементной нагревательной спиралью и с двойной. Одноэлементная имеет низкое сопротивление, соответствующее крайне высоким токам. QGS второго типа имеют одну нагревательную и одну спираль с контрольной нитью. В этом случае по мере увеличения температуры сопротивление увеличивается, в результате чего достигается уровень регулировки температуры. Эти свечи накаливания имеют очень короткий период нагрева, что способствует увеличению параметров холодного пуска;
• SRM (Self Regulating Metal — Саморегулирующийся металл).
  Имеет одну нагревательную спираль и одну с контрольной нитью. Первая нагревается очень быстро, а ее сопротивление увеличивается по мере увеличения температуры. Вторая также быстро нагревается, автоматически достигая требуемой температуры. Подобная система нагрева практически не требует внешнего управления и обеспечивает великолепные показатели предпускового и послепускового накаливания.

Керамическая СН

Керамические свечи обладают специальной нагревательной спиралью с очень высокой точкой плавления. В качестве покрытия используется качественно новый вид керамики под названием нитрид кремния. Он имеет очень высокую теплопроводность, что значительно сокращает время накаливания.

КСМ имеют и другие преимущества. Этот материал гораздо более термостоек и способен выдерживать быстрый нагрев в течение долгого времени, результатом чего является более долгий срок службы по сравнению со стержневыми свечами накаливания.

Существует два различных типа КСМ:

• Для быстрого пуска.
  Подъем температуры происходит гораздо быстрее, чем в стержневых СН. Напряжение постоянно контролируется отдельным блоком управления или реле накаливания;
• SRC (Self-Regulating Ceramic — Саморегулирующаяся керамика).
  В сравнении со стержневыми свечами накаливания SRC также оснащены и нагревательной, и спиралью с контрольной нитью для регулировки напряжения. В данном случае, по мере увеличения температуры сила тока уменьшается. СН этого типа не требуют внешней цепи управления, являясь саморегулирующимися.

Как устроены свечи зажигания?

В отличие от дизельных двигателей внутреннего сгорания, в бензиновых ДВЗ воспламенение воздушно-топливной смеси происходит путем создания искры свечой зажигания. Искра в 20 тысяч вольт вырабатывается катушкой зажигания, присоединенной к СЗ. Катушка преобразует выходное напряжение аккумулятора 12 вольт в напряжение, достаточное для создания искры.

Конструкционно СЗ практически не отличаются друг от друга. Контактная гайка расположена в верхней, «наружной» части свечи и непосредственно подключается к катушке зажигания. От неё через всю конструкцию проходит центральный электрод, который может быть выполнен из разных материалов. В стандартных элементах зажигания его делают из сплава железа и никеля. Боковой электрод приварен контактной сваркой к металлической оправе свечи таким образом, чтобы между его концом и концом центрального электрода оставался зазор в 0,8 мм (стандартный зазор; может разнится зависимо от типа СЗ и материала центрального электрода). Металлическая оправа обладает резьбой для закручивания свечи. Сердечник заключен в изолятор из алюминиево-оксидной керамики, выдерживающий температуры в 450 — 1 000 градусов и напряжение до 60 тысяч вольт. Ребра изолятора удлиняют путь поверхностных токов затрудняя его электрический пробой.

Существует множество разновидностей свечей зажигания. Различаются они между собой размерами, некоторыми конструкционными особенностями, материалами центрального электрода и назначением.

Интересующие нас СЖ условно делятся на три группы:

• Стандартные СЖ.
  Имеют центральный электрод из железо-никелевого сплава и одного бокового электрода. Простые и недорогие свечи, срок службы которых ограничен 2 годами использования или 20 — 30 тысячами км пробега;
• Многоэлектродные СЖ.
  Условная категория зажигательных элементов, в конструкции которых предусмотрены от двух до четырех боковых электродов. В процессе работы они изнашиваются по очереди, поэтому срок жизни таких свечей несколько выше, чем стандартных. Однако, такое расположение электродов затрудняет возгорание смеси;
  
• Платиновые, иридиевые СЖ.
  Качественные и дорогие СЖ, центральный электрод которых выполнен с использованием одного из этих металлов, по причине их высокой устойчивости к нагрузкам. Это позволило уменьшить диаметр электрода до 0,6 — 0,7 мм, таким образом снизив напряжение зажигания и влияние эрозионных процессов. Срок эксплуатации увеличен до 5 — 7 лет и 100 тысяч км пробега.

Помимо прочего, немаловажной характеристикой СЗ является ее калильное число. Оно отражает реакцию детали на постоянно изменяющуюся температуру цилиндров.

Около 75% от всего производимого тепла проходит через резьбу и уплотнительное кольцо в головке блока цилиндров. «Холодные свечи» больше подходят для высокомощных гоночных автомобилей, в то время как «горячие» — для двигателей с низкой теплопроизводительностью.

При температуре ниже 450 градусов Цельсия СЖ не способна выжечь углеродистые отложения, вызывающие загрязнения внутренней части изолятора. Оптимальная температура составляет 450 — 850 градусов Цельсия. При температуре выше 1 000 градусов, где лежит запас прочности, СЖ может отказать, что приведет к серьезному повреждению двигателя. Шкала калильных чисел может различаться в зависимости от производителя.

Замена свечей на БМВ е46 и их подбор осуществляется с учетом модели и типа двигателя. Особых отличий в процедуре замены на разных моделях двигателя нет.

Процесс замены свечей

В е46 замена свечей накала и зажигания проводится при заглушенном и полностью остывшем моторе. Делается это в целях защиты рук от ожогов, а также во избежания повреждений деталей. В целях безопасности в обязательном порядке от аккумулятора отсоединяется минусовая клемма.

Ниже приведены пошаговые инструкции замены свечей накаливания и зажигания.

Замена свечей накаливания своими руками

Для осуществления замены вам понадобятся:

• динамометрический ключ со сменными головками;
• комплект шестигранников;
• тряпочка или щеточка с тонким металлическим ворсом;
• новые СН.

Также вам могут пригодиться:

• растворитель WD-40 для откручивания прикипевших элементов;
• смазка для свечей, предохраняющая от прикипания.

Весь процесс разделен на несколько шагов и занимает около 30 — 60 минут:

1. Чтобы добраться до свечей накала, в первую очередь необходимо демонтировать салонный фильтр. Держится он на крепежных болтах, которые откручиваются шестигранником.
2. Вместе с тем демонтируется и полка фильтра.
3. После того, как будет освобожден доступ к двигателю, снимается его декоративная крышка.
4. Следующим шагом будем демонтаж впускного коллектора. Для этого его необходимо полностью отключить от системы: отсоединить щуп, датчики, вакуумные шланги, дроссель, клапан, трубку EGR. Коллектор крепится на крепежных болтах на 10 мм и гайках на 11 мм. Их требуется открутить.
5. После снятия коллектора мы получим прямой доступ к СН. Перед их изъятием снимаем колпачки кабелей. Крепятся они на защелках. Зажимаем колпачок по бокам и стаскиваем его.
6. Перед выкручиванием свечей обработайте места их состыковки растворителем WD-40 или аналогичным, чтобы ослабить сопротивление. Оставьте на 10-15 минут.
7. При помощи динамометрического ключа аккуратно выкрутите и изымите элементы из их гнезд, избегая поломки (обломок свечи может застрять или провалиться в коробку, и тогда придется обращаться в сервисный центр за помощью).
8. Прочистите гнезда элементов тряпкой от мусора, избегая попадания грязи в двигатель.
9. Закрутите новые СН, предварительно смазав их резьбу специальной смазкой. Затяните динамометрическим ключом с моментом, соответствующим свече (указан на упаковке).
10. Смонтируйте все системы в обратном порядке.

Замена свечей зажигания своими руками

Необходимые инструменты:

• комплект новых СЖ;
• динамометрический ключ со сменными головками;
• комплект шестигранников;
• свечной ключ на 16 мм.

Процедура в данном случае выглядит следующим образом (первые три шага аналогичны шагам при замене калильных свечей):

1. Демонтировать салонный фильтр.
2. Демонтируется полка фильтра.
3. Снимается декоративная крышка двигателя.
4. Снимаем кабеля с катушек зажигания. Держатся они на защелках, которые необходимо отстегнуть.
5. Изымаем катушки зажигания из колодцев.
6. При помощи динамометрического ключа ослабляем крепления свечей.
7. Откручиваем и изымаем СЖ свечным ключом.
8. Закрепляем новую свечу зажигания в головке ключа и погружаем ее в колодец. Слегка наживляем, не затягивая слишком туго. Повторяем со всеми деталями.
9. Затягиваем СЖ динамометрическим ключом с указанным моментом. Момент силы, как правило, написан на упаковке свечи.
10. Устанавливаем катушки зажигания на свои места.
11. Подсоединяем кабеля к катушкам.
12. Монтируем декоративную крышку двигателя.
13. Устанавливаем назад салонный фильтр.

Возможные поломки и их причины

В процессе работы двигатель автомобиля может разогреться до нескольких тысяч градусов. Этой температуры более, чем достаточно, чтобы вызвать непоправимые повреждения. Благо, двигатели внутреннего сгорания оборудованы системой охлаждения. Несмотря на это, калильные и зажигательные свечи испытывают огромные нагрузки.

Свечи накаливания могут выйти из строя в результате проблем с подачей топлива. Оболочка СН может повредиться, если форсунка вместо распыления топлива направляет струю непосредственно на нее.

Частой проблемой является частичное повреждение или прямой перелом СН при монтаже или демонтаже. Во втором случае это может быть вызвано прикипанием свечи или загрязнением резьбы. Во избежания этого резьба обрабатывается смазкой при установке свечи и растворителем WD-40 или аналогичным при ее снятии.

Также свеча накаливания выходит из строя при истощении ресурса ее нагревательной спирали. Это происходит в случае долговременной эксплуатации СН без замены.

Проверить состояние свечи зажигания можно при помощи тестера. Сопротивление спирали в холодном состоянии должно быть между 0,6 — 4,0 Ом. При повреждении спирали сопротивление стремится к бесконечности, такую деталь стоит заменить на новую.

Выход из строя свечи зажигания можно диагностировать по «троению» и жесткой работе двигателя, проблемах при заводе, снижению тяги и увеличению топливного расхода.

Произойти поломка СЖ может в результате износа свечи или ее повреждения. При перегреве и детонации двигателя разрушается оболочка и повреждаются контакты электродов. Также контакты электродов могут перестать функционировать в результате образования на них налета и произвольного изменения зазора между электродами.

Исправить последние два пункта можно. Для этого достаточно выкрутить свечу и аккуратно, не оставляя царапин и повреждений, очистить контакты и изолятор от налета тонкой металлической щеточкой. Зазор между контактами можно подправить, отогнув боковой электрод на необходимое расстояние вручную.