www.info-myauto.ru

многоэлектродные и платиновые свечи зажигания

На данный момент в мире существует огромное разнообразие свечей зажигания. Они различаются размерами, калильным числом, материалами, из которых они сделаны, принципом действия и конечно же ценой. Кричащий решил углубиться в эту область и тем самым помочь автомобилистам понять как выбрать свечи, подходящие их стальным братьям.

Критерии выбора свечей

Два главных критерия, по которым следует выбирать свечи — это размер (геометрический) и калильное число.

Кликните, чтоб увеличить

Размер свечи. Тут, надеюсь, все понятно: слишком маленький размер свечи грозит тем, что она попросту не вкрутится в гнездо в двигателе, следовательно её электроды будут на слишком большом расстояни от камеры сгорания. Обратная ситуация — если длина свечи будет больше рекомендованной, то электроды будут «торчать» из гнезда слишком сильно, что может повлечь за собой удар поршня об них. Ничего хорошего в обоих случаях, как вы понимаете, ждать не придется.

Калильное число. Оно показывает температурные режимы работы свечи. Чем выше калильное число, тем свеча «холоднее», а значит она способна работать в более агрессивных, высокотемпературных условиях. Низкое калильное число означает, что «горячая» свеча будет быстро перегреваться, что пагубно влияет на её срок службы.

Вот мы и пришли к простому умозаключению: чтоб верно выбрать свечи, нужно найти в инструкции к вашему автомобилю (читай — руководство по эксплуатации) список взаимозаменяемых аналогов. Точно зная размеры свечи, можно попробовать поэкспериментировать с калильном числом, однако Кричащий не рекомендует этого делать, если вы не будете знать точный режим работы вашего двигателя. Например, вы можете купить свечи с более высоким калильным числом, если уверены, что двигатель вашего автомобиля будет постоянно работать в форсированном режиме с высокой нагрузкой (при большом количество оборотов). Кстати, для таких режимов, следует знать какое моторное масло и какая охлаждающая жидкость лучше всего подходят.
C двумя основными параметрами свечей мы разобрались, однако есть еще и третий — конструкция свечи зажигания

Разновидность конструкций свечей

Обычные свечи зажигания. Уверен, нет того автолюбителя, кто не видел классическую свечу зажигания. Сверху у неё белый керамический корпус, а снизу – металлический «стакан» с наточенной резьбой. Центральный и боковой электроды имеют диаметр около 2.5 мм, они и производят искру. Конструкция проста и гениальна, за десятки лет менялись лишь диаметры электродов и длина свечи.

Такая свеча стоит недорого, в некоторых случаях влияет на улучшение работы двигателя — например, снижения расхода или прирост мощности. Но и прослужит такая свеча сравнительно недолго, а максимальные возможности двигателя вряд ли будут раскрыты.

Безо всякой рекламы приведем пару представителей обычных свечей: Bosch WR7DC, Beru Ultra 14R-7DO, Champion RN9 YCC, NGK BRP6E, Denso W20EPR-U. Интересно, что производители сумели улучшить показатели даже этих простейших свечей.

Многоэлектродные свечи

Опять же безо всякой рекламы приведем пару примеров многоэлектродных свечей — Ultra-X, Brisk DR15TC1, NGK BUR6ET, Bosch W7DTC. Свечи с несколькими электродами не сильно дороже свечей с одним электродом. Однако срок службы первых намного больше, так же они гарантируют, пусть и небольшое, но увеличение мощности мотора и лучшую стабильность его работы.

Поспешу вас переубедить, если из прочитанного выше вы сделали вывод, что лучшие свечи — это те, которые имеют несколько электродов. Самые дорогие и лучшие по своим эксплуатационным характеристикам — это свечи с тонкими электродами, сделанными из дорогих и редких металлов. Чаще используют платину или иридиум, что делает такие свечи в несколько раз дороже обычных.

Платиновые свечи и иридиумные

Испытания показали, что электроды, имеющие более тонкую толщину, обеспечивают увеличенную мощностью искры, а следовательно мощность мотора также несколько увеличивается. Такая искра образовывается на острых краях электрода, обладая более высокой температурой. Однако тут же появляется проблема — не каждый металл может выдержать такие температурные нагрузки. Иридиум и платина как нельзя лучше подошли сюда — они обладают лучшими характеристиками, противостоящими разрушению. В «сильной» искре, помимо прироста мощности двигателя, есть также еще один плюс — искра создается не в торце электрода, а на его боковине. Следует отметить, что мощность искры достаточна, чтобы срывать весь нагар и грязь с электрода, что создает процесс самоочистки.

Из примеров таких свечей можем отметить Denso Iridium Power, в котором используется тонкий центральный электрод, диаметр которого всего 0,4 мм. У компании Bosch существуют свечи серии Platin, но они используют немного другой принцип: в этих свечах центральный электрод почти целиком спрятан в керамическое основание. Соответственно тепловое воздействие на него становится минимальным, что существенно уменьшает его износ.
Beru Ultra-X Platin используют тот же принцип, что и Bosch Platin, однако они также имеют еще и 4 боковых электрода.

Так какие свечи зажигания выбрать? Все зависит от вашего автомобиля и от того, как вы его эксплуатируете. Незачем тратить огромные суммы денег на свечи, если двигатель вашего автомобиля не превышает объем в 2-2.5 литра, и вы ездите на нем умеренно, не участвуя в гонках. Разумеется, для любителей «погонять» по гоночному треку мы посоветуем выбирать из премиум-класса свечей зажигания. Здесь производители применяют и смешивают разные технологии, что только положительно влияет на их эксплуатационных характеристиках. Однако за дорогостоящие металлы и «умные» технологии придется платить, и платить немало.

Напоследок предлагаем посмотреть очень интересное видео от канала Discovery из серии «Как это сделано?», на котором вы можете увидеть полный процесс изготовления свечей зажигания:

Если вы нашли эту статью полезной, то можете почитать другие статьи из рубрики Эксплуатация и ремонт, а также подпишитесь на обновления по , чтоб не пропустить ничего важного.

autocries.ru

чем они отличаются, какие выбрать

Свечи являются одной из самых важных вещей в машине – без них невозможно запустить двигатель, а, следовательно, начать движение. Им приходится работать в тяжелых условиях – при температуре до 1000 градусов по Цельсию, при напряжении в 40 000 Вольт и давлении на уровне 100 бар! Ниже рассмотрим виды свечей зажигания и их особенности.

Какие и для какого двигателя

При выборе следует особое внимание обращать виды свечей зажигания. Для бензиновых двигателей выбирают зажигания, а для дизельных двигателей — накаливания.

Различают три типа электродов:

1.  стандартные,
2.  иридиевые,
3.  платиновые.

Стандартные разновидности свечей зажигания имеют вдвое меньшую прочность, чем иридиевые. Лучшими, но и одновременно самыми дорогими, в настоящее время доступными на рынке являются свечи, изготовленные из платины. По словам производителей, срок их службы определяется пробегом 100 000 километров. Следует также помнить, что от количества и формы электродов зависит их долговечность и характеристика работы двигателя. Поэтому, выбирая свечи для бензинового автомобиля, следует убедиться в том, какие требования имеет двигатель (одноэлектродная или многоэлектродная), а затем проверить, соответствует ли она критериям из каталога данного продукта или проконсультироваться с механиком.

Основные параметры

К основным параметрам, можно отнести:

•  Тепловое значение, которое определяет способность свечи к отводу тепла.
•  Диаметр резьбы, который чаще всего составляет: 18, 14, 12 или 10 мм. Стоит отметить, что в современных двигателях четкая тенденция к уменьшению диаметра резьбы, что связано с экономией места в цилиндре (потому что по сравнению со старыми конструкциями необходимо оставить место для дополнительных клапанов и топливной форсунки).
•  Длина резьбы стандартной свечи зажигания 19 или 26,5мм. Современные виды имеют резьбу намного длиннее. Это связано с тем, что современные головки из сплавов алюминия менее надежны, чем те, которые выполняются из чугуна. Большая толщина стенок отверстия головки снижает риск срыва резьбы.
•  Размер ключа связан в определенной степени с диаметром резьбы – очень часто, чем больше диаметр резьбы, тем больше размер ключа. Наиболее часто применяются размеры: 20.7, 16 и 14. Иногда, помимо типичного шестигранного корпуса, можно встретить и другие формы резьбы.
•  Количество боковых электродов: 1, 2, 3 или 4 – стоит отметить, что не обязательно большее количество электродов определяет лучшую свечу, то есть, оптимально подходящую для данного типа двигателя.
  Материал покрытия электрода – это чаще всего хороший проводник, например, медь, никель, платина, иридий.
•  Расстояние между электродами – слишком большое не может обеспечить искру (так называемые „пропуски зажигания”), слишком маленькое может затруднить запуск теплого двигателя и ограничивает энергию искры. В зависимости от типа и применения, интервал должен составлять от 0,3 до 1,3 мм.
•  Значения моментов затяжки в зависимости от диаметра резьбы составляет от 10 до 30 Нм. В случае ввинчивания свечей, используемых крутящий момент, затягивание должно быть слабее, потому что металлическая прокладка корпуса уже не является такой эластичной.

Другие параметры включают, например, использование экранированного резистора, резьбы нестандартной длины, назначения для нестандартных двигателей.

Тепловое значение

Это один из немногих „невидимых”, но очень важных параметров, определяющих, какие бывают свечи зажигания и, в какой степени, они отводят тепло от двигателя. Когда свечка хорошо отводит тепло, следовательно, она меньше нагревается, называется „холодной”. Если она отводит тепло в небольшой степени (сохраняя его) и больше нагревается – в этом случае говорится, что она „горячая”.

Коэффициент ценности тепла обозначается в виде цифрового кода. К сожалению, каждый производитель используют свои различные обозначения. Например, по данным компании NGK, чем выше значение коэффициента ценности тепла, тем свеча более „холодная”.

В свою очередь, производитель Bosch имеет обратную нумерацию, в которой, высокое числовое значение соответствует „горячей”, а низкое „холодной”.

Правильное тепловое значение

Правильно подобранное тепловое значение позволяет работать электродам при оптимальной температуре, которую можно определить на уровне 450 – 850о С. Тогда возникает явление самоочистки электродов.

1.  Когда свечка слишком „холодная” — это явление не возникает и электрод покрывается нагаром, который затрудняет или даже делает невозможным появление искры.
2.  Когда свечка слишком „горячая” — высокая температура может привести к возникновению детонационного сгорания и плавлению электродов.

Непосредственное влияние на эффективность отвода тепла имеет длина нижней части изолятора, называемого конусом. Чем она длиннее, тем свеча больше нагревается.

Главной задачей свечей зажигания является инициирование воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания двигателя. От ее бесперебойной работы зависит запуск двигателя, его равномерное действие, производительность, диапазон оборотов и расход топлива.

Чаще всего на каждый цилиндр приходится одна свеча. Встретить можно, однако, и другие технические решения. Например, в двигателях Alfa Romeo Twin Spark используются два экземпляра на цилиндр.

Стандартные свечки зажигания подлежат замене каждые 20000 — 30000 км. Платиновые и иридиевые аналоги меняют даже после 100000 — 120000 км пробега. При замене необходимо придерживаться рекомендаций производителя в отношении стоимости и видов свечей, используемых в автомобиле.

Как устроена свеча зажигания

Принцип действия не изменился с момента изобретения, но, тем не менее, производители все время пытаются превзойти друг друга, используя новые технологии и материалы для производства. Каждая, имеет похожее строение. Чем отличаются свечи зажигания показано на следующем рисунке.

Типы массовых электродов:

а – стандартный, с выпуклым конусом изолятора,
b – стандартный ведущий,
c – одна сторона,
d – два боковых электрода,
e – два боковых электроды в закругленной форме,
f – три боковых электрода,
g – четыре боковые электрода,
h – платиновый центральный электрод,
i – платиновый наконечник,
j – платиновые концы обоих электродов,
к – платиновые наконечники двух боковых и центрального электрода,
l – платиновый центральный электрод.

Чем отличаются: стандартная, иридиевая и платиновая свеча

Стандартные – оснащены электродом из сплава никеля. Обеспечивают эффективную работу привода и низкий расход топлива. Сплав ионной никелевой аккумуляторной свечи характеризуется высокой жизнеспособностью, а стандартно используемая в таких вариантах медная сердцевина электрода хорошо отводит тепло, а также предотвращает свечу от тепловой перегрузки. К тому же — это самая дешевая из возможных вариантов разновидность.

Иридиевые – это вид, в котором сейчас применяются высококачественные технические решения. Такие свечи имеют наконечник центрального электрода из сплава иридий. Применение этого металла связано с его особенностями, ибо иридий один из самых твердых металлов и характеризуется высокой устойчивостью к коррозии. Применение иридия несет и другие преимущества. Благородный металл позволяет выполнять более тонкий стержень электрода – даже 0,4 мм. Это, в свою очередь влияет на уменьшение напряжения зажигания и, кроме того, улучшает распространение фронта пламени зажигания в камере сгорания. Из-за применения новейших технологий этот вид стоит дороже. Однако цену компенсирует в два раза больший срок службы.

Платиновые – характеризуются очень длительным периодом эксплуатации. Применяемые в центральном электроде платиновые пластины обеспечивают постоянную мощность даже в самых сложных условиях.

Такой электрод более тонкий, чем стандартный. Цена платиновых свечей выше, чем у стандартных аналогов. Платиновые элементы идеально подходят для автомобилей, работающих на газе. В этом случае срок их службы даже в четыре раза выше, чему обычных.

Как выбрать подходящие свечи

Подбор правильного типа свечи зажигания — это очень важный момент. Ибо универсальных вариантов не бывает. Для каждой модели автомобиля присваиваются специальные виды. Именно такие должны устанавливаться в автомобиле. Наиболее точными источниками информации о том, какие продукты надо применять, служат инструкции по эксплуатации автомобилей, а также каталоги производителей.

Отдельные компании имеют различные способы обозначения своих продуктов, поэтому перед покупкой лучше проконсультироваться с продавцом. В точках продаж продавцы с удовольствием посоветуют, какие типы можно применять для данной модели автомобиля и помогут сделать правильный выбор вида и производителя. В ассортименте представлены свечи в разных ценовых категориях, практически, всех производителей: Beru, Bosch, Denso, NGK.

Свечи зажигания могут отличаться друг от друга размером – формой резьбы, корпусом, стандартом исполнения, значением тепла и типом используемых электродов. Следует также обратить внимание на то, каким топливом питается ваш двигатель. Это может быть бензин, газ или дизельное топливо. Все эти параметры определяют правильный выбор.

В случае старых автомобилей, работающих на бензине, можно позволить себе выбрать самое дешевое решение — стандартные свечи. Также подойдут более дорогие и прочные иридиевые и платиновые варианты, которые используются в большинстве автомобилей после 2000 года выпуска. Если Ваш автомобиль питается газом, отличным выбором станет покупка типа, приспособленного к этому виду топлива.

Что подходит для дизельного двигателя

Отличия свечей зажигания имеют дизельные двигатели – для них используются свечи накаливания. Они служат только для запуска привода в начальной стадии работы до момента предварительного нагрева двигателя. Время нагрева свечей накаливания бывает разным и составляет от 3 до 30 секунд. Большинство используемых в современных дизелях, после 3 до 5 секунд разогревается до температуры 900 градусов по Цельсию. Трудно определить пробег, после которого необходимо произвести их замену.

В старых автомобилях, о повреждении и необходимости замены, дадут о себе знать проблемы с запуском даже при положительных температурах. В новых конструкциях водителю облегчает задачу вездесущая электроника, которая сообщает о неисправности свечей. Механики рекомендуют производить замену свечей не реже, чем каждые 100 тысяч км, хотя, как показывает практика, во многих случаях они работают гораздо дольше.

Если свеча накаливания долгое время повреждена, на ней накапливается нагар и в результате могут возникнуть проблемы с извлечением свечи. Для этого может понадобиться демонтаж всей головки.

Советы специалистов

•  Подбирая свечи, не руководствуйтесь только ценой, но и типом. Иридиевые или платиновые виды имеют в несколько раз больший срок службы, чем у стандартных свечей и большую долговечность.
•  Старайтесь не покупать свечей, которые не являются дизайнерскими. Это слишком важная деталь для двигателя авто, чтобы на ней экономить.
•  Не подбирайте их самостоятельно. Лучше всего в этом вопросе обратиться к специалисту, который подберет специальную свечу для вашего автомобиля.
•  Лучше не меняйте свечи самостоятельно. Хотя действие и кажется простым, следует иметь в виду, что корпус закручивается с достаточной силой (моментом).
•  Никогда не устанавливайте в автомобиле использованные свечи, не меняйте их по отдельности. Когда необходима замена, меняйте сразу весь комплект

Правильный подбор свечей зажигания очень важен и положительно влияет на увеличение срока службы всей системы зажигания. Это происходит за счет снижения уровня высокого напряжения, генерируемого в системе зажигания до расхода топливной смеси. До наступления холодного времени года пользователи автомобилей с бензиновыми и газовыми двигателями следует позаботиться об исправности системы зажигания.

Даже минимальные повреждения могут не давать никаких симптомов летом, но способны вызвать проблемы с осенью и зимой.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

tolkavto.ru

Многоконтактные свечи зажигания » Автопортал avtodream.org

Все новости / Автомир – Один из подвидов свечей зажигания это многоконтактные. Ходят много мифов про них, одни из них плохие, а другие хорошие. Думаю стоит разобраться какие плюсы, а какие минусы у них. Основное можно сказать это только то что по своей сути они ничем не отличаются от своих братьев. Стоит забежать вперед что у них ресурс в несколько раз выше чем у обычных. А достигается это тем что в свече несколько электродов между которыми образуется электрическая дуга. После установки свечей электрическая дуга проходит по наиболее короткому пути, то есть между теми у которых расстояние наиболее меньшее. Но спустя определенный пробег когда эти 2 электрода между собой изнашиваются дуга переходит на другой и так до тех пор пока расстояние между электродов не достигнет такого расстояния что дуга не сможет проходить. Вот уже тогда свеча приходит в негодность. Это видно по картинке она становится треугольная. Получается в зависимости от количества электродов и зависит ресурс свечи. Например если в свече используется 2 дополнительных электрода то в 2 раза. Если их 3, то в 3 раза. И так далее. Читайте также: Феномен калильного зажигания и как он убивает моторы Подводя итог можно сказать что это единственный плюс. А минусов у нее столько же сколько и у обычной, но есть еще один они практически не поддаются регулировке зазоров между электродов. Это вызвано тем что с завода установлены зазоры.скачать dle 11.3

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

avtodream.org

Свеча зажигания: далеко не просто…

Генри Форд был умным, но очень свое­образным дядькой: современники иногда даже считали его «самодуром с придурью». Рассказывают, однажды он заявил, что ему на заводе не нужны инженеры, которые не могут за час разобрать и собрать двигатель автомобиля. И быстро поувольнял всех, кто не смог.

Самодуром-то он, конечно, был. Но вот его требования к специалистам глупыми уж никак не назовешь. Поскольку результат они давали выдающийся.

Сегодня у нас в авторемонтном бизнесе сложилась ситуация, когда работникам СТО не хватает квалификации – и часто они просто не знают основ своей профессии. Иногда отсутствует даже минимальная техническая грамотность. И потому журнал регулярно публикует статьи, подробно и доходчиво рассказывающие об автокомпонентах – особенностях их эксплуатации, вариантах конструкции, правилах подбора и других «тонкостях», которые специа­листу знать просто необходимо.

Сегодня поговорим о свечах зажигания – компоненте внешне простом, но на самом деле очень сложном, в создании которого используются последние достижения в различных областях науки и уникальные технические решения.

Мало кто знает, что изобретение свечи зажигания (которая и была-то придумана как необходимое дополнение к высоковольтному магнето) не вызвало большого интереса у инженеров-автомобилистов.

Когда Роберт Бош продемонстрировал свою новинку на стенде Парижского автосалона в ноябре 1902 года, то вместо привычной большой и насыщенной искры, возникающей при размыкании цепи (именно так работали модели старых, низковольтных конструкций магнето), для зажигания топлива предлагалась «жиденькая» бледная искра.

Но именно свеча зажигания пережила саму систему, для которой и была придумана, – и сегодня является одним из основных компонентов системы зажигания в бензиновых двигателях.

Что же это такое – свеча?

Парадокс: если смотреть на цифры, то свеча зажигания в современном моторе работать (по крайней мере, долго) не может.

Судите сами: температура в камере сгорания в различные моменты рабочего цикла изменяется от 70 до 2000 и даже 2700°C. (Температура плавления стали – 1500°C.) Давление при сгорании топливовоздушной смеси достигает 50–60 бар. (Дульное давление в стволе гладкоствольного ружья, разгоняющее заряд дроби до 762 м/с.) При этом усилие, стремящееся «выдавить» свечу из свечного отверстия, доходит до 300 кГ (эквивалентно удару кувалды). Причем все эти воздействия – циклические, они изменяются с частотой до 50 раз в секунду.

С такой же периодичностью на свечу поступает высокое (до 40 000 В) напряжение. То есть электроды подвергаются искровой эрозии. А раскаленные продукты сгорания, содержащие фосфор, серу, свинец, оказывают сильное коррозионное воздействие на материалы электродов и изолятора.

Но при всех этих «адских» условиях свеча стабильно и долго выполняет свою основную функцию – транспортирует электрическую энергию внутрь камеры сгорания и преобразует ее в энергию искрового разряда, формирующего ядро пламени.

Чтобы добиться стабильности в работе свечи, инженерам приходится постоянно искать технические решения, чтобы «соединить несовместимое» – металлический корпус и керамический изолятор, биметаллический центральный электрод, керамический резистор и вновь металлический сердечник.

А ведь материалы, из которых изготовлены эти детали, в несколько раз отличаются по способности к температурному расширению и не поддаются неразъемному соединению традиционными способами.

Стоит добавить, что детали в свече соединены не «просто так», а чтобы центральный токовод обладал высокой электропроводностью, и места контакта центрального электрода с изолятором и изолятора с корпусом были герметичны и имели низкое тепловое сопротивление.

Сюда стоит добавить также изготовление ажурного алюмооксидного изолятора сложной формы, «обертывание» миниатюрного медного керна центрального (а в некоторых конструкциях и бокового) электрода в тонкую оболочку из никелевого сплава, приварку лазером к торцу электрода кусочка платиновой или иридиевой «иглы» диаметром в полмиллиметра.

И все эти технологические «чудеса» (способные вызвать ночные кошмары у любого ювелира) происходят в крупносерийном производстве – ведущие компании изготавливают свечи миллионами.

Термоэластичность

Этот термин обозначает широкий тепловой диапазон свечи. Что это такое? Разберемся подробнее…

Современные автомобильные двигатели с каждым годом становятся все мощнее, но при этом все меньше по размерам. А добиться этого возможно только одним путем: повышением давления в цилиндрах, а значит, и увеличением количества тепла, выделяемого при сгорании топливо-воздушной смеси.

Но тепловой режим свечи очень важен для исполнения ее основной, «зажигательной» функции. Он оптимален, если температура самой горячей ее части – кончика теплового конуса (юбки) изолятора, соседствующего с межэлектродным зазором, остается в пределах примерно от 450 до 800 °C.

Нижнюю границу этого диапазона (450 °C) называют «температурой самоочищения»: начиная с нее происходит активное выгорание с поверхности изолятора углеводородных отложений, т.е. изолятор очищается. При меньшей температуре нагар накапливается, образуется электропроводный слой, который шунтирует (закорачивает) искровой промежуток – и искрообразования не происходит.

Если же температура превышает верхний порог оптимального теплового диапазона (800 °C), то резко возрастает интенсивность износа электродов свечи. Кроме того, возникает опасность преждевременного воспламенения смеси (так называемого «калильного зажигания») от раскаленного кончика изолятора, грозящего повреждением свечи и всего двигателя.

Поэтому температура кончика изолятора не должна выходить за указанные пределы на любых режимах работы мотора. Но с увеличением литровой мощности двигателей теплонапряженность камеры сгорания возрастала – и «удержать» температуру становилось все труднее.

Решением этой проблемы стало увеличение теплопроводности центрального электрода за счет создания биметаллического соединения (сталь-медь). Теплопроводность меди выше, чем у стали, и это позволило интенсивнее отводить тепло от юбки изолятора. Свеча с биметаллическим электродом быстро выходила на режим самоочищения и оставалась работоспособной в более широком диапазоне изменения тепловых режимов в камере сгорания – т.е. она стала термоэластичнее.

Способность свечи отводить тепло характеризуется калильным числом. Чем оно больше, тем выше теплопроводность свечи, тем ниже температура теплового конуса изолятора при равной температуре в камере сгорания – свеча более «холодная». И наоборот, чем меньше калильное число, тем «горячее» свеча.

Стоит отметить, что калильное число свечи зависит не только от теплопроводности цент­рального электрода. На него влияют также длина центрального электрода, площадь поверхности (высота) юбки изолятора, теплопроводность материала изолятора, вылет юбки относительно металлического корпуса.

Кстати, увеличение теплового диапазона свечей позволило существенно сократить их ассортимент.

Искровая эрозия

Основная проблема, сокращающая время эксплуатации свечей, – это искровая эрозия электродов. С каждой пройденной тысячей километров расстояние между электродами из никелевых сплавов возрастает на величину от 3 до 10 мкм. Это приводит к повышению пробивного напряжения: нагрузка на систему зажигания растет, пока не достигнет предела, – и искрообразование становится нестабильным.

Экзотика

Решением проблемы эрозии стало изготовление электродов из экзотических, драгоценных и редкоземельных металлов: золота, платины, иридия, иттрия, родия и их сплавов. Именно их повышенная стойкость против эрозии позволила увеличить ресурс свечи в несколько раз.

Вначале «драгоценным» стал центральный электрод – поскольку он в наибольшей степени страдает от эрозии. Во всех системах зажигания (за исключением DIS) на него подается отрицательный потенциал. Поэтому при искровом разряде его поверхность «бомбардируется» высокоэнергетичными ионами, в то время как боковой электрод «обстреливают» легкие электроны.

Позже эрозионно-стойкими начали делать оба электрода. Свечи типа «дабл экзотик» объективно нужны для применения в DIS-системах зажигания, где каждая пара свечей обслуживается одной «двухискровой» катушкой. Во-первых, в них свечи «искрят» вдвое чаще, чем в других. Во-вторых, половина свечей питается высоким напряжением обратной полярности, поэтому противостоять ионам приходится и боковому электроду.

Кстати, такими свечами комплектуются некоторые современные моторы с иными системами зажигания.

Стоит отметить, что другие преимущества, которые иногда упоминаются в рекламных проспектах (предварительная ионизация искрового промежутка, каталитическое воздействие и т. п.), не всегда согласуются с теорией искрового разряда.

Больше электродов

Еще одним способом повышения ресурса свечей стало увеличение количества боковых электродов. То есть искра «сама выбирает» межэлектродный промежуток с наилучшими для нее условиями.

В таких свечах у центрального электрода более развитая боковая поверхность и несколько межэлектродных зазоров, работающих попеременно. Поэтому негативное влияние эрозии многократно уменьшается.

Предельный вариант многоэлектродной свечи – так называемая свеча с блуждающей искрой, где роль бокового электрода выполняет бортик в форме кольца на торце резьбового корпуса. Соответственно межэлектродный зазор представляет собой кольцевую щель, в которой искра «гуляет по кругу» самым произвольным образом.

Сделать свечу такой конструкции «горячей» проблематично – сплошной кольцевой электрод экранирует юбку изолятора от раскаленных продуктов сгорания. Не случайно она чаще применяется в спортивных моторах.

У многоэлектродных свечей, в общем-то, всего один «недостаток» – невозможно регулировать величины зазоров (как это делается на стандартных двухэлектродных). Но, по большому счету, и недостатком-то назвать это нельзя. Проще заменить свечи на новые…

Стабильность важнее

Свеча зажигания – это вечный «расходник». И борьба за еще большее увеличение ее ресурса большого смысла не имеет. Поэтому сегодня совершенствование свечей идет в направлении повышения эффективности и стабильности их работы в сложных условиях.

Кстати, самые высокие требования по стабильности предъявляются свечам обычного городского автомобиля – от них требуется надежно работать при холодном пуске двигателя в условиях отрицательных температур, в режимах холостого хода и малых нагрузок или при частых кратковременных поездках и т.д. Именно такие режимы, характеризующиеся плохими условиями для смесеобразования и самоочищения изолятора, наиболее опасны для свечи.

А экологические требования к стабильной работе в условиях повышенного нагарообразования и надежному воспламенению до предела обедненных, недостаточно гомогенизированных топливовоздушных смесей лишь повышаются.

Каким образом инженеры решают эти задачи?

Одной из первых мер стало увеличение размеров искрового промежутка. Увеличение зазора и, как следствие, удлинение искры, повышает вероятность, что на ее пути окажется достаточно смеси для воспламенения. Если оно произошло, больший размер первоначального ядра ускоряет формирование и распространение фронта пламени по камере сгорания. Поэтому за последнюю пару десятков лет межэлектродные зазоры постепенно увеличились от долей миллиметра до миллиметра с лишним.

Но пробой большего искрового промежутка требует повышения напряжения и, соответственно, энергии искры. Это стало возможным благодаря совершенствованию систем зажигания, энергия которых возросла почти в 10 раз, а напряжение порядка 30 000 В стало обычным делом.

Но дальнейшее повышение этих параметров проблематично, так как ускоряет эрозию электродов и требует кардинального усиления электроизоляции высоковольтных участков цепи зажигания.

Также повысить надежность и эффективность свечей удалось путем оптимизации конструкции электродов.

Существует два эффекта: экранирующее и подавляющее действие электродов. Экранирующий эффект создает боковой электрод (или электроды), который является препятствием для смеси, поступающей к искровому промежутку. Подавляющий эффект состоит в том, что, находясь вплотную к зародившемуся ядру пламени, имеющие высокую теплопроводность электроды «сосут» из него тепло, которого на начальной стадии не так много.

Обойтись вовсе без бокового электрода нельзя, так же как нельзя сделать его тоньше по соображениям прочности. Поэтому для минимизации экранирования применяют способы, вытесняющие искровой разряд от оси электродов на их периферию. Для этого, например, в свечах NGK V-line на торце центрального электрода сделана насечка V-образного профиля. Поскольку разряд происходит по кратчайшему пути между электродами, удается исключить его привязку к центру электрода. Кроме того, несколько снижается напряжение искрообразования вследствие увеличения напряженности электрического поля на острых кромках, образующихся на торце электрода при его насечке.

Это конструктивное решение запатентовано, поэтому остальным производителям свечей пришлось искать другие способы. И они нашлись: Denso разработала технологию U-groove – боковой электрод с продольной канавкой U-образного сечения, Beru освоила технологию Poly-V изготовления бокового электрода с несколькими V-образными канавками.

Снижения подавляющего действия добиваются, уменьшая площадь контакта обоих электродов с областью воспламенения – срезают на конус боковой электрод или уменьшают диаметр центрального электрода.

Последний способ нашел применение в современных свечах с электродами из экзотических металлов. Так что приварка к электродам тонких и сверхтонких (до 0,4 мм) наконечников из сплавов платины, иридия и т. п. – это не столько экономия драгметаллов (хотя и это важно для снижения стоимости изделий), сколько средство повышения эффективности свечи. Тем более что тонкий наконечник – еще и концентратор напряженности поля, повышающий стабильность искры.

В конструкции современных свечей используется ряд технологий для повышения надежности зажигания в условиях повышенного нагарообразования. Часть из них направлена на то, чтобы с помощью самой искры очищать кончик теплового конуса изолятора. Для этого межэлектродному зазору придается такая конфигурация, что искровой путь проходит вблизи поверхности изолятора и искра выжигает отложения. Так работает, например, технология полуповерхностного разряда.

В свечах с дополнительным воздушным зазором и с «перехватывающим» электродом основной искровой зазор дублируется дополнительным, который перехватывает искру в том случае, если она «стекает» по поверхности изолятора. Тем самым опасность пропуска зажигания уменьшается.

Тенденции

Сегодня совершенствование конструкции свечей идет по пути их миниатюризации. На смену еще недавно распространенному стандарту свечей с резьбой М14 уже приходят новые – с более длинным резьбовым корпусом М12 и даже М10. Миниатюризация – вынужденная мера, которая вызвана уменьшением свободного места для размещения свечи в своде камеры сгорания. Увеличиваются количество и диаметр клапанов, между ними вклиниваются инжекторы непосредственного впрыска топлива – и свече приходится уменьшаться.

Конечно, есть возможность сэкономить на материалах. Но хотя детали свечи становятся миниатюрнее, требования к их точности, механической, электрической прочности и теплопроводности во многом ужесточаются.

В ближайшем будущем свечам все чаще придется работать в моторах с турбонаддувом, в условиях повышенного давления и температуры. И воспламенять сверхобедненные смеси и расслоенные заряды в двигателях с непосредственным впрыском. А это требует дальнейшего улучшения тепловых и электроизоляционных свойств керамики, оптимизации конфигурации искрового пространства, разработки свечей специальной конструкции и высокой точности. Например, таких, которые могут обеспечить позиционирование искрового промежутка в камере сгорания с точностью ±0,2 мм, да еще и при определенной угловой ориентации бокового электрода.

Если говорить об отдаленной перспективе, на смену привычным свечам зажигания, скорее всего, придут лазерные технологии. Оптическая «свеча», соединенная с источником лазерного излучения гибким световодом, будет направлять интенсивные лазерные импульсы в разные участки камеры сгорания, обеспечивая быстрое и максимально полное сгорание топливовоздушной смеси.

По мнению исследователей, такими системами можно оснащать уже существующие бензиновые двигатели, что позволит еще больше сократить потребление топлива и улучшить экологию. Это не фантастика, известно, что уже разрабатывается лазерная система для двигателей Ford GDI следующего поколения.

Denso

Компания сегодня представляет на рынке широкий ассортимент высокоэффективных свечей зажигания, созданных по передовым технологиям.

Например, свечи ТТ были разработаны «с прицелом» на массовые модели автомобилей. Стоит также отметить, что примененная в них технология Тwin Tip запатентована DENSO.

Суть этой технологии достаточно проста: диаметр центрального электрода из никеля уменьшен с 2,5 до 1,5 мм. А на боковой электрод наварен наконечник такого же диаметра – 1,5 мм.

Благодаря этому требуется более низкое напряжение для запуска двигателя, а производимая искра получается намного более сильной, улучшая эффективность зажигания даже при экстремально холодных погодных условиях.

Что важно, свечи ТТ практически достигают эффективности высоко­качественных иридиевых свечей, при этом не используя дорогостоящих драгоценных металлов.

Кроме того, тесты показывают, что, используя свечи TT, можно достичь экономии топлива до 5%.

Линейка свечей зажигания ТТ за счет 15 позиций покрывает более 87% всего парка автомобилей.

Пополнился и «дизельный» ассортимент Denso – в нем появились семь новых позиций свечей накаливания с двойной спиралью. Эти семь свечей заменяют 35 оригинальных номеров, предназначенных для 215 популярных моделей автомобилей ведущих автопроизводителей. Все новые свечи оснащены нагревательной и регулирующей спиралями, которые разработаны специально для дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива.

Bosch

В ассортименте компании Bosch присутствует ряд новых моделей свечей зажигания.

Первая новинка – свеча зажигания с клеммным соединением нового типа: на новой модели клемма выполнена в виде чаши. Это позволило удлинить изолятор почти на 9 мм, сохранив при этом прежнюю длину самой свечи, в результате чего повысилась ее устойчивость к пробою по внешней части изолятора даже при возросшем давлении в цилиндре.

Благодаря новой конструкции свечи с новым клеммным соединением обладают большей механической прочностью и выдерживают давление в камере сгорания до 250 бар. А использование новых керамических материалов позволило увеличить электрическую прочность до 45 кВ. Испытания показали, что улучшенная благодаря этим свечам воспламеняемость топливно-воздушной смеси позволяет в любых условиях повысить эффективность работы двигателя и при этом сократить расход топлива.

Второе новшество – свечи зажигания Bosch, выполненные по технологии Pin to Pin. Их отличает наличие дополнительных «игольчатых контактов» из сплава платины с иридием на центральном и боковом электродах (диаметром 0,8 и 0,6 мм).

Эта технология позволила значительно увеличить срок службы свечей, а также обес­печить уверенное воспламенение «бедной» смеси в двигателях с непосредственным впрыском топлива. Свечи Bosch, выполненные по технологии Pin to Pin, в основном предназначены для автомобилей Honda, Hyundai, Nissan, Toyota и Volvo.

NGK

При производстве свечей зажигания компания NGK Spark Plug широко применяет современные технологические ноу-хау. Например, свечи с игольчатыми напайками на боковых электродах. Тонкие электроды (и центральный, и боковой) позволяют несколько увеличить мощность мотора благодаря генерации более мощной искры. Для предотвращения износа на тонкие электроды делают напайки из иридия и платины. Такая технология, в частности, применяется в свечах зажигания NGK ILZKFR8A7S, специально разработанных для новых двигателей M270 концерна Mercedes-Benz. Кроме того, оснащение свечей направленными боковыми электродами обеспечивает надежное воспламенение при любых режимах эксплуатации мотора.

Кроме утончения электродов, широко используется новый тип узла соединения свечи с высоковольтным проводом: контактный терминал чашеобразного типа. Чашеобразная конструкция более компактна по сравнению со стандартной SAE. А удлинение изолятора свечи за счет использования чашеобразного терминала позволяет противостоять возможному поверхностному пробою.

Есть и другие интересные технические решения. Например, компания разработала технологию применения свечи зажигания в качестве датчика детонации. Величина ионного тока в момент искрообразования пропорциональна давлению в камере сгорания. И постоянно измеряя этот ток, можно иметь точную картину качества сгорания топлива в цилиндре. Такая свеча, в частности, уже работает на Lamborghini Aventador.

Есть в ассортименте NGK и свеча SIZFR6A6D, созданная для двигателей, которые могут работать как на бензине, так и на альтернативных видах топлива. Такая свеча отлично выдерживает повышенное давление, завихрения топливо-воздушной смеси, создаваемые турбонаддувом и нагнетателем, а также повышенную температуру сгорания топлива при работе на газе.

Federal-Mogul

Ассортимент свечей зажигания известного бренда Champion (принадлежащего компании Federal-Mogul) пополнился новыми свечами Platinum и многоэлектродной Multi Ground.

Новые свечи зажигания Champion Bi-Hex с уменьшенным диаметром (M12) и увеличенной длиной резьбы созданы для более узких свечных колодцев двигателей семейства Prince, установленных в Citroёn, Peugeot, BMW и Mini. Эти свечи выдерживают такие же электрические и механические нагрузки, как и свечи со «стандартной» резьбой М14.

Для уточнения: Prince – кодовое название семейства современных автомобильных рядных 4-цилиндровых двигателей, разработанных совместно BMW и PSA Peugeot Citroеn. Это ряд компактных двигателей объемом 1,4–1,6 л с множеством функций, включая прямой впрыск бензина и регулируемые фазы газораспределения.

Многоэлектродные свечи Multi Ground благодаря своей конструкции (закрытая рабочая камера, профилированный центральный электрод, расположенный почти заподлицо с керамическим наконечником изолятора, и др.) имеют более длительный срок эксплуатации и высокую эффективность при хо­лод­ном запуске.

Другой известный бренд компании – BERU, представил девять новых свечей зажигания, которые (вместе с шестью уже зарекомендовавшими себя свечами Ultra X), составляют теперь программу Ultra X Titan.

У свечей нового типа Ultra X Titan верхний электрод является однополюсным с Poly-V-формой (т.е. на поверхность электрода нанесены пять острых кромок, на которых попеременно появляется искра). Это означает низкое напряжение пробоя и пять возможных вариантов появления искры. В сочетании с никель-титановым сплавом высокой жаростойкости это обеспечивает длительную постоянную мощность системы зажигания при оптимальном использовании топлива. А также (в сочетании тонким платиновым центральным электродом) значительно увеличенный срок службы свечи.

Кроме того, в конструкции свечи предусмотрено коронное кольцо для целенаправленного предварительного разряда и последующего стабильного воспламенения, что предотвращает утечку между цент­ральным электродом и электрической массой.

В статье использованы тексты эксперта «АБС-авто» Сергея Самохина

• Михаил Смирнов

abs-magazine.ru

Как правильно выбрать свечи зажигания

Большинство автовладельцев уделяет незаслуженно мало внимания такой важной детали, как свеча зажигания. И напрасно! Потому что правильно подобранные свечи способны увеличить производительность двигателя и уменьшить расход топлива, причём ощутимо. Мы расскажем, какие свечи лучше и почему.

Свеча зажигания — это устройство для воспламенения топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания с помощью электрического разряда напряжением в несколько десятков тысяч вольт, который возникает между электродами.

О чём говорят свечи?

Кроме выполнения своей непосредственной задачи, свечи зажигания могут служить наглядным индикатором состояния двигателя. Нормально работающая свеча исправного мотора имеет чистые электроды и цвет керамической юбки изолятора от светло-серого до коричневого. К примеру, если центральный электрод покрыт бархатисто-чёрным нагаром, это свидетельствует о том, что топливовоздушная смесь слишком богатая, а двигатель страдает от повышенного расхода топлива. При чрезмерно бедной смеси цвет электрода варьируется от светло-серого до белого, а мотору это грозит перегревом камеры сгорания.

Если же юбка центрального электрода свечи зажигания имеет красноватый оттенок, это свидетельствует о том, что топливо содержит избыточное количество присадок. Это может привести к тому, что металлические отложения образуют на поверхности изоляции токопроводящий налёт и свеча перестает работать. Если же на свече зажигания присутствуют следы масла, особенно в резьбовой части, то причиной этого может быть неудовлетворительное состояние маслосъёмных колпачков и повышенный расход масла. Выхлоп в этом случае будет имеет характерный запах и синеватый цвет.

Наличие на тепловом конусе свечи нагара белого или желтоватого цветов говорит о перегреве свечи, который может быть вызван несоответствием типа свечи двигателю, недостаточно плотной затяжкой свечи или ненадлежащим уплотнением. Как правило, перегрев свечи сопровождается повышенной эрозией электродов.

Принципиальная конструкция свечи не менялась с прошлого века, поэтому многие водители ошибочно полагают, что выбрать свечи ничуть не сложнее, чем купить, скажем, лампочки в фары. На самом деле всё не так просто. Те, кто ответственно подходит к выбору свечей, обычно отталкиваются от геометрических размеров и калильного числа, которое указывает на тепловой режим работы. Однако есть ещё один довольно важный параметр — конструкция электрода.

Какие бывают свечи и чем они отличаются?

Принято выделять несколько типов свечей: одноэлектродные, многоэлектродные и свечи из тугоплавких металлов — платиновые и иридиевые.

Одноэлектродные свечи

Их конструкция довольно проста: белый керамический корпус и металлический стакан с резьбой. Искра вырабатывается с помощью двух металлических электродов — центрального (его диаметр обычно составляет 2,5 мм) и бокового (также 2,5 мм). Такие свечи существуют уже несколько десятилетий и являются самыми доступными, но срок службы их ограничен.

Многоэлектродные свечи

В такой свече центральный электрод взаимодействует сразу с 3−4 боковыми электродами. Это обеспечивает более длительный срок службы свечи, так как электроды изнашиваются поочередно. Но воспламениение смеси в такой свече затруднено.

Платиновые свечи

Электроды свечей зажигания из благородных металлов — вовсе не бесполезная роскошь. Иридиевые и платиновые свечи пришли на массовый рынок прямиком из автоспорта. Экспериментируя с конструкцией свечей, инженеры заметили, что тонкий электрод даёт возможность увеличить стабильность и отдачу двигателя, так как искра получается более мощной. Но тонкие электроды не выдерживали высоких температур и быстро изнашивались. Как решить эту проблему? Центральный электрод решили сделать из металла, который способен эффективно противостоять разрушению. Так появились свечи с платиновыми электродами.

На схеме очень наглядно видно качество вспышки свечей из различных материалов в зависимости от времени.

Иридиевые свечи

Затем появились свечи зажигания совершенно нового поколения — иридиевые. Температура плавления этого металла еще выше, чем у платины, а также он очень твёрдый и наиболее устойчивый к экстремально высоким температурам и коррозии. Это обеспечивает долговременную работу свечи зажигания при широком диапазоне нагрузок и, как результат, более эффективное сжигание топлива.

На пике прогресса

Самой высокой концентрацией иридия по сравнению с любой другой свечой на рынке могут похвастать новые свечи зажигания Iridium TT от японской компании DENSO. Это обеспечивает отличную воспламеняемость, оптимальную работу двигателя и значительную топливную экономичность. Другая отличительная черта свечей зажигания Iridium TT — технология «суперзажигания» Super Ignition Plug, в основе которой лежит комбинация сверхтонких встречных иридиевого центрального электрода и платинового бокового электрода.

Центральный иридиевый электрод свечи DENSO Iridium TT обладает самым маленьким в мире диаметром — всего 0,4 миллиметра, а встречный платиновый электрод диаметром 0,7 миллиметра увеличивает энергию искры и снижает тепловые потери. Свечи с технологией SIP других производителей сегодня используются на суперкарах и автомобилях люксового сегмента. Сверхтонкий иридиевый электрод позволяет сделать систему зажигания ещё более эффективной за счёт существенного увеличения эффективности поджига и снижения тепловых потерь при запуске.

Конструкция с использованием иридия и платины в свечах Iridium TT обеспечивает им ресурс в 120 тысяч километров пробега, что примерно в пять раз больше, чем у стандартных никелевых. Подобрать иридиевые свечи DENSO можно практически для любого автомобиля, чей двигатель соответствует экологическим нормам по стандарту Евро-5/Евро-6. Что касается более высокой цены, то она успешно компенсируется экономией на автосервисе. Менять такие свечи можно раз в пять лет.

Трудно поверить, но факт — такой простой операцией, как замена обычных свечей зажигания на иридиевые, можно сделать управление автомобиля более приятным, а расход топлива — минимальным. Так почему бы не воспользоваться этой возможностью?

На правах рекламы

www.popmech.ru