Многоэлектродные свечи зажигания. Зачем нужны. Многоэлектродные свечи зажигания


Тест многоэлектродных свечей зажигания | Автоэлектрик

Зачем свече зажигания несколько боковых электродов? Ведь сколько бы их ни было — два, три или четыре, — рожденный в недрах катушки высоковольтный импульс вызовет одну-единственную искру, которая «выберет» только один из боковых электродов. Так, может быть, это просто элементарная уловка маркетологов — мол, чем больше электродов, тем дороже?

А основным испытательным стендом стал вазовский восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 со впрыском топлива и контроллером Январь 5.1.

На самом деле, преимущество многоэлектродных свечей давно известно — это ресурс. Ведь искра возникает между центральным и боковым электродом в том искровом зазоре, электрическое сопротивление которого в данный момент меньше, чем других. А поскольку сопротивление каждый раз изменяется, то искра «грызет» электроды поочередно. Взгляните, к примеру, на фотографию разряда свечи Bosch, сделанную при большой выдержке. За время съемки произошло около 50 разрядов, искры от которых равномерно распределились между всеми тремя боковыми электродами. Это, кстати, говорит о том, что все три зазора здесь примерно одинаковы. Но даже если это не так и искра бьет только в один электрод, то со временем она его «сгрызет» — и перекинется на соседний, тем самым продлевая срок службы свечи.

Правда, многоэлектродные свечи дороже обычных. И поэтому автопроизводители применяют их только в тех двигателях, где за ценой можно не постоять. Например, в моторе редакционного седана BMW 320i, который эксплуатировался у нас в 1998—2002 годах, стояли четырехэлектродные свечи NGK, которые без проблем отслужили положенные 100000 км.

Но в ходе короткого теста ресурс свечей мы, к сожалению, проверить не в состоянии. Зато мы можем узнать, насколько изменяется мощность, экономичность и токсичность выхлопа у вазовского мотора при работе с разными свечами. А то, что замена свечей влияет на работу двигателя, это факт — в ходе предыдущего теста одноэлектродных свечей разница в мощности достигала почти 6%!

На этот раз комплектов свечей — всего семь. Это чешские свечи Brisk Extra и Brisk Premium, немецкие Bosch и Finwhale, французские Beru, японские NGK и свечи Champion, сделанные в Евросоюзе. Отечественных многоэлектродных свечей мы не нашли.

Первым делом все свечи отправились в барокамеру — для проверки на бесперебойность искрообразования под давлением. Из-за того, что барокамера заполнена не топливовоздушной смесью (взрывоопасно!), а воздухом, и напряжение, подводимое к свече, понижено со штатных 22 до 17 киловольт (имитация экстремальных условий), эти испытания — лишь дополнительный тест. Однако проведя его, мы сможем не только сравнить разные свечи в одинаковых условиях, но и отметить влияние «дополнительных» электродов. А оно есть!

Например, если одноэлектродная свеча Bosch WR7DC дает пропуски искры при давлении воздуха в барокамере в 8,1 атм, то ее трехэлектродный «собрат» Bosch W7DTC продержался вплоть до 10,0 атм. Аналогичная картина и с другими комплектами — свеча NGK BUR6ET с тремя «массовыми» электродами стабильно искрит при давлении воздуха до 10,4 атм, а одноэлектродная свеча NGK BPR6E сдается уже при 8,9 атм. О чем это говорит? О том, что дополнительные «массовые» электроды увеличивают надежность искрообразования. Это подтвердилось и при замерах давления полного прекращения искрообразования. Лучший результат трехэлектродных свечей (Brisk Extra, 12,5 атм) чуть превосходит результат лидера среди одноэлектродных комплектов (Brisk LR15YC, 12,0 атм). У других свечей разница заметней — например, трехэлектродные свечи Bosch теряют работоспособность при давлении воздуха в барокамере в 11 атм, а одноэлектродные — уже при 8,4 атм.

Надежность искрообразования зависит не только от количества, но и от расположения боковых электродов. Взгляните на фотографию свечи Brisk Premium LOR15LGS. Ее «массовые» электроды расположены настолько далеко от центрального, что давления воздуха даже в 5,5 атм достаточно для полного исчезновения искры. По испытаниям в барокамере эти свечи проигрывают даже штатным одноэлектродным свечам ЭЗ А17ДВРМ! Слишком велико сопротивление зазора — и пониженным напряжением в 17 кВ его не «пробить». Но, конечно, условия, которые мы имитируем в барокамере — это крайность. Такое бывает, например, у автомобиля со слабой батареей в дождливую погоду, когда включены фары, стеклоочистители, обогрев стекла, а влага, попавшая на высоковольтные провода, увеличивает токи утечки...

Так что главное испытание — это моторный стенд. Каждый комплект свечей мы поочередно заворачиваем в восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 с распределенным впрыском (контроллер Январь 5.1 2111-1411020-61, лямбд-зонд, без нейтрализатора), соединенный с нагрузочным устройством. Нет нагрузки — двигатель работает на холостом ходу. Повышаем нагрузку — измеряем «частичные» характеристики. Полная нагрузка — номинальный режим. Фиксируем крутящий момент двигателя, частоту вращения, расход топлива и воздуха, токсичность отработавших газов. А чтобы исключить даже минимальные изменения давления, влажности и температуры в лаборатории, где установлен нагрузочный стенд, все полученные результаты приводим к стандартным условиям по методике ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний». База для сравнения — характеристики мотора при работе со штатными одноэлектродными свечами А17ДВРМ из Энгельса.

Сперва — газ в пол! На режиме полного дросселя мы замерили крутящий момент (и мощность) двигателя с каждым из комплектов свечей. Здесь, как и среди одноэлектродных свечей, отличился комплект Finwhale. С этими свечами двигатель развил на 6,3% большую мощность, чем со штатными одноэлектродными свечами ЭЗ А17ДВРМ — и на 0,4% больше, чем с одноэлектродными свечами Finwhale F510 (5,9%). Также в тройке лидеров — свечи Champion (+5,6% мощности) и Brisk Premium (+5,1%). А вот трехэлектродный Bosch выступил скромно — прирост мощности составил всего 2,6%.

Затем, сбавив обороты, мы измерили экономичность двигателя в режиме городского цикла. Интересно, что превзойти результат одноэлектродных свечей NGK (снижение расхода топлива относительно штатных свечей ЭЗ на 5,1%) не удалось ни одному из комплектов. Но в целом многоэлектродные свечи выступили стабильнее — снижение расхода топлива более чем на 3% обеспечивают четыре из семи комплектов: Beru (4,2%), Champion (4,1%), NGK (3,9%) и Bosch (3,2%). А вот чешские свечи Brisk Extra расход топлива в сравнении со штатными ЭЗ не снижают, а увеличивают — на 1,6%.

Неудача постигла свечи Brisk Extra и при замерах токсичности отработавших газов, которые мы проводили на холостом ходу, в режимах городского цикла и внешней скоростной характеристики. Эти свечи, как и одноэлектродный Bosch WR7DCX, заставили контроллер Январь 5.1 работать в режиме постоянной коррекции времени впрыска топлива, переобогащая смесь. Как результат — «неуд» по экологии. В чем причина — неужели тоже пропуск вспышек?

А лидируют по снижению токсичности четырехэлектродные свечи Beru. За ними — Brisk Premium и NGK.

Как водится, результаты всех испытаний мы перевели в баллы и просуммировали их с учетом весовых коэффициентов. В группе лидеров итоговые баллы легли очень «плотно» — как и при тестах именитых шин. В принципе, мы смело рекомендуем все свечи, кроме аутсайдеров Brisk Extra LR15TC. Кстати, если сравнивать с результатами теста одноэлектродных свечей, то лучшие из них (это NGK) смогли бы занять в общем зачете только четвертое место. А это означает, что «дополнительные» электроды влияют не только на ресурс, но и на такие характеристики двигателя, как мощность, экономичность и токсичность.

Кстати, самых выдающихся результатов многоэлектродные свечи достигли в снижении токсичности: если Eyquem, лидер среди одноэлектродных комплектов, показал 40-процентное снижение содержания СО и СН в выхлопе, то Beru Ultra-X — уже почти 60%! Это говорит о том, что «многоэлектродность» и связанная с этим надежность искрообразования особенно ярко проявляют себя на режимах частичных нагрузок (на которых, в основном, мы и проверяли показатели токсичности). Но ждать от многоэлектродных свечей каких-либо чудес не стоит.

Однако процессы воспламенения горючей смеси от искры до сих пор хранят немало тайн даже для серьезных исследователей — и, само собой, привлекают внимание изобретателей и инженеров-самородков. А что, если распилить боковой электрод пополам? Или приварить к свече конус — и назвать получившееся чудо «плазменным генератором»?

Результаты испытаний:

 

Результирующая таблица:

 

Beru Ultra-X 79Франция*Цена: 600 рублей**Оценка: 9,0

Главная особенность четырехэлектродных свечей Beru — попарно разные искровые зазоры. Два боковых электрода расположены в 0,8 мм от центрального, а другие два — в 1,2 мм, но приближены к изолятору. Видимо, это сделано для получения полуповерхностного разряда в том случае, если изолятор загрязнен отложениями.

Свечи демонстрируют отличные результаты и в барокамере, и на моторном стенде. Мощность двигателя на внешней скоростной характеристике увеличивается не намного (на 3,7% относительно штатных одноэлектродных свечей ЭЗ), зато по снижению расхода топлива и токсичности свечи Beru — в лидерах.

NGK BUR6ETЯпония*Цена: 540 рублей**Оценка: 8,9

Трехэлектродные свечи NGK аккуратно сделаны и отлично работают. Они немного уступают свечам Beru по расходу топлива (3,9% против 4,2%) и токсичности, но превосходят их по остальным параметрам. Двигатель с японскими свечами работает очень устойчиво, а при полностью открытой дроссельной заслонке развивает на 4,4% большую мощность, чем со штатными свечами ЭЗ.

Champion N9BYC4Европейский Союз*Цена: 440 рублей**Оценка: 8,7

Трехэлектродные свечи Champion выступили успешней своих одноэлектродных «собратьев». Прежде всего — из-за лучшего снижения расхода топлива, высокой устойчивости работы и увеличения мощности на внешней скоростной характеристике (на 5,6% относительно свечей ЭЗ). Но в барокамере улучшения минимальны — трехэлектродные «чемпионы» превосходят только Brisk Premium и штатные одноэлектродные свечи ЭЗ.

Brisk Premium LOR15LGSЧехия*Цена: 700 рублей**Оценка: 8,5

Свеча Brisk Premium отличается самым «хитрым» принципом искрообразования. Четыре боковых электрода существенно удалены от центрального и располагаются ниже — «длинная» искра скользит по изолятору. Но из-за этого страдает надежность искрообразования при пониженном напряжении — в барокамере Brisk Premium уступает даже штатным одноэлектродным свечам ЭЗ. Но двигатель работает устойчиво на всех режимах, а при полном дросселе мощность увеличивается на 5,1%.

Finwhale FX510Германия*Цена: 260 рублей**Оценка: 8,4

Свечи Finwhale вновь, как и при испытании одноэлектродных комплектов, отличились лучшим приростом мощности относительно штатных свечей ЭЗ — 6,3% при полном дросселе! А вот на расход топлива при частичных нагрузках «дополнительные» электроды Финвала почти не влияют. Невысоки результаты свечей и в барокамере — видимо, сказывается увеличенный до 1,1 мм искровой зазор. Зато устойчивость работы двигателя — на высоте.

Bosch W7DTCГермания*Цена: 400 рублей**Оценка: 7,9

Свечи Bosch показали отличные результаты в барокамере, но прирост мощности двигателя при полном дросселе минимален — всего 2,6% относительно одноэлектродных свечей ЭЗ. Токсичность выхлопа почти не изменилась, зато расход топлива с трехэлектродными свечами Bosch снижается на 3,2%, а двигатель работает очень устойчиво.

Brisk Extra LR15TCЧехия*Цена: 180 рублей**Оценка: 6,5

Свечи Brisk — самый дешевый из испытанных нами многоэлектродных комплектов. И при этом Brisk — лучший по испытаниям в барокамере и обеспечивает двигателю дополнительные 4,8% мощности. Но расход топлива увеличился, а токсичность выхлопа резко возросла. Причина — постоянная коррекция времени впрыска топлива, которую контроллер Январь 5.1 был вынужден применять, анализируя сигналы от датчика кислорода (лямбда-зонда).

Из искры возгорится пламя?

Каким образом конструкция свечи влияет на мощность, токсичность и экономичность работы двигателя?

Из всех факторов, определяющих эти характеристики, от свечей зажигания наиболее зависима скорость сгорания смеси. Сгорание тем эффективней, чем больше начальный очаг воспламенения (по сути, зазор) и выше температура искры. На фотографиях видно, что свечи Bosch периодически дают красную «холодную» искру (ее температура — около 3000 градусов по шкале Кельвина), а бело-синий цвет «горячей» искры, например, у свечей Beru или NGK соответствует высокой температуре в 4000 К. Суть в том, что скорость сгорания смеси зависит от квадрата температуры!

Еще один параметр — это зазор. «Мощностные» лидеры, свечи Champion и Finwhale, отличаются увеличенным до 1,1 мм искровым зазором. Но у свечи Brisk Premium искровой промежуток еще больше, а по мощности они уступают свечам Finwhale и Champion. Почему? Дело в том, что искра Бриска содержит «холодные» красные оттенки, свидетельствующие о невысокой энергии, что и подтвердилось в барокамере.

Есть еще один влиятельный фактор. Взгляните на схемы распространения фронта пламени с одноэлектродной и с многоэлектродной свечой. В первом случае зарождающийся фронт ограничен поверхностью бокового электрода — его интенсивное развитие начинается лишь на выходе из межэлектродного пространства. А у многоэлектродных свечей, напротив, зазор «открыт» и развитие фронта происходит немедленно — нет гасящего влияния боковых электродов!

www.elektrik-avto.ru

Какие свечи зажигания выбрать? | Veddro.com

Сегодня автомобильные свечи практически перестали волновать рядовых автолюбителей. И действительно, если ваш автомобиль сравнительно современный, то вопрос замены свечей вас беспокоит крайне редко. Но ничто не вечно, и рано или поздно вам придется покупать новый комплект.

Теория

Для начала давайте разберемся, из чего состоят свечи зажигания и какие они имеют ключевые характеристики. Сразу отмечу, что за долгие годы конструкция этого элемента кардинально не менялась. Первую свечу зажигания разработал Роберт Бош еще в начале ХХ века, позже конструкцию усовершенствовал сам Генри Форд.

1453903314615

Любая современная свеча состоит из следующих элементов: металлический корпус, диэлектрик из керамики и контактный стержень. В конструкциях некоторых свечей зажигания отсутствует массовый электрод, в этом случае его заменяет сам корпус свечи.

Современные свечи зажигания разделяют по типу конструкции:

  • Одноэлектродные.
  • Многоэлектродные.
  • Свечи с применением драгоценных металлов (платины, иридия).

Далее нам необходимо разобраться с двумя важными параметрами свечей – геометрическим размером и калийным числом. Что касается первого параметра, то здесь обычно сложностей не возникает даже у непрофессионалов – слишком маленькая свеча просто не вкрутится, и ее электроды не будут доставать до камеры сгорания мотора. При слишком больших размерах электроды свечи «вылезут» из положенного места, в результате чего о них может удариться поршень и произойдет серьезная поломка всего двигателя.

Во втором случае нам не обойтись без инструкции к автомобилю или совета продавца, который имеет доступ к электронному каталогу запасных частей. Кстати, многие автомобилисты даже не понимают, что означает понятие «калийное число». На самом деле, все просто, данный параметр указывает на тепловые режимы работы свечи. Чем выше калильное число, тем с более высокими температурами может работать свеча. К примеру, в спортивных авто с форсированными двигателями необходимо использовать свечи только с самыми высокими параметрами калильного числа, так как в противном случае они будут быстро перегреваться, что приведет к падению мощности.

Теперь, когда мы разобрались в основных характеристиках свечей зажигания, предлагаю поподробней остановится на каждом типе.

Одноэлектродные свечи

Данный тип свечей зажигания хорошо известен каждому из вас. Одноэлектронные свечи вырабатывают искру при помощи двух электродов – центрального и бокового. Именно этот вид наиболее распространен на сегодняшний день.

clip_image007_74bce783-214f-422f-8fb0-01bfa7172c37

Преимущества одноэлектродных свечей:

  • низкая цена;
  • стабильное и прогнозируемое «поведение» мотора.

Среди недостатков, важно отметить следующие:

  • малый срок эксплуатации;
  • «бутылочное горлышко» в вашем двигателе.

В данном случае, я рекомендую подбирать свечи именитых производителей, таких как: Bosch, Denso, Champion или Beru. Отдельно хочу отметь свечи Champion, в которых не только центральный, но и боковой электрод изготовлен из меди. Данный металл намного лучше проводит тепло, а значит, свеча прослужит заметно дольше. Существуют также производители, которые распиливают центральный электрод на две части (замечено у NGK). Это также способствует продлению сроку «жизни» свечи, ведь как только нагар на одной половине мешает образованию искры (становясь диэлектриком), искра сразу перемещается на вторую половину электрода. Лично я уже не первый год приобретаю исключительно свечи Denso, в них, кстати, также раздвоенный элемент, правда, не центральный, а боковой электрод.

Многоэлектродные свечи

Как следует из названия, данный тип свечей зажигания имеет не одни, а сразу три или четыре боковых электрода. В теории, данный тип свечей обеспечивает определенное улучшение эксплуатационных качеств мотора и его стабильную работу.

29865-2-f

Преимущества многоэлектродных свечей:

  • Стабильное искрообразование, которое достигается за счет выбора наиболее чистого от нагара электрода;
  • Более точное воспламенение, которое эффективней поджигает топливно-воздушную смесь;
  • Обеспечивают незначительное повышение мощности и улучшают экологические свойства двигателя;
  • Доступная цена, не сильно отличающаяся от одноэлектродных свечей.

Недостатки многоэлектродных свечей:

  • Эффективная работа обеспечивается не на всех типах двигателей.

Свечи с применением драгоценных металлов

Как и многие другие элементы наших автомобилей, данный тип свечей зажигания пришел к нам из автомобильного спорта. Инженеры обратили внимание, что мощность двигателя заметно увеличивается, если центральный и боковой электрод сделать очень тонкими. Однако сразу возникла проблема – существующие металлы не выдерживали высоких температур и быстро изнашивались.

a045d64s-960

Чтобы решить возникшую проблему, инженеры предложили изготовить центральный электрод из иридиевого или платинового сплава. Эти сплавы отлично противостоят высоким температурам, а конусообразная форма центрального электрода способствует его самоочистке (искра бьет не их торца, а из боковины).

Преимущества свечей с применением драгоценных металлов:

  • Долговечность (можно без проблем преодолеть расстояние более 100 000 километров).
  • Самоочистка.
  • Улучшение отзывчивости мотора и снижение вредных выбросов в атмосферу.
  • Экономия (есть возможность пропустить 4-5 замен обыкновенных свечей, способствуют уменьшению потребления топлива).

Главным недостатком данного типа свечей является цена, которая как раз эквивалента или превышает стоимость пропущенных замен обыкновенных свечей.

Так какие же свечи выбрать?

На самом деле, советов может быть несколько. Если позволяет бюджет, смело покупайте дорогие платиновые или иридиевые свечи – по крайней мере, вам не придется часто заглядывать под капот. Остальным автомобилистам я рекомендую «не париться» и приобретать как многоэлектронные (в теории, прослужат немного дольше), так и одноэлектронные свечи. Главное – выбрать качественный товар от именитого производителя. В любом случае, качество нашего топлива заставит вас менять их уже после 20-30 тысяч пробега.

Система Orphus

veddro.com

Многоэлектродные свечи зажигания. Зачем нужны. - Просто о сложном - Ценители немецких авто

Тема интересная и давно уже культивируется в интернете, да и в печатных изданиях. Суть проста – сверху вместо 1 электрода, который идет с корпуса, подходят сразу три или даже четыре. Что это — продвинутая мысль инженеров или все же маркетинговая уловка? Если смысл в таких типах и стоит ли за них переплачивать?  Наверное, многие задумывались над этим вопросами,  а поэтому я решил раскрыть эту тему и вот что получается …

Изображение

 

 

Многоэлектродные свечи (некоторые называют многоконтактные), призваны улучшить сжигание смеси, а также увеличить срок службы самого изделия. Конечно, чудес это приспособление нести не может, но кое какие усовершенствования все же есть. Однако для начала хочется поговорить о цене.

 

Изображение

 

Такие свечи, стоят намного дороже, чем обычные. Если взять мои оригинальные на Chevrolet Aveo, то я их брал примерно за 250 рублей – штука. Если посмотреть не оригиналы – то можно купить и за 200 и за 300 рублей, все зависит от производителя. Конечно, если брать вообще ширпотреб, то можно и за 180 руб. комплект взять, но до такого не опускался.

Многоконтактные – стоят как минимум в 2 раза дороже, а может быть и в 3. Все дело в якобы более совершенных технологиях, большей долговечности и экономичности. Например, самыми дорогими сейчас является вариант фирмы BERU, стоимость – 650 рублей.

 

Изображение

 

Вторым идет NGK – около 550 рублей / штука. Самые дешевые что видел — это BRISK (про них чуть ниже), стоимость от 180 – за штуку.  Вот и думайте, стоит ли переплачивать.

 

Изображение

Почему многим верится с трудом

Конечно, многие из нас привыкли к обману или уловкам производителей, а поэтому возникает справедливый вопрос – а зачем сколько контактов, что они реально улучшают, может это банально пустая переплата?

Конечно, обычный цикл работы зажигания никуда не уходит. То есть катушка дает импульс который по проводам или шинам, передается к свече – позднее между контактами проходит искра, которая и воспламеняет топливо. Так это будет и с одним контактом и тремя или четырьмя.

Изображение

 

Как нам известно, что именно это расстояние между электродами может быть причиной многих проблем двигателя, почитайте статью познавательно. Если оно слишком увеличено или наоборот приближено, то двигатель может работать не ровно, при наборе скорости будут проявляться толчки или рывки.

Но по заверению создателей, несколько контактов (электродов) полностью исключают эту проблему. Здесь можно выставить сразу несколько правильных зазоров и искра будет всегда сильной! Также некоторые производители как например NGK, уверяют что в некоторых случаях искра бьет сразу в два электрода, что только увеличивает эффективность работы.

Давайте подумаем с точки зрения физики

Действительно многоэлектродная свеча имеет ряд преимуществ. Из курса физики мы знаем, что электрический ток идет по пути наименьшего сопротивления. А это значит, что из нескольких электродов найдется один который ей «понравится» и она будет работать именно с ним, или с ними. С одноэлектродной такого эффекта, конечно не будет, здесь придется «пробивать» один который есть контакт.

 

Изображение

 

Соответственно много контактов это своего рода плюс – всегда будет полноценной работа двигателя, максимальная тяга и КПД, также увеличивается ресурс.

По поводу ресурса, здесь достаточно простая картина – сначала искра работает с одним контактом у которого минимальное сопротивление, затем по мере его износа, сопротивление начинает расти, поэтому искра уходит на другой контакт и продолжает работать уверенно ровно. Таким образом, ресурс как показывает практика, может увеличиться в два – три раза. НА некоторых автомобилях такие варианты ходят по 100 – 120 000 километров.

ДА и образование икры здесь немного другое, посмотрите картинки.

Изображение

Изображение

Единственным слабым звеном остается центральный электрод, он также изнашивается и по мере его износа — свеча начинает работать хуже.

Мой отзыв

К сожалению, у меня не осталось фотографий и видео материала с испытаний таких свеч. Но опыт у меня был. НА рабочий ВАЗ 2111, были куплены многоэлектродные варианты (три контакта) от фирмы BRISK, наименование — если мне не изменяет память EXTRA. Цена вопроса примерно 180 – 200 рублей – штука, не стали покупать дорогие NGK, для нашего старого рабочего ВАЗ, это перебор. Машина передвигалась с ними порядка 40 000 километров, далее ее забрала другое подразделение и отслеживать я ее не мог. По словам водителя, запуск в холодное время улучшился (даже не на новом аккумуляторе), чуть прибавилось приемистости, упал расход, незначительно, но упал – если верить бортовому компьютеру, то этот показатель примерно 0,3 – 0,4 литра, что примерно около 4% экономии. После 20000 километров мы выкрутили пару штук и посмотрели, что с ними произошло и знаете все было в порядке, знаю пробег маленький но первые впечатления уже сложились. Поэтому эффект от них действительно есть. Также посмотрите видео снял именно для вас, нашел изношенный вариант от BERU.

Тест

НА просторах интернета я накопал информацию о тестировании многоэлектродных свечей, хочу вам предложить лучшую пятерку.

1) Beru Ultra-X 79

Изображение

Изготовитель – ФРАНЦИЯ. На дынный момент самые лучшие из всех.

Строение – 4 электрода, парно имеющие разные зазоры до центрального контакта, два электрода – 0,8 мм, еще два 1,2 мм. Таким образом, подходят для многих автомобилей, будь то карбюратор или инжектор.

После испытаний: мощность двигателя прибавилась на 3,7%, расход упал на 4,2%, токсичность на 4,5%

2) NGK BUR6ET

Изображение

Изготовитель – ЯПОНИЯ. Занимают второе место, немного уступая BERU.

Три электрода, которые имеют одинаковый зазор около 1,1 мм, что делает их предпочтительными для применения в инжекторах. Достаточно качественные, уступают только в экономии топлива – здесь всего 3,9%, однако остальные характеристики практически такие мощность – 3,7%, токсичность – 4,5%

3) Champion N9BYC4

Изображение

Изготовитель – ЕВРОПА. Третье место.

Три контакта, зазор около 1,1 мм. Сделаны качественно, расход упал на 3,5%, мощность прибавилась на 3,4%, токсичность снизилась на 4,0%

4) Brisk Premium LOR15LGS

Изображение

Изготовитель – ЧЕХИЯ, 4 место.

Использовали новую технологию в строении, где боковые 4 электрода опущены ниже, чем один центральный. То есть искра как бы «скользит» по изолятору, как мне кажется из-за этого ресурс будет чуть снижен, однако в нашем тесте, занимает четвертую ступень по расходу (снижение – 3,1%), увеличению мощности – 3,0%, токсичность (снижение на 3,5%)

5) Finwhale FX510

Изображение

Изготовитель – ГЕРМАНИЯ. Пятое место

Три электрода, с зазором в 1,1 мм, делает стабильным работу инжектора. Однако расход упал на незначительные 1,1%, мощность прибавила – 2,9%, токсичность снизилась на 3,0%

Что хочется сказать в заключении, эффект от этих свечей есть — а если прикинуть экономию топлива и увеличение мощности, то и покупать их имеет смыл. Не зря дорогие немецкие бренды, на машины высоких классов, ставят именно такие варианты.

61-club.in.ua

Свечи зажигания. Часть 1. Краткий обзор

         Этим обзором, для моих уважаемых читателей, я открываю серию статей способных помочь автолюбителям грамотно выбрать свечи зажигания для своего автомобиля. Как известно от правильного выбора свечей зависит качество эксплуатации двигателя автомобиля: надежность, экономичность, мощность. А в зимних условиях – это одно из важнейших критериев запуска после ночной стоянки.

Victortun  

Краткий обзор  свечей зажигания. Часть I.

      На сегодняшнем рынке свечей зажигания представлены десятки производителей, среди которых такие известные как, Bosch и Beru (ФРГ), Champion и ACDelco (США), NGK, Denso, HKT (Япония), Besfits (Южная Корея), Magneti Marelli (Италия), Goodwill (Англия), Brisk (Чехия).

Выбор свечей зажигания основывается на рекомендациях завода-изготовителя, а также может производиться исходя из их геометрических размеров и основных характеристик для деталей ОEМ (рекомендованных заменителей).Принимается во внимание калильное число и количество боковых электродов на свече. Калильное число должно соответствовать типу Вашего двигателя. Конструкция свечей зажигания  разделяются на одно- и многоэлектродные.

IMG_0367Одноэлектродные  – классические свечи, имеющие один боковой электрод. Эти свечи имеют невысокую стоимость, но они относительно недолговечны в эксплуатации. К ним относят: NGK №2,4; Bosch 0 242 235 663; Beru Z20,Z22; BriskLR15YC /DR15YC; Finwhale F510; Champion RN9 YC. Электроды таких свечей чаще всего делают из меди, что снижает рабочую температуру и продлевает срок службы. В некоторых свечах, в частности NGK серии V-line, имеется распиленный пополам центральный электрод, таким образом искра появляется на половинке с меньшим нагаром. Подобная конструкция  свечи более долговечна и имеют стабильное искрообразование. В свечах фирмы Denso имеется пропил на боковом электроде для создания подобного эффекта. Современные свечи имеют встроенный резистор для гашения радиопомех, у них также высока стабильность зазора. 

IMG_0369Многоэлектродные свечи имеют 2, 3, 4  и даже 5 боковых (массовых) электрода. К ним относятся:NGK № 2876; Beru Z12,Z44; Bosch 0 241 235 756; Brisk DR15TC1; Denso 5067; Finwhale FX510; Champion N9BYC4. Центральный электрод при этом находится в окружении боковых. Кроме того подобные свечи могут иметь серебряное покрытие боковых электродов.При условии хорошей продувки двигателя (работа на повышенных оборотах, использование авто на трассе) многоэлектродные свечи выигрывают перед одноэлектродными. Искрообразование у них стабильней, происходит по центру  выборочно на электродах с меньшим нагаром. При этом улучшается  работа мотора, обеспечиваются лучшее сгорание топлива, следовательно, повышается мощность  и снижается расход топлива. В условиях городской эксплуатации применение многоэлектродных свечей сомнительно с экономической точки зрения, если это не оговорено рекомендациями завода-изготовителя.

Самыми лучшими показателями в работе обладают свечи с электродами из драгоценных металлов. Впервые их применили на моторах для гоночных автомобилей, чтоб улучшить искру и повысить мощность двигателя. К таким свечам относят:  иридиевые, платиновые, иттриевые свечи зажигания. Центральный электрод в таких свечах выполнен из драгметаллов, устойчивых к высоким температурам и имеет тонкий центральный электрод, особой формы, позволяющей ему самоочищаться в процессе эксплуатации. В частности, иридий – один из самых твёрдых в мире металлов, температура его плавления составляет 2450 градусов цельсия.

IMG_0371Denso 5304 Iridium; Bosch 0 242 235 547 Platinum; Beru UX 79 P SB– свечи, электроды которых выполнены из драгметаллов. Результаты тестов показывают, что  с  такими свечами на инжекторном  моторе экономия топлива составляет до 7%! Эффект от применения  свечей с иридиевыми (или платиновыми) электродами наступает уже через 3-4 месяца. На карбюраторных моторах экономия несколько меньше. Характерная конструкция подобных свечей зажигания построена так, что в их  работе искра «сбивает» нагар и  таким образом  они самоочищаются. К тому же, они очень  долговечны: рассчитаны на 100 тысяч км. Свечи из драгметаллов улучшают эксплуатационные характеристики двигателя и обеспечивают его безотказную работу. Уменьшается токсичность выхлопа и повышается мощность. Переплачивая при покупке таких свечей, вы экономите в будущем на топливе и ремонте!

IMG_0373Некоторые особенности конструкции свечей с электродами из драг.металлов: NGK,  свечи DFE производятся с иридиевым центральным электродом и платиновым боковым. Bosch, в свечах Bosch Platinum платиновый электрод изолирован керамикой для защиты его  от высокой температуры.Толщина электродов из драгоценных металлов не превышает миллиметра, а в Denso Iridium Power составляет всего - 0,4 мм.Однако не все свечи, имеющие подобные электроды обладают выдающимися техническими характеристиками. Как показал опыт эксплуатации, иттриевые свечи Brisk A-Line мало чем отличаются от обычных свечей с медными электродами.При приобретении свечей очень  важно не купить подделку. Если попались плохие свечи, двигатель будет работать неравномерно, возможно даже « троение». Самые лучшие бренды, к сожалению, подделываются чаще всего, поэтому самое большое количество подделок  таких фирм как: NGK, Bosсh, Chаmpion, Denso. Выявить подделку не всегда  сложно,  часто достаточно оценить внешний вид свечи. На оригинальных свечах покрытие более гладкое, нет шершавости, логотипы  видны отчётливо, идеально выполнена резьба. 

В работе с автомобилями клиентов мне, как диагносту, ежедневно приходится встречаться с ошибками выбора свечей автолюбителями. Многие из них не задумываются, что покупают, а зачастую покупают вслепую. При выборе свечей зажигания  я и мои коллеги, сотрудники «Автосервиса на  Клубной», советуют использовать только те свечи, которые  соответствуют Вашему мотору согласно  документации от автопроизводителей.  При использовании тюнинговых прошивок, мы подбираем свечи зажигания для каждого двигателя индивидуально.  Важно понимать, что при изменении программы управления двигателем меняются многие характеристики и стандартные свечи могут сохранять  работоспособность на очень короткий срок.

Victortun

При использовании статьи обязательна ссылка на сайт victortun.ru

victortun.ru

Тест многоэлектродных свечей зажигания » Lada.CC

Зачем свече зажигания несколько боковых электродов? Ведь сколько бы их ни было — два, три или четыре, — рожденный в недрах катушки высоковольтный импульс вызовет одну-единственную искру, которая «выберет» только один из боковых электродов. Так, может быть, это просто элементарная уловка маркетологов — мол, чем больше электродов, тем дороже?

А основным испытательным стендом стал вазовский восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 со впрыском топлива и контроллером Январь 5.1.

Все комплекты свечей мы поочередно заворачивали в двигатель ВАЗ-2111, установленный на динамометрическом стенде. Режимы работы двигателя задавали с дистанционного пульта управления: крутящий момент с точностью до 0,5 Нм, а частоту вращения — с точностью до 10 об/минВсе комплекты свечей мы поочередно заворачивали в двигатель ВАЗ-2111, установленный на динамометрическом стенде. Режимы работы двигателя задавали с дистанционного пульта управления: крутящий момент с точностью до 0,5 Нм, а частоту вращения — с точностью до 10 об/мин На самом деле, преимущество многоэлектродных свечей давно известно — это ресурс. Ведь искра возникает между центральным и боковым электродом в том искровом зазоре, электрическое сопротивление которого в данный момент меньше, чем других. А поскольку сопротивление каждый раз изменяется, то искра «грызет» электроды поочередно. Взгляните, к примеру, на фотографию разряда свечи Bosch, сделанную при большой выдержке. За время съемки произошло около 50 разрядов, искры от которых равномерно распределились между всеми тремя боковыми электродами. Это, кстати, говорит о том, что все три зазора здесь примерно одинаковы. Но даже если это не так и искра бьет только в один электрод, то со временем она его «сгрызет» — и перекинется на соседний, тем самым продлевая срок службы свечи.

Правда, многоэлектродные свечи дороже обычных. И поэтому автопроизводители применяют их только в тех двигателях, где за ценой можно не постоять. Например, в моторе редакционного седана BMW 320i, который эксплуатировался у нас в 1998—2002 годах, стояли четырехэлектродные свечи NGK, которые без проблем отслужили положенные 100000 км.

Но в ходе короткого теста ресурс свечей мы, к сожалению, проверить не в состоянии. Зато мы можем узнать, насколько изменяется мощность, экономичность и токсичность выхлопа у вазовского мотора при работе с разными свечами. А то, что замена свечей влияет на работу двигателя, это факт — в ходе предыдущего теста одноэлектродных свечей разница в мощности достигала почти 6%!

На этот раз комплектов свечей — всего семь. Это чешские свечи Brisk Extra и Brisk Premium, немецкие Bosch и Finwhale, французские Beru, японские NGK и свечи Champion, сделанные в Евросоюзе. Отечественных многоэлектродных свечей мы не нашли.

Первым делом все свечи отправились в барокамеру — для проверки на бесперебойность искрообразования под давлением. Из-за того, что барокамера заполнена не топливовоздушной смесью (взрывоопасно!), а воздухом, и напряжение, подводимое к свече, понижено со штатных 22 до 17 киловольт (имитация экстремальных условий), эти испытания — лишь дополнительный тест. Однако проведя его, мы сможем не только сравнить разные свечи в одинаковых условиях, но и отметить влияние «дополнительных» электродов. А оно есть!

Температуру, давление и относительную влажность воздуха в лаборатории при расчетах мы приводили к стандартным значениям: B=750 мм рт. ст., Т=25°С, ф=36%Температуру, давление и относительную влажность воздуха в лаборатории при расчетах мы приводили к стандартным значениям: B=750 мм рт. ст., Т=25°С, ф=36% Например, если одноэлектродная свеча Bosch WR7DC дает пропуски искры при давлении воздуха в барокамере в 8,1 атм, то ее трехэлектродный «собрат» Bosch W7DTC продержался вплоть до 10,0 атм. Аналогичная картина и с другими комплектами — свеча NGK BUR6ET с тремя «массовыми» электродами стабильно искрит при давлении воздуха до 10,4 атм, а одноэлектродная свеча NGK BPR6E сдается уже при 8,9 атм. О чем это говорит? О том, что дополнительные «массовые» электроды увеличивают надежность искрообразования. Это подтвердилось и при замерах давления полного прекращения искрообразования. Лучший результат трехэлектродных свечей (Brisk Extra, 12,5 атм) чуть превосходит результат лидера среди одноэлектродных комплектов (Brisk LR15YC, 12,0 атм). У других свечей разница заметней — например, трехэлектродные свечи Bosch теряют работоспособность при давлении воздуха в барокамере в 11 атм, а одноэлектродные — уже при 8,4 атм.Температуру, давление и относительную влажность воздуха в лаборатории при расчетах мы приводили к стандартным значениям: B=750 мм рт. ст., Т=25°С, ф=36%Температуру, давление и относительную влажность воздуха в лаборатории при расчетах мы приводили к стандартным значениям: B=750 мм рт. ст., Т=25°С, ф=36% Надежность искрообразования зависит не только от количества, но и от расположения боковых электродов. Взгляните на фотографию свечи Brisk Premium LOR15LGS. Ее «массовые» электроды расположены настолько далеко от центрального, что давления воздуха даже в 5,5 атм достаточно для полного исчезновения искры. По испытаниям в барокамере эти свечи проигрывают даже штатным одноэлектродным свечам ЭЗ А17ДВРМ! Слишком велико сопротивление зазора — и пониженным напряжением в 17 кВ его не «пробить». Но, конечно, условия, которые мы имитируем в барокамере — это крайность. Такое бывает, например, у автомобиля со слабой батареей в дождливую погоду, когда включены фары, стеклоочистители, обогрев стекла, а влага, попавшая на высоковольтные провода, увеличивает токи утечки...Автоматизированный расходомер топлива позволяет определить экономичность двигателя с точностью до 0,5%. При этом расход бензина на каждом режиме работы мы замеряли трижды — и высчитывали среднее значениеАвтоматизированный расходомер топлива позволяет определить экономичность двигателя с точностью до 0,5%. При этом расход бензина на каждом режиме работы мы замеряли трижды — и высчитывали среднее значение Так что главное испытание — это моторный стенд. Каждый комплект свечей мы поочередно заворачиваем в восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 с распределенным впрыском (контроллер Январь 5.1 2111-1411020-61, лямбд-зонд, без нейтрализатора), соединенный с нагрузочным устройством. Нет нагрузки — двигатель работает на холостом ходу. Повышаем нагрузку — измеряем «частичные» характеристики. Полная нагрузка — номинальный режим. Фиксируем крутящий момент двигателя, частоту вращения, расход топлива и воздуха, токсичность отработавших газов. А чтобы исключить даже минимальные изменения давления, влажности и температуры в лаборатории, где установлен нагрузочный стенд, все полученные результаты приводим к стандартным условиям по методике ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний». База для сравнения — характеристики мотора при работе со штатными одноэлектродными свечами А17ДВРМ из Энгельса.

Сперва — газ в пол! На режиме полного дросселя мы замерили крутящий момент (и мощность) двигателя с каждым из комплектов свечей. Здесь, как и среди одноэлектродных свечей, отличился комплект Finwhale. С этими свечами двигатель развил на 6,3% большую мощность, чем со штатными одноэлектродными свечами ЭЗ А17ДВРМ — и на 0,4% больше, чем с одноэлектродными свечами Finwhale F510 (5,9%). Также в тройке лидеров — свечи Champion (+5,6% мощности) и Brisk Premium (+5,1%). А вот трехэлектродный Bosch выступил скромно — прирост мощности составил всего 2,6%.

Затем, сбавив обороты, мы измерили экономичность двигателя в режиме городского цикла. Интересно, что превзойти результат одноэлектродных свечей NGK (снижение расхода топлива относительно штатных свечей ЭЗ на 5,1%) не удалось ни одному из комплектов. Но в целом многоэлектродные свечи выступили стабильнее — снижение расхода топлива более чем на 3% обеспечивают четыре из семи комплектов: Beru (4,2%), Champion (4,1%), NGK (3,9%) и Bosch (3,2%). А вот чешские свечи Brisk Extra расход топлива в сравнении со штатными ЭЗ не снижают, а увеличивают — на 1,6%.

Неудача постигла свечи Brisk Extra и при замерах токсичности отработавших газов, которые мы проводили на холостом ходу, в режимах городского цикла и внешней скоростной характеристики. Эти свечи, как и одноэлектродный Bosch WR7DCX, заставили контроллер Январь 5.1 работать в режиме постоянной коррекции времени впрыска топлива, переобогащая смесь. Как результат — «неуд» по экологии. В чем причина — неужели тоже пропуск вспышек?

А лидируют по снижению токсичности четырехэлектродные свечи Beru. За ними — Brisk Premium и NGK.

Как водится, результаты всех испытаний мы перевели в баллы и просуммировали их с учетом весовых коэффициентов. В группе лидеров итоговые баллы легли очень «плотно» — как и при тестах именитых шин. В принципе, мы смело рекомендуем все свечи, кроме аутсайдеров Brisk Extra LR15TC. Кстати, если сравнивать с результатами теста одноэлектродных свечей, то лучшие из них (это NGK) смогли бы занять в общем зачете только четвертое место. А это означает, что «дополнительные» электроды влияют не только на ресурс, но и на такие характеристики двигателя, как мощность, экономичность и токсичность.

Кстати, самых выдающихся результатов многоэлектродные свечи достигли в снижении токсичности: если Eyquem, лидер среди одноэлектродных комплектов, показал 40-процентное снижение содержания СО и СН в выхлопе, то Beru Ultra-X — уже почти 60%! Это говорит о том, что «многоэлектродность» и связанная с этим надежность искрообразования особенно ярко проявляют себя на режимах частичных нагрузок (на которых, в основном, мы и проверяли показатели токсичности). Но ждать от многоэлектродных свечей каких-либо чудес не стоит.

Однако процессы воспламенения горючей смеси от искры до сих пор хранят немало тайн даже для серьезных исследователей — и, само собой, привлекают внимание изобретателей и инженеров-самородков. А что, если распилить боковой электрод пополам? Или приварить к свече конус — и назвать получившееся чудо «плазменным генератором»?

Результаты испытаний:Результаты испытанийРезультаты испытаний

Результирующая таблица:Результирующая таблицаРезультирующая таблица

Beru Ultra-X 79Beru Ultra-X 79 Beru Ultra-X 79 Франция* Цена: 600 рублей** Оценка: 9,0Beru Ultra-X 79Beru Ultra-X 79 Beru Ultra-X 79Beru Ultra-X 79 Главная особенность четырехэлектродных свечей Beru — попарно разные искровые зазоры. Два боковых электрода расположены в 0,8 мм от центрального, а другие два — в 1,2 мм, но приближены к изолятору. Видимо, это сделано для получения полуповерхностного разряда в том случае, если изолятор загрязнен отложениями.

Свечи демонстрируют отличные результаты и в барокамере, и на моторном стенде. Мощность двигателя на внешней скоростной характеристике увеличивается не намного (на 3,7% относительно штатных одноэлектродных свечей ЭЗ), зато по снижению расхода топлива и токсичности свечи Beru — в лидерах.

NGK BUR6ETNGK BUR6ET NGK BUR6ETЯпония* Цена: 540 рублей** Оценка: 8,9NGK BUR6ETNGK BUR6ET NGK BUR6ETNGK BUR6ET Трехэлектродные свечи NGK аккуратно сделаны и отлично работают. Они немного уступают свечам Beru по расходу топлива (3,9% против 4,2%) и токсичности, но превосходят их по остальным параметрам. Двигатель с японскими свечами работает очень устойчиво, а при полностью открытой дроссельной заслонке развивает на 4,4% большую мощность, чем со штатными свечами ЭЗ.Champion N9BYC4Champion N9BYC4 Champion N9BYC4 Европейский Союз* Цена: 440 рублей** Оценка: 8,7NGK BUR6ETNGK BUR6ET Champion N9BYC4Champion N9BYC4 Трехэлектродные свечи Champion выступили успешней своих одноэлектродных «собратьев». Прежде всего — из-за лучшего снижения расхода топлива, высокой устойчивости работы и увеличения мощности на внешней скоростной характеристике (на 5,6% относительно свечей ЭЗ). Но в барокамере улучшения минимальны — трехэлектродные «чемпионы» превосходят только Brisk Premium и штатные одноэлектродные свечи ЭЗ.Brisk Premium LOR15LGSBrisk Premium LOR15LGS Brisk Premium LOR15LGS Чехия* Цена: 700 рублей** Оценка: 8,5Brisk Premium LOR15LGSBrisk Premium LOR15LGS Brisk Premium LOR15LGSBrisk Premium LOR15LGS Свеча Brisk Premium отличается самым «хитрым» принципом искрообразования. Четыре боковых электрода существенно удалены от центрального и располагаются ниже — «длинная» искра скользит по изолятору. Но из-за этого страдает надежность искрообразования при пониженном напряжении — в барокамере Brisk Premium уступает даже штатным одноэлектродным свечам ЭЗ. Но двигатель работает устойчиво на всех режимах, а при полном дросселе мощность увеличивается на 5,1%.Finwhale FX510Finwhale FX510 Finwhale FX510Германия* Цена: 260 рублей** Оценка: 8,4Finwhale FX510Finwhale FX510 Finwhale FX510Finwhale FX510 Свечи Finwhale вновь, как и при испытании одноэлектродных комплектов, отличились лучшим приростом мощности относительно штатных свечей ЭЗ — 6,3% при полном дросселе! А вот на расход топлива при частичных нагрузках «дополнительные» электроды Финвала почти не влияют. Невысоки результаты свечей и в барокамере — видимо, сказывается увеличенный до 1,1 мм искровой зазор. Зато устойчивость работы двигателя — на высоте.Bosch W7DTCBosch W7DTC Bosch W7DTCГермания* Цена: 400 рублей** Оценка: 7,9Bosch W7DTCBosch W7DTC Bosch W7DTCBosch W7DTC Свечи Bosch показали отличные результаты в барокамере, но прирост мощности двигателя при полном дросселе минимален — всего 2,6% относительно одноэлектродных свечей ЭЗ. Токсичность выхлопа почти не изменилась, зато расход топлива с трехэлектродными свечами Bosch снижается на 3,2%, а двигатель работает очень устойчиво.Brisk Extra LR15TCBrisk Extra LR15TC Brisk Extra LR15TCЧехия* Цена: 180 рублей** Оценка: 6,5Brisk Extra LR15TCBrisk Extra LR15TC Brisk Extra LR15TCBrisk Extra LR15TC Свечи Brisk — самый дешевый из испытанных нами многоэлектродных комплектов. И при этом Brisk — лучший по испытаниям в барокамере и обеспечивает двигателю дополнительные 4,8% мощности. Но расход топлива увеличился, а токсичность выхлопа резко возросла. Причина — постоянная коррекция времени впрыска топлива, которую контроллер Январь 5.1 был вынужден применять, анализируя сигналы от датчика кислорода (лямбда-зонда).

Из искры возгорится пламя?

Каким образом конструкция свечи влияет на мощность, токсичность и экономичность работы двигателя?

Принципиальные схемы развития фронта пламени для одноэлектродных (а) и многоэлектродных (б) свечей. Во втором случае из-за «открытого» искрового зазора сгорание смеси начинается интенсивней, чем в первом — фронт пламени одноэлектродной свечи теряет время на выход из межэлектродного пространстваПринципиальные схемы развития фронта пламени для одноэлектродных (а) и многоэлектродных (б) свечей. Во втором случае из-за «открытого» искрового зазора сгорание смеси начинается интенсивней, чем в первом — фронт пламени одноэлектродной свечи теряет время на выход из межэлектродного пространства Из всех факторов, определяющих эти характеристики, от свечей зажигания наиболее зависима скорость сгорания смеси. Сгорание тем эффективней, чем больше начальный очаг воспламенения (по сути, зазор) и выше температура искры. На фотографиях видно, что свечи Bosch периодически дают красную «холодную» искру (ее температура — около 3000 градусов по шкале Кельвина), а бело-синий цвет «горячей» искры, например, у свечей Beru или NGK соответствует высокой температуре в 4000 К. Суть в том, что скорость сгорания смеси зависит от квадрата температуры!Принципиальные схемы развития фронта пламени для одноэлектродных (а) и многоэлектродных (б) свечей. Во втором случае из-за «открытого» искрового зазора сгорание смеси начинается интенсивней, чем в первом — фронт пламени одноэлектродной свечи теряет время на выход из межэлектродного пространстваПринципиальные схемы развития фронта пламени для одноэлектродных (а) и многоэлектродных (б) свечей. Во втором случае из-за «открытого» искрового зазора сгорание смеси начинается интенсивней, чем в первом — фронт пламени одноэлектродной свечи теряет время на выход из межэлектродного пространства Еще один параметр — это зазор. «Мощностные» лидеры, свечи Champion и Finwhale, отличаются увеличенным до 1,1 мм искровым зазором. Но у свечи Brisk Premium искровой промежуток еще больше, а по мощности они уступают свечам Finwhale и Champion. Почему? Дело в том, что искра Бриска содержит «холодные» красные оттенки, свидетельствующие о невысокой энергии, что и подтвердилось в барокамере.

Есть еще один влиятельный фактор. Взгляните на схемы распространения фронта пламени с одноэлектродной и с многоэлектродной свечой. В первом случае зарождающийся фронт ограничен поверхностью бокового электрода — его интенсивное развитие начинается лишь на выходе из межэлектродного пространства. А у многоэлектродных свечей, напротив, зазор «открыт» и развитие фронта происходит немедленно — нет гасящего влияния боковых электродов!

lada.cc

Свеча зажигания: далеко не просто…

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.

Тепловую характеристику (калильное число) свечи оптимизируют, изменяя длину центрального электрода и теплового конуса изолятораТепловую характеристику (калильное число) свечи оптимизируют, изменяя длину центрального электрода и теплового конуса изолятора

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.

Электроды с наконечниками из
экзотических металлов прежде всего
увеличивают долговечность свечиЭлектроды с наконечниками из экзотических металлов прежде всего увеличивают долговечность свечи

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.

Меры, предотвращающие образование токопроводящего нагара на кончике изолятора:
1 – полуповерхностный разряд; 2 – перехватывающий электрод; 3 – дополнительный воздушный зазорМеры, предотвращающие образование токопроводящего нагара на кончике изолятора: 1 – полуповерхностный разряд; 2 – перехватывающий электрод; 3 – дополнительный воздушный зазор

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.

Свечам приходится работать и в моторах с непосредственным впрыскомСвечам приходится работать и в моторах с непосредственным впрыском

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

www.abs-magazine.ru