Тест многоэлектродных свечей зажигания. Тест свечей зажигания одноэлектродных
| — Да что там испытывать? Все свечи зажигания одинаковы — два электрода и изолятор между ними... Таков был ответ специалиста, к которому мы обратились за консультацией в преддверии задуманного нами теста свечей зажигания. Вердикт был однозначен: никакой разницы между свечами нет и быть не может. Но как же так? Ведь каждому автомобилисту приходилось чувствовать, что с одними свечами двигатель работает ровно, с другими — сбоит на холостом ходу, с третьими — плохо заводится... И мы все-таки решили сравнить друг с другом несколько комплектов свечей, предназначенных для восьмиклапанных «переднеприводных» двигателей ВАЗ. В автомагазинах мы купили двенадцать комплектов одноэлектродных свечей, которые подходят для двигателей Самар и вазовских машин «десятого» семейства. Из отечественных выбрали свечи марок ЭЗ, APS и Bosch, сделанные в Энгельсе, и Brisk из Озерска. Компанию им составили немецкие свечи Beru, Bosch Platinum и Finwhale, японские NGK и Denso, французские Eyquem. А свечи Champion, судя по пометке на упаковке, «сделаны в Евросоюзе». Но как сравнивать свечи? Что проверять?  Открываем отраслевой стандарт ОСТ 37.003.081-87 «Свечи зажигания искровые». Оценка размеров и внешнего вида свечей зажигания — это, конечно, хорошо. Проверка бесперебойности искрообразования и калильного числа — тоже неплохо. Но об измерении влияния свечи на главные эксплуатационные характеристики двигателя — на мощность, экономичность, токсичность, — в ОСТе не сказано ни слова.Значит, придется разрабатывать свою собственную методику! Нам помогли специалисты исследовательской лаборатории, куда мы обратились для проведения теста. Они рассуждали так. Основная задача свечи зажигания — искрить. Проверить свечу «на искру» элементарно — подаешь напряжение и смотришь. Но в реальных условиях, в камере сгорания, свеча работает под давлением — в исправном вазовском моторе со степенью сжатия 9,9, в конце такта сжатия это 10—13 атмосфер (при полностью открытой дроссельной заслонке). Значит, нужно поместить свечу в барокамеру — и проследить за бесперебойностью искрообразования под давлением. Но это — далеко не все. Ведь в барокамере — все-таки воздух, да и температура близка к комнатной. А в реальном моторе — топливовоздушная смесь, высокая температура, вибронагруженность... Почему бы не использовать для сравнения настоящий, «живой» двигатель?  Идея такова. Берем абсолютно исправный восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 (система впрыска топлива, лямбда-зонд, без нейтрализатора, контроллер Январь-5.1 2111-1411020-61). Устанавливаем его на специальный моторный стенд, который с помощью тормозного устройства позволяет имитировать любой режим работы — от холостого хода до номинальной нагрузки. Стенд оборудован измерительным комплексом для замеров мощности, частоты вращения, расхода воздуха, топлива и токсичности отработавших газов. Обороты можно выставить с точностью до 10 об/мин, а крутящий момент — до 0,5 Нм. Все процедуры измерений прописаны в ГОСТе 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний».Вкручиваем в мотор первый комплект свечей. Запускаем, измеряем, записываем. Теперь глушим, меняем свечи на другие — и вновь повторяем те же самые тесты. Все компоненты стенда, кроме свечей, не изменились — двигатель работает на том же самом масле и бензине, температура в лаборатории под контролем. Значит, если мотор после замены свечей потеряет в мощности, если вырастет расход топлива или выброс несгоревших углеводородов — в этом будут виноваты именно свечи! И именно стендовые, лабораторные условия помогут нам добиться нужной точности испытаний. Но сперва мы, вооружившись измерительными щупами, проверили искровые зазоры всех свечей. У всех комплектов они оказались равномерными, а регулировки потребовали свечи ЭЗ, Denso и Eyquem. Подгибаем боковой электрод, замеряем — норма. Причем, если зазоры свечей ЭЗ и Denso мы увеличивали до 1 мм по рекомендации ВАЗа, то к французским свечам Eyquem прилагалась специальная табличка, по которой зазор следует увеличить с исходных 0,65 мм до 0,8 мм. Теперь — в барокамеру. Мы начинали проверку искрообразования при атмосферном давлении, подавая на свечу напряжение в 17 киловольт. Это пониженное напряжение по сравнению со штатным (22 кВ), но так мы имитируем самые неблагоприятные условия работы. Все свечи вроде бы искрят. Правда, по-разному. Где-то искра ровная и мощная, где-то, как у свечей ЭЗ А17ДВРМ, мечется от заусенца к заусенцу на «мохнатом», небрежно обработанном боковом электроде... Теперь начинаем плавно повышать давление — и наблюдаем за бесперебойностью искрообразования. Первыми сдаются штатные свечи из Энгельса — при давлении воздуха 5,1 атм искра периодически пропадает. Конечно, для реальных условий в камере сгорания, заполненной топливовоздушной смесью с более высокой диэлектрической проницаемостью, это давление будет выше. Однако мы не можем для чистоты эксперимента наполнить барокамеру смесью воздуха с бензином — от искры она просто взорвется! Зато мы можем сравнить все свечи в одних и тех же «воздушных» условиях — и можем точно установить, какие из них хуже, а какие лучше. Позже всех сдались свечи Brisk LR15YC — при давлении в 10,5 атм. Неплохие результаты и у комплектов NGK BPR6E, Bosch Platinum WR7DP и Bosch WR7DC. Аналогичная картина и с полным прекращением искробразования — свечи Brisk перестали работать позже других. А вот у комплектов APS А17ДВРМ, Finwhale F510, Champion RN9YCC4, ЭЗ А17ДВРМ и Bosch WR7DCX показатели по этому параметру невысоки.  Может быть, разница в результатах объясняется различием искровых зазоров — от 0,7 до 1,1 мм? Это так, но лишь отчасти. Например, свеча Denso W20EPR-U с большим искровым промежутком в 1,0 мм выдерживает высокое давление в 7,9 атм. А свеча APS c таким же зазором сдалась уже при 5,5 атм...Но в любом случае испытание в барокамере — это некая условность, дополнительный тест. А основное — впереди. Стендовые моторные испытания! Во-первых, при работе по внешней скоростной характеристике, то есть при полностью открытой дроссельной заслонке, мы замерили крутящий момент (и, соответственно, мощность) с каждым из комплектов свечей. Например, при частоте вращения 2500 об/мин двигатель со свечами ЭЗ развивает крутящий момент в 101,5 Нм, а со свечами Champion — уже 106,5 Нм. Пять ньютон-метров разницы! Оказалось, что и с любыми другими свечами двигатель развивает больше тяги, чем со штатными свечами ЭЗ А17ДВРМ. Наименьший прирост, в 2,8%, обеспечивают свечи Denso W20EPR-U. А максимального результата помогают достичь свечи Finwhale F510 — двигатель при полном дросселе развивает на 5,9% больше мощности, чем со свечами ЭЗ. Но каким образом замена свечей зажигания влияет на величину тяги? Задача свечи — поджечь горючую смесь. От того, насколько свече это удается, зависит начальный очаг воспламенения — чем он больше, тем быстрее по камере сгорания распространяется фронт пламени и тем выше будет развиваемая мощность. Чтобы создать уверенный начальный очаг воспламенения, нужна «крупная», длинная искра — как говорят специалисты, с большим линейным размером. Но самое интересное, что этот размер искры не всегда равен величине зазора! Присмотритесь к фотоснимкам искр разных свечей. Например, у свечей ЭЗ искра каждый раз имеет разный размер — она буквально мечется по всей поверхности бокового электрода. То так, то эдак. Отсюда и худший результат. А у свечи Champion искра равномерно «стоит» по диагонали между центральным электродом и изгибом бокового. То есть сама искра «длиннее», чем зазор между электродами, который можно измерить щупом! Так что все очень, очень непросто. А вы говорите — два электрода и изолятор... Аналогичная ситуация и с измеренной экономичностью. Наименьший удельный расход топлива в режимах городского цикла показал двигатель со свечами NGK BPR6E и Finwhale F510. А вот со свечами APS А17ДВРМ и Beru Ultra 14R-7DU расход топлива в режимах частичной нагрузки был выше, чем со штатными свечами ЭЗ. Почему? Дело в том, что скорость распространения фронта пламени зависит и от температуры в зоне воспламенения. И она тоже оказалась разной! Если у свечей NGK искра имеет бело-синий цвет, что соответствует температуре 3500—4000 К (градусов по абсолютной шкале Кельвина), то, например, искра свечей APS содержит красноватые оттенки (температура около 3000 К). А ведь температура искры влияет на начальную скорость распространения фронта пламени в квадрате! Кроме того, по ходу теста мы оценивали качество и степень устойчивости работы двигателя в различных режимах — наличие и величину колебаний крутящего момента при неизменной подаче топлива, температуры отработавших газов. Замеры токсичности проводили на режимах холостого хода, внешней скоростной характеристики и в режиме городского цикла. Лучшие результаты по снижению содержания СО и СН в отработавших газах по сравнению с базовым комплектом (ЭЗ А17ДВРМ) показали свечи Denso W20EPR-U, Eyquem RC62LS и Bosch Platinum WR7DP. Хуже здесь выступили свечи NGK BPR6E, Bosch WR7DC и Finwhale F510. А почему в тестах на максимальную мощность и на токсичность лидеры — разные? Это оттого, что «мощностной» тест мы проводили при максимальной нагрузке двигателя и на высоких оборотах, а замеры токсичности — на частичных нагрузках и малых оборотах. «Мозг» системы зажигания, роль которого в нашем случае выполняет контроллер Январь-5.1, в зависимости от оборотов и от нагрузки изменяет угол опережения зажигания — в соответствии с заложенной в него программой, рассчитанной на штатные свечи ЭЗ А17ДВРМ. Каждая новая свеча, установленная взамен штатной, меняет скорость сгорания горючей смеси — и, следовательно, реальный угол опережения зажигания. Поэтому одни свечи лучше работают на режимах максимальной мощности, а другие — на режимах частичных нагрузок. Но если переписать программу контроллера под конкретную «хорошую» свечу, то ее результаты будут еще лучше и стабильнее! А свечи Bosch WR7DCX преподнесли сюрприз — с ними контроллер Январь 5.1 словно забыл об оптимальном соотношении воздуха и топлива. Временами обогащение топливовоздушной смеси достигало 20% по сравнению с базовым! Причиной стала коррекция времени впрыска топлива, которую контроллер производит по сигналам от датчика кислорода — то бишь от лямбда-зонда. Обычно эта коррекция кратковременна — она нужна на переходных режимах. Но со свечами Bosch WR7DCX коррекция была непрерывной — в выхлопных газах было слишком много кислорода, что свидетельствовало о неполном сгорании топлива. Причина — пропуски зажигания и катастрофическое ухудшение токсичности. А ведь другие свечи с таким же зазором (1,1 мм) вели себя хорошо... Мы решили повторить тест на двигателе без обратной связи, как на моторах ВАЗ с контроллером Январь-5.1 2111-1411020-71. Откорректировать состав смеси для свечей Bosch WR7DCX «впрысковый» двигатель без обратной связи не может — нет датчика кислорода. Но ситуация повторилась — о пропуске вспышек подтвердил повышенный уровень несгоревшего топлива, то есть углеводородов (СН). По токсичности Bosch WR7DCX на этот раз выиграл у штатных свечей ЭЗ, но существенно проиграл всем остальным. А для того, чтобы еще раз убедиться в верности и справедливости выбранной методики теста, мы «прокрутили» злополучный Bosch WR7DCX и еще несколько комплектов и на двигателе со впрыском и без обратной связи, и даже на карбюраторном моторе. Результаты совпали! Подсчитывая итоговый рейтинг теста, мы перевели результаты всех испытаний в баллы и просуммировали их с учетом весовых коэффициентов — по отработанной методике, которую применяем и во всех остальных сравнительных тестах. Лидер — комплект японских свечей NGK, с которыми двигатель показал высокие результаты по большинству параметров. На втором месте сразу два комплекта — это немецкие свечи Bosch WR7DP и Finwhale. С последними двигатель получил максимальную прибавку в мощности при полном дросселе (5,9%). На третьем месте — французский Eyquem, лидер по снижению токсичности. А вот штатные свечи ЭЗ, увы, по большинству параметров уступают всем остальным... Теперь давайте вернемся к вопросу о том, одинаковы ли все свечи. Три комплекта — ЭЗ А17ДВРМ, APS и Bosch WR7DC, — сделаны на одном заводе в Энгельсе, который принадлежит корпорации Bosch. Казалось бы, куда «одинаковее»? Но если свечи марки ЭЗ делают полностью из российских комплектующих, то марка APS появилась как пробный шаг фирмы Bosch перед выходом на российский рынок — эти свечи выпускаются на более современной линии, а часть комплектующих заказывается в Германии. Свечи же с маркой Bosch в Энгельсе вообще собирают из готовых импортных «запчастей». Сравните, например, боковые электроды свечей ЭЗ и Bosch WR7DC. У «обычных» свечей ЭЗ они очень плохо обработаны, и такой важный параметр, как искровой зазор, имеет весьма относительное значение — искра просто находит ближайший заусенец. А качество электродов свечей APS и Bosch лучше. В итоге изделия из Энгельса так и расположились — по нарастающей. Однако «дороже» не всегда значит «лучше». Например, свечи Champion RN9YCC, купленные нами за 440 рублей, выглядят неубедительно на фоне того же российского комплекта Bosch за 160 рублей. Правда, есть один очень важный параметр — это ресурс. Сколько прослужит та или иная свеча в одном и том же моторе? Какова ее способность к самоочищению? Насколько она сопротивляется отложениям металлосодержащих присадок на электродах и изоляторе? Проверить это очень просто. Нужно взять 12 одинаковых двигателей и заставить их молотить сутки напролет в одинаковых режимах. А лучше не 12, а все 24 или 36 моторов. Для пущей статистики. Возможно, тут бы и проявились преимущества платинового центрального электрода модели Bosch WR7DP или медного бокового — свечи Champion RN9YCC. Жаль, что провести такой тест невозможно... В итоге мы проверили только то, что смогли проверить. И выяснили очень важную вещь — что не все йогурты одинаково полезны. Результаты испытаний: Результирующая таблица:  NGK BPR6EЯпонияЦена: 240 рублей*Искровой зазор: 0,8 мм  Японские свечи сделаны на совесть: аккуратно приварен боковой электрод, нанесена четкая маркировка. И в работе свечи NGK хороши — по сравнению со штатными свечами ЭЗ расход топлива уменьшается более чем на 5%! Это лучший результат среди 12 образцов. Двигатель с этими свечами работает устойчиво, прибавка в мощности достигает 4,4% при полном дросселе. Единственное замечание — невысокие результаты по «экологическим» испытаниям. А еще интересно то, что вопреки рассказу специалистов NGK о назначении V-образной выемки на центральном электроде (см. АР № 15, 2004), искра не смещается к его краям, а располагается точно по центру зазора… Finwhale F510ГерманияЦена: 180 рублей*Искровой зазор: 1,1 мм  Судя по данным на упаковке, свечи Finwhale сделаны в Германии. И, как показал наш тест, сделаны хорошо.По снижению расхода топлива Finwhale уступает только свечам NGK (3,1% против 5,1%). Зато по приросту мощности Финвалы вне конкуренции — при работе на внешней скоростной характеристике двигатель получает добавку в 5,9% мощности относительно штатных свечей ЭЗ! С экологией средненько, но лучше, чем у свечей NGK.  Bosch Platinum WR7DPГерманияЦена: 370 рублей*Искровой зазор: 0,8 мм  Главная особенность свечи — тончайший платиновый наконечник центрального электрода, утопленный в изолятор. Помимо увеличения ресурса (тугоплавкая платина позволяет свечам служить свыше 60000 км), по заверению фирмы, это благоприятно сказывается на работе свечи в условиях пониженного напряжения. Ресурс мы не проверяли, а вот напряжение в барокамере понизили достаточно — и там «платиновый» Bosch оказался в тройке лидеров. Двигатель с этими свечами работает очень устойчиво, а при полностью открытой дроссельной заслонке получает дополнительные 5% мощности. По «экономичности» Bosch WR7DP проигрывает свечам NGK и Finwhale, но превосходит обоих по «экологии». И по цене... Eyquem RC62LSФранцияЦена: 160 рублей*Искровой зазор: 0,8 мм  К свечам Eyquem трудно придраться. Сделаны они очень аккуратно, да и в работе хороши. Двигатель с ними работает устойчиво, а по расходу топлива занимает третье место (вслед за свечами Finwhale и NGK). Прирост мощности при полном дросселе на фоне конкурентов не так высок — 3,7%. Зато по снижению токсичности отработавших газов (относительно свечей ЭЗ) свечи Eyquem — безусловный лидер. Bosch WR7DCРоссия, ЭнгельсЦена: 160 рублей*Искровой зазор: 0,7 мм  Пристально разглядывая свечи Bosch WR7DC и штатные ЭЗ А17ДВРМ, сделанные на одном заводе, трудно найти отличия. Но на макрофотографиях видно, что боковые электроды сделаны с совершенно разным качеством. Соответственно, в работе Bosch проявляет себя по-другому. По устойчивости работы двигатель с этими свечами делит первое место с «платиновыми» свечами Bosch WR7DP, а по «экономичности» — четвертое. Мощность двигателя относительно базовых свечей при полном дросселе увеличивается на 4,9% — это лучше, чем у лидирующих комплектов NGK и Eyquem. Brisk LR15YСРоссия, ОзерскЦена: 120 рублей*Искровой зазор: 0,8 мм  Свечи Brisk выступили неплохо. Мощность двигателя при работе на внешней скоростной характеристике увеличивается на 5% (лучше только Finwhale), а в экстремальных условиях, которые мы создали в барокамере, Бриску и вовсе не оказалось равных. Но на части режимов малой нагрузки двигатель со свечами Brisk работал неустойчиво. Невысокими оказались экономические и экологические показатели. Да и грамотность оформителей упаковки подкачала — там написано «свечи зажыгания»... Champion RN9YCC4ЕС (Европейский Союз)Цена: 440 рублей*Искровой зазор: 1,1 мм  Свечи Champion единственные из всех имеют медный сердечник не только у центрального, но и у бокового электрода. Но токсичность выхлопа двигателя с этими свечами — чуть лучше чем с Бриском, экономичность — на среднем уровне. Цвет искры содержит «холодные» красноватые оттенки, что приводит к неустойчивой работе двигателя на части малых и средних нагрузок. Единственная радость — пятипроцентный прирост мощности при полном дросселе (относительно свечей ЭЗ). А огорчение — вдвое большая, чем у победителя, цена. Denso W20EPR-UЯпонияЦена: 240 рублей*Искровой зазор: 1,0 мм  Разработчики свечей Denso пошли иным путем, нежели конкуренты из NGK, — U-образная выемка сделана не на центральном, а на боковом электроде. И цели, по заявлению фирмы, она преследует другие — позволяет сымитировать увеличенный зазор, для «активации» которого подходит штатное напряжение. Но и по мощности (при полном дросселе), и по экономичности двигатель с этими свечами показывает невысокие результаты. Зато свечи Denso лучше всех снижают токсичность отработавших газов. Beru Ultra 14R-7DUГерманияЦена: 220 рублей*Искровой зазор: 0,8 мм  Немецкие свечи приятно взять в руки — аккуратная работа! И двигатель с ними работает устойчиво. Но результаты по мощности и по снижению токсичности (относительно свечей ЭЗ) невысоки. А по расходу топлива свечи Beru уступили даже штатным свечам ЭЗ. И это при двукратной разнице в стоимости... APS А17ДВРМРоссия, ЭнгельсЦена: 100 рублей*Искровой зазор: 1,0 мм  Свечи APS в итоге немного превзошли «земляков» ЭЗ. Прежде всего по мощности (при полном дросселе она выросла на 3,5%) и совсем немного — по устойчивости работы двигателя на всех режимах (из-за непостоянного положения искры в зазоре на части малых нагрузок наблюдалось колебание крутящего момента). В то же время на частичных нагрузках свечи APS работали похуже — например, расход топлива по сравнению со свечами ЭЗ увеличился на 0,6%. Bosch WR7DCXРоссия, ЭнгельсЦена: 235 рублей*Искровой зазор: 1,1 мм  Свечи Bosch WR7DCX отличаются от свечей Bosch WR7DC увеличенным до 1,1 мм зазором. Информация на упаковке гласит, что они специально предназначены для «впрысковых» двигателей ВАЗа. Но на большинстве режимов двигатель работал неустойчиво, а контроллер Январь 5.1 2111-1411020-61 реагировал на пропуски зажигания постоянной коррекцией времени впрыска топлива, что привело к катастрофической токсичности отработавших газов. ЭЗ А17ДВРМРоссия, ЭнгельсЦена: 100 рублей*Искровой зазор: 1,0 мм  Все характеристики впрысковых двигателей ВАЗ настраиваются именно на эти свечи — ЭЗ А17ДВРМ. Но при этом свечи ЭЗ уступили всем конкурентам. «Мохнатый» боковой электрод заставляет искру метаться от заусенца к заусенцу, что вкупе с периодически проскакивающими «холодными» искрами красного цвета приводит к худшей в тесте устойчивости работы двигателя. А может, дело в стабильности качества изготовления? |
servicedon.ru
Одноэлектродные свечи зажигания – сравнительный анализ
Если обратится к содержанию отраслевого стандарта ОСТ 37.003.081-87 «Свечи зажигания искровые», то можно увидеть, что эти немаловажные элементы конструкции двигателя разделяются между собой по внешнему виду, размерам, бесперебойности искрообразования и калильному числу. Межу тем, опытные автомобилисты хорошо осознают, что свечи явно или косвенно оказывают значительное влияние на эксплуатационные характеристики двигателя (экономичность мощность и токсичность), а про это немаловажное обстоятельство в указанном ОСТе, к сожалению, не сказано ни слова.
Впрочем, современное оборудование, такое как специальные барокамеры и различные испытательные стенды(включая оснащенные реальными автомобильными двигателями), позволяет с достаточной достоверностью оценить не только «официальные» характеристики свечей зажигания, но и их влияние на общее качество работы двигателя в целом.
Как выяснилось, в результате неоднократных исследований, при всей своей простоте конструкции одноэлектродные свечи зажигания достаточно сильно отличаются между собой и если, скажем, свечи NGK BPR6E на режимах городского цикла обеспечивают максимальную экономичность, то, в свою очередь, свечи от компании Brisk демонстрируют лучшую стабильность работы в условиях барокамеры. Аналогичная картина наблюдается и при оценке обеспечиваемой мощности (здесь в лидерах оказались свечи Finwhale F510), и снижению токсичности отработанных газов (лучший результат у Denso W20EPR-U и Bosch Platinum WR7DP).
Другими словами, нетрудно понять, что идеальных одноэлектродных свечей не бывает и к выбору конкретного типа и марки данного изделия следует подходить комплексно учитывая, в том числе, цену и реального производителя.
Ниже представлены потребительские характеристики одноэлектродных свечей зажигания наиболее популярных ныне на отечественном рынке:
NGK BPR6E (Япония)
Свечи, изготовленные в Японии, даже внешне выглядят очень привлекательно: маркировка четкая, боковой электрод тщательно обработан и аккуратно приварен. В работе свечи NGK также показывают себя отлично, по крайней мере в сравнении с штатными для ВАЗа ЭЗ, они демонстрируют снижение расхода топлива более чем на 5%. Двигатель с такими свечами работает устойчиво и на максимальных режимах (при полном дросселе) отмечается прибавка мощности до 4,4%. Единственный минус – весьма скромные экологические показатели.
Finwhale F510 (Германия)
По снижению общего расхода топлива свечи Finwhale несколько уступают NGK (3,1%), а вот по приросту мощности конкурентов они, практически, не имеют (на скоростных режимах прибавка достигает 5,9%). С экологией также не все гладко, однако лучше чем в предыдущем варианте.
Bosch Platinum WR7DP (Германия)
Основной конструктивной особенностью данной свечи является утопленный в изолятор центральный электрод в виде тонкого платинового стержня. Кроме повышенного ресурса (гарантированный пробег 60000 км) специалисты фирмы убеждены, что такая конструкция положительно сказывается на работоспособности свечи в условиях пониженного напряжения. Что касается основных характеристик, то Bosch WR7DP заслуженно находится в тройке лидеров: при добавлении мощности в 5%, такие свечи уступают по экономичности NGK и Finwhale, однако превосходят их по «экологии».
Eyquem RC62LS (Франция)
В комплексе характеристик у этих свечей очень хорошие результаты. Сделаны они очень аккуратно. Двигатель с ними работает устойчиво. По экономичности они находятся на третьей позиции (после Finwhale и NGK). Прирост мощности не слишком высок (3,7%), зато по снижению токсичности они являются явным лидером.
Bosch WR7DC (Российская сборка)
Неплохое изделие и уж, конечно же, лучше штатных ВАЗовских ЭЗ А17ДВРМ (сделанных на том же заводе). По устойчивости работы двигателя такие свечи делят первое место с платиновыми Bosch WR7DP, а по экономичности - находятся на четвертом. Превышение мощности достаточно хорошее – до 4,9%.
Brisk LR15YС (Россия)
Вполне достойные показатели. На скоростных характеристиках обеспечивают превышение мощности на 5% (уступают только Finwhale), а при работе в условиях барокамеры, показывают себя лучше всех. Экономические и экологические показатели находятся на среднем уровне.
Champion RN9YCC4 (Европейский Союз)
Отличительная особенность – наличие медного сердечника как у центрального, так и у бокового электрода. Прирост мощности до пяти процентов. Хорошие показатели по токсичности и средние по экономичности. Единственное, что удивляет – несуразно высокая цена.
ЭЗ А17ДВРМ (Россия)
Базовые свечи для ВАЗовских двигателей и именно с ними настраиваются все характеристики. По своим показателям находятся на последнем месте, что объясняется, возможно, низким качеством обработки бокового электрода (при испытаниях искра мечется в хаотичном порядке, при этом периодически проскакивают «холодные» красные искры). При всех своих недостатках имеют самую низкую цену.
www.elektrik-avto.ru
Тест одноэлектродных свечей
— Да что там испытывать? Все свечи зажигания одинаковы — два электрода и изолятор между ними...
Таков был ответ специалиста, к которому мы обратились за консультацией в преддверии задуманного нами теста свечей зажигания. Вердикт был однозначен: никакой разницы между свечами нет и быть не может. Но как же так? Ведь каждому автомобилисту приходилось чувствовать, что с одними свечами двигатель работает ровно, с другими — сбоит на холостом ходу, с третьими — плохо заводится... И мы все-таки решили сравнить друг с другом несколько комплектов свечей, предназначенных для восьмиклапанных «переднеприводных» двигателей ВАЗ.
В автомагазинах мы купили двенадцать комплектов одноэлектродных свечей, которые подходят для двигателей Самар и вазовских машин «десятого» семейства. Из отечественных выбрали свечи марок ЭЗ, APS и Bosch, сделанные в Энгельсе, и Brisk из Озерска. Компанию им составили немецкие свечи Beru, Bosch Platinum и Finwhale, японские NGK и Denso, французские Eyquem. А свечи Champion, судя по пометке на упаковке, «сделаны в Евросоюзе».
Но как сравнивать свечи? Что проверять?
Открываем отраслевой стандарт ОСТ 37.003.081-87 «Свечи зажигания искровые». Оценка размеров и внешнего вида свечей зажигания — это, конечно, хорошо. Проверка бесперебойности искрообразования и калильного числа — тоже неплохо. Но об измерении влияния свечи на главные эксплуатационные характеристики двигателя — на мощность, экономичность, токсичность, — в ОСТе не сказано ни слова.
Значит, придется разрабатывать свою собственную методику!
Нам помогли специалисты исследовательской лаборатории, куда мы обратились для проведения теста. Они рассуждали так. Основная задача свечи зажигания — искрить. Проверить свечу «на искру» элементарно — подаешь напряжение и смотришь. Но в реальных условиях, в камере сгорания, свеча работает под давлением — в исправном вазовском моторе со степенью сжатия 9,9, в конце такта сжатия это 10—13 атмосфер (при полностью открытой дроссельной заслонке). Значит, нужно поместить свечу в барокамеру — и проследить за бесперебойностью искрообразования под давлением.
Но это — далеко не все. Ведь в барокамере — все-таки воздух, да и температура близка к комнатной. А в реальном моторе — топливовоздушная смесь, высокая температура, вибронагруженность...
Почему бы не использовать для сравнения настоящий, «живой» двигатель?
Идея такова. Берем абсолютно исправный восьмиклапанный двигатель ВАЗ-2111 (система впрыска топлива, лямбда-зонд, без нейтрализатора, контроллер Январь-5.1 2111-1411020-61). Устанавливаем его на специальный моторный стенд, который с помощью тормозного устройства позволяет имитировать любой режим работы — от холостого хода до номинальной нагрузки. Стенд оборудован измерительным комплексом для замеров мощности, частоты вращения, расхода воздуха, топлива и токсичности отработавших газов. Обороты можно выставить с точностью до 10 об/мин, а крутящий момент — до 0,5 Нм. Все процедуры измерений прописаны в ГОСТе 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний».
Вкручиваем в мотор первый комплект свечей. Запускаем, измеряем, записываем. Теперь глушим, меняем свечи на другие — и вновь повторяем те же самые тесты. Все компоненты стенда, кроме свечей, не изменились — двигатель работает на том же самом масле и бензине, температура в лаборатории под контролем. Значит, если мотор после замены свечей потеряет в мощности, если вырастет расход топлива или выброс несгоревших углеводородов — в этом будут виноваты именно свечи! И именно стендовые, лабораторные условия помогут нам добиться нужной точности испытаний.
Но сперва мы, вооружившись измерительными щупами, проверили искровые зазоры всех свечей. У всех комплектов они оказались равномерными, а регулировки потребовали свечи ЭЗ, Denso и Eyquem. Подгибаем боковой электрод, замеряем — норма. Причем, если зазоры свечей ЭЗ и Denso мы увеличивали до 1 мм по рекомендации ВАЗа, то к французским свечам Eyquem прилагалась специальная табличка, по которой зазор следует увеличить с исходных 0,65 мм до 0,8 мм.
Теперь — в барокамеру. Мы начинали проверку искрообразования при атмосферном давлении, подавая на свечу напряжение в 17 киловольт. Это пониженное напряжение по сравнению со штатным (22 кВ), но так мы имитируем самые неблагоприятные условия работы. Все свечи вроде бы искрят. Правда, по-разному. Где-то искра ровная и мощная, где-то, как у свечей ЭЗ А17ДВРМ, мечется от заусенца к заусенцу на «мохнатом», небрежно обработанном боковом электроде...
Теперь начинаем плавно повышать давление — и наблюдаем за бесперебойностью искрообразования. Первыми сдаются штатные свечи из Энгельса — при давлении воздуха 5,1 атм искра периодически пропадает. Конечно, для реальных условий в камере сгорания, заполненной топливовоздушной смесью с более высокой диэлектрической проницаемостью, это давление будет выше. Однако мы не можем для чистоты эксперимента наполнить барокамеру смесью воздуха с бензином — от искры она просто взорвется! Зато мы можем сравнить все свечи в одних и тех же «воздушных» условиях — и можем точно установить, какие из них хуже, а какие лучше.
Позже всех сдались свечи Brisk LR15YC — при давлении в 10,5 атм. Неплохие результаты и у комплектов NGK BPR6E, Bosch Platinum WR7DP и Bosch WR7DC. Аналогичная картина и с полным прекращением искробразования — свечи Brisk перестали работать позже других. А вот у комплектов APS А17ДВРМ, Finwhale F510, Champion RN9YCC4, ЭЗ А17ДВРМ и Bosch WR7DCX показатели по этому параметру невысоки.
Может быть, разница в результатах объясняется различием искровых зазоров — от 0,7 до 1,1 мм? Это так, но лишь отчасти. Например, свеча Denso W20EPR-U с большим искровым промежутком в 1,0 мм выдерживает высокое давление в 7,9 атм. А свеча APS c таким же зазором сдалась уже при 5,5 атм...
Но в любом случае испытание в барокамере — это некая условность, дополнительный тест. А основное — впереди. Стендовые моторные испытания!
Во-первых, при работе по внешней скоростной характеристике, то есть при полностью открытой дроссельной заслонке, мы замерили крутящий момент (и, соответственно, мощность) с каждым из комплектов свечей. Например, при частоте вращения 2500 об/мин двигатель со свечами ЭЗ развивает крутящий момент в 101,5 Нм, а со свечами Champion — уже 106,5 Нм. Пять ньютон-метров разницы!
Оказалось, что и с любыми другими свечами двигатель развивает больше тяги, чем со штатными свечами ЭЗ А17ДВРМ. Наименьший прирост, в 2,8%, обеспечивают свечи Denso W20EPR-U. А максимального результата помогают достичь свечи Finwhale F510 — двигатель при полном дросселе развивает на 5,9% больше мощности, чем со свечами ЭЗ.
Но каким образом замена свечей зажигания влияет на величину тяги?
Задача свечи — поджечь горючую смесь. От того, насколько свече это удается, зависит начальный очаг воспламенения — чем он больше, тем быстрее по камере сгорания распространяется фронт пламени и тем выше будет развиваемая мощность. Чтобы создать уверенный начальный очаг воспламенения, нужна «крупная», длинная искра — как говорят специалисты, с большим линейным размером. Но самое интересное, что этот размер искры не всегда равен величине зазора! Присмотритесь к фотоснимкам искр разных свечей. Например, у свечей ЭЗ искра каждый раз имеет разный размер — она буквально мечется по всей поверхности бокового электрода. То так, то эдак. Отсюда и худший результат. А у свечи Champion искра равномерно «стоит» по диагонали между центральным электродом и изгибом бокового. То есть сама искра «длиннее», чем зазор между электродами, который можно измерить щупом!
Так что все очень, очень непросто. А вы говорите — два электрода и изолятор...
Аналогичная ситуация и с измеренной экономичностью. Наименьший удельный расход топлива в режимах городского цикла показал двигатель со свечами NGK BPR6E и Finwhale F510. А вот со свечами APS А17ДВРМ и Beru Ultra 14R-7DU расход топлива в режимах частичной нагрузки был выше, чем со штатными свечами ЭЗ.
Почему? Дело в том, что скорость распространения фронта пламени зависит и от температуры в зоне воспламенения. И она тоже оказалась разной! Если у свечей NGK искра имеет бело-синий цвет, что соответствует температуре 3500—4000 К (градусов по абсолютной шкале Кельвина), то, например, искра свечей APS содержит красноватые оттенки (температура около 3000 К). А ведь температура искры влияет на начальную скорость распространения фронта пламени в квадрате!
Кроме того, по ходу теста мы оценивали качество и степень устойчивости работы двигателя в различных режимах — наличие и величину колебаний крутящего момента при неизменной подаче топлива, температуры отработавших газов. Замеры токсичности проводили на режимах холостого хода, внешней скоростной характеристики и в режиме городского цикла. Лучшие результаты по снижению содержания СО и СН в отработавших газах по сравнению с базовым комплектом (ЭЗ А17ДВРМ) показали свечи Denso W20EPR-U, Eyquem RC62LS и Bosch Platinum WR7DP. Хуже здесь выступили свечи NGK BPR6E, Bosch WR7DC и Finwhale F510.
А почему в тестах на максимальную мощность и на токсичность лидеры — разные? Это оттого, что «мощностной» тест мы проводили при максимальной нагрузке двигателя и на высоких оборотах, а замеры токсичности — на частичных нагрузках и малых оборотах. «Мозг» системы зажигания, роль которого в нашем случае выполняет контроллер Январь-5.1, в зависимости от оборотов и от нагрузки изменяет угол опережения зажигания — в соответствии с заложенной в него программой, рассчитанной на штатные свечи ЭЗ А17ДВРМ. Каждая новая свеча, установленная взамен штатной, меняет скорость сгорания горючей смеси — и, следовательно, реальный угол опережения зажигания. Поэтому одни свечи лучше работают на режимах максимальной мощности, а другие — на режимах частичных нагрузок. Но если переписать программу контроллера под конкретную «хорошую» свечу, то ее результаты будут еще лучше и стабильнее!
А свечи Bosch WR7DCX преподнесли сюрприз — с ними контроллер Январь 5.1 словно забыл об оптимальном соотношении воздуха и топлива. Временами обогащение топливовоздушной смеси достигало 20% по сравнению с базовым! Причиной стала коррекция времени впрыска топлива, которую контроллер производит по сигналам от датчика кислорода — то бишь от лямбда-зонда. Обычно эта коррекция кратковременна — она нужна на переходных режимах. Но со свечами Bosch WR7DCX коррекция была непрерывной — в выхлопных газах было слишком много кислорода, что свидетельствовало о неполном сгорании топлива. Причина — пропуски зажигания и катастрофическое ухудшение токсичности. А ведь другие свечи с таким же зазором (1,1 мм) вели себя хорошо...
Мы решили повторить тест на двигателе без обратной связи, как на моторах ВАЗ с контроллером Январь-5.1 2111-1411020-71. Откорректировать состав смеси для свечей Bosch WR7DCX «впрысковый» двигатель без обратной связи не может — нет датчика кислорода. Но ситуация повторилась — о пропуске вспышек подтвердил повышенный уровень несгоревшего топлива, то есть углеводородов (СН). По токсичности Bosch WR7DCX на этот раз выиграл у штатных свечей ЭЗ, но существенно проиграл всем остальным.
А для того, чтобы еще раз убедиться в верности и справедливости выбранной методики теста, мы «прокрутили» злополучный Bosch WR7DCX и еще несколько комплектов и на двигателе со впрыском и без обратной связи, и даже на карбюраторном моторе. Результаты совпали!
Подсчитывая итоговый рейтинг теста, мы перевели результаты всех испытаний в баллы и просуммировали их с учетом весовых коэффициентов — по отработанной методике, которую применяем и во всех остальных сравнительных тестах. Лидер — комплект японских свечей NGK, с которыми двигатель показал высокие результаты по большинству параметров. На втором месте сразу два комплекта — это немецкие свечи Bosch WR7DP и Finwhale. С последними двигатель получил максимальную прибавку в мощности при полном дросселе (5,9%). На третьем месте — французский Eyquem, лидер по снижению токсичности.
А вот штатные свечи ЭЗ, увы, по большинству параметров уступают всем остальным...
Теперь давайте вернемся к вопросу о том, одинаковы ли все свечи. Три комплекта — ЭЗ А17ДВРМ, APS и Bosch WR7DC, — сделаны на одном заводе в Энгельсе, который принадлежит корпорации Bosch. Казалось бы, куда «одинаковее»? Но если свечи марки ЭЗ делают полностью из российских комплектующих, то марка APS появилась как пробный шаг фирмы Bosch перед выходом на российский рынок — эти свечи выпускаются на более современной линии, а часть комплектующих заказывается в Германии. Свечи же с маркой Bosch в Энгельсе вообще собирают из готовых импортных «запчастей».
Сравните, например, боковые электроды свечей ЭЗ и Bosch WR7DC. У «обычных» свечей ЭЗ они очень плохо обработаны, и такой важный параметр, как искровой зазор, имеет весьма относительное значение — искра просто находит ближайший заусенец. А качество электродов свечей APS и Bosch лучше. В итоге изделия из Энгельса так и расположились — по нарастающей.
Однако «дороже» не всегда значит «лучше». Например, свечи Champion RN9YCC, купленные нами за 440 рублей, выглядят неубедительно на фоне того же российского комплекта Bosch за 160 рублей.
Правда, есть один очень важный параметр — это ресурс. Сколько прослужит та или иная свеча в одном и том же моторе? Какова ее способность к самоочищению? Насколько она сопротивляется отложениям металлосодержащих присадок на электродах и изоляторе? Проверить это очень просто. Нужно взять 12 одинаковых двигателей и заставить их молотить сутки напролет в одинаковых режимах. А лучше не 12, а все 24 или 36 моторов. Для пущей статистики. Возможно, тут бы и проявились преимущества платинового центрального электрода модели Bosch WR7DP или медного бокового — свечи Champion RN9YCC.
Жаль, что провести такой тест невозможно...
В итоге мы проверили только то, что смогли проверить. И выяснили очень важную вещь — что не все йогурты одинаково полезны. И это открытие вдохновило нас на следующий шаг — повторить тест, но с более дорогими многоэлектродными свечами, которых сейчас немало на прилавках. Результаты? Читайте в следующем номере! Японские свечи сделаны на совесть: аккуратно приварен боковой электрод, нанесена четкая маркировка. И в работе свечи NGK хороши — по сравнению со штатными свечами ЭЗ расход топлива уменьшается более чем на 5%! Это лучший результат среди 12 образцов. Двигатель с этими свечами работает устойчиво, прибавка в мощности достигает 4,4% при полном дросселе. Единственное замечание — невысокие результаты по «экологическим» испытаниям. А еще интересно то, что вопреки рассказу специалистов NGK о назначении V-образной выемки на центральном электроде (см. АР № 15, 2004), искра не смещается к его краям, а располагается точно по центру зазора… Судя по данным на упаковке, свечи Finwhale сделаны в Германии. И, как показал наш тест, сделаны хорошо.
По снижению расхода топлива Finwhale уступает только свечам NGK (3,1% против 5,1%). Зато по приросту мощности Финвалы вне конкуренции — при работе на внешней скоростной характеристике двигатель получает добавку в 5,9% мощности относительно штатных свечей ЭЗ! С экологией средненько, но лучше, чем у свечей NGK.
Главная особенность свечи — тончайший платиновый наконечник центрального электрода, утопленный в изолятор. Помимо увеличения ресурса (тугоплавкая платина позволяет свечам служить свыше 60000 км), по заверению фирмы, это благоприятно сказывается на работе свечи в условиях пониженного напряжения. Ресурс мы не проверяли, а вот напряжение в барокамере понизили достаточно — и там «платиновый» Bosch оказался в тройке лидеров. Двигатель с этими свечами работает очень устойчиво, а при полностью открытой дроссельной заслонке получает дополнительные 5% мощности. По «экономичности» Bosch WR7DP проигрывает свечам NGK и Finwhale, но превосходит обоих по «экологии». И по цене... К свечам Eyquem трудно придраться. Сделаны они очень аккуратно, да и в работе хороши. Двигатель с ними работает устойчиво, а по расходу топлива занимает третье место (вслед за свечами Finwhale и NGK). Прирост мощности при полном дросселе на фоне конкурентов не так высок — 3,7%. Зато по снижению токсичности отработавших газов (относительно свечей ЭЗ) свечи Eyquem — безусловный лидер. Пристально разглядывая свечи Bosch WR7DC и штатные ЭЗ А17ДВРМ, сделанные на одном заводе, трудно найти отличия. Но на макрофотографиях видно, что боковые электроды сделаны с совершенно разным качеством. Соответственно, в работе Bosch проявляет себя по-другому. По устойчивости работы двигатель с этими свечами делит первое место с «платиновыми» свечами Bosch WR7DP, а по «экономичности» — четвертое. Мощность двигателя относительно базовых свечей при полном дросселе увеличивается на 4,9% — это лучше, чем у лидирующих комплектов NGK и Eyquem. Свечи Brisk выступили неплохо. Мощность двигателя при работе на внешней скоростной характеристике увеличивается на 5% (лучше только Finwhale), а в экстремальных условиях, которые мы создали в барокамере, Бриску и вовсе не оказалось равных. Но на части режимов малой нагрузки двигатель со свечами Brisk работал неустойчиво. Невысокими оказались экономические и экологические показатели. Да и грамотность оформителей упаковки подкачала — там написано «свечи зажыгания»... Свечи Champion единственные из всех имеют медный сердечник не только у центрального, но и у бокового электрода. Но токсичность выхлопа двигателя с этими свечами — чуть лучше чем с Бриском, экономичность — на среднем уровне. Цвет искры содержит «холодные» красноватые оттенки, что приводит к неустойчивой работе двигателя на части малых и средних нагрузок. Единственная радость — пятипроцентный прирост мощности при полном дросселе (относительно свечей ЭЗ). А огорчение — вдвое большая, чем у победителя, цена. Разработчики свечей Denso пошли иным путем, нежели конкуренты из NGK, — U-образная выемка сделана не на центральном, а на боковом электроде. И цели, по заявлению фирмы, она преследует другие — позволяет сымитировать увеличенный зазор, для «активации» которого подходит штатное напряжение. Но и по мощности (при полном дросселе), и по экономичности двигатель с этими свечами показывает невысокие результаты. Зато свечи Denso лучше всех снижают токсичность отработавших газов. Немецкие свечи приятно взять в руки — аккуратная работа! И двигатель с ними работает устойчиво. Но результаты по мощности и по снижению токсичности (относительно свечей ЭЗ) невысоки. А по расходу топлива свечи Beru уступили даже штатным свечам ЭЗ. И это при двукратной разнице в стоимости... Свечи APS в итоге немного превзошли «земляков» ЭЗ. Прежде всего по мощности (при полном дросселе она выросла на 3,5%) и совсем немного — по устойчивости работы двигателя на всех режимах (из-за непостоянного положения искры в зазоре на части малых нагрузок наблюдалось колебание крутящего момента). В то же время на частичных нагрузках свечи APS работали похуже — например, расход топлива по сравнению со свечами ЭЗ увеличился на 0,6%. Свечи Bosch WR7DCX отличаются от свечей Bosch WR7DC увеличенным до 1,1 мм зазором. Информация на упаковке гласит, что они специально предназначены для «впрысковых» двигателей ВАЗа. Но на большинстве режимов двигатель работал неустойчиво, а контроллер Январь 5.1 2111-1411020-61 реагировал на пропуски зажигания постоянной коррекцией времени впрыска топлива, что привело к катастрофической токсичности отработавших газов. Все характеристики впрысковых двигателей ВАЗ настраиваются именно на эти свечи — ЭЗ А17ДВРМ. Но при этом свечи ЭЗ уступили всем конкурентам. «Мохнатый» боковой электрод заставляет искру метаться от заусенца к заусенцу, что вкупе с периодически проскакивающими «холодными» искрами красного цвета приводит к худшей в тесте устойчивости работы двигателя. А может, дело в стабильности качества изготовления?
| Результаты испытаний. Одноэлектродные свечи зажигания | |||||||||||||
| Влияние на общую оценку | NGK BPR6E | Finwhale F510 | Bosch WR7DP | Eyquem RC62LS | Bosch WR7DC | Brisk LR15YC | Champion RN9YCC | Denso W20EPR-U | Beru 14R-7DU | APS А17 ДВРМ | Bosch WR7 DCX | ЭЗ А17 ДВРМ | |
| Испытания в барокамере | 10% | ||||||||||||
| Давление нарушения искрообразования | 4% | 8,5 | 5,3 | 7,5 | 7,1 | 7,8 | 10,0 | 5,2 | 7,0 | 6,8 | 5,4 | 5,4 | 5,0 |
| Давление прекращения искрообразования | 6% | 7,9 | 5,4 | 7,1 | 6,4 | 7,1 | 9,6 | 5,4 | 6,7 | 6,4 | 5,0 | 5,7 | 5,7 |
| Стендовые моторные испытания | 90% | ||||||||||||
| Мощность | 30% | 8,5 | 9,7 | 9,0 | 7,9 | 8,9 | 9,0 | 9,0 | 7,2 | 7,9 | 7,8 | 8,5 | 5,0 |
| Экономичность | 24% | 10,0 | 8,5 | 7,0 | 8,0 | 7,0 | 6,7 | 6,7 | 6,8 | 6,0 | 5,7 | 7,0 | 6,2 |
| Токсичность | 18% | 6,4 | 6,7 | 7,8 | 8,5 | 7,1 | 6,6 | 6,7 | 8,0 | 6,1 | 5,0 | — | 5,2 |
| Устойчивость работы | 18% | 9,2 | 8,6 | 9,8 | 9,6 | 9,8 | 8,7 | 8,7 | 9,0 | 9,2 | 8,1 | 8,3 | 7,9 |
| Общая оценка | 100% | 8,5 | 8,3 | 8,3 | 8,2 | 8,1 | 8,0 | 7,7 | 7,5 | 7,1 | 6,6 | 6,3 | 5,9 |
| Результаты относятся только к образцам, проходившим испытания. Редакция не занималась проверкой подлинности образцов | |||||||||||||
Боковой электрод свечи расположен открытой частью искрового зазора в сторону стенки камеры сгорания
Искровой промежуток свечи открыт камере сгорания
Безразличная, или «боковая», ориентация бокового электрода |
Заворачивая свечу зажигания в двигатель, мы не думаем о том, каким образом расположится в итоге боковой электрод — к стенке цилиндра, к впускному клапану, к выпускному... А какая разница?
Она есть, и немалая. Опыт автогонщиков подсказывает, что свеча работает лучше, когда она развернута открытой частью искрового зазора в объем камеры сгорания — в сторону клапанов. Перед тестом мы решили это проверить. Из двадцати четырех помеченных свечей APS А17ДВРМ подобрали три комплекта. Первый комплект включал свечи, которые при затягивании «отворачивались» открытой частью искрового зазора от камеры сгорания — к стенке цилиндра. Свечи второго комплекта при затяжке, наоборот, открывали искровой промежуток камере сгорания. А третий комплект был промежуточным, «боковым» — как правило, именно так в среднем и располагаются электроды свечей при «случайной» затяжке. Все три комплекта прошли стендовые испытания в двигателе ВАЗ-2111. И оказалось, что ориентация бокового электрода серьезно влияет на процесс сгорания! Когда электрод «экранирует» искровой промежуток, заслоняя искру от потока топливовоздушной смеси из впускного клапана, на режимах холостого хода и малых нагрузок это вызывает резкий рост удельного расхода топлива, а в выхлопных газах растет содержание несгоревших углеводородов (СН). Более того, когда все четыре свечи встают в «закрытую» позицию, двигатель вообще отказывается работать на режимах холостого хода с оборотами менее 1200 об/мин! При малых нагрузках разница в удельных расходах топлива составила 15%, а по выбросам СН — даже до 80%.
Но при больших оборотах влияние ориентации боковых электродов снижается — потому что процессы газообмена протекают быстрее, и турбулизация воздушного заряда в камере выше. Тем не менее мы во время проведения теста следили за тем, чтобы свечи не вставали в «закрытую» позицию — использовали безразличную, или «боковую», ориентацию искрового зазора. |
|||||||||||||||||||||||||||
| Калильное число | ||||||||||||||||||||||||||||
|
Что такое калильное число?
Когда мы запускаем непрогретый двигатель, на пока еще холодном тепловом конусе изолятора свечи начинают скапливаться отложения из несгоревших углеводородов. Но как только температура свечи достигнет 400°С, нагар станет выгорать — свеча будет самоочищаться. Но двигатель работает, температура свечи растет. Если она превысит 900°С, то возникнет калильное зажигание — смесь начнет воспламеняться не от искры, а от нагретых частей камеры сгорания. Одна из этих частей — сама свеча, через которую отводится часть тепла. Поэтому для каждой конкретной модели двигателя нужно подбирать свечи с определенной тепловой характеристикой — с нужным балансом способности к низкотемпературной самоочистке и устойчивости к перегреву. Этот баланс и характеризует калильное число. Чем оно меньше, тем «горячее» свеча (при меньших нагрузках достигает максимальной температуры) и тем более узок ее рабочий диапазон. Такие свечи — для низкофорсированных двигателей. Если степень форсирования двигателя высока, то его склонность к калильному зажиганию выше, поэтому нужны «холодные» свечи с высоким калильным числом. |
||||||||||||||||||||||||||||
| Что такое А17ДВРМ? | ||||||||||||||||||||||||||||
|
Маркировка отечественных свечей зажигания определяется ОСТом 37.003.081 — 98.
1 — Первая буква обозначает размерность резьбы на корпусе свечи. Возможны два варианта: «А» — это резьба М14х1,25, «М» — М18х1,5 2 — Существуют два вида установки свечи зажигания в головку блока цилидров. Наиболее распространено соединение плоских опорных поверхностей (свечи и головки) через уплотнительное кольцо (в этом случае позиция «2» пуста). Другой вариант — с конической опорной поверхностью свечи зажигания (обозначается буквой «К») 3 — Здесь указывается размер под ключ. «У» — это уменьшенный до 16,0 мм размер шестигранника, как на свечах для шестнадцатиклапанных двигателей. Буква «М» соответствует 19-миллиметровому ключу. А если буква не указана, как у большинства свечей, то размер ключа — 20,8 мм 4 — Цифры соответствуют калильным числам из ряда 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26. Наименьшее калильное число соответствует «горячей» свече, наибольшее — «холодной» 5 — Позиция указывает длину резьбы на корпусе свечи зажигания. Для свечей с плоской опорной поверхностью буква «Д» соответствует длине в 19 мм, отсутствие буквы — 12,7 мм 6 — Тепловой конус изолятора может по-разному располагаться относительно металлического корпуса свечи. Если он выступает за корпус, то в обозначении появляется буква «В». Если позиция свободна, то выступания нет 7 — Наличие помехоподавительного резистора обозначается буквой «Р». Если резистора нет — позиция пуста 8 — Если центральный электрод выполнен из никелевого сплава, то это не указывается. А если электрод с медным сердечником — появляется буква «М» 9 — В конце может располагаться порядковый номер разработки или модернизации Например, свечи APS и ЭЗ в нашем тесте имели обозначение А17ДВРМ. Это означает, что резьба их корпусов имеет размер М14х1,25 и длину 19 мм. Калильное число — 17. Тепловой конус изолятора выступает за корпус свечи. В свечу встроен резистор, а центральный электрод имеет медный сердечник. Но иностранные производители свечей зажигания не придерживаются каких-либо единых правил маркировки. И шкалы калильных чисел у них другие. Если у нас с ростом числа свеча становится «холоднее», то, скажем, у фирмы Brisk все наоборот. Поэтому подбирать импортный аналог отечественным свечам следует по каталогам фирм-производителей или по таблицам взаимозаменяемости. Так, например, нашим свечам А17ДВРМ соответствуют свечи Beru 14R-7DU, Brisk LR15YC или Champion RN9YC. Но в нашем тесте участвовал другой «чемпион» — RN9YCC4. Вторая «С» указывает на то, что медный сердечник есть не только у центрального, но и у бокового электрода, а «четверка» говорит об увеличенном до 1,1 миллиметра зазоре. Кстати, а какова ситуация с зазорами? Те свечи, которыми тольяттинские моторы оснащаются на конвейере, имеют такие зазоры. Для классических ВАЗов это 0,5 мм, для карбюраторных «переднеприводных» моторов — 0,7 мм, а на свечах для «впрысковых» двигателей ВАЗа установлен зазор в 1,0 мм. |
|||||||||||||||||||||||||||
Александр ШАБАНОВ, Павел КАРИН
По материалам сайта www.autoreview.ru
www.toyotaownersclub.ru
| 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:
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.
Brisk Premium LOR15LGSЧехия*Цена: 700 рублей**
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! |
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.
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.
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).
mashyna.at.ua
Многоэлектродные свечи зажигания
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?
Мы решили это проверить. А основным испытательным стендом, как и в прошлый раз, 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»?
Подобные свечи имеются на прилавках в изобилии. Мы встретили немало оригинальных конструкций — свечи «с форкамерой», с распиленным или просверленным боковым электродом. Попалась даже свеча зажигания с центральным электродом-осьминогом — искрит, как горелка газовой плиты!
Экономия бензина - свечи -пушки Дудышева - для авто
note2auto.ru
| 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: 
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.
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! |
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.
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
mashyna.at.ua
