Плюсы и минусы иридиевых свеч зажигания
Свеча зажигания — это устройство для поджига топливо-воздушной смеси.
В бензиновых двигателях внутреннего сгорания используются искровые свечи.
Свечи зажигания работают в экстремальных условиях. Они служат для передачи тока высокого напряжения, выработанного в катушке зажигания, к электродам в камере сгорания, где этот ток производит искровой разряд, для поджига рабочей смеси. Свечи подвергаются высоким температурным, механическим, электрическим нагрузкам, а также химическому воздействию продуктов неполного сгорания топлива. Температура, которая воздействует на свечу, достигает 2500°С, давление газов достигает 60 – 80 бар, а напряжение на электродах от 20 – до 30 кВ. Такие жесткие условия работы определяют особенности конструкции свечей и применяемых в них материалов, так как от бесперебойного искрообразования зависят мощность, топливная экономичность, пусковые свойства двигателей, а также токсичность отработанных газов. Таким образом, свеча зажигания, играет важную роль в обеспечении надежной работы двигателя.
На рисунке видны все основные элементы свечи зажигания:
Именно комбинация конструктивных особенностей изолятора и электрода свечей зажигания определили их деление на горячие, холодные либо промежуточные. Горячие свечи имеют большую поверхность изолятора, так как в двигателях с более низкими рабочими температурами, свеча зажигания должна удерживать тепло, чтобы избежать холодного нагара. Холодные свечи имеют большую зону для отвода тепла вследствие этого, их рабочие поверхности нагреваются значительно меньше. Способность свечи накапливать или отводить тепло — называется калильным числом. Во время перегрева свечи в цилиндре начинает появляться калильное зажигание, т.е. воспламенение рабочей смеси происходит не от искры, а от постороннего источника – перегретых частей самой свечи. Калильное зажигание вызывает детонацию, перегрев двигателя и снижение его мощности. Чем больше калильное число, тем «холоднее» свеча зажигания и наоборот.
Керамический изолятор определяет способность свечи накапливать тепло, а металлический сердечник — отводить. Боковой и центральный электрод, производятся в основном из никелевых сплавов, что позволяет им сопротивляться высоким тепловым нагрузкам. Характеристики тепловой проводимости центрального и бокового электродов могут быть улучшены путем использования биметаллического материала (оболочка – никелевый сплав, сердцевина – медь). В свечах, рассчитанных на более длительный интервал замены, для изготовления электродов применяются серебряные, платиновые или иридиевые сплавы.
Такие свечи, как правило, применяются на двигателях, в которых процесс их замены достаточно усложнен и связан с частичной разборкой навесного оборудования. Либо в ДВС, от которых завод производитель хочет получить изначально максимальный КПД. Широчайшее применение «платиновые» и «иридиевые» свечи получили в авто и мотоспорте.
Малая площадь свободного места в камере сгорания современных двигателей — это основная проблема для свечей зажигания. Конструктивно, свеча может быть установлена только в верхней части камеры, там, где уже расположились клапаны и различные датчики. Переход от двух к четырем и далее к пяти клапанам на цилиндр, оставляет совсем мало свободного пространства. Свечу приходится уменьшать в диаметре, экономя ценную площадь внутри камеры сгорания. В недавнем прошлом почти все свечи имели резьбу M18, а теперь резьбы М14, М12 и даже М10 становятся распространенными. Для такой тонкой свечи гораздо сложнее решить проблемы термической выносливости и теплоотвода. Поэтому здесь на первый план выходят вопросы качества материала и новых технологий.
Что же касается подбора свечей для любого двигателя, то мы рекомендуем это делать только с помощью каталога того или иного производителя, (зависит от Вашего предпочтения).
Помимо калильного числа, важнейшими характеристиками свечей является диаметр и длина их резьбы. Не стоит говорить о том, что свеча должна точно соответствовать по этим трем параметрам двигателю Вашего автомобиля. Даже простая ошибка с длиной резьбы может привести к дорогостоящим печальным последствиям. Если она будет короче, чем ваша штатная – на свободных витках резьбы в головке, очень быстро накопятся продукты сгорания и затем для нормальной свечи путь придется прорезать специальным метчиком. Еще страшнее последствия вкручивания слишком длинной свечи. В этом случае продукты сгорания осядут уже на ее поверхности, и она будет схвачена своеобразным замком. Результат такой ошибки — разборка двигателя.
Свечи зажигания, точнее их внешний вид, являются превосходным индикатором состояния двигателя. Свечи могут Вам «рассказать» как о ошибках связанных с их выбором, так и о скрытых процессах, развивающихся в двигателе задолго до того, как они заявят о себе в виде черного дыма, детонации или нестабильной работы.
И последнее, о чем следует сказать: не пытайтесь заниматься возможным продлением жизни свечей с помощью регулировки зазора, подумайте о том, что утонченные электроды быстрее раскаляются и создают угрозу детонации. Менять свечи зажигания необходимо всем комплектом и вовремя.
В современных разработках стали применять редкоземельный металл иридий, из сплава которого делаются центральные электроды свечей зажигания. Сердечник, выполненный из иридиевого сплава намного меньше размеров обычного никелевого сердечника. В иридиевых свечах зажигания применяются очень тонкие центральные электроды, диаметр которых у разных производителей колеблется от 0,4 до 0,9 мм, из сплавов металлов основным из которых является иридий. Благодаря особенности строения и уменьшению диаметра центрального электрода иридиевые свечи позволяют двигателю развивать максимально допустимую мощность.
При производстве свечи зажигания иридиевый наконечник приваривают по всей своей окружности к остальному электроду при помощи лазерной сварки. Такая технология современной лазерной сварки способна обеспечить достаточно высокую надёжность соединяемых частей электрода иридиевой свечи выполненных из различных материалов. У различных производителей иридиевый наконечник может быть различных диаметров, самый миниатюрный имеет диаметр около 0,4 мм., отличительной чертой является очень высокая температура плавления. До недавнего времени, выполнить такую операцию было невозможно, так как обычная сварка не могла обеспечить надёжность соединения и обеспечить температуру плавления этих сплавов. Лазерная сварка способна обеспечивает требуемое плавление сплавов по всей площади иридиевого сердечника. Лазер полностью и равномерно расплавляет металл свариваемых участков, а места такой сварки способны обеспечить надёжность соединения материалов, работающих в тяжелейших условиях эксплуатации.
Проведённые ведущими корпорациями исследования говорят о том, что значительное влияние на параметры работы двигателя в немалой степени оказывает диаметр и форма центрального электрода. Применение свечей из иридия улучшает экономические показатели двигателя. При этом для карбюраторных силовых агрегатов этот показатель не очень велик и экономия топлива не превышает 2% от обычных свечей. А вот на современных впрысковых двигателях уменьшение расхода горючего составляет уже не менее 6 – 7%, что весьма существенно. При этом лучшие показатели на обоих типах моторов имеют свечи, у которых наименьшая толщина центрального электрода. А вот у иридиевых свечей, толщина центрального электрода которых немногим отличается от обычных, показатель намного хуже, но всё же разница в расходе бензина довольно ощутима.
Основные преимущества иридиевых свечей:
1. Возрастает мощность двигателя на 3 – 4 %;
2. Легкий запуск двигателя при пониженных температурах;
3. Снижение расхода топлива достигает 2 – 7 %;
4. Увеличение ресурса свечей зажигания в 2 – 3 раза;
5. Улучшение экологических показателей.
Недостатки иридиевых свечей:
1. Основным недостатком данных свечей является их высокая розничная цена, обусловленная применением современных технологий;
2. Высокие требования к применяемому топливу.
Вывод. Несмотря на то, что иридиевые свечи достаточно дорогие – комплект стоит 2500 – 3000 рублей, однако благодаря экономии топлива они окупаются уже через 30 – 35 тысяч километров пробега. А легкий пуск, увеличение мощности и повышенный ресурс предлагается в качестве бонуса.