Первый автосервисный журнал
Издается с 1997 года

И дольше века…

И дольше века…

В 1902 году, т.е. 110 лет назад, инженер Готтлоб Хонольд (Gottlob Honold), работавший в «Мастерской точной механики и электрического инжиниринга» Роберта Боша, изобрел высоковольтную свечу зажигания, пригодную для коммерческого применения в составе системы зажигания на основе магнето. Чем не повод поговорить о свечах?

«Прародителем» искровой свечи зажигания считается Этьен Ленуар, который использовал ее в своем первом двигателе внутреннего сгорания еще в 1860 году. В конце XIX и начале XX века к формированию облика свечи приложили руку и голову многие инженеры и изобретатели: Карл Бенц, Никола Тесла, Фредерик Симмс, Роберт Бош, Оливер Лодж, Альберт Чемпион и ряд других. В том числе и упоминавшийся выше Готтлоб Хонольд, чье изобретение дало мощный толчок развитию искровых ДВС. Давайте посмотрим, что получилось из их затеи.

Юбиляр — высоковольтное магнето
и свеча зажигания Bosch
Юбиляр — высоковольтное магнето и свеча зажигания Bosch

Термоэластичность и ресурс

Судя по виду «винтажных» свечей зажигания, инженерам, творившим в начале XX века, нельзя отказать в хитроумии. И все же их изобретательность ограничивалась доступными в те времена технологиями, пригодными для крупносерийного производства. Поэтому в последующие несколько десятилетий конструкция свечей принципиально не менялась. Пожалуй, наиболее значимым был поиск подходящего материала для изолятора, разделявшего цент­ральный токовод и корпус с боковым электродом. Вначале его изготовляли из слюды, затем из фарфора, а в 1920-е годы стали использовать алюмооксидную керамику. Этот же материал, но с оптимизированной рецептурой используется по настоящее время. Наряду с хорошими электроизоляционными свойствами, механической прочностью и непроницаемостью для газов он обладает относительно высокой теплопроводностью, что благоприятно отражается на работоспособности свечи.

Существенные, хотя и не всегда заметные глазу перемены в конструкции свечей начались в середине 1980-х. Они были спровоцированы борьбой за экологию, отказом от этилированного бензина и увеличением степени форсированности моторов, а обусловлены прогрессом промышленных технологий. С увеличением литровой мощности двигателей и ростом теплонапряженности камеры сгорания стало сложнее обеспечить допустимый тепловой режим свечей. Он считается оптимальным, если температура самой горячей части свечи – кончика теплового конуса изолятора – остается в пределах примерно от 450 до 800° С. Нижнюю границу этого диапазона называют температурой самоочищения. При ее достижении с поверхности изолятора начинают выгорать углеводородные отложения – изолятор очищается. При меньшей температуре на изоляторе накапливается нагар, шунтирующий искровой промежуток. Если температура превышает верхний порог рабочего диапазона, возрастает интенсивность износа электродов свечи. Помимо этого возникает опасность калильного зажигания – самопроизвольного воспламенения смеси от раскаленного кончика изолятора, грозящего повреждением свечи и двигателя.

Чтобы в условиях высоких тепловых нагрузок свеча не перегревалась, она должна иметь повышенную способность отводить тепло. Это свойство свечи характеризуется калильным числом. Чем оно больше, тем выше теплопроводность свечи, тем ниже температура теплового конуса изолятора при данной температуре в камере сгорания – свеча более «холодная». И наоборот, чем меньше калильное число, тем «горячее» свеча. Калильное число свечи зависит от многих параметров: материала и длины центрального электрода, площади поверхности (высоты) юбки изолятора, теплопроводности материала изолятора, вылета юбки относительно металлического корпуса. Варьируя эти параметры, получают изделия с различными тепловыми характеристиками.

Устройство современной свечи
Устройство современной свечи

Кардинально улучшить отвод тепла от юбки изолятора удалось, увеличив теплопроводность центрального электрода. Он стал биметаллическим – внутрь оболочки из никелевого сплава поместили медный сердечник. Свеча с биметаллическим электродом быстрее выходит на режим самоочищения и остается работоспособной в более широком диапазоне изменения температурного режима в камере сгорания – она стала термоэластичнее. Увеличение теплового диапазона свечей позволило существенно сократить их ассортимент – границы применимости свечи с определенным калильным числом расширились.

С началом борьбы за увеличение межсервисных интервалов и сокращение объема технического обслуживания автомобилей перед производителями свечей зажигания была поставлена задача повышения ресурса их продукции. Основное препятствие, ограничивающее срок эксплуатации свечей, – искровая эрозия электродов. Со временем она искажает первоначальную форму электродов и увеличивает межэлектродный зазор. Это постепенно приводит к повышению пробивного напряжения. Нагрузка на систему зажигания растет, искрообразование становится нестабильным.

Эффективным способом борьбы с эрозией стало изготовление электродов из драгоценных и редкоземельных металлов: золота, платины, иридия, иттрия, родия и их сплавов. Применение «экзотики», имеющей повышенную стойкость к эрозии, увеличило ресурс свечи в несколько раз. Прочие преимущества, которые иногда упоминаются в некоторых рекламных проспектах (вроде предварительной ионизации искрового промежутка, каталитического воздействия и т.п.), туманны и не всегда согласуются с теорией искрового разряда. Вначале «драгоценным» стал центральный электрод – он в наибольшей степени страдает от эрозии, поскольку во всех системах зажигания (за исключением DIS) на него подается отрицательный потенциал. Поэтому при искровом разряде его поверхность «бомбардируется» тяжелыми ионами, в то время как боковой электрод «обстреливают» легкие электроны. Затем эрозионно-стойкими стали делать оба электрода. Свечи типа «дабл экзотик» объективно необходимы в упоминавшихся выше DIS-системах зажигания с «двухискровыми» катушками. В них свечи «искрят» вдвое чаще, причем половина свечей питается высоким напряжением обратной полярности. Свечами с обоими «драгоценными» электродами также комплектуются некоторые современные моторы с иными системами зажигания.

В искровом мире есть свои «давиды» и
«голиафы»
В искровом мире есть свои «давиды» и «голиафы»

Другим способом повышения ресурса свечей стало увеличение количества боковых электродов. В многоэлектродных свечах искровой разряд возникает между центральным и одним из боковых электродов. Образно говоря, искра сама выбирает межэлектродный промежуток с наилучшими для нее условиями. Так как корпусные электроды работают попеременно, а у центрального электрода используется более развитая боковая поверхность, негативное влияние эрозии многократно уменьшается. Конструктивная особенность многоэлектродных свечей – невозможность регулировки величины зазора.

Срок службы стандартной свечи с биметаллическим центральным электродом в современном моторе достигает 20 тыс. км пробега, а свечей специальной конструкции – переваливает за 100 тыс. км! Дальнейшее увеличение ресурса свечей зажигания смысла не имеет – вечный «расходник» не нужен ни автомейкерам, ни производителям свечей, ни сервисменам. Сегодня эта задача снята с повестки дня.

На повестке – эффективность и стабильность

В ответ на постоянно ужесточающиеся требования к чистоте выхлопа свечи совершенствуются в направлении повышения эффективности и стабильности работы в сложных условиях. Как ни странно, сложнее всего приходится свечам обычного городского автомобиля. Они должны надежно, без сбоев работать при холодном пуске двигателя, в режимах холостого хода и малых нагрузок, при частых кратковременных поездках – т.е. в условиях недостаточно эффективного смесеобразования и повышенного нагарообразования.

Одной из действенных мер, помогающих удовлетворить эти требования, стало увеличение размеров искрового промежутка. Удлинение искры повышает вероятность, что на ее пути окажется достаточно смеси для воспламенения. Когда смесь воспламенилась, больший размер первоначального ядра ускоряет формирование и распространение фронта пламени по камере сгорания. Естественно, пробой увеличенного межэлектродного зазора требует повышения напряжения и, как следствие, большей энергии искры. Последнее также способствует надежности воспламенения смеси.

Следуя этой логике, за последнюю пару десятков лет межэлектродные зазоры постепенно увеличились от долей миллиметра до миллиметра с лишним. Это стало возможным благодаря совершенствованию систем зажигания – их энергия возросла почти в 10 раз, а напряжение порядка 30 000 В стало обыденным. Дальнейшее повышение этих парамет­ров проблематично, так как ускоряет эрозию электродов и требует резкого усиления электроизоляции высоковольтных участков цепи зажигания.

Температурный режим свечи зависит от ее способности поглощать и отводить тепло
Температурный режим свечи зависит от ее способности поглощать и отводить тепло

Повысить надежность и эффективность свечей удалось путем оптимизации конструкции электродов. Играя главную роль в формировании искры, они же способны оказывать негативное влияние на воспламенение смеси, которое обусловлено двумя эффектами: экранирующим и подавляющим действием электродов. Экранирующий эффект создает боковой электрод (или электроды), который, как ни крути, является препятствием для смеси на ее пути к искровому промежутку. Подавляющее воздействие оказывают оба. Находясь вплотную к зародившемуся ядру пламени, имеющие высокую теплопроводность электроды «сосут» из него тепло, которого на начальной стадии и так не много.

Обойтись без бокового электрода нельзя, так же как нельзя сделать его тоньше по соображениям прочности. Поэтому в борьбе с экранированием применяют способы, вытесняющие искровой разряд от оси электродов на их периферию. Для этого, например, в свечах NGK V-line на торце центрального электрода сделана насечка V-образного профиля. Поскольку при физических условиях, в которых работает свеча зажигания, разряд проходит по кратчайшему пути между электродами, так удается исключить его привязку к центру электрода. Кроме того, несколько снижается пробивное напряжение вследствие увеличения напряженности электрического поля на острых кромках, образующихся на торце электрода при его насечке. Для достижения аналогичного эффекта в свечах Denso применяется технология U-groove – боковой электрод с продольной канавкой U-образного сечения. Компания BERU предложила технологию изготовления бокового электрода Poly-V: четыре V-образные канавки образуют на боковом электроде пять острых граней, на которых попеременно происходит искрообразование.

Подавляющее действие электродов снижают, сокращая площадь их контакта с областью воспламенения: срезают с двух сторон боковой электрод или уменьшают диаметр центрального электрода. Последний способ широко применяется в современных свечах с экзотическими металлами. К электродам приваривают тонкие и сверхтонкие (диаметром до 0,4 мм) наконечники из сплавов платины, иридия и т.п. Так удается и сэкономить драгметаллы, и повысить эффективность свечи. И не только за счет уменьшения подавляющего действия, но и путем увеличения концентрации электрического поля вблизи электродов, что способствует стабильному искрообразованию.

В современных свечах используется ряд технологий для более надежного зажигания в условиях повышенного нагарообразования. Часть из них направлена на то, чтобы с помощью самой искры очищать кончик теплового конуса изолятора. Межэлектродному зазору придается такая конфигурация, что искровой путь проходит вблизи поверхности изолятора и искра выжигает углеродные отложения. Такой механизм используется в технологии полуповерхностного разряда. В свечах с дополнительным воздушным зазором и с «перехватывающим» электродом основной искровой зазор дублируется дополнительным, который перехватывает искру в том случае, если она «стекает» по поверхности изолятора. Тем самым опасность пропуска зажигания уменьшается.

Свечное будущее

Биметаллические электроды с медным
керном увеличивают термоэластичность
свечи
Биметаллические электроды с медным керном увеличивают термоэластичность свечи

Сравнивая современные свечи с их предшественницами, нельзя не заметить, что они становятся миниатюрнее. Миниатюризация – вынужденная мера, которая вызвана уменьшением свободного места для размещения свечи в своде камеры сгорания. Увеличиваются количество и диаметр клапанов, между ними вклиниваются инжекторы непосредственного впрыска топлива. Свече приходится потесниться, а порой и «растянуться», чтобы достать искровым зазором до нужной зоны камеры сгорания. Поэтому ставшие привычными свечи с корпусной резьбой М14 все чаще уступают место новым – с более длинным резьбовым корпусом М12 и даже М10. Такие требуют особо осторожного обращения – иначе можно легко повредить свечу или резьбу свечного отверстия.

Задача производителей свечей усложняется: детали свечи становятся миниатюрнее, но требования к их точности, механической, электрической прочности и теплопроводности не снижаются, а наоборот, ужесточаются. В ближайшем будущем свечи будут работать в моторах с турбонаддувом, в условиях повышенного давления и температуры. Им придется воспламенять сверхобедненные смеси и расслоенные заряды в двигателях с непосредственным впрыском. Новые вызовы требуют дальнейшего улучшения тепловых и электроизоляционных свойств керамики, оптимизации конфигурации искрового промежутка, разработки свечей специальной конструкции и высокой точности. Например таких, которые позволят позиционировать искровой зазор в камере сгорания с точностью до десятых долей миллиметра, да еще и с определенной угловой ориентацией бокового электрода. Все чаще свечи зажигания будут разрабатываться под конкретный двигатель.

В отдаленной перспективе на смену привычным искровым свечам зажигания, скорее всего, придут лазерные технологии. Оптическая «свеча», соединенная с источником излучения гибким световодом, будет направлять лазерные импульсы в заданные участки камеры сгорания, обеспечивая стабильное воспламенение и максимально полное сгорание топливовоздушной смеси. По мнению исследователей, такими системами можно оснащать существующие бензиновые двигатели, что позволит сократить потребление топлива и улучшить экологию. Это не фантастика: уже разрабатывается лазерная система зажигания для двигателей Ford GDI следующего поколения.

Специфика свечного афтемаркета

Вторичный рынок свечей зажигания формируется с расчетом на текущие потребности автопарка. Российский автопарк отличается преклонным средним возрастом и все еще большой долей отечественных автомобилей с двигателями устаревшей конструкции. Список особенностей нашей автодействительности дополняют «очень разное» качество топлива и сервиса, а также невысокая покупательная способность основной массы автовладельцев. Закономерно, что центр тяжести покупательского спроса находится в сегменте недорогих свечей стандартной конструкции.

Однако игроки афтемаркета, как и все рос­сияне, смотрят в будущее с оптимизмом. По оценкам специалистов, емкость российского рынка свечей зажигания составляет 70–80 млн штук в год. Цифра не очень велика, но главное, что она имеет тенденцию к увеличению. Автопарк растет, а в последнее время еще и интенсивно омолаживается. Так что с точки зрения оптимиста российский свечной рынок всего лишь «наполовину полон». Некачественные бензин и сервис только содействуют его подпитке – в тяжелых условиях эксплуатации срок службы свечей сокращается. Значит, бегать в магазин запчастей приходится чаще. Для производителей и продавцов свечей зажигания российский рынок привлекателен, и конкуренция на нем весьма высока. Поэтому сегодня у нас представлено не меньше, а даже больше свечных брендов, чем в европейских странах.

Несколько боковых электродов в
комбинации с полуповерхностным
разрядом — действенный метод
увеличения ресурса и стабильности
искрообразования
Несколько боковых электродов в комбинации с полуповерхностным разрядом — действенный метод увеличения ресурса и стабильности искрообразования

Цена вопроса

Стоимость свечи примерно пропорциональна сроку ее службы. Рекомендуемая периодичность замены определяется конструкцией, применяющимися материалами и уровнем технологий. Самые доступные – свечи стандартной конструкции с электродами из никелевых сплавов. В лучших образцах центральный электрод биметаллический, с помехоподавляющим резистором. Самые дорогие из применяющихся в серийных моторах – высокоэффективные иридиевые свечи с иглообразным центральным (а иногда и боковым) электродом. Ресурс стандартных и иридиевых свечей отличается примерно в 5 раз, столь же велика и разница в их цене. Промежуточное положение между этими «крайностями» занимают свечи с увеличенным сроком службы. Это могут быть конструкции с несколькими боковыми электродами и (или) центральным электродом из платины, серебра, сплава иттрия и т.п. Такие решения увеличивают срок замены (и цену изделия) в среднем втрое против стандартного.

Особняком стоят два вида свечей для нестандартных моторов: гоночные (спортивные) и «газовые». Гоночные свечи – это специализированный продукт для профессионального автоспорта, не представляющий интереса для рядовых автолюбителей. Газовые – напротив, интересны большой группе рядовых автовладельцев, использующих в качестве топлива сжиженный нефтяной или сжатый природный газы (LPG/CNG). Газовые свечи разрабатываются с расчетом обеспечения высокого ресурса в более теплонапряженных и химически активных условиях, которыми отличаются камеры сгорания двигателей, работающих на газе. Стоят они раза в полтора дороже бензиновых.

Цена свечей также может существенно изменяться в зависимости от авторитетности бренда. С этой точки зрения можно выделить три ценовых сегмента: дешевый, средний и премиальный. К сегменту «премиум» относится продукция «локомотивов» свечного производства: Bosch, Denso и NGK. Высокая цена продукции этих брендов обусловлена тем, что поступающие на афтемаркет свечи изготавливаются по самым передовым технологиям и с точностью до маркировки соответствуют ОЕ-компонентам.

По мнению некоторых экспертов, на место в высшем дивизионе претендуют такие авторитеты, как Champion и BERU, которые производят свечи, достойно конкурирующие с продукцией тройки лидеров. Приняв во внимание это мнение, отнесем продукцию данных брендов к верхнему уровню среднего ценового диапазона.

В его нижней зоне позиционируется продукция одного из наиболее заметных участников российского свечного рынка – чешской компании Brisk Tabor, которая исторически ориентировалась на удовлетворение потребностей рынка Восточной Европы. Свечи Brisk хорошо знакомы россиянам – они поставляются на конвейеры российских автозаводов АвтоВАЗ, УАЗ, ЗМЗ и устанавливаются на некоторые популярные у нас модели VW и Renault. Качество свечей – европейское, цена, особенно на стандартные модели, – вполне «российская». В средний ценовой диапазон также попадает продукция многочисленных «упаковщиков», которые предлагают свечи более или менее приличного качества под своими, более или менее раскрученными брендами. Характерный пример из разряда «более» – свечи Finwhale.

В дешевом сегменте – свечи только стандартной конструкции, которые поставляются из Китая и производятся у нас, в России. Относительно низкая цена свечей отечественных заводов обусловлена традиционными технологиями и локальным характером производства, исключающим из структуры издержек импортные пошлины, сложную логистику и т.д.

Стандартные, эффективные, газовые…

Стандартные свечи есть в программе всех производителей и поставщиков. В зависимости от бренда они могут стоить и по 80 руб. за комплект из четырех свечей, и по столько же за штуку. Несмотря на такую большую разницу, оба варианта не сильно бьют по карману. Конечно, если не менять свечи одновременно с опорожнением пепельницы. Видимо, поэтому при выборе свечей большинство покупателей на первое место ставят качество и авторитет бренда.

В категории недорогого «стандарта» по популярности с большим отрывом лидирует продукция входящего в Bosch Group предприятия в г. Энгельс. Оно выпускает две линейки свечей под торговыми марками ЭЗ Standard и APS Приоритет. Свечи ЭЗ ориентированы на отечественную автотехнику, имеют самый большой ассортимент и используются для комплектации практически всеми российскими автозаводами. Свечи APS – это «стандарт плюс», с биметаллическим центральным электродом. Они изготавливаются на немецком оборудовании и с применением импортных комплектующих, сертифицированы на соответствие не только российским, но и международным стандартам, а потому могут использоваться для замены соответствующих типов свечей зарубежного производства.

Другой способ увеличить срок
службы — электроды из стойких
к эрозии металлов, как у «двойной
платиновой от Bosch
Другой способ увеличить срок службы — электроды из стойких к эрозии металлов, как у «двойной платиновой от Bosch

Те, кто готов заплатить за стандарт чуть дороже, могут обратить внимание на свечи Brisk линеек Classic и Super. Последние отличаются наличием медного сердечника в центральном никелевом электроде. В более дорогих свечах среднего ценового сегмента биметаллический центральный электрод становится обязательной составляющей стандарта. По мере приближения к верхней ценовой планке у стандартных свечей появляются полезные нестандартные особенности. Так, в свечах Champion Double Copper и BERU Ultra боковой электрод также выполнен биметаллическим. У стандартных свечей Denso он изготавливается по технологии U-Groove. Стандарт в исполнении Denso имеет расширенный тепловой диапазон, что делает свечу более универсальной с точки зрения применимости. Такими же свойствами обладают усовершенствованные стандартные свечи NGK линейки V-Line с насечкой на цент­ральном электроде. Обычные стандартные свечи NGK составляют большую часть программы изделий, «идентичных оригинальным». Их можно отличить по фирменной желтой упаковке yellow box.

Высокоэффективные иридиевые свечи – продукт лидеров свечной индустрии, а потому и существуют только в ценовой категории «премиум». Владельцам автомобилей с моторами последнего поколения придется выложить за четыре таких свечи пару тысяч рублей. Иридиевые свечи класса high performance можно найти в ассортименте японских «локомотивов», а с недавнего времени и у компании Bosch. Для серийных моторов NGK предлагает линейку свечей Iridium с наконечником центрального электрода диаметром 0,6 мм и скошенным боковым электродом. У Denso – несколько линеек иридиевых свечей с еще более тонкими «иглами» диаметром 0,4 мм. Они отличаются конструктивными особенностями. Например, у свечей Iridium Power боковой электрод выполнен по технологии U-Groove, а у свечей Iridium Tough боковой электрод с платиновым пятачком. Иридиевые свечи есть и в программе Champion, но у них и иголочка потолще, и технология изготовления центрального электрода несколько иная.

Существует группа инновационных свечей с повышенной эффективностью зажигания и большим сроком службы, в конструкции которых нет иридиевых иглообразных электродов. Один из ее представителей – свеча BERU Ultra X Titan. Центральный электрод «титана» имеет сложную конфигурацию, с платиновым наконечником небольшого диаметра и коронным кольцом, способствующим выжиганию токопроводящих отложений из щели между электродом и изолятором. Боковой электрод выполнен из жаростойкого никель-титанового сплава с несколькими продольными V-образными канавками. Это позволило создать на его поверхности ряд острых ребер, снижающих пробивное напряжение. В свечах Bosch Super 4 с четырьмя боковыми электродами центральный электрод посеребрен и выполнен остроконечным, что способствует формированию полуповерхностного разряда.

Особенность свечей с увеличенным сроком службы (long life) – не поддающееся описанию многообразие конструкций и соответствующий разброс цен. Среди них есть свечи, которые внешне не отличаются от стандартных, – отличия кроются в рецептуре материала электродов. Например, центральный электрод свечей Brisk A-line Yttrium изготавливается из сплава, содержащего иттрий, что придает ему повышенную прочность. Сплав, легированный иттрием, применяется в свечах Bosch. В изделиях линейки Super Plus из него изготавливают центральный электрод, а в свечах Yttrium – и центральный, и боковой электроды.

У других свечей long life, напротив, отличия от стандарта буквально бросаются в глаза. Таковы свечи с несколькими боковыми электродами. Многоэлектродные свечи есть в программе большинства производителей. В тех, что попроще, применяется традиционный биметаллический центральный электрод из никелевого сплава. В других многоэлектродная конструкция сочетается с более стойким к искровой эрозии центральным электродом.

Корпуса свечей постепенно «худеют» и удлиняются
Корпуса свечей постепенно «худеют» и удлиняются

Россияне, заправляющие свои автомобили газом, также могут выбрать специальные свечи приемлемого для них ценового уровня. Свечи LPG есть в программах предприятия из Энгельса (ЭЗ Standard LPG), компании Brisk Tabor (Brisk Silver) и NGK (LPG Laser Line).

В обозримом будущем российский свечной рынок будет расти не только количественно, но и качественно – потребность в hi-fi свечах для высокотехнологичных моторов предсказуемо увеличится.

Вместо заключения

Нам удалось побеседовать с Ильей Мигушиным, техническим специалистом NGK Spark Plug.

Мы задали ему один из самых, на наш взгляд, важных вопросов, волнующих современных автовладельцев: каковы современные технологические новации, реализуемые в изделиях компании NGK?

Вот что ответил г-н Мигушин. А так как он человек увлекающийся, то ответ его вылился в самостоятельный рассказ.

«Свечи зажигания появились еще до изобретения автомобиля. Доподлинно не известно, кто создал этот технологичный продукт. Но запатентовал его первым в 1860 году француз Ленуар, использовавший свечи для своего газового двигателя. С тех пор свеча зажигания, в течение нескольких десятилетий не претерпевшая существенных изменений, считается одной из самых совершенных деталей современного автомобиля. Все конструктивные решения по ней были найдены еще до Второй мировой войны. Современные же свечи достигают высоких показателей преимущественно за счет сплавов, содержащих драгоценные металлы, которые используются при их создании.

Условно свечи зажигания можно разделить на несколько типов в зависимости от таких характеристик, как размер «под ключ», длина резьбовой части, калильное число. По конструкции свечи могут быть одноэлектродными или многоэлектродными. Последние имеют больший ресурс эксплуатации (кратный количеству дополнительных электродов), так как центральный электрод в них выгорает с разных сторон: искра возникает между центральным и боковым электродом в том искровом зазоре, электрическое сопротивление которого в данный момент меньше, чем у других. А поскольку сопротивление каждый раз меняется, то искра «грызет» электроды поочередно.

По калильному числу свечи делятся на «холодные», «средние» и «горячие». «Холодные» свечи имеют хорошую систему теплоотвода и могут функционировать в экстремальных условиях. «Горячие» свечи применяются в двигателях, работающих преимущественно на низких оборотах, так как обладают менее эффективным теплоотводом. «Средние» же свечи занимают промежуточное положение между «горячими» и «холодными».

Современные двигатели становятся компактнее, и таких же изменений требуют от свечей, поэтому сейчас в свечах зажигания преобладает более длинная и тонкая резьба, способствующая при этом лучшему теплоотводу. Очень активно автоконцерны переходят и на более «холодные» свечи (например, если учитывать градацию NGK Spark Plug, свечи для современных моторов преимущественно имеют калильное число 7, а не 6, как ранее).

Большинство технологических новаций в области разработки свечей зажигания связано с применением новых материалов. Так, появились иридиевые и платиновые свечи. Их главное достоинство – увеличенный срок службы, хотя в производстве они и более дорогие. И здесь нельзя не отметить, что компания NGK Spark Plug является пионером в разработке многих современных технологий, основной целью которых является получение максимальной отдачи от двигателя на протяжении всего срока его службы. Говоря о ноу-хау, нельзя обойти вниманием запатентованную NGK Spark Plug технологию серии свечей V-Line: V-образная насечка, выполненная на среднем электроде такой свечи, создает искрообразование исключительно на внешней бровке бокового и центрального электродов, что значительно повышает надежность зажигания и способствует увеличению мощности двигателя.

В целом же перспективы технологического развития свечи зажигания как ключевой детали современных моторов достаточно ограничены. Придумать что-либо более эффективное по сравнению со свечой зажигания ученым пока не удалось. Все современные автомобили, от самого бюджетного до самого дорогого, оснащены примерно схожими по своей конструкции свечами, и отличаются они разве что своими характеристиками.»

А кстати…

В моторах с непосредственным
впрыском важна ориентация
искрового зазора относительно
инжектора
В моторах с непосредственным впрыском важна ориентация искрового зазора относительно инжектора

Создание свечей для надежного воспламенения обедненных смесей в бензиновых двигателях будущего требует решения многих технологических проблем. Одна из них – прецизионное позиционирование искрового промежутка в камере сгорания. Искрообразование должно происходить в строго определенной зоне потока топливовоздушной смеси. Традиционные свечи зажигания имеют допуск положения искрового промежутка в камере сгорания до 1,7 мм. Это недопустимо большая величина, не соответствующая требованиям разработчиков двигателей.

Ответ разработчиков BERU – позиционирование искрового промежутка с точностью до ±0,2 мм. Такая потрясающая точность обеспечивается с помощью оптимизации производственных процессов и применения особых уплотнительных колец. Не меньшее значение имеет угловая ориентация корпусного электрода относительно потока смеси. В этом деле специалисты BERU добились минимального допуска в ±15° угла установки. Для ее обеспечения точно выверяется положение захода резьбы на свече и в свечном отверстии.

А кстати…

Примерно в 80% случаев пропуски в системе зажигания и спровоцированная ими неравномерная работа двигателя прямо или косвенно вызваны изношенными или поврежденными высоковольтными наконечниками. Если наконечник неплотно прилегает к изолятору свечи по всей поверхности, это может привести к пробоям высокого напряжения. Поэтому необходимо придерживаться следующего правила: при каждой замене свечей зажигания следует тщательно проверить наконечники свечи и катушки зажигания и при необходимости заменить их. Это особенно важно в системах зажигания с глубокими свечными колодцами – высокая температура в колодцах вызывает охрупчивание и растрескивание наконечников.

Слово производителю (Bosch)

На рынок свечей зажигания влияют структура автопарка (по маркам и моделям, возрасту и пробегу), климатические условия, качество бензина, а также различные экономические факторы. В ближайшее время на российский афтемаркет свечей будут оказывать воздействие следующие процессы.

• Повышение качества топлива, ведущее к увеличению интервала замены свечей и соответственно к снижению спроса.

• Рост числа автомобилей, изготовленных по современным технологиям, способствущим увеличению срока службы свечей. Интервал замены может увеличиться от 30 тыс. км до 100 тыс. км пробега, что также снизит потребность в свечах.

• Сокращение доли автомобилей российского производства, на которые сейчас приходится большая часть продаж свечей зажигания. В будущем возможно смещение «центра тяжести» продаж на иномарки.

• Колебания курса рубля и мировых валют, влияющие на стоимость продукции.

Вследствие этих процессов будут расти продажи в сегменте дорогостоящих свечей с благородными и редкоземельными металлами.

Если продолжится рост цен на бензин, автовладельцы (особенно в регионах) будут вынуждены реже пользоваться автомобилем, что вызовет снижение спроса. Хотя возможен и альтернативный вариант – переход на использование более дешевого топлива – газа.

При благоприятном развитии событий рынок свечей зажигания в России будет расти, но небольшими темпами.

Слово производителю (Bosch)

Компания Bosch представляет на российском рынке автозапчастей новые модели свечей зажигания.

В свечах зажигания Bosch с клеммным соединением нового типа клемма выполнена в виде «чаши». Такая конструкция позволила примерно на 9 мм удлинить изолятор, сохранив прежнюю длину самой свечи зажигания. В результате улучшилась устойчивость свечи к пробою по внешней части изолятора даже при возросшем максимальном давлении в цилиндре.

Такие свечи уже устанавливаются на конвейерах ведущих автопроизводителей и будут доступны на вторичном рынке для автомобилей VW (Polo, Up!, Scirocco) и Audi (A3, Q3, TT).

Свечи зажигания Bosch, выполненные по технологии Pin to Pin, отличаются наличием дополнительных «игольчатых контактов» из сплава платины с иридием на центральном и боковом электродах. Это позволило значительно увеличить срок службы свечи, а также обеспечить уверенное воспламенение «бедной» смеси в двигателях с непосредственным впрыском топлива.

Технология Pin to Pin включает измерение и регулировку положения электродов с применением фотооптического оборудования, непрерывную лазерную сварку «игольчатых контактов» с электродами и изгиб бокового электрода с точной регулировкой зазора и соосности. В первую очередь свечи используются в автомобилях Honda, Hyundai, Nissan, Toyota и Volvo. В течение 2012 года на рынке появятся шесть модификаций данных свечей Bosch.

Слово производителю (Denso)

Ассортимент свечей зажигания Denso оригинального качества насчитывает свыше 6700 применений, покрывающих 99% европейского автомобильного парка. Все предприятия компании наряду со стандартами QS 9000 и ISO 9000 применяют при производстве автокомпонентов собственный строгий стандарт – «ноль дефектов». Программа свечей зажигания Denso включает стандартные никелевые свечи, платиновые свечи Double Platinum, высокопроизводительные, не содержащие драгоценных металлов свечи Twin Tip (TT), несколько линеек самых эффективных на сегодняшний день иридиевых свечей (Iridium Power, Iridium Tough, Iridium Long Life и Iridium Racing), а также свечи «суперзажигания» с увеличенной воспламеняющей способностью Super Ignition Plug (SIP), специально разработанные для тяжелых условий работы двигателя. Последним пополнением программы Denso стали свечи зажигания Double Needle Iridium Tough.

Запатентованная свеча зажигания Denso ТТ – первая в мире высокотехнологичная свеча с тонкими (диаметром 1,5 мм) наконечниками на обоих электродах, не содержащая драгметаллов. Она производится по технологии SIP. Наконечники изготовлены из никелевого сплава особой рецептуры, который по износостойкости немногим уступает сплавам на основе иридия. Так удалось достичь баланса между высокой эффективностью и умеренной стоимостью свечи. По способности воспламенения смеси даже в холодное время года свечи ТТ близки к иридиевым свечам премиум-класса. По сравнению со стандартными свечами зажигания они позволяют сократить расход топлива и снизить объем вредных выбросов на 5%.

Свеча зажигания Denso Iridium Power – это высокоэффективная свеча нового поколения с центральным электродом из иридиевого сплава. Наконечник электрода имеет рекордно малый диаметр, который составляет всего 0,4 мм. Данное техническое решение позволило снизить напряжение искрообразования и улучшить эффективность работы свечи. Боковой электрод клиновидной формы для уменьшения подавляющего эффекта. Канавка U-образной формы, выполненная с внут­ренней стороны электрода, создает увеличенное пространство для формирования фронта пламени. Эта технология обеспечивает высокую эффективность работы свечи без увеличения межэлектродного зазора. Искра открыта топливо-воздушной смеси, что позволяет добиться надежного зажигания и более полного сгорания обедненных смесей. За счет этого улучшаются динамические характеристики двигателя, а также снижается потребление топлива и токсичность отработавших газов.

Слово производителю (Beru)

Фирма BERU отмечает в этом году свой 100-летний юбилей. На протяжении всего своего существования она была нацелена на инновации. Такой новой разработкой последних лет является свеча зажигания BERU Ultra X Titan. Высокая жаропрочность никель-титанового сплава бокового электрода позволила реализовать новаторский дизайн Poly-V (пять острых граней, на которых постоянно происходит попеременное искрообразование), что является в комбинации с коническим платиновым наконечником центрального электрода важной предпосылкой высокой надежности зажигания, эксплуатации и долговечности свечи BERU UXT при одновременном оптимальном расходе топлива, гарантии стабилизации требуемых показателей эмиссии и высоких показателей при холодном запуске двиг

  • Сергей Самохин

Адрес редакции

111033 Москва, ул. Самокатная, 2а, стр.1, офис 313

На карте

Контакты

Тел.: (495) 361-1260

E-mail: dostavka@abs-magazine.ru

Социальные сети

Журнал «АБС-авто» © 2019, все права защищены