Автомобильные свечи со скользящей искрой




 

В настоящее время все ведущие фирмы-производители свечей, такие как AC Delco, Bosch, Federal Mogul, NGK, Denso, могут предложить своим покупателям традиционную свечу с платиновой напайкой на кончике одного или сразу двух электродов. Но даже данная конструкция уже день вчерашний, к примеру, на сегодняшний день стандарт платиновой свечи фирмы Bosch сочетает в себе такие конструктивные решения, как центральный электрод из чистой платины с напайкой на кончике, выполненной из иттриевого сплава. Свечи этой серии Platinum+2 и Platinum+4 изготовлены по технологии свечей с воздушно-скользящей искрой, или по-другому воздушно-поверхностным разрядом. Суть данной технологии сводится к тому, что искра в зависимости от нагрузки на двигатель, степени изношенности и загрязнения свечи сама определяет наиболее оптимальный для зажигания путь от центрального к одному из боковых электродов, преодолевая его либо воздушным путем, либо скользя по поверхности изолятора, попутно сжигая на нем следы нагара. На практике применение такой технологии позволяет свечам зажигания постоянно, по мере накопления углеродистых отложений на изоляторе, немедленно входить в режим самоочищения, не дожидаясь того момента, когда корпус изолятора нагреется до температуры их сжигания. Справедливости ради надо отметить, что технологию воздушно-поверхностного разряда также используют в своих изделиях такие фирмы-производители, как NGK, Denso и некоторые другие.

Но вернемся к нашим электродам. Низкое сопротивление новых материалов позволило безболезненно для системы зажигания увеличить зазор между электродами до 1,3-1,6 мм. Вместе с зазором увеличилась и длина плазменного шнура, а чем длиннее фронт плазмы, тем эффективнее сгорание пусть даже очень бедной рабочей смеси.

Для своей серии свечей «Iridium IX» фирмой NGK и «Iridium power» фирмой Denso в качестве материала для центрального электрода используется уникальный сплав иридия и радия, полученный материал в шесть раз тяжелее и в восемь раз прочнее платины. Срок службы таких свечей переваливает за 150 000 км, толщина же центрального электрода не превышает 0,6-0,7 мм, что позволило снизить напряжение искрового пробоя на 5 кВ по сравнению с обычными свечами.

Этим же двум фирмам принадлежит авторство нанесения «V» и «U»-образных канавок на кончики электродов. Столь простое на первый взгляд дополнение позволило повысить надежность искрообразования и устойчивость к загрязнению в свечах данного вида.

В ходе работ по совершенствованию свечей зажигания изменения коснулись не только химического состава электродов, но также их формы и количества.

Конструкция свечи зажигания с несколькими боковыми электродами позволяет искре при ежесекундно меняющихся режимах работы двигателя самостоятельно определять оптимальный путь для пробоя. Соответственно это снижает риск пропуска искры, а также увеличивает срок службы всего изделия благодаря распределению нагрузки по электродам. В таких свечах искровой зазор задается заводом-изготовителем и не нуждается в регулировке в период всего срока эксплуатации.

Еще одним шагом, позволившим повысить надежность искрообразования, стало использование принципа, суть которого в том, что искра легче соскальзывает с заостренного электрода, чем с плоскоокруглого. Практическое отображение этот принцип нашел в свечах Bosch Super plus и Bosch Super 4.

Борись с нагаром

Но все великолепие и совершенство современного электрода будет сведено на нет, если он покроется толстым слоем черного нагара. Нагар на свече - это твердая углеродистая масса с шероховатой поверхностью, образующаяся при температуре поверхности 200 градусов по Цельсию и выше. Отложения нагара на рабочей части свечи может вызывать: калильное зажигание, короткое замыкание высоковольтной цепи системы зажигания на массу при утечке тока по нагару на поверхности теплового конуса изолятора, а также пропуски искрообразования, последнее считывается автомобильной системой OBDII (на автомобилях выпуска позднее 1995 года) как ошибка, и на приборной панели немедленно вспыхивает лампа «Check Engine».

Сжигание нагара, если в продуктах сгорания нет несгораемых веществ, начинает происходить уже при температуре 350-400 градусов по Цельсию. Эффективность самоочищения от нагара зависит от того, как быстро тепловой конус изолятора нагреется до этой температуры. В то же время нельзя давать изолятору и электродам раскаляться настолько, чтобы вызвать калильное зажигание. Таким образом, рабочая температура нижней части изолятора у современных свечей колеблется в пределах 400-900 градусов по Цельсию.

Теплообмен работающей свечи выглядит следующим образом: 67% тепла воспринимает торец корпуса свечи, 21% - тепловой конус изолятора, 12% - электроды свечи центральный и боковой, более 90% от всего этого тепла уходит в головку цилиндра через резьбовое соединение. Для управления тепловой характеристики свечи важно знать следующее: через керамический изолятор центрального электрода отводится более 80% тепла, поступающего в свечу через тепловой конус и центральный электрод. Керамика - не очень хороший проводник тепла, следовательно, чем длиннее керамический изолятор свечи, тем медленнее отводится поступающее тепло, тем «горячее» данная свеча; соответственно, чем короче изолятор, тем быстрее отводится тепло и тем свеча «холоднее». Соотношение длины теплового конуса изолятора и теплопроводящих свойств центрального электрода свечи и определяют ее тепловую характеристику. Чем быстрее способен тепловой конус свечи достигать нижнего температурного порога самоочищения, тем меньше вероятность отложения нагара на его стенках.

Последний павший Бастион

Все свечи с никельхромовыми и медными сердечниками, включая свечи с платиновыми и иридиевыми наконечниками, страдают одним и тем же недугом, из-за различия коэффициентов теплового расширения металла и керамики в местах сопряжения металлических и керамических деталей образуются воздушные микрозазоры, что приводит к ухудшению тепловых характеристик свечей. Но, похоже, и здесь привычное положение вещей было нарушено инженерами Bosch. Суть их новой технологии состоит в том, что центральный электрод из чистой платины вплавляется в изолятор с уникальным для керамики коэффициентом теплового расширения, таким образом удалось получить высококачественную, исключающую появление в ней зазоров керамометаллическую спайку. Изготовленный из такого материала конус изолятора свечи максимально быстро, в зависимости от настроек двигателя, разогревается до температуры самоочищения от нагара. В сочетании с воздушно-поверхностным разрядом такая свеча становится практически неуязвимой для нагара - блестящее решение и второй части ставившейся перед конструкторами задачи.

 

Эпилог

 

Ну, казалось бы, все, можно ставить точку, принимая во внимание прекрасные способности современных свечей справляться с температурными, химическими, электрическими и механическими нагрузками с моторесурсом по сто и более тысяч километров. Все выглядит предельно просто - вворачиваешь такую свечу в автомобиль, ложишься на привычный курс: дом - деревня - гараж - работа, и только знай, что меняй - масло, фильтр, «резину»; и опять масло, фильтр, «резину», и снова масло; ну и, конечно, свечи примерно один раз в две пятилетки - красота, да и только! Но на практике все это доступно для очень немногих современных автомобилей, да и то при исключительно благоприятных условиях их эксплуатации. Для того чтобы понять, что заслоняет от нас столь радужную перспективу, достаточно заглянуть под капот простой отечественной малолитражки. Считаем: катушка зажигания, высоковольтные провода, крышка распределителя зажигания, бегунок, датчик «Холла», коммутатор, коммутационные провода - любая из вышеперечисленных деталей может вызвать перебои в искрообразовании, а то и вовсе прекратить его, не «пробежав» и пятидесяти из упомянутых ста тысяч километров. И это только то, что может ухватить взгляд снаружи. А если копнуть глубже, где износ поршневых колец, направляющих втулок клапанов, маслосъемных колпачков приводит к попаданию масла в камеру сгорания и на рабочую часть свечи, тогда моторесурс пусть даже самой совершенной свечи будет измерен уже не десятками тысяч, а скорее лишь сотней - другой километров, к счастью, такую картину можно встретить не часто.

При эксплуатации исправного двигателя свечи все же лучше менять в пределах рекомендованного производителем пробега. Для того чтобы стимулировать в себе это желание, существуют по крайней мере три веских причины. Во-первых, новые свечи значительно снижают вероятность пропуска искры, что как нельзя лучше сказывается на мощности и экономичности двигателя, при этом риск попадания несгоревшего топлива в катализатор - минимальный. Во-вторых, новые свечи требуют меньшего напряжения для искрообразования, что облегчает запуск холодного двигателя. В-третьих, значительно сокращается выброс вредных веществ в атмосферу.

При выборе марки и типа свечи кроме собственных пристрастий и содержимого кошелька необходимо учитывать калильное число, длину присоединительной резьбы свечи, а также напряжение, вырабатываемое вашей системой зажигания; пока на сегодняшний день избежать этого никак нельзя. Перед каким выбором свечей зажигания мы столкнемся завтра, предположить непросто, только за последние пять лет Патентным бюро США выдано более семи тысяч свидетельств в области усовершенствования ее конструкции. Если предположить, что эволюция ДВС и его составляющих будет продолжаться еще десяток - другой лет с прежней динамикой, лучше сразу воздержаться от всяческих прогнозов. Поживем - увидим.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-11-04 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: