Свеча зажигания: далеко не просто…
Генри Форд был умным, но очень своеобразным дядькой: современники иногда даже считали его «самодуром с придурью». Рассказывают, однажды он заявил, что ему на заводе не нужны инженеры, которые не могут за час разобрать и собрать двигатель автомобиля. И быстро поувольнял всех, кто не смог.
Самодуром-то он, конечно, был. Но вот его требования к специалистам глупыми уж никак не назовешь. Поскольку результат они давали выдающийся.
Сегодня у нас в авторемонтном бизнесе сложилась ситуация, когда работникам СТО не хватает квалификации – и часто они просто не знают основ своей профессии. Иногда отсутствует даже минимальная техническая грамотность. И потому журнал регулярно публикует статьи, подробно и доходчиво рассказывающие об автокомпонентах – особенностях их эксплуатации, вариантах конструкции, правилах подбора и других «тонкостях», которые специалисту знать просто необходимо.
Сегодня поговорим о свечах зажигания – компоненте внешне простом, но на самом деле очень сложном, в создании которого используются последние достижения в различных областях науки и уникальные технические решения.
Мало кто знает, что изобретение свечи зажигания (которая и была-то придумана как необходимое дополнение к высоковольтному магнето) не вызвало большого интереса у инженеров-автомобилистов.
Когда Роберт Бош продемонстрировал свою новинку на стенде Парижского автосалона в ноябре 1902 года, то вместо привычной большой и насыщенной искры, возникающей при размыкании цепи (именно так работали модели старых, низковольтных конструкций магнето), для зажигания топлива предлагалась «жиденькая» бледная искра.
Но именно свеча зажигания пережила саму систему, для которой и была придумана, – и сегодня является одним из основных компонентов системы зажигания в бензиновых двигателях.
Что же это такое – свеча?
Парадокс: если смотреть на цифры, то свеча зажигания в современном моторе работать (по крайней мере, долго) не может.
Судите сами: температура в камере сгорания в различные моменты рабочего цикла изменяется от 70 до 2000 и даже 2700°C. (Температура плавления стали – 1500°C.) Давление при сгорании топливовоздушной смеси достигает 50–60 бар. (Дульное давление в стволе гладкоствольного ружья, разгоняющее заряд дроби до 762 м/с.) При этом усилие, стремящееся «выдавить» свечу из свечного отверстия, доходит до 300 кГ (эквивалентно удару кувалды). Причем все эти воздействия – циклические, они изменяются с частотой до 50 раз в секунду.
С такой же периодичностью на свечу поступает высокое (до 40 000 В) напряжение. То есть электроды подвергаются искровой эрозии. А раскаленные продукты сгорания, содержащие фосфор, серу, свинец, оказывают сильное коррозионное воздействие на материалы электродов и изолятора.
Но при всех этих «адских» условиях свеча стабильно и долго выполняет свою основную функцию – транспортирует электрическую энергию внутрь камеры сгорания и преобразует ее в энергию искрового разряда, формирующего ядро пламени.
Чтобы добиться стабильности в работе свечи, инженерам приходится постоянно искать технические решения, чтобы «соединить несовместимое» – металлический корпус и керамический изолятор, биметаллический центральный электрод, керамический резистор и вновь металлический сердечник.
А ведь материалы, из которых изготовлены эти детали, в несколько раз отличаются по способности к температурному расширению и не поддаются неразъемному соединению традиционными способами.
Стоит добавить, что детали в свече соединены не «просто так», а чтобы центральный токовод обладал высокой электропроводностью, и места контакта центрального электрода с изолятором и изолятора с корпусом были герметичны и имели низкое тепловое сопротивление.
Сюда стоит добавить также изготовление ажурного алюмооксидного изолятора сложной формы, «обертывание» миниатюрного медного керна центрального (а в некоторых конструкциях и бокового) электрода в тонкую оболочку из никелевого сплава, приварку лазером к торцу электрода кусочка платиновой или иридиевой «иглы» диаметром в полмиллиметра.
И все эти технологические «чудеса» (способные вызвать ночные кошмары у любого ювелира) происходят в крупносерийном производстве – ведущие компании изготавливают свечи миллионами.
Термоэластичность
Этот термин обозначает широкий тепловой диапазон свечи. Что это такое? Разберемся подробнее…
Современные автомобильные двигатели с каждым годом становятся все мощнее, но при этом все меньше по размерам. А добиться этого возможно только одним путем: повышением давления в цилиндрах, а значит, и увеличением количества тепла, выделяемого при сгорании топливо-воздушной смеси.
Но тепловой режим свечи очень важен для исполнения ее основной, «зажигательной» функции. Он оптимален, если температура самой горячей ее части – кончика теплового конуса (юбки) изолятора, соседствующего с межэлектродным зазором, остается в пределах примерно от 450 до 800 °C.
Нижнюю границу этого диапазона (450 °C) называют «температурой самоочищения»: начиная с нее происходит активное выгорание с поверхности изолятора углеводородных отложений, т.е. изолятор очищается. При меньшей температуре нагар накапливается, образуется электропроводный слой, который шунтирует (закорачивает) искровой промежуток – и искрообразования не происходит.
Тепловую характеристику (калильное число) свечи оптимизируют, изменяя длину центрального электрода и теплового конуса изолятора
Если же температура превышает верхний порог оптимального теплового диапазона (800 °C), то резко возрастает интенсивность износа электродов свечи. Кроме того, возникает опасность преждевременного воспламенения смеси (так называемого «калильного зажигания») от раскаленного кончика изолятора, грозящего повреждением свечи и всего двигателя.
Электроды с наконечниками из экзотических металлов прежде всего увеличивают долговечность свечи
Поэтому температура кончика изолятора не должна выходить за указанные пределы на любых режимах работы мотора. Но с увеличением литровой мощности двигателей теплонапряженность камеры сгорания возрастала – и «удержать» температуру становилось все труднее.
Решением этой проблемы стало увеличение теплопроводности центрального электрода за счет создания биметаллического соединения (сталь-медь). Теплопроводность меди выше, чем у стали, и это позволило интенсивнее отводить тепло от юбки изолятора. Свеча с биметаллическим электродом быстро выходила на режим самоочищения и оставалась работоспособной в более широком диапазоне изменения тепловых режимов в камере сгорания – т.е. она стала термоэластичнее.
Способность свечи отводить тепло характеризуется калильным числом. Чем оно больше, тем выше теплопроводность свечи, тем ниже температура теплового конуса изолятора при равной температуре в камере сгорания – свеча более «холодная». И наоборот, чем меньше калильное число, тем «горячее» свеча.
Стоит отметить, что калильное число свечи зависит не только от теплопроводности центрального электрода. На него влияют также длина центрального электрода, площадь поверхности (высота) юбки изолятора, теплопроводность материала изолятора, вылет юбки относительно металлического корпуса.
Кстати, увеличение теплового диапазона свечей позволило существенно сократить их ассортимент.
Искровая эрозия
Основная проблема, сокращающая время эксплуатации свечей, – это искровая эрозия электродов. С каждой пройденной тысячей километров расстояние между электродами из никелевых сплавов возрастает на величину от 3 до 10 мкм. Это приводит к повышению пробивного напряжения: нагрузка на систему зажигания растет, пока не достигнет предела, – и искрообразование становится нестабильным.
Экзотика
Решением проблемы эрозии стало изготовление электродов из экзотических, драгоценных и редкоземельных металлов: золота, платины, иридия, иттрия, родия и их сплавов. Именно их повышенная стойкость против эрозии позволила увеличить ресурс свечи в несколько раз.
Вначале «драгоценным» стал центральный электрод – поскольку он в наибольшей степени страдает от эрозии. Во всех системах зажигания (за исключением DIS) на него подается отрицательный потенциал. Поэтому при искровом разряде его поверхность «бомбардируется» высокоэнергетичными ионами, в то время как боковой электрод «обстреливают» легкие электроны.
Позже эрозионно-стойкими начали делать оба электрода. Свечи типа «дабл экзотик» объективно нужны для применения в DIS-системах зажигания, где каждая пара свечей обслуживается одной «двухискровой» катушкой. Во-первых, в них свечи «искрят» вдвое чаще, чем в других. Во-вторых, половина свечей питается высоким напряжением обратной полярности, поэтому противостоять ионам приходится и боковому электроду.
Кстати, такими свечами комплектуются некоторые современные моторы с иными системами зажигания.
Стоит отметить, что другие преимущества, которые иногда упоминаются в рекламных проспектах (предварительная ионизация искрового промежутка, каталитическое воздействие и т. п.), не всегда согласуются с теорией искрового разряда.
Больше электродов
Еще одним способом повышения ресурса свечей стало увеличение количества боковых электродов. То есть искра «сама выбирает» межэлектродный промежуток с наилучшими для нее условиями.
В таких свечах у центрального электрода более развитая боковая поверхность и несколько межэлектродных зазоров, работающих попеременно. Поэтому негативное влияние эрозии многократно уменьшается.
Предельный вариант многоэлектродной свечи – так называемая свеча с блуждающей искрой, где роль бокового электрода выполняет бортик в форме кольца на торце резьбового корпуса. Соответственно межэлектродный зазор представляет собой кольцевую щель, в которой искра «гуляет по кругу» самым произвольным образом.
Сделать свечу такой конструкции «горячей» проблематично – сплошной кольцевой электрод экранирует юбку изолятора от раскаленных продуктов сгорания. Не случайно она чаще применяется в спортивных моторах.
У многоэлектродных свечей, в общем-то, всего один «недостаток» – невозможно регулировать величины зазоров (как это делается на стандартных двухэлектродных). Но, по большому счету, и недостатком-то назвать это нельзя. Проще заменить свечи на новые…
Стабильность важнее
Свеча зажигания – это вечный «расходник». И борьба за еще большее увеличение ее ресурса большого смысла не имеет. Поэтому сегодня совершенствование свечей идет в направлении повышения эффективности и стабильности их работы в сложных условиях.
Кстати, самые высокие требования по стабильности предъявляются свечам обычного городского автомобиля – от них требуется надежно работать при холодном пуске двигателя в условиях отрицательных температур, в режимах холостого хода и малых нагрузок или при частых кратковременных поездках и т.д. Именно такие режимы, характеризующиеся плохими условиями для смесеобразования и самоочищения изолятора, наиболее опасны для свечи.
А экологические требования к стабильной работе в условиях повышенного нагарообразования и надежному воспламенению до предела обедненных, недостаточно гомогенизированных топливовоздушных смесей лишь повышаются.
Каким образом инженеры решают эти задачи?
Одной из первых мер стало увеличение размеров искрового промежутка. Увеличение зазора и, как следствие, удлинение искры, повышает вероятность, что на ее пути окажется достаточно смеси для воспламенения. Если оно произошло, больший размер первоначального ядра ускоряет формирование и распространение фронта пламени по камере сгорания. Поэтому за последнюю пару десятков лет межэлектродные зазоры постепенно увеличились от долей миллиметра до миллиметра с лишним.
Меры, предотвращающие образование токопроводящего нагара на кончике изолятора: 1 – полуповерхностный разряд; 2 – перехватывающий электрод; 3 – дополнительный воздушный зазор
Но пробой большего искрового промежутка требует повышения напряжения и, соответственно, энергии искры. Это стало возможным благодаря совершенствованию систем зажигания, энергия которых возросла почти в 10 раз, а напряжение порядка 30 000 В стало обычным делом.
Но дальнейшее повышение этих параметров проблематично, так как ускоряет эрозию электродов и требует кардинального усиления электроизоляции высоковольтных участков цепи зажигания.
Также повысить надежность и эффективность свечей удалось путем оптимизации конструкции электродов.
Существует два эффекта: экранирующее и подавляющее действие электродов. Экранирующий эффект создает боковой электрод (или электроды), который является препятствием для смеси, поступающей к искровому промежутку. Подавляющий эффект состоит в том, что, находясь вплотную к зародившемуся ядру пламени, имеющие высокую теплопроводность электроды «сосут» из него тепло, которого на начальной стадии не так много.
Обойтись вовсе без бокового электрода нельзя, так же как нельзя сделать его тоньше по соображениям прочности. Поэтому для минимизации экранирования применяют способы, вытесняющие искровой разряд от оси электродов на их периферию. Для этого, например, в свечах NGK V-line на торце центрального электрода сделана насечка V-образного профиля. Поскольку разряд происходит по кратчайшему пути между электродами, удается исключить его привязку к центру электрода. Кроме того, несколько снижается напряжение искрообразования вследствие увеличения напряженности электрического поля на острых кромках, образующихся на торце электрода при его насечке.
Это конструктивное решение запатентовано, поэтому остальным производителям свечей пришлось искать другие способы. И они нашлись: Denso разработала технологию U-groove – боковой электрод с продольной канавкой U-образного сечения, Beru освоила технологию Poly-V изготовления бокового электрода с несколькими V-образными канавками.
Снижения подавляющего действия добиваются, уменьшая площадь контакта обоих электродов с областью воспламенения – срезают на конус боковой электрод или уменьшают диаметр центрального электрода.
Последний способ нашел применение в современных свечах с электродами из экзотических металлов. Так что приварка к электродам тонких и сверхтонких (до 0,4 мм) наконечников из сплавов платины, иридия и т. п. – это не столько экономия драгметаллов (хотя и это важно для снижения стоимости изделий), сколько средство повышения эффективности свечи. Тем более что тонкий наконечник – еще и концентратор напряженности поля, повышающий стабильность искры.
В конструкции современных свечей используется ряд технологий для повышения надежности зажигания в условиях повышенного нагарообразования. Часть из них направлена на то, чтобы с помощью самой искры очищать кончик теплового конуса изолятора. Для этого межэлектродному зазору придается такая конфигурация, что искровой путь проходит вблизи поверхности изолятора и искра выжигает отложения. Так работает, например, технология полуповерхностного разряда.
В свечах с дополнительным воздушным зазором и с «перехватывающим» электродом основной искровой зазор дублируется дополнительным, который перехватывает искру в том случае, если она «стекает» по поверхности изолятора. Тем самым опасность пропуска зажигания уменьшается.
Тенденции
Сегодня совершенствование конструкции свечей идет по пути их миниатюризации. На смену еще недавно распространенному стандарту свечей с резьбой М14 уже приходят новые – с более длинным резьбовым корпусом М12 и даже М10. Миниатюризация – вынужденная мера, которая вызвана уменьшением свободного места для размещения свечи в своде камеры сгорания. Увеличиваются количество и диаметр клапанов, между ними вклиниваются инжекторы непосредственного впрыска топлива – и свече приходится уменьшаться.
Конечно, есть возможность сэкономить на материалах. Но хотя детали свечи становятся миниатюрнее, требования к их точности, механической, электрической прочности и теплопроводности во многом ужесточаются.
В ближайшем будущем свечам все чаще придется работать в моторах с турбонаддувом, в условиях повышенного давления и температуры. И воспламенять сверхобедненные смеси и расслоенные заряды в двигателях с непосредственным впрыском. А это требует дальнейшего улучшения тепловых и электроизоляционных свойств керамики, оптимизации конфигурации искрового пространства, разработки свечей специальной конструкции и высокой точности. Например, таких, которые могут обеспечить позиционирование искрового промежутка в камере сгорания с точностью ±0,2 мм, да еще и при определенной угловой ориентации бокового электрода.
Свечам приходится работать и в моторах с непосредственным впрыском
Если говорить об отдаленной перспективе, на смену привычным свечам зажигания, скорее всего, придут лазерные технологии. Оптическая «свеча», соединенная с источником лазерного излучения гибким световодом, будет направлять интенсивные лазерные импульсы в разные участки камеры сгорания, обеспечивая быстрое и максимально полное сгорание топливовоздушной смеси.
По мнению исследователей, такими системами можно оснащать уже существующие бензиновые двигатели, что позволит еще больше сократить потребление топлива и улучшить экологию. Это не фантастика, известно, что уже разрабатывается лазерная система для двигателей Ford GDI следующего поколения.
Компания сегодня представляет на рынке широкий ассортимент высокоэффективных свечей зажигания, созданных по передовым технологиям.
Например, свечи ТТ были разработаны «с прицелом» на массовые модели автомобилей. Стоит также отметить, что примененная в них технология Тwin Tip запатентована DENSO.
Суть этой технологии достаточно проста: диаметр центрального электрода из никеля уменьшен с 2,5 до 1,5 мм. А на боковой электрод наварен наконечник такого же диаметра – 1,5 мм.
Благодаря этому требуется более низкое напряжение для запуска двигателя, а производимая искра получается намного более сильной, улучшая эффективность зажигания даже при экстремально холодных погодных условиях.
Что важно, свечи ТТ практически достигают эффективности высококачественных иридиевых свечей, при этом не используя дорогостоящих драгоценных металлов.
Кроме того, тесты показывают, что, используя свечи TT, можно достичь экономии топлива до 5%.
Линейка свечей зажигания ТТ за счет 15 позиций покрывает более 87% всего парка автомобилей.
Пополнился и «дизельный» ассортимент Denso – в нем появились семь новых позиций свечей накаливания с двойной спиралью. Эти семь свечей заменяют 35 оригинальных номеров, предназначенных для 215 популярных моделей автомобилей ведущих автопроизводителей. Все новые свечи оснащены нагревательной и регулирующей спиралями, которые разработаны специально для дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива.
В ассортименте компании Bosch присутствует ряд новых моделей свечей зажигания.
Первая новинка – свеча зажигания с клеммным соединением нового типа: на новой модели клемма выполнена в виде чаши. Это позволило удлинить изолятор почти на 9 мм, сохранив при этом прежнюю длину самой свечи, в результате чего повысилась ее устойчивость к пробою по внешней части изолятора даже при возросшем давлении в цилиндре.
Благодаря новой конструкции свечи с новым клеммным соединением обладают большей механической прочностью и выдерживают давление в камере сгорания до 250 бар. А использование новых керамических материалов позволило увеличить электрическую прочность до 45 кВ. Испытания показали, что улучшенная благодаря этим свечам воспламеняемость топливно-воздушной смеси позволяет в любых условиях повысить эффективность работы двигателя и при этом сократить расход топлива.
Второе новшество – свечи зажигания Bosch, выполненные по технологии Pin to Pin. Их отличает наличие дополнительных «игольчатых контактов» из сплава платины с иридием на центральном и боковом электродах (диаметром 0,8 и 0,6 мм).
Эта технология позволила значительно увеличить срок службы свечей, а также обеспечить уверенное воспламенение «бедной» смеси в двигателях с непосредственным впрыском топлива. Свечи Bosch, выполненные по технологии Pin to Pin, в основном предназначены для автомобилей Honda, Hyundai, Nissan, Toyota и Volvo.
При производстве свечей зажигания компания NGK Spark Plug широко применяет современные технологические ноу-хау. Например, свечи с игольчатыми напайками на боковых электродах. Тонкие электроды (и центральный, и боковой) позволяют несколько увеличить мощность мотора благодаря генерации более мощной искры. Для предотвращения износа на тонкие электроды делают напайки из иридия и платины. Такая технология, в частности, применяется в свечах зажигания NGK ILZKFR8A7S, специально разработанных для новых двигателей M270 концерна Mercedes-Benz. Кроме того, оснащение свечей направленными боковыми электродами обеспечивает надежное воспламенение при любых режимах эксплуатации мотора.
Кроме утончения электродов, широко используется новый тип узла соединения свечи с высоковольтным проводом: контактный терминал чашеобразного типа. Чашеобразная конструкция более компактна по сравнению со стандартной SAE. А удлинение изолятора свечи за счет использования чашеобразного терминала позволяет противостоять возможному поверхностному пробою.
Есть и другие интересные технические решения. Например, компания разработала технологию применения свечи зажигания в качестве датчика детонации. Величина ионного тока в момент искрообразования пропорциональна давлению в камере сгорания. И постоянно измеряя этот ток, можно иметь точную картину качества сгорания топлива в цилиндре. Такая свеча, в частности, уже работает на Lamborghini Aventador.
Есть в ассортименте NGK и свеча SIZFR6A6D, созданная для двигателей, которые могут работать как на бензине, так и на альтернативных видах топлива. Такая свеча отлично выдерживает повышенное давление, завихрения топливо-воздушной смеси, создаваемые турбонаддувом и нагнетателем, а также повышенную температуру сгорания топлива при работе на газе.
Federal-Mogul
Ассортимент свечей зажигания известного бренда Champion (принадлежащего компании Federal-Mogul) пополнился новыми свечами Platinum и многоэлектродной Multi Ground.
Новые свечи зажигания Champion Bi-Hex с уменьшенным диаметром (M12) и увеличенной длиной резьбы созданы для более узких свечных колодцев двигателей семейства Prince, установленных в Citroёn, Peugeot, BMW и Mini. Эти свечи выдерживают такие же электрические и механические нагрузки, как и свечи со «стандартной» резьбой М14.
Для уточнения: Prince – кодовое название семейства современных автомобильных рядных 4-цилиндровых двигателей, разработанных совместно BMW и PSA Peugeot Citroеn. Это ряд компактных двигателей объемом 1,4–1,6 л с множеством функций, включая прямой впрыск бензина и регулируемые фазы газораспределения.
Многоэлектродные свечи Multi Ground благодаря своей конструкции (закрытая рабочая камера, профилированный центральный электрод, расположенный почти заподлицо с керамическим наконечником изолятора, и др.) имеют более длительный срок эксплуатации и высокую эффективность при холодном запуске.
Другой известный бренд компании – BERU, представил девять новых свечей зажигания, которые (вместе с шестью уже зарекомендовавшими себя свечами Ultra X), составляют теперь программу Ultra X Titan.
У свечей нового типа Ultra X Titan верхний электрод является однополюсным с Poly-V-формой (т.е. на поверхность электрода нанесены пять острых кромок, на которых попеременно появляется искра). Это означает низкое напряжение пробоя и пять возможных вариантов появления искры. В сочетании с никель-титановым сплавом высокой жаростойкости это обеспечивает длительную постоянную мощность системы зажигания при оптимальном использовании топлива. А также (в сочетании тонким платиновым центральным электродом) значительно увеличенный срок службы свечи.
Кроме того, в конструкции свечи предусмотрено коронное кольцо для целенаправленного предварительного разряда и последующего стабильного воспламенения, что предотвращает утечку между центральным электродом и электрической массой.
История развития свечей зажигания
Свеча зажигания — маленькая деталь, без которой не поедет ни один автомобиль с бензиновым двигателем. Когда водитель хочет запустить двигатель, первое, что происходит, — в системе начинают смешиваться воздух и бензин. За доли секунды до того, как поршень в цилиндре двигателя дойдёт до точки сжатия топливовоздушной смеси, свеча даёт искру и смесь поджигается в камере сгорания. Тепловая энергия от сгорания топлива сдвигает поршень, тот через шатун проворачивает коленчатый вал, который вращает колёса. Всё, машина поехала.
Вторая половина XIX века
В 1860 году французский инженер Этьен Ленуар изобрел двухтактный двигатель внутреннего сгорания. Один цилиндр работал в два такта на смеси светильного газа и воздуха, которую воспламеняла первая свеча зажигания.
В 1863 году на двухтактном атмосферном двигателе внутреннего сгорания немецкого инженера Николауса Аугуста Отто топливную смесь поджигало открытое пламя. Открытое пламя было основной зажигательной технологией до 1889 года. Тогда патенты на свечи зажигания получили сразу несколько ученых: сербский ученый Никола Тесла, англичанин Фредерик Ричард Симмс и немецкий промышленник Роберт Бош.
Фредерик Симмс был членом наблюдательного совета компании Daimler, которая производила гоночные автомобили и автомобили Mercedes. Симмс адаптировал свечи зажигания для трицикла De Dion Bouton, в котором раньше использовалось открытое пламя от калильных трубок. Калильная трубка — электронагревательный элемент, который помогает горючему воспламениться в момент впрыска в сжатый поршнем воздух.
Трицикл De Dion Bouton. Годы выпуска 1897-1905, вес 80 килограмм. Система зажигания
— электрическая. Шины — Michelin пневматические. Двигатель одноцилиндровый, 1500
оборотов в минуту.
ХХ век
В 1902 году свечи зажигания получили коммерческое распространение, когда инженер Роберта Боша Готтлоб Хонольд разработал зажигание от магнето высокого напряжения. Искра возникала между двумя электродами, и такие свечи адаптировались к любым типам двигателей. Конструкция разбиралась на несколько деталей, резьбовая часть, электроды и изолятор легко чистились. Позже Генри Форд сделал их цельными, потому что любил упрощать узлы автомобиля.
Об истории развития катушек зажигания писали в отдельной статье. Читать →
Компания Бош патентует современную конструкцию свечи зажигания. С тех пор принцип действия не менялся. Однако в конструкцию много вносились небольшие изменения.
С 1902 года технологии свечей зажигания развивались тремя путями. Во-первых, производители постоянно ищут новые материалы сердечника. Так, к медным свечам с хром-никелевым сердечником добавились сначала платиновые свечи зажигания, а затем, иридиевые. Во-вторых, производители стремятся уменьшить диаметр электродов и увеличить их количество. Если медные свечи были одноконтактными, то платиновые свечи уже многоконтактные — с двумя и более электродами. В-третьих, все стараются увеличить частоту зажигания.
Эволюция свечей зажигания Bosch.
Сегодня платина, сплавы драгоценных металлов и иридий обеспечивают стабильную работу свечей, уменьшают образование налета от продуктов горения на изоляторе и снижают риск осечек. Диаметр электродов снизился с 10,6 мм до 0,6 мм, а частота зажигания увеличилась с 20 раз в секунду в 1900 году до 140 раз.
О том, как проверить свечи зажигания, писали в отдельной статье. Читать →
Так как пространство под капотом постепенно уменьшается, свечи стали более длинными и тонкими. Кроме того, современные двигатели требуют очень чёткого места возникновения искры в камере сгорания, а, следовательно, размещения самой свечи зажигания.
В 2013 году Bosch отпраздновал 111-летие свечей зажигания.
В настоящее время можно выделить следующие технологические тренды в товарной группе «Свечи зажигания»:
1. Технологии pin-to-pin и twin tip.
2. Многоэлектродные свечи
3. Гибридные свечи.
4. Свечи зажигания с V или U-образной насечкой на центральном электроде.
5. Гоночные свечи зажигания.
6. Высокочастотное зажигания.
Простой подбор свечей зажигания
Купить свечи зажигания в AUTO3N можно в два клика. Подберите свечи по VIN, по артикулу, по допуску автопроизводителя, бренду или техническим характеристикам, а мы доставим заказ в любую точку России.
Учебное пособие «Свечи зажигания»
Данное пособие разработано для обучающихся по профессии «Автомеханик».Может быть использован для самостоятельного изучения темы урока.Содержит материал об истории появления свечей зажигания, их устройстве, характеристиках,диагностеке несправностей свечей зажигания, различных производителей.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Наладить дисциплину на своих уроках.
Получить возможность работать творчески.
Просмотр содержимого документа
«Учебное пособие «Свечи зажигания»»
Министерство образования и науки Луганской Народной Республики
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ лУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ «лУГАНСКИЙ КОЛЛЕДЖ АВТОСЕРВИСА»
Разработала : преподаватель Ткачев Валерий Иванович
1.История изобретения свечей зажигания
Свеча зажигания родилась в те далекие времена, когда наука об электрическом токе только начинала зарождаться. Считается, что отцом первого прототипа свечи был Алессандро Вольта.в 1800 году, Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Во́льтов столб»). Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — Вольт. Прототипом свечи можно назвать изготовление металлического стержня, помещенного внутрь глиняного изолятора, дабы разъяснить свойства электрического тока и его возможность изоляции от металла. Конечно, в те годы еще не было двигателей внутреннего сгорания, были лишь мысли и идеи о чём-то новом, о самостоятельном устройстве, способном вращать и передвигать определенный вес. Спустя годы, бельгийский инженер Жан-Этьен Ленуар начал разработку своего первого двигателя внутреннего сгорания, работающего на светильном газе. Для получения искры, Ленуар разработал электрическую систему, основанную на свече зажигания, которая очень похожа на современную своей формой и принципом работы.В 1860 году Ленуар оформил патент на изобретенный им двигатель и к 1885 году полностью доработал свою свечу. На основе своего прототипного двигателя, Ленуар создал новый двигатель для своей самобеглой повозки под весёлым названием- «Гиппомобиль», который появился задолго до автомобиля Бенца. Свеча требовала постоянного обслуживания из-за замасливания и регулярно выходила из строя. Изолятор не мог долгое время выдерживать температуру и от перегревания разрушался.
Двигатель Жана Ленуара
самобеглая повозка — «Гиппомобиль»
В 1898 году, сразу три патента на изобретение и разработку систем искрообразования были оформлены Николой Тесла, Робертом Бошем и Фредериком Ричардом Симсом. Этот год можно уверенно назвать основой для современных свечей зажигания. Но лишь благодаря стараниям Готлиба Хоннельда, сотрудничавшего с Робертом Бошем в 1902 году на свет появилась свеча, способная работать в системе Магнето. В начале 1900-х годов братья Роберт и Фрэнк Стрэннахан, занимавшиеся продажей автомобильных запчастей решили модернизировать свечу. Собрав необходимую информацию, свеча была отправлена на доработку. Изолятор изготовили из фарфора и было добавлено металлическое кольцо для уплотнения в месте посадки. В результате этих поисков и доработок, в 1908 году образовалась компания Champion, которую вы прекрасно знаете. Более 300 тысяч свечей нового поколения было приобретено компанией Ford и Triumph. Существует легенда о неком Эдмонде Бергере, который придумал особый вид свечи, но пропал без вести, а свой рисунок оставил неизвестному инженеру одной из компаний находившейся под крылом Champion.
2.Свечи зажигания : назначение и устройство
Свеча зажигания – это устройство, предназначенное для воспламенения топливно-воздушной смеси с разных типах двигателей. В бензиновых двигателях используют искровые свечи. Задачей свечи зажигания является подача высокого напряжения к камере сгорания и воспламенения воздушно-топливной смеси. Качественные свечи зажигания должны надежно работать при высоких напряжениях, иметь хорошие изоляционные свойства, иметь большую сопротивляемость химическим воздействиям и агрессивным отложениям в камере сгорания, а так же изолятор и электроды должны обладать хорошей теплопроводностью
3.Строение свечи зажигания:
1. Контактный стержень – необходим для подключения свечи к проводам системы зажигания. Чаще всего имеет строение защелкивающегося контакта, который одевается на вывод свечи. В других типах конструкции может крепится к свече гайкой.
2. Изолятор – обычно изготавливается из алюминиево-оксидной керамики. Выдерживает температуру до 1 000 С и напряжение до 60 000 В.
3.Уплотнение – служит для предотвращения проникновения горячих газов из камеры сгорания.
4.Резистор — представляет собой токопроводящую стекломассу, которой заливается промежуток между электродом и стержнем.
5. Уплотнительная шайба – для более плотного и герметичного соединения.
7. Центральный электрод — соединяется с контактным стержнем через резистор.Изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди.
8. Корпус – служит для заворачивания свечи и удерживания её в резьбе головки блока цилиндров.
9. Боковой электрод – изготавливается из никелевого сплава. Приваривается контактной сваркой к корпусу.
Ресурс современной свечи зажигания — от 30 000км и более, вплоть до 60 000км. Но надо помнить, что существуют факторы, влияющие на долговечность свечей зажигания – это конечно же качество бензина, качество заливаемого масла, манера езды владельца. И очень важно приобретать свечи зажигания проверенных брендов, так как дешевые свечи долго не прослужат, а так же могут навредить вашему двигателю.
Основными элементами любой свечи зажигания являются металлический корпус, керамический изолятор, электроды и контактный стержень. На корпусе свечи зажигания нарезана резьба, которая ввинчивается в головку блока двигателя, шестигранник — под ключ типа «головка» и коррозионное покрытие. Опорная поверхность (поверхность свечи зажигания, ограничивающая ход свечи при вкручивании по резьбе в головку блока двигателя) может быть плоской или конической. В первом случае для надежной герметизации свечного отверстия используется уплотнительное кольцо. Во втором коническая поверхность сама хорошо герметизирует соединение свечи с головкой блока конус по конусу. Материалом изолятора служит высокопрочная техническая керамика. Для предотвращения утечки электричества на его поверхности (в «верхней» части изолятора) делают кольцевые канавки (барьеры тока) и наносят специальную глазурь, а часть изолятора со стороны камеры сгорания выполняют в форме конуса (называемого тепловым). Внутри керамической части свечи закреплены центральный электрод и контактный стержень, между которыми может быть расположен резистор, подавляющий радиопомехи. Герметизация соединения этих деталей осуществляется токопроводящей стекломассой (стеклогерметиком). Боковой электрод («массы») приварен к корпусу. Электроды изготавливают из жаростойкого металла или сплава. Для улучшения отвода тепла от теплового конуса центральный электрод могут делать из двух металлов (биметаллический электрод) — центральную часть из меди заключают в жаростойкую оболочку. Биметаллический боковой электрод обладает повышенным ресурсом благодаря тому, что хорошая теплопроводность меди препятствует чрезмерному его нагреву.
Электроды свечей зажигания
Основным элементами свечи зажигания, которые изнашиваются, являются электроды.
Центральный электрод.
Срок службы зависит от применяемого материала, обычно в наше время для данного электрода применяют следующие материалы:
— медь с жаростойким никелевым покрытием;
— никелевый сплава;
— иридиевый сплава;
— с платиновое наплавление;
— серебряное покрытие;
— золотое покрытие;
— сплавы палладий-золото (применяются для гоночных болидов);
Электроды свечей зажигания должны соответствовать следующим требованиям:
-высокая коррозионная и эрозионная стойкость, жаростойкость; достаточная теплопроводимость, пластичность. К тому же материал электродов свечей зажигания должен быть технологичным и недорогим, для возможности запуска данной конструкции в серийное производство. В следствии этого наиболее распространенными все же являются следующие материалы электродов свечей зажигания: железо-хром-титан, никель-хром-железо и никель-хром.
Теперь рассмотрим все плюсы и минусы применения того или иного материала для электродов свечей зажигания. Медный электрод свечи зажигания улучшает отвод тепла, снижается налет свечи на холостых оборотах двигателя и тем самым продлевается срок эксплуатации свечи зажигания.
Платиновое покрытие электрода полностью аналогично медному, но более износостойко, что позволяет уменьшить диаметр центрального электрода с 2,5 мм (обычная свеча) до 1,1 мм. В связи с этим пучок проходящего через свечи зажигания разряда более собран (точечный) что улучшает холодный пуск двигателя, увеличивается срок службы свечи зажигания и вследствие лучшего поджига снижает токсичность отработанных газов, так как происходит более полное их сгорание.
Иридиевый электрод свечи зажигания имеет большую износостойкость, чем платиновое покрытие, что позволяет также уменьшить диаметр центрального электрода до 0,7 мм и даже до 0,4 мм. При этом электрическая проводимость у данного электрода очень высокая что позволяет поджигать смесь при низком бортовом напряжении (на 20% ниже чем нормальное), также позволяет зажигать обедненные топливно-воздушные смеси. Кроме того данные свечи зажигания обладают большим эксплуатационным ресурсом.
Боковой электрод свечи зажигания (электрод «масса»).Кроме требований, которые выдвигаются к центральному электроду, данный электрод должен хорошо свариваться с корпусом свечи, который, как правило, изготовляется из обычной стали, да еще и должен быть пластичным, чтобы можно было регулировать зазор между электродами. Есть свечи у которых не только центральный электрод покрыт платиной, но и боковой. Это улучшает свойства сгорания и увеличивает срок службы. Есть свечи у которых центральный электрод почти полностью изготовлен из серебра (99,9%) и рассчитаны на срок службы 50 000 тысяч километров пробега. Количество боковых электродов со временем изменялось: один, два, три, четыре. Преимущество многоэлектродных свечей зажигания — больший ресурс.
В некоторых случаях используют свечи зажигания вообще без бокового электрода. В них роль бокового электрода играет все нижнее боковое ребро корпуса свечи. Преимущество – это больший ресурс свечи, высокая надежность искрообразования. Но для данных свечей требуется специализированная система зажигания. Так как увеличение площади влечет за собой и увеличение разрядного напряжения. Используются в спортивных гоночных болидах.
Изолятор свечей зажигания. В первых свечах зажигания изолятором была обыкновенная глина. В следствии низких эксплуатационных качеств и основных требований к изоляторам, был выбран новый изоляционный материал – фарфор. Но фарфор не долго удерживал данную нишу, так как при 400° С у него терялись диэлектрические свойства. Фарфор заменило стекло, точнее слюда, но данный материал был нетехнологичен и дорог. Более ходовым материалом в 30-40-е гг. прошлого века стал стеатит (материал на основе талька). На смену стеатиту пришла керамика на основе алюминия. В тоже время на северном американском континенте изолятор делали из силлиманита, минерала, который добывали в США. Силлиманитовые изоляторы (85% силлиманита и 15% каолина) превосходили своими свойствами стеатитовые и лучше работали при резких перепадах температур. Монополизировала добычу фирма CHAMPION, которая удовлетворяла на то время 70% мировой потребности в свечах. Некоторые другие фирмы производили цирконе бериллиевые изоляторы (15% циркония, 35% бериллия и 50% пластических глин и каолина). Такие изоляторы имели лучшие электрические и термические свойства, чем силлиманитовые и стеатитовые, но были хрупкими и дорогими. О составе керамики в современных свечах зажигания сейчас принято умалчивать, ссылаясь на коммерческую тайну. Форма изолятора за последние 100 лет практически не поменялась.Свечи зажигания работают в довольно тяжелых условиях. Температура в камере сгорания где они установлены изменяется в рабочем режиме от 70 до 2500°С, давление газов достигает 50 — 60 бар, а напряжение на электродах составляет порядка 20 000 вольт.
Основные параметры свечей зажигания
Для обеспечения всего спектра бензиновых двигателей свечами зажигания последние производят с различными параметрами, которые отражаются в условном обозначении свечи .
Габаритно-присоединительные размеры — это диаметр и шаг резьбы, длина резьбовой части и размер шестигранника «под ключ»(21 мм или 16 мм). Все они строго определенны для каждого двигателя, так как колодцы под свечи имеют ограниченный конструктивный диаметр.
Калильное число — является показателем тепловых свойств свечи (ее способности нагреваться при различных тепловых нагрузках двигателя). Оно пропорционально среднему давлению, при котором в процессе испытаний свечи на моторной тарировочной установке в ее цилиндре начинает появляться калильное зажигание (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Свечи с небольшим калильным числом называют горячими. Их тепловой конус нагревается до температуры 900°С (температура начала калильного зажигания) при относительно небольшой тепловой нагрузке. Такие свечи применяются на малофорсированных двигателях с небольшими степенями сжатия. У холодных свечей калильное зажигание возникает при больших тепловых нагрузках, и они используются на высокофорсированных двигателях. Пока тепловой конус не нагреется до 400°С, на нем образуется нагар, приводящий к утечкам тока и нарушению искрообразования. По достижении этой температуры он (нагар) начинает сгорать, происходит очищение свечи (самоочищение). Чем длиннее тепловой конус, тем больше его площадь, поэтому он нагревается до температуры самоочищения при меньшей тепловой нагрузке. К тому же выступание этой части изолятора из корпуса усиливает ее обдув газами, что дополнительно ускоряет прогрев и улучшает очищение от нагара. Увеличение длины теплового конуса приводит к уменьшению калильного числа (свеча становится «горячее»). Чтобы оставить его неизменным в конструкции применяют биметаллические центральные электроды, лучше отводящие тепло. Такие свечи (их называют термоэластичными) быстрее прогреваются до температуры самоочищения (как горячие), но вызывают калильное зажигание при высоких тепловых нагрузках (как холодные).
Если поставить слишком «холодные» (с большим калильным числом) свечи, затрудняется процесс их самоочищения, и мотор будет работать с перебоями. При слишком «горячих» возможно так называемое калильное зажигание, по своим симптомам и разрушительным последствиям напоминающее детонацию двигателя.
Величина искрового зазора — указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля (но может быть указана также на упаковке или в маркировке свечи) и находится в пределах от 0,5 до 2 мм. В зависимости от конструкции электродов зазор бывает регулируемым (за счет подгибания бокового Величина искрового зазора указывается в инструкции по эксплуатации автомобиля (но может быть указана также на упаковке или в маркировке свечи) и находится в пределах от 0,5 до 2 мм. В зависимости от конструкции электродов зазор бывает регулируемым (за счет подгибания бокового электрода) и нерегулируемым.
На свече зажигания российского производства должны быть указаны:
-дата изготовления (месяц или квартал и (или) две последние цифры года изготовления);
-товарный знаки (или) наименование предприятия-изготовителя;
-условное обозначение типа свечи (расшифровка приведена далее);
-надпись»Сделано в России»или RUS.
Кроме того нанесена непосредственно маркировка с основными характеристиками искровой свечи зажигания согласно рисунка В
Рисунок В
Из-за отсутствия за рубежом единой системы маркировки определить соответствие свечей зажигания различных производителей можно только при помощи каталогов или таблиц взаимозаменяемости кроме того часто у каждого производителя есть своя система маркировки.
Гарантийный срок эксплуатации свечей зажигания
По требованиям ОСТ 37.003.081 «Свечи зажигания искровые» изготовитель должен гарантировать бесперебойную работу свечей зажигания в течение 18 месяцев при условии, что пробег автомобиля с классической системой зажигания не превысил 30 тыс. км, а с электронной системой — 20 тыс. км. Это справедливо только при условии соответствия свечей зажигания модели двигателя и соблюдении правил эксплуатации автомобиля, их монтажа, транспортирования и хранения. По мнению специалистов на двигателях в хорошем техническом состоянии фактический срок службы свечей может быть больше в 2 раза.
УХОД ЗА СВЕЧАМИ ЗАЖИГАНИЯ В АВТОМОБИЛЕ. ПРОВЕРКА И ЗАМЕНА СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ
Каждые 10-15 тыс. км пробега автомобиля, следует проверять состояние свечей и при необходимости регулировать зазор между электродами.
Свечи зажигания для иномарок или ВАЗов ?
Хотелось бы покончить с вопросом о том, есть ли свечи зажигания специализированные для иномарок и для ВАзов. По факту так было есть и будет всегда, для автомобиля должны быть применены свечи зажигания рекомендованные производителем. Желание выбрать для самары свечи которые удачно используются для иномарок и не соответствую эксплутационным характеристикам и рекомендациям, ни приведут ни к чему хорошему. Производители сегодня пытаются охватить весь рынок, получить максимальную прибыль и популярность, будь то отечественные или иностранные. Поэтому сегодня можно подобрать на иномарки свечи отечественных производителей, а для ВАЗов свечи импортных или нооборот, все будет зависеть от ваших пристрастий. Самое главное, будь то иномарка или ВАЗ, устанавливать свечи с характеристиками рекомендованными производителем.
Диагностика неисправностей свечей зажигания
Важно суметь распознать неисправность в результате которой автомобиль работает не стабильно (плавающие холостые обороты, троит, не развивает должной мощности). Свечи зажигания не всегда являются причиной этих проблем. В зажигании топливной смеси в двигателе также участвует и другие элементы: система зажигания, распределитель подачи напряжения на свечи, высоковольтная катушка, различные датчики.
Искра должна зажигать в нужный момент. Идеальный момент наступает незадолго перед тем, как поршень достигнет своей высшей точки и сжатие будет максимальным. Слишком рано или поздно проскочившая искра нарушает эффективность работы двигателя, а также приводит к повышенному расходу топлива и увеличению выбросов.Остается заметить что идеальная работа двигателя как для иномарок, так и для ВАЗов все же обеспечивается при условиях исправных свечей зажигания и самой системы зажигания.
Нормальный вид свечей зажигания
Внешний вид свечи зажигания (ее электродов) дает представление о режиме работы двигателя и свечи.
По внешнему виду электрода и конуса изолятора свечи можно судить о правильности смесеобразования или о проблемах в системе зажигания. Оценка внешнего вида свечи является существенной составной частью диагностики двигателя. При этом, следует выполнить некоторые действия перед тем, как проверять свечи. Продолжительный холостой ход, особенно при холодном запуске двигателя, может привести к тому, что на поверхности осядет сажа, и, таким образом будет скрыта реальная картина. Перед проверкой необходимо, чтобы автомобиль проехал примерно 10 километров. При этом двигатель должен работать с различными оборотами и при средних нагрузках. После остановки двигателя следует избегать продолжительного холостого хода. После демонтажа свечей зажигания можно сделать определенные выводы.
Рисунок 1 и 2. Нормальный вид электродов свечи зажигания.
Цвет теплового конуса изолятора от серо-белого, серо-желтого до коричневого. Двигатель в норме. Калильное число подобрано правильно. Регулировка состава горючей смеси и установка зажигания правильны, перебои в зажигании отсутствуют, система запуска холодного двигателя работает. Осадок от примесей топлива и легирующих составных моторного масла отсутствуют. Термических нагрузок нет.
Измерение и регулировка зазора у свечей зажигания.
В среднем износ свечи через 15000 км пробега даже на исправном двигателе составляет 0.1 мм. Данный износ влияет на искрообразование и соответственно на правильную работу свечей и двигателя. В следствии этого очень важно следить не только за внешним состоянием свечи зажигания, но и за базированием электродов и зазором между ними. Как правило зазор для каждого автомобиля и двигателя индивидуален, приводится в руководстве по эксплуатации на автомобиль. Зазор свечей зажигания легче всего выставлять применяя наборные щупы или шаблоны (показан на рисунке ниже) и приспособление для корректировки зазора и базирования электродов показанное на рисунке ниже.
Какие свечи зажигания надо устанавливать на лето и на зиму.
У некоторых может возникнуть такой вопрос, какие свечи зажигания надо ставить на зиму и на лето. Как не странно, но ответ на вопрос о сезонности устанавливаемых свечей зажигания очевиден. Свечи зажигания что на лето, что на зиму используются одни и те же, главный критерий это исправность. Часто бывает, что летом нам достаточно свечей зажиганий и в неудовлетворительном состоянии, так как средние температуры намного выше и все системы двигателя работают лучше, кроме того и условия для поджига топливной смеси при повышенных температурах тоже лучше. С приходом холодного сезона топливная смесь возгорается намного хуже, именно зимой намного важнее иметь те же самые, рекомендованные производителем, но исправные свечи зажигания, от которых будет зависеть уверенный запуск и работа двигателя автомобиля.
Производители свечей зажигания Свечи зажигания Denso (Денсо)
Свечи Денсо (Denso — выпускаются только с иридиевым покрытием) входят в стандартную комплектацию новых моделей автомобилей некоторых марок. В частности, Toyota многие годы сотрудничает именно с DENSO. В условиях жесткой эксплуатации, когда обычные свечи зажигания попросту «заливает» на оборотах, иридиевые свечи работают без сбоев. Сложный сплав иридия обеспечивает повышенную надежность свечи Денсо. Иридиевые свечи DENSO применяются даже для гоночных моторов, так как не только обеспечивают стабильную работу, но и позволяют улучшить характеристики разгона автомобиля на 0,3-0,5 секунды.
Предельный сервисный интервал замены свечи Денсо — сто тысяч километров, хотя нужно оговориться, что этот показатель напрямую зависит от стиля вождения, условий эксплуатации и самого автомобиля.Вопреки живучему заблуждению, иридиевые свечи зажигания, в частности, свечи Денсо, подходят и для старых моделей автомобилей. Также свечи DENSO работают на любом бензине.
Свечи зажигания Bosh (Бош)
BOSCH разрабатывает и поставляет свечи зажигания автопроизводителям.
Основная линейка включает в себя свечи с наименованиями Super и Super Plus. Super — это в большинстве случаев медно-никелевые свечи с количеством боковых электродов от 1 до 4.
SuperPlus отличаются добавкой редкоземельного элемента иттрия. Иттрий формирует липкий слой окиси, он делает свечу необычайно устойчивой к износу и высоким температурам. Используя этот принцип, Бош создает свечи для различных моделей автомобилей, отличающиеся только межэлектродными зазорами. Еще один «плюс» свечи BOSCH Super Plus — точечный заземляющий электрод — новое конструкторское решение в большинстве вариантов свечей Super plus. В результате эта свеча дает значительное увеличение надежности впрыска, а, следовательно оптимальное сжигание топливной смеси с помощью каталитического дожигателя выхлопных газов. К продукции премиум-класса относят свечи Super4, Platinum. Super 4 работает по новейшему принципу скользящей по воздуху искры и впервые оснащена 4 тонкими электродами в сочетании с заостренным посеребренным центральным электродом. Эта комбинация уникальна в своем роде и имеет важные преимущества — в зависимости от нагрузки двигателя и степени износа, искра сама находит наилучший путь для надежной работы. В отличие от других свечей зажигания, которые применяются на более старых автомобилях, BOSCH-Super 4 имеет восемь различных путей для искры. Другое важное преимущество свечи заключается в возможности её самоочистки. Свечи Platinum обладают «чистым» платиновый центральным электродом, который плавно переходит в керамический изолятор. Оригинальная конструкция позволяет быстрее достичь температуры самоочистки свечи. Используя меньшее напряжение при зажигании, свечи BOSCH Platinum обеспечивают надежный пуск двигателя в жару и холод, обеспечивает более надежную искру при высоких оборотах. Все свечи BOSCH поставляются в упаковках по 10 штук и 4 штуки. Каждая свеча, в свою очередь имеет собственную упаковку. Десятизначные номера BOSCH на свечи имеют два диапазона — 0 241 XXX XXX (свечи без резистора помехоподавления) и 0 242 XXX XXX (с резистором помехоподавления). Тенденцией является уменьшение количества свечей без резистора помехоподавления, и замена их на аналоги с резистором. Свечи выпускаемые концерном BOSCH подходят на широчайший спектр легковых автомобилей всего мира – от российского автопрома (специально для российских авто BOSCH выпускает серию свечей «Yttrium»), до спортивных Porsche.
Свечи зажигания Champion (Чемпион)
Champion является лидером в области технологий производства свечей зажигания с 1908г. и не только как производитель свечей, которые выбрали серию OE предусмотренную для наибольшего количества модификаций двигателей, но также и как первый или второй наиболее рекомендованный тип свечей для сервисной замены на любом автомобиле.
Серия Сhampion OE — эквивалентные оригинальным свечи зажигания для любого автомобиля
Технологии Медный Сердечник, Двойной Медный Сердечник, Многоэлектродные и Платиновые
Полный ассортимент автомобильных, индустриальных, судовых, для двигателей малой механизации, мотоциклетных и гоночных свечей зажигания. Свечи Champion c медным сердечником в центральном электроде (Copper Core OE) — отраслевой стандарт эффективности на сегодняшний день и наиболее продаваемый тип свечей во всем мире. Поставляется на конвейерную комплектацию OE для Nissan, Daewoo, Hyundai, Mazda и Subaru. Свечи Champion c медными сердечниками в центральном и боковом электродах (Double Copper OE) — уникальная технология разработанная Champion для производства одного из самых совершенных типов свечей за всю историю. Их выбрали для установке на конвейере OE -Chrysler, Renault, Citroen, Fiat, Peugeot и Jeep. Многоэлектродные свечи Champion OE — двух и трех электродные конструкции свечей зажигания обеспечивают наилучший выбор там, где производители требуют применения именно этой технологии. Champion поставляет многоэлектродные свечи таким производителям как Fiat, Lancia и Volvo. Свечи зажигания Champion Platinum OE — вершина в технологиях производства свечей зажигания для наиболее совершенных автомобилей на которые производители устанавливают такие свечи уже на конвейере. Свечами зажигания Champion Platinum комплектуются автомобили, выпускаемые фирмами Land-Rover, Renault, Rover, Skoda и Lotus.
Серия Сhampion EON — первыми, разработанными специально, чтобы достичь максимальной эффективности зажигания при увеличенном сроке службы для высококомпрессионных двигателей. Свечи EON объединяют в себе лучшее из оригинальных конструкций OE вместе с решениями применяемым на вершине гоночных технологий для современных высокоэффективных многоклапанных двигателей. Champion является ведущим производителем индустриальных свечей зажигания для стационарных двигателей, предлагая увеличенный срок службы, что является важным фактором для многих промышленных установок, призванных работать многие тысячи часов в экстремальных условиях. Будучи лидером в области технологий свечей для двигателей средств малой механизации, Champion предлагает эти компоненты для всевозможных двигателей, в том числе используемых на газонокосилках, триммерах, снегоочистителях, бензопилах, снегоходах, небольших генераторах и проч. Независимо от типа аппарата – от надувной лодки до мощного катера, бортового или навесного моторов, а также для водометных скутеров- свечи Champion для лодочных моторов спроектированы для легкого пуска, максимального срока службы и полной надежности. Сhampion давно известен как поставщик свечей зажигания на конвейеры некоторых наиболее известных производителей мотоциклов. Участие Champion в моторном спорте всегда способствовало совершенствованию продукции предназначенной для дорог общего пользования и давало дополнительные преимущества обычным пользователям мотоциклов. Champion предлагает наиболее совершенные в мире технологии свечей зажигания для моторного спорта и таким образом опосредствованно участвует во всех гоночных дисциплинах от Формулы 1 до серии Супербайк, в ралли и гонках катеров.
Свечи зажигания NGK (НЖК)
Компания NGK зарегистрирована в Японии. 11 ноября 1936 года компания NGK Spark Plug Co., Ltd. была основана со стартовым капиталом 1 миллион йен. Уже через год молодое предприятие поставляло свои первые свечи зажигания. На настоящий момент компания NGK является одним из лидеров успешно конкурирующий с производителями свечей зажигания описанных выше.Основные серии свечей зажигания компании NGK это:
V-Line и LPG LaserLine — Отличная экипировка для ремонтного сервиса
Чтобы сделать работу торговли и мастерской наиболее эффективной, компания NGK разработала для автосервиса сортименты V-Line и LPG LaserLine. Iridium IX — альтернатива для повышенной мощности Эти свечи зажигания повышенной мощности со средним электродом из благородного металла иридий применяются многими изготовителями для заводской комплектации. Они были разработаны специально для новейших двигательных технологий, но и для старых моделей они представляют альтернативу стандартным типам, чтобы полностью использовать резервы мощности. Материал электрода иридий почти нечувствителен к электроискровой эрозии. Иридий позволяет изготавливать особо тонкие средние электроды диаметром всего 0,6 мм. При тонких средних электродах поступает больше воспламенимой смеси для искры зажигания. Это даёт надёжноеТиповое обозначение свечей зажигания NGK состоит:Комбинация букв (1-4) перед калильным числом обозначает диаметр резьбы, раствор шестигранного ключа, а также конструкцию.5-я позиция (цифра) обозначает калильное число.
6-я буква обозначает длину резьбы.7-я буква содержит информацию о специальной особенности конструкции свечи зажигания.8-я позиция в виде цифры обозначает специальный межэлектродный зазор.
Свечи зажигания российского производства А17ДВРМ
Длина резьбы свечи зажигания АУ17ДВРМ составляет 1.9 см, для откручивания и закручивания устройств в двигатель используется шестигранник на 16 мм. Одной из основных характеристик является зазор, который в данном случае составляет 1 мм. Если говорить о стабильности, то данные СЗ не могут ей похвастаться, особенно, если сравнивать эту марку с брендами Bosch, NGK. Если верить производителю, то СЗ АУ17ДВРМ производятся с применением современных технологий и инноваций, что позволяет добиться высокого качества продукта.
Особенности СЗ российского производства следующие:
- Согласно официальным данным, благодаря использованию высококачественного электрода искра у таких СЗ получается более мощной. Кроме того, производитель уверяет, что эффективность работ продукта достаточно высокая. Разумеется, это играет важную роль, особенно, при эксплуатации транспортного средства зимой.
- Для свечей зажигания российского производства понадобится меньше напряжения в момент запуска двигателя. А это, в свою очередь, означает, что запуск силового агрегата будет более быстрым в условиях пониженных температур.
- По официальной информации СЗ 17ДВРМ обладают повышенными характеристиками даже при сравнительно низких затратах.
- Благодаря хорошему искрообразованию достигается оптимальная работа силового агрегата.
Тенденции развития свечей зажигания В настоящее время все больше свечей зажигания выпускается с биметаллическим электродом. Это позволяет, помимо улучшения термоэластичности, повысить их надежность и долговечность. Растет объем производства свечей зажигания с выступанием теплового конуса изолятора из металлического корпуса, что обеспечивает улучшенное самоочищение от нагара. С целью увеличения срока эксплуатации, не требующего регулировки искрового зазора, выпускают свечи зажигания с несколькими электродами «массы».
Для улучшения процесса искрообразования (воспламеняющей способности искры) разрабатывают свечи с увеличенным искровым зазором, изменяют форму и профиль электродов, а на их поверхности наносят платину. Растет производство свечей зажигания с использованием поверхностного разряда (в которых нет электрода «массы», а искра идет от центрального электрода к корпусу по поверхности изолятора). Для снижение уровня помех радиоприему все больше свечей зажигания снабжаются встроенным помехо-подавительным резистором. Проверь себя :
1.Кто изобрел первые свечи зажигания ? 2. Каков ресурс современной свечи зажигания ? 3. Есть ли свечи зажигания специализированные для иномарок и для ВАзов? 4. Когда следует проверять состояние свечей ? 2
Узнаем больше об истории свечей зажигания, об их настоящем и будущем в интервью с экспертами, а так же причем здесь стоматологи?)
Друзья, рад приветствовать Вас 🙂 Все вы знаете о том, что в автомобиле есть такой компонент как «свечка», но далеко не каждый знает о нюансах ее устройства. В ходе интервью со специалистами NGK попробуем раз и навсегда просветиться в данном вопросе 🙂
Алан: Для начала представьтесь нашим читателям, пожалуйста 🙂
Эдуард: Илья – наш технический специалист (на фото выше он слева, далее Эдуард – прим. автора), Елизавета – менеджер по маркетингу, а я – Эдуард, генеральный директор, и вместе мы постараемся ответить на все интересующие вас вопросы. А вопросы-то у Вас непростые, уже успели ознакомиться…)
Алан: Спасибо, Эдуард, старался от души!) Давайте начнем с истории. Как вообще появились свечи зажигания?
Эдуард: Конечно, нам очень хотелось бы, чтобы первооткрывателем здесь была компания NGK, но, к сожалению, это не так. В действительности, Роберт Бош был тем революционером, который изобрёл многие вещи в системе зажигания, собственно, и саму свечу.
Компания NGK (переводится с японского как «японская изоляторная фабрика») стала первым в Японии производителем свечей зажигания. Взяв за основу технологию, которая была разработана не нами, наша компания смогла довести эту технологию до совершенства. Это очень тонко соприкасается с философией японцев в целом и японской компании в частности.
Алан: А компания NGK создавалась при каком-то автомобильном концерне или это было самостоятельное движение?
Эдуард: NGK Spark Plugs была основана в 1936 году прошлого столетия, но корни корпорации уходят далеко в прошлое, потому что изначально компания специализировалась на высококачественных изделиях из керамики. Была такая компания Toto в Японии, которая занималась производством самых разных изделий из керамики и фарфора, вплоть до сантехники. Вот оттуда и берёт начало наша компания.
В 30-х годах появилась компания NG, которая и произвела первую свечу, и в 1936 появилось обособленное подразделение NGK Spark Plugs, так что в ноябре следующего года у нас будет юбилей – 80 лет. С момента основания компания занималась только производством свечей зажигания, хотя в нынешнем портфеле нашей корпорации множество других компонентов, в том числе, и в автомобильной индустрии, и авиакосмической промышленности, и биокерамике.
Алан: А можно конкретно пройтись по продукции, чтобы люди поняли, что делает компания?
Эдуард: Тогда начнём с автомобильной индустрии. Само собой, свечи зажигания, причём как поставки на конвейер, так и в aftermarket. Мы №1 по свечам зажигания, накаливания, и мы №1 в производстве и реализации кислородных датчиков. Мы позиционируем себя как специалист в зажигании и в датчиках.
Алан: Такой вопрос. Когда я общаюсь с масляными компаниями, то им автопроизводители запрещают публично говорить о том, где они присутствуют на первичной заливке. Здесь то же самое или можно назвать бренды?
Эдуард: Мы можем называть бренды. Это часть нашей коммуникационной стратегии. Не секрет, что на вторичном рынке успех бренда зависит от того, насколько он успешен в первичной комплектации. И с нашими нынешними долями в первичной комплектации мы можем претендовать на успех на вторичном рынке. У нас договорённость с автопроизводителями, что мы можем называть имена. Мы не можем использовать логотипы, но только в рекламе, на коробочках логотипы есть.
Вернёмся к корпорации. Помимо тех продуктов, что я назвал, сейчас активно развиваются сопутствующие товарные группы, которые тесно связаны как с керамикой, так и с системой зажигания. Это катушки, высоковольтные провода, температурные датчики. Это все то, что связано с автомобильной индустрией, всего 6 товарных групп.
Если абстрагироваться от автомобилей, и поговорить о телекоммуникационной индустрии, то там мы производим полупроводники на керамической основе, те процессоры, которые используются в мобильных телефонах, компьютерах, в частности, их использует Intel. В промышленности керамика используется в режущих инструментах на станках.
Далее идёт биокерамика, протезирование, NGK даже зубы чинит и коленки. Авиакосмическая промышленность — и Airbus, и Boeing используют в двигателях наши технологии, равно как и в некоторых космических ракетах.
Если резюмировать наши разнонаправленные производства, то можно сказать, что мы поставляем решения из керамики. Это отличает нас от ближайших уважаемых конкурентов. Именно поэтому мы никогда не будем делать фильтры, тормозные колодки, ещё что-то. Мы просто не умеем этого делать, а потому делаем только то, что умеем делать очень хорошо.
Алан: Круто! А какие основные этапы в эволюции свечей происходили и происходят? Что сейчас происходит и есть ли куда двигаться в плане развития?
Эдуард: Вот примерно так выглядели наши первые свечи:
Очень большой металлический цоколь, большой диаметр ключа, всё очень солидно. А сейчас свечи выглядят вот так:
Принципиально ничего не менялось. Фактически есть центральный электрод и есть корпус, на который пробивает искра. Всё просто и понятно, других функций у свечи нет. Но, в силу того, что очень серьёзно эволюционировали двигатели, то и свечи эволюционировали вслед за ними. Раньше они были рассчитаны на одни тепловые нагрузки и характеристики и на одно давление. Пока есть развитие ДВС – есть и развитие свечей, пока электромобили их не вытеснят, но на наш век точно хватит.
Хотя наши инженеры говорят, что в 2025 году, не раньше, произойдут первые технологические изменения, а потом ещё минимум лет 20 этот рынок ДВС будет существовать с теми долями, которые есть и сейчас. И лишь затем будоражащие каждого настоящего водителя рокот мотора и запах бензина начнут уходить из нашей жизни. Но вот честно, не хочется без звуков, без запаха!)
Этапы эволюции свечей можно описать следующими словами: с одной стороны, уменьшение размера, с другой – появление дополнительных электродов. Следующий этап – это появление свечей с использованием драгоценных металлов. Произошло это относительно недавно, годах в 80-х.
Алан: Кстати, а в закрытом советском союзе какие свечи использовались? Сами производили?
Илья: Да, завод в Энгельсе, который сейчас принадлежит одному из производителей.
Алан: Частенько конечный потребитель говорит, мол, взял вот такие-то свечи, поставил, а они проходили 4 тысячи километров, испортились, взял другие и теперь всё хорошо. Я слышал такое мнение, что подобные негативные опыты, как правило, связаны с тем, что люди некорректно устанавливают свечу, и свеча – это такой продукт, который через 4000 километров не может испортиться, что Вы можете сказать по этому поводу?
Илья: На самом деле на работоспособность свечи влияет целый ряд факторов, в том числе, правильность монтажа. Применение чрезмерного усилия может привести к поломке мотора из-за перегрева свечи зажигания, но кроме этого есть качество топлива, температурные режимы, то есть правильность подбора.
Когда мы выбираем свечу, не подходящую для мотора, то свеча не соответствует тепловым параметрам двигателя. По этой причине есть такое понятие как калильное число, это способность отводить тепло. Плюс есть масса нюансов, связанных конкретно со строением мотора, когда свеча подбирается или даже создаётся специально под каждую камеру сгорания, чтобы оптимизировать воспламенение.
Просчитывается точка, в которой будет возникать искра для наиболее эффективного сгорания, чтобы КПД был максимальный. Это всё подлежит расчёту, и из-за этого мы видим такой огромный ассортимент свечей зажигания. Достаточно сказать, что нашими дистрибьюторами ввозится в год порядка 1100 различных типов свечей зажигания. И это связано не только с величиной зазора, выступанием центрального электрода, калильным числом, типом контактного терминала, но есть маркетинговые проекты, которые подразумевают создание удобной линейки для продажи.
Эдуард: Конечно же, с коммерческой точки зрения, мы были бы рады сократить ассортимент, довести его до 100 позиций или даже меньше. А как бы обрадовались наши дистрибьюторы! Но, к сожалению, или к счастью, реалии выглядят по-другому. Если будем сокращать ассортимент, то это безусловно негативно скажется на рабочих характеристиках каждой отдельной свечи зажигания в двигателе. Наша компания является инжиниринговой, поэтому всегда будет огромный ассортимент, который год от года только расширяется.
Илья: Есть ещё важный момент – ужесточаются экологические нормы. Чтобы оптимизировать сгорание, нужно учитывать мельчайшие нюансы, в том числе при создании свечей. Один из примеров, это создание свечей с так называемыми направленными электродами, когда боковой электрод приваривается не просто куда угодно, а в точно отведённое относительно резьбы место, чтобы при правильном монтаже он собой не загораживал распыл от форсунки, разворачивался и занимал оптимальное положение внутри камеры сгорания.
Эдуард: Кстати, впервые с этим начали играться гонщики, чтоб оптимизировать качество сгорания смеси, а сейчас это внедряется в массовое производство. Пионером был Мерседес
Эдуард: Кстати сейчас мы поставляем свечи на Lada Vesta и будем поставлять на XRay прямо на завод!
Алан: Это очень круто, первичная установка это уровень 🙂 А вот когда человек приходит в магазин, там есть на всех коробках со свечами одобрение от производителей?
Илья: Нет, ни у кого из производителей свечей зажигания подобного нет. Выкрутив старые свечи или посмотрев по сервисной книжке, владелец узнает, кто производитель оригинальных свечей. На этом рынке у нас солидная доля в поставках на конвейер, около 45% на мировом автопроме, и порядка 56% на Европу. В Японии свыше 70%. Получается, что каждый второй автомобиль в мире с конвейера оснащён нашими свечами. Производится более 700 миллионов свечей ежегодно, притом мощности постоянно наращиваются. Не так давно Эдуард побывал на новом заводе, так что скоро будем производить миллиард.
Алан: Наверное, кризисные явления не ощущаются? В 2008 году был кризис, сейчас тоже кризис, но свечи как продавались, так и продаются?
Эдуард: Не совсем так. По нашим данным рынок свечей зажигания в этом году упал на 27%. Люди откладывают замену свечей зажигания. Нет, ездить на старых свечах можно, они не могут в один момент просто взять и перестать работать. Некоторые люди хвастаются, что на одних свечах и 60, и даже 80 тысяч километров проезжали. Но всё это – отложенный спрос, который рано или поздно сыграет.
Илья: Покупатель, который раньше допускал возможность поставить более высокотехнологичную свечу зажигания, сейчас от этой возможности отказывается, и ставит более дешёвую никелевую свечу вместо иридиевой. Соответственно, получается, что мы продаём то же количество штук, но в виде более дешёвых свечей.
Алан: Какие планы у NGK на будущее?
Эдуард: В плане автомобильной промышленности – будем развиваться дальше в системе координат датчиков. Там у нас очень большие возможности для развития и, соответственно, большие планы.
Алан: Насколько важен рынок России и какой процент она занимает от общемирового рынка сбыта?
Эдуард: Если говорить об объёмах продаж в штуках, то Россия занимает первое место в Европе. И уже давно! В мире сейчас мы вроде на 5 месте, впереди нас США, Бразилия, а вот Китай и Индия позади нас, хотя скоро Китай нас обгонит и перегонит.
Алан: Последний вопрос. Кого из автогонщиков вы поддерживаете в России? Как оцениваете отдачу от спонсирования пилотов?
Эдуард: Гоча Чивчян. Этим сказано всё!) На самом деле, если говорить о компании, то мы исторически очень тесно взаимодействуем с автоспортом. На сегодня у нас есть партнёрство со Scuderia Ferrari и иными командами F1, мы в Moto GP, мы в WTCC, WRC и множество других эвентах в автоспорте. Это для нас хорошая возможность получить знания и решить некоторые инжиниринговые проблемы, а для команд это отличное решение, поставить высокоэффективные свечи зажигания. И наша маркетинговая концепция заключается как раз в том, чтобы активно говорить о том, насколько мы успешны в автоспорте, это часть нашей стратегии.
С Гочей мы уже много-много лет. Когда-то наше сотрудничество базировалось на каком-то дружеском начале, а сейчас переросло в то, что для нас Гоча – это символ NGK в России, куда больше, чем просто некая команда, которую мы спонсируем. Может скажу очень громко, но это наши очень хорошие и близкие друзья. Есть, конечно, бизнес, но есть в нашем сотрудничестве и нечто гораздо большее.
Елизавета: Большую эффективность играют не какие-то партнёрские отношения, а именно дружеские, потому что Гоча настолько любит наш бренд, что при любой возможности, неважно, есть спонсорский контракт, или нет, помогает нам. Гоча на сегодняшний момент пользуется хорошей популярностью, его очень любят, я много раз видела, как к нему стоит очередь фанатов, чтобы взять его автограф, и к нему очень тепло относятся. И для нас очень важно, что NGK ассоциируется с очень позитивным обаятельным человеком.
Финиш. Друзья, по-моему получилось хорошее стартовое общение с лучшими умами российского представительства NGK. Задавайте любые вопросы по теме свечей зажигания – добуду для Вас ответы на них позже. И делимся инфой о том, кто на каких свечках ездит? : )
С уважением, Алан Енилеев.