печатная версия
журнала /
дек 2016 /
#48
Про автомобили в деталях

Компоненты

«Драгоценная» искра

Применение сплавов с редкоземельными и благородными металлами в конструкции современных свечей зажигания значительно улучшает их технические характеристики и способствует увеличению срока службы.

 

Все ведущие производители свечей зажигания, такие как Bosch, Brisk, Denso, NGK и проч., сегодня активно используют при производстве продукции такие сплавы. Среди наиболее востребованных — с иттрием, иридием, платиной, вольфрамом, палладием. Но, пожалуй, наиболее широкое распространение получили разнообразные комбинации с иридием и платиной. Например, Denso особый упор и в поставках на первичную комплектацию, и в сегменте вторичного рынка делает на серии SIP (Super Ignition Plug) — несмотря на то что они впервые появились в ассортименте компании 10 лет назад, эти свечи до сих пор не теряют своей актуальности. Подтверждением тому может служить такой факт: при производстве в России нового (седьмого) поколения модели Camry с моторами 2,5 и 3,5 литра — одного из бестселлеров отечественного авторынка — компания Toyota устанавливает на конвейере только свечи суперзажигания Denso SIP.

Конструктивно такие свечи отличаются от привычных тем, что не один, а оба элемента, между которыми проскакивает искра, выполнены из редкоземельных металлов. Иридиевый центральный электрод используется многими производителями, но, как правило, в паре с боковым электродом из легированной стали. В свечах Denso SIP эта привычная стальная деталь является основанием для тонкого (диаметром 0,7 мм) электрода из платинового сплава.

Возникающая между двумя сверхтонкими электродами искра — более сильная, она обладает большей воспламеняющей способностью (поэтому SIP и называют свечами суперзажигания) и обеспечивает более полное сгорание топлива. Как следствие, повышается мощность мотора, снижаются расход топлива и уровень вредных выбросов, двигатель увереннее работает даже на обедненной смеси и при низких температурах воздуха. К тому же только свечи серии Denso SIP могут справиться с высокими требованиями по напряжению разряда и воспламеняющей способности, которые предъявляют некоторые самые современные двигатели (это связано с высокой степенью сжатия или использованием рециркуляции отработанных газов).

Сейчас свечами Denso SIP оснащаются примерно 20 % новых японских автомобилей, включая такие престижные и весьма дорогие машины, как представительский седан Lexus GS 4.5 Hybrid или спорткар Nissan 370Z.

Полная программа свечей зажигания NGK охватывает широкий спектр различных типов свечей: от стандартных до свечей с использованием благородных металлов. На данный момент, по мнению экспертов компании, наиболее высококачественное техническое решение представляют собой свечи зажигания с использованием иридия. Свечи имеют наконечник с напайкой из иридиевого сплава на центральном электроде, который приваривается лазером по специальной методике. Иридий – очень тугоплавкий металл. Температура плавления составляет 2450 °C, что позволяет иридиевой свече быть чрезвычайно устойчивой к искровой эрозии. При использовании иридия срок службы свечи, по сравнению с обычной, увеличивается до пяти раз. Кроме того, использование этого благородного металла позволяет выполнять центральный электрод диаметром всего 0,6 мм, что значительно снижает требуемое напряжение зажигания и позволяет фронту пламени шире распространяться в камере сгорания. Иридиевые свечи обладают эффектом самоочищения. Независимо от фактической рабочей температуры, в кольцевом зазоре между средним электродом и изолятором происходят вторичные электрические разряды, которые удаляют имеющиеся частицы нагара, тем самым гарантируя отсутствие пропусков зажигания.

В своем инновационном продукте инженеры компании NGK использовали платину. Речь идет об эксклюзивной свече зажигания LMAR9AP8J, спроектированной для сложной современной системы автомобиля Lamborghini Aventador J, функционирующей одновременно и как датчик детонации.

 

 

Эта свеча имеет два боковых электрода, а также приваренное методом лазерной сварки платиновое кольцо на центральном электроде. Вследствие применения благородного металла центральный электрод практически не подвергается высокотемпературной газовой коррозии и искровой эрозии, несмотря на жесточайшие условия эксплуатации, такие как экстремально высокие температуры и высокое давление. Кроме того, свеча оснащена тонкой резьбой M10 (шестигранник 14 мм), удлиненной до 26,5 мм. Благодаря такой конструкции в головке цилиндра остается больше места для охлаждающих каналов, что улучшает отвод тепла в этой критичной зоне.

Свеча LMAR9AP8J выполняет еще одну важную для двигателя функцию, выступая в качестве датчика для определения в нем детонации. Центральный электрод свечи соединен с независимым блоком управления, который измеряет поток ионов между электродами. Так как сигнал ионного тока пропорционален давлению в камере сгорания, с помощью специального анализа можно получить точную картину качества сгорания: блок управления двигателем уже в ранней фазе распознает пропуски зажигания и детонационное сгорание и может предпринять соответствующие контрмеры.

Кстати, другие автопроизводители также делают ставку на возможность определения детонации в двигателе. Так, например, специальная свеча зажигания LKR8AP со свойствами датчика была эксклюзивно разработана компанией NGK Spark Plug для мощного 10-цилиндрового двигателя BMW M5 (2005—2010 годов выпуска). В результате водитель нового M5 получает не только снижение расхода топлива, но и более высокий крутящий момент и большую отдачу мощности.

Ну а вообще по заявлению представителей компании NGK Spark Plug занимает сегодня лидирующие позиции не только на внутреннем рынке Японии с общей долей рынка свечей зажигания более 70%, но и является самым крупным поставщиком свечей зажигания на мировом вторичном рынке с долей порядка 30%. 58% автомобилей в Европе сходят с конвейеров с установленными свечами NGK.

 

 

BERU, чей бизнес свечей зажигания теперь принадлежит Federal-Mogul, активно экспериментирует с титаном. Точнее, уже даже не экспериментирует, а мощно продвигает в массы свое детище — новые свечи зажигания Ultra X Titan. В них реализована довольно интересная и необычная для рынка комбинация: сочетание никель-титанового сплава (обладающего высокой жаростойкостью) верхнего электрода с тонким платиновым центральным электродом.

Эта серия стала своего рода дополнением к линейке Ultra X. Ассортимент состоит теперь из 15 типов: 6 уже известных свечей зажигания Ultra X дополнены 9 новыми свечами зажигания, которые вместе составляют программу Ultra X Titan.

У этих девяти свечей нового типа Ultra X Titan верхний электрод является однополюсным и имеет Poly-V-форму новейшей разработки, обеспечивающей высокую надежность зажигания и экономию топлива. Данная Poly-V-форма представляет собой пять острых кромок, на которых попеременно появляется искра. Это дает низкое напряжение пробоя и пять возможных вариантов появления искры, за счет чего улучшается пробой искры. В сочетании с никель-титановым электродом высокой жаростойкости обеспечивается длительная постоянная мощность системы зажигания при оптимальном использовании топлива и связанным с ним топливосберегающим сгоранием с соответственно более низкими выбросами в атмосферу — при одновременно значительно более высокой износостойкости и увеличении пробега до 60 тыс. км. Тем самым нормы по сервисному обслуживанию производителей автомобилей не только полностью выполняются, но и в большинстве случаев значительно превышаются.

У шести свечей зажигания предыдущего типа Ultra X сохранена X-форма электродов, причем его жаростойкость повышена благодаря использованию никель-титанового сплава.

Среди других достоинств свечей Ultra X Titan можно отметить надежный холодный пуск и эксплуатационную надежность. Первое достигается посредством центрального электрода с платиновым наконечником, который обеспечивает превосходные характеристики при холодном пуске двигателя. Для второго реализуется коронный разряд — преднамеренный предварительный разряд, предотвращающий утечку между центральным электродом и электрической массой, что в особенности может произойти во время холодного пуска за счет образующегося электропроводного нагара. В сочетании с тонким выступающим кольцом изолятора двигатель надежно запускается даже при неблагоприятных условиях, например при очень низких температурах или частой езде на короткие расстояния.

Компания Bosch выбрала для себя другой уникальный сплав — с иттрием. И, не мудрствуя лукаво, назвала новую серию Yttrium. Основной характеристикой продукта является наличие в центральном и боковом электродах иттрия — редкоземельного химического элемента, известного своей прочностью. Свечи зажигания Yttrium производятся на немецком оборудовании с использованием оригинальных комплектующих компании Bosch и рекомендуются для современного автомобильного парка. В первую очередь они подходят для иномарок зарубежного и российского производства, гарантируя, по словам разработчиков, надежный запуск, защиту от коррозии, увеличенный ресурс и экономию топлива.

Иттрий идет и в комбинации с платиной. Одна из особенностей конструкции современных двигателей — свечи зажигания с высокими эксплуатационными характеристиками. Для двух бензиновых моделей VW Passat объемом TSI 1,8 л (118 кВт) и TSI 2,0 л (155 кВт) компания Volkswagen выбрала свечи зажигания Double Platinum («двойная платина»; платиной покрываются как боковой, так и центральный электроды) от Bosch.

 

 

И не без достаточных оснований. Данные свечи выдерживают значительные рабочие нагрузки на протяжении десятков тысяч километров, обеспечивают надежное и безотказное зажигание в любых дорожных условиях. Преимущества свечей зажигания Double Platinum от Bosch заключаются в инновационном материале — никель-иттриевый сплав и платина, максимальной долговечности и износостойкости, надежности зажигания и эффективной защите от коррозии.

Вообще ассортимент свечей зажигания компании Bosch достаточно разнообразен. В нем представлены продукты для любого двигателя с учетом требований автопроизводителей и новейших разработок компании — с центральным электродом, легированным иттрием, с электродами, покрытыми платиной, со сплавом платины с иридием, с серебряным покрытием. Количество боковых электродов в свечах зажигания Bosch варьируется от одного до четырех, а диаметр центрального электрода достигает 0,6 мм.

Ну а флагманской линейкой свечей зажигания Bosch является Bosch Super 4. Ее представители стали первыми в мире свечами зажигания с четырьмя массовыми электродами и покрытым серебром заостренным центральным электродом. Они работают по принципу зажигания с поверхностно-воздушным искровым разрядом (применим в автомобилях с любой системой зажигания), доказавшему свою эффективность в ходе успешных многократных испытаний.

В зависимости от нагрузки на двигатель и степени его износа искра выбирает наиболее подходящий путь для максимально надежного зажигания от одного из четырех боковых электродов к центральному — в качестве либо воздушной, либо скользящей искры. Это защищает двигатель и катализатор, а очищающее действие скользящей искры препятствует образованию нагара на свече. Подразумевается восемь возможных искровых промежутков.

Уникальная конструкция Bosch Super 4 гарантирует оптимальную мощность двигателя в любых дорожных ситуациях — в течение всего времени использования и минимизирует риск пропусков воспламенения.

Brisk комбинирует иттрий с иридием. В серии Iridium Premium+ используется центральный электрод с иридиевым контактом и внешний электрод из сплава иттрия с медным сердечником, направленный на середину свечи зажигания. Это дает снижение требований к напряжению, существенно уменьшает искрогасящий эффект при «холодных» стартах. При этом сохраняется интервал замены 100 тыс. км.

Новости по теме

Статьи по теме

Тесты по теме