Як правильно підібрати свічки запалювання?

Іридієві, ітрієві, платинові, срібні свічки – що це? Останній писк моди свічки, прагнення виділитися із загальної маси або реальні перспективні тенденції в розвитку свічок запалювання для бензинового мотора?

Навіщо треба платити за комплект свічок 200, 300 або навіть 800 грн замість того, щоб купити пару-трійку комплектів всього за 100, не отримав зрозумілого пояснення з боку не тільки продавців автомагазинів, а й навіть більшості представників фірм — оптових постачальників свічок, навіть у статус офіційних дилерів відомих свічкових брендів. Зазвичай відповідь одна: ці свічки мають великий ресурс!

Аргумент слабенький. Невже всі принади «дорогоцінних» свічок запалювання тільки в ресурсі? Якщо продавці нічого сказати не можуть, спробуємо розібратися самі.

Чим відрізняються свічки запалювання

Отже, проїхавшись по магазинах і не без певних складнощів (далеко не скрізь ці свічки є) закупили кілька комплектів свічок, що цікавлять нас, на вазовський інжекторний «восьмиклапанник». Так в руки потрапили японські комплекти Denso Iridium і NGK Iridium , як випливає з назви, з центральним іридієвим електродом.

До них додалися німецький Bosch Platin , чеський Brisk Platin та український Plazmofor Platin із платиновими напайками на електроди, причому український варіант, на відміну від інших, мав напайки і на центральному, і на боковому електродах. Ну, і розбавилася вся ця різноманітність комплектом ітрієвих свічок Brisk A-Line.

Як початкова точка відліку взяли звичайний комплект одноелектродних свічок Beru Ultra 14R-7DO, який непогано проявив себе в попередніх випробуваннях. Отже, підібралася солідна компанія, представлена найкращими світовими виробниками свічок.

Звичайно, для українського Plazmoforа така оцінка може розглядатися як аванс, але оскільки на всьому пострадянському просторі тільки вони вивели на ринок свічки класу, що цікавить нас. Спочатку уважно подивимося, чим ці свічки відрізняються від звичайних.

Будова

У платинових та іридієвих відмінність відразу впала в очі: значно тонший, ніж у звичайних свічок, центральний електрод.

• Denso Iridium його товщина всього 0,4 мм.
• Bosch Platin і NGK Iridium — десь 0,5-0,6.
• Brisk Platin — 0,8.
• Plazmofor Platin мають діаметр близько 1,5 мм.
• Центральний електрод звичайної свічки із хромонікелевої сталі має діаметр близько 2,5 мм.

Що дає? З міркувань простої логіки ті самі 24 кВ, які подаються на тонкий електрод, дадуть більшу напруженість електричного поля в зоні іскрового розряду, ніж для звичайної свічки. Підсумок – велика енергетика розряду та його стабільність. Це важливо, оскільки інтенсивність підпалу паливно-повітряної суміші в даному випадку буде більшою, і швидкість поширення фронту полум'я збільшиться. А це і потужність, і економічність, і екологія.

До речі, зайшовши на сайт фірми Denso, можна знайти пряме підтвердження цього припущення: дані швидкісної зйомки розповсюдження фронту полум'я для звичайної свічки і свічки з тонким іридієвим наконечником. Дійсно, розмір фронту полум'я у свічки з тонким електродом помітно більший.

Цей факт уже років тридцять-сорок тому помітили спортсмени. І самостійно робили спеціальні «спортивні» свічки, надфілем підточуючи центральний електрод «на конус». А бічний електрод у своїй або загострювали, або свердлили у ньому дірочку.

Ось тільки біда: жили такі свічки недовго, гонку-другу. Електроди починали горіти, виплавлятися, зазор зростав, і свічка вмирала. Але прості свічки коштували недорого, надфіль завжди був під рукою — до наступної гонки можна було наточити нових.

А ось використання тугоплавких матеріалів, типу платини, ітрію та особливо іридію, дозволило реалізувати принцип колишніх «спортивних» свічок, забезпечивши свічці небувалий раніше ресурс. Це теорія... А що реально можна отримати від використання «дорогоцінних» свічок та наскільки виправданим є їх застосування?

Створення іскри

Для початку встановимо, чим відрізняється іскроутворення у свічок із тонким центральним електродом та у звичайних свічок. Для цього в отвір свічки головки блоку циліндрів, знятої з іншого двигуна, почергово повернемо всі випробувані свічки. На них надягнемо високовольтний провід від системи запалення стендового мотора, включимо запалення і покрутимо двигун від стенда при одній частоті обертання колінчастого валу - 1500 хв-1.

І цифровим фотоапаратом із великим збільшенням знімемо те, що відбувається між електродами. Причому витримку поставимо фіксовану – 1 с. Таким чином, на кожному знімку ми отримаємо п'ятнадцять іскор. Але попередньо перевіримо, щоб на всіх свічках розмір міжелектродного проміжку був однаковим - 1,1 мм.

Отже, дивимось на фотографії. На звичайній свічці все як завжди. Іскри кидаються по всьому зазору, причому колір їх різний - від рожевого до яскраво-синього. А, припустимо, для свічки з комплекту Bosch Platin у міжелектродному просторі ніби хтось запалив яскраву лампочку: окремих іскор і не видно, всі вони злилися. Свічки з тонким іридієвим електродом, Denso та NGK, дають чіткий стабільний білий конус.

Колір іскри, до речі, сам собою багато про що говорить. Червона чи рожева іскра — слабка, часто дає пропуск спалахів. Синя, блакитна – більш інтенсивні, а біла – найстабільніша та гаряча. Так от, усі свічки з тонкими електродами дають саме таку іскру.

Робота свічок у моторі

Тепер на двигун! Причому випробування проведемо на двох двигунах – на впорсковому та на карбюраторному. Навіщо? Так, різні вони дуже з точки зору управління робочим процесом. У карбюраторному двигуні зворотного зв'язку немає, склад суміші чітко заданий регулюванням системи живлення. Тому при роботі в тих самих режимах, при однаковому паливі і атмосферних умовах, реакція мотора відстежує особливості іскроутворення свічок, і тільки це.

А ось для впорскування двигуна зворотний зв'язок через систему l-регулювання змінює склад суміші в залежності від того, скільки кисню залишається в газах, що відпрацювали. А їх склад багато в чому визначається якістю та швидкістю згоряння та наявністю чи відсутністю перепусток спалахів. Отже, тут свічка вже елемент системи управління двигуном. Логічно припустити, що для впорскування двигуна залежність його поведінки від якості свічок буде більш вираженою. Ось це й перевіримо.

В одних і тих же режимах роботи двигуна ми заміряли потужність, витрату палива та токсичність газів, що відпрацювали. Крім того, зняли «моментну» характеристику при повністю відкритому дроселі в діапазоні від 1500 до 4000 хв-1 так звану зовнішню швидкісну характеристику. Дані щодо витрат і токсичності газів, що відпрацювали, усереднили і порівняли.

Що ми побачили? Все говорить про те, що діаметр центрального електрода впливає параметри двигуна. Причому, якщо для карбюраторного мотора цей вплив не такий великий, наприклад, за витратою палива не перевищує 2% між лідером і аутсайдером, то на впорсковому різниця сягає вже 6–7%! А це вже цілком помітно! І характерно те, що найкращі показники на обох моторах там і там дають свічки Denso Iridium, тобто ті, що мають найменшу товщину центрального електрода – 0,4 мм.

А ось ітрієві свічки Brisk A-Line, у яких розмір електродів практично такий же, як у звичайних свічок, у дечому навіть поступаються свічкам Beru, які ми взяли як початкову точку відліку. У інших свічок ефект по економічності виявився практично назад пропорційним діаметру центрального електрода: чим він тонший, тим менше палива споживає мотор.

Порівняння моментних характеристик при роботі двигуна за зовнішньою швидкісною характеристикою цей висновок також підтверджує: хоч і ненабагато, але потужність двигуна на свічках Denso, NGK та Bosch підростає порівняно із звичайними свічками відсотка на 3–4.

Важкі умови експлуатації

Проведемо ще один тест, який має проілюструвати надійність роботи свічок в ускладнених умовах, яких у реальному житті може бути багато. Це і холодний пуск, і розряджений акумулятор, і одночасно ввімкнені потужні джерела енергоспоживання в автомобілі, що сажають напругу в бортовій мережі. Для цього на карбюраторному моторі знімемо ремінь приводу генератора, замість нормального робочого акумулятора поставимо повністю розряджений і запитаємо бортову мережу від лабораторного джерела постійного струму.

Таким чином ми отримуємо можливість регулювати напругу в бортовій мережі. А воно пропорційне тому, що видає котушка запалення на свічки. Далі подивимося, як змінюватиметься крутний момент, що видається двигуном, у двох режимах, при 2000 і 3000 хв-1, у міру падіння напруги в бортовій мережі. А потім, вивівши двигун у заданий фіксований режим, знижуватимемо напругу до повного припинення іскроутворення.

Результати знову виявилися передбачуваними: свічки з найтоншими електродами, Denso Iridium та NGK Iridium, це змагання впевнено виграли. А ось Bosch Platin, незважаючи на тонкий центральний електрод, виступив не надто яскраво. Мабуть, дається взнаки те, що електрод втоплений в ізоляторі.

Чи варто купувати дорогі свічки запалювання

Час перейти до висновків. Тож чи варті «дорогоцінні» свічки своїх грошей? Давайте рахувати.

Дорогі свічки з тонким електродом, допустимо Denso Iridium. При їх встановленні ми переплатимо приблизно 200 грн. порівняно зі звичайними, але цілком пристойними імпортними свічками. Нехай автомобіль на тиждень з'їдає 40 літрів 95 бензину. Це близько 120 грн. Зниження витрати палива на іридієвих свічках для впорскування - близько 6-7%. Це 10–15 грн. на тиждень.

Отже, нам треба проїздити 5 місяців, щоб свічки повністю окупилися. Поліпшення динаміки, підвищена надійність роботи, знижена токсичність — це вже так, невеликі додаткові бонуси… Ці ж свічки живуть практично весь термін життя автомобіля в руках одного господаря! Тож з економікою все зрозуміло. А ось ітрієві свічки Brisk A-Line, мабуть, основну свою перевагу матимуть лише в ресурсі. За моторними показниками - економічність, потужність і економічність, вони мало відрізняються від хороших звичайних свічок. Щоправда, і коштують не набагато дорожче.

А як же бути з карбюраторними моторами — там ефект значно менший? Так, там «гривнева» вигода менш помітна, хоча решта «плюсів» нікуди не подінеться. Правда, смішно очікувати, що власники літніх «шісток» або «вісімок» розоряться на свічки, ціна яких становить помітні відсотки залишкової вартості автомобіля. Коштовності все-таки призначені для "королів", а не простих "робітників коней".