Свічки запалювання – простий та недорогий елемент, від якого багато що залежить: легкість запуску двигуна, потужність і витрата палива, стабільність роботи тощо. Тим, хто планує придбати свічки запалювання, в нашому матеріалі ми розповімо, які саме краще вибрати: дорожчі або дешевші, звичайні або платинові, а може багатоелектродні.
Свічка запалювання: що це таке?
Свічка запалювання – це металевий корпус-стакан з зовнішньою різьбою, в центрі якого проходить тонкий металевий прутик, а розділяє стакан і прутик зазвичай вставка з кераміки, яка не проводить електричний струм. Безумовно, справжня свічка запалювання набагато складніша, але для того, щоб усвідомити принцип роботи, цього опису достатньо.
Головне завдання свічки запалювання – створити іскру в потрібний момент. В металевому корпусі-склянці свічка під'єднується до металевого двигуна, той – до металічного корпусу, який приєднаний «на масу» кузова.
Другий полюс з'являється завдяки високовольтним дротам, що приєднуються до верхівки кожної свічки, він включається тільки тоді, коли це потрібно системі запалювання. Результат відомий – «плюс на мінус» дає іскру, яка підпалює паливну суміш: звідси й назва «свічки запалювання».
Просто свічка запалювання – корпус-стакан із різьбленням і відростком у вигляді бічного електрода. По центру йде прутик – це і є центральний електрод. Обидва електроди добре виділені коричневим кольором, який натякає на використання міді (один з найпоширеніших металів у свічках)
Іскра проскакує між центральним і бічним електродом, які знаходяться в нижній частині свічки запалювання і є «вкрученими» всередину двигуна, його камеру згоряння.
Центральним електродом називається той, який виходить з центру свічки і є продовженням описаного вище прутика. А бічний електрод – це невеликий відросток від корпусу-склянки свічки запалювання. І весь секрет свічок запалювання саме в електродах, що утворюють іскру.
Вибираємо тип свічки (кількість бічних електродів)
У найпростіших свічок запалювання є звичайний центральний і один бічний електрод. Це одноелектродна свічка запалювання. В такому випадку в іскри є один шлях – проскочити між двома електродами. Подібній конструкції вже багато років, але вона актуальна завдяки своїй простоті у виробництві, низькій ціні і параметрам, достатнім для старих моторів.
Продовжити термін служби свічки можна давши іскрі вибір шляху. Якщо на одному шляху зібралися продукти згоряння палива і різко зріс опір, іскра вибирає менший опір і йде іншим шляхом. У підсумку така свічка може прослужити в 1,5-2 рази довше звичайної.
Але вона не буде в 1,5-2 рази дорожче, адже додавання нового шляху для іскри досягається банальним розпилюванням електрода. Наприклад, таким розпиляним центральним електродом виділяються свічки NGK лінійки V-Line. Аналогічного результату намагалися отримати і у свічках запалювання Denso W20EPR-U, тільки тут розпиляний бічний електрод.
NGK V-line відрізняються центральним V-подібним електродом
Результат – іскра отримує можливість вибору шляху проходження. Ця ідея лягла в основу більш «просунутої» розробки: багатоелектродні свічки запалювання. Така свічка запалювання має більше ніж один бічний електрод: мінімум два, є моделі з трьома електродами, а «максималісти» – це чотири електроди. Бічні електроди огинають центральний, створюючи щось на кшталт квітки.
Переваги багатоелектродних свічок запалювання очевидні: при забрудненні одного з бічних електродів, іскра просто «перескакує» на сусідній – так продовжується термін служби свічки запалювання. Однак в багатоелектродних свічках є ще один важливий плюс.
У звичайній одноелектродній свічці бічний електрод закриває центральний, і займання паливоповітряної суміші починається збоку, де є проміжок між двома електродами. А ось в багатоелектродній свічці запалювання бічні електроди розташовані по колу від центрального електрода, і займання починається по центру свічки, завдяки чому полум'я поширюється рівномірніше.
Результат: кращий процес згоряння, більша потужність, менші витрати палива. Різниця обчислюється парою відсотків, але вона є. Багатоелектродні свічки не набагато дорожчі за одноелектродних побратимів, при цьому працюють довше у два рази, найчастіше забезпечують невелике покращення стабільності роботи мотора.
Багатоелектродні свічки запалювання Bosch: головна відмінність від звичайної свічки (в центрі зображення) саме в кількості бічних електродів – їх може бути 2 або 4. Тут навіть була створена своя лінійка багатоелектродних свічок Bosch Super 4 (на зображенні справа) – свічки запалювання з 4 ма боковими електродами. До речі, зустрічаються свічки запалювання і з 3-ма боковими електродами
Вибираємо матеріал, з якого виготовлені електроди свічки
Тепер переходимо до матеріалу, з якого виготовлені електроди. Так, у звичайних свічках запалювання центральний електрод робиться з недорогих металів і сплавів: мідь, залізо, цинк, нікель. Вони добре проводять електрику, непогано відводять тепло – цілком відповідають базовим запитам за свої гроші.
Є й окрема група: свічки запалювання з центральним електродом з дорогих матеріалів – платинові, іридієві свічки, сплави з додаванням срібла.
Фактично ці свічки запалювання прийшли до нас зі світу перегонів. Як показали змагання, двигун видає велику потужність, якщо свічка запалювання має гострі, тонкі електроди. Тоді іскра виходить потужнішою, дає кращий підпал суміші, що добре позначається на віддачі двигуна. Крім того, потужний заряд (іскра) краще очищує центральний електрод, буквально зриваючи з нього всі відкладення, бруд, кіптяву.
В результаті конструктори зіткнулися з необхідністю зробити центральний електрод дуже тонким, але виникло питання перегріву та ерозії електрода. Для вирішення цих завдань потрібні були спеціальні матеріали: платина та іридій.
Щодо використання рідкісних і дорогих металів кожна компанія експериментує у своїй області та не обов'язково з платиною. Наприклад, дуже вдалими виявилися іридієві свічки запалювання DENSO IK
Застосування нових матеріалів і технологій дозволило зробити центральний електрод дуже тонким, близько 1 мм (платина) і навіть 0,4-0,6 мм (іридій).Причому такі свічки запалювання служать набагато довше звичайних – у 2-4 рази. Звичайно, вони й дорожчі, проте можливість зберегти час (і гроші за оплату робіт), замінивши платинову свічку 1 раз на 80-100 тис.км, проти заміни звичайних свічок кожні 30-40 тис.км, теж вартує дорого.
Крім того, компанії не зупиняються на досягнутому, а продовжують удосконалювати свої продукти. Наприклад, свічки Denso Iridium Power мають дуже тонкий центральний електрод – лише 0,4 мм: це забезпечує їм чудове самоочищення, мінімальну ерозію, потужну іскру.
Компанія Bosch у свічках серії Bosch Platin навпаки, сховала платиновий центральний електрод практично повністю в керамічну підставку: це зменшує вплив високих температур і, відповідно, знос електрода. А, наприклад, свічки Beru UXT відрізняються не тільки матеріалом (платина і титан), але і «багатоелектродністю». Отже, завдяки високій ціні деталі, інженери отримали тут повну свободу дій.
Компанія BERU працює над використанням титану в центральному електроді – такі титанові свічки запалювання зібрані в лінійці BERU Titan
А можна отримати схожі результати, але за менші гроші? Можна, відповіла компанія Denso, представивши свічки запалювання серії ТТ (Twin Tip). Вони виділяються маленькими тоненькими «наростами» на центральному і бічному електроді, зробленими зі звичайних металів і сплавів.
Результат – потужна іскра, яка пробиває між двома тонкими точками: схоже з платиновими або іридієвими свічками запалювання (з їх тонкими центральними електродами), але ціна рішення значно нижча.
Denso Twin Tip або просто Denso TT – порівняно недорогі свічки, які намагаються реалізувати переваги дорогих платинових свічок. Схожі напрацювання є й у інших компаній. Наприклад, на звичайні електроди встановлюють тоненькі наклепкі з платини
Також важливо відзначити, що практично завжди свічки різних типів взаємозамінні, якщо протилежне не вказано в інструкції до автомобіля. Якщо з заводу двигун був оснащений звичайними одноелектродними свічками запалювання, то ніщо не заважає використовувати взаємозамінні платинові багатоелектродні свічки.
Перераховані вище типи і конструкції свічок не взаємовиключні, вони можуть перетинатися в будь-якому довільному порядку:
- звичайні одноелектродні свічки запалювання;
- багатоелектродні свічки запалювання зі звичайним центральним електродом;
- платинові свічки запалювання або іридієві свічки запалювання з одним боковим електродом;
- багатоелектродні платинові свічки запалювання або багатоелектродні іридієві свічки запалювання.
Свічки запалювання: розміри та гартівне число
Тепер перейдемо до другої групи параметрів вибору свічок запалювання – геометричні розміри та гартівне число.
Якщо конструкцію свічки запалювання (кількість і тип електродів) кожен зрозуміє за зовнішнім виглядом і пакованням, то потрібні розміри знають далеко не всі, не кажучи вже про гартівне число. Причому виробники нерідко самі заплутують покупців: використовують своє позначення гартівного числа та зашифровують розміри власними кодами.
Так, раніше свічки були коротші та товстіші, а сьогодні – довші та тонші. Причина тому лежить в конструкції двигуна: в головку блоку доводиться «упаковувати» все більше й більше систем (3-4-5 клапанів на циліндр, форсунка безпосереднього вприскування) і місця для свічки запалювання залишається все менше.
Тому для її надійної фіксації доводиться використовувати довше різьблення, але з меншим діаметром. Серед найпопулярніших розмірів нарізної частини – довжина в 12,7 мм або 19 мм, і діаметр різьблення свічки в 14 мм, рідше 10-12 мм.
Старі свічки запалювання – зверніть увагу, наскільки вони товщі та коротші за сучасні
Ще одним важливим параметром є розмір під ключ. Тенденція аналогічна – зменшення діаметра: якщо раніше використовувалися свічки з розміром під ключ 20,8-21 мм, то сьогодні переважна більшість розрахована під ключ 16 мм.
Пам'ятайте, що чим менше розмір різьблення – тим легше її зірвати, чим менше розмір під ключ – тим легше «злизати» грані. Сучасні мотори вимагають дуже уважного, якісного, правильного сервісу навіть в такому банальному питанні як заміна свічок.
Тепер кілька слів про гартівне число. Гартівне число вказує на тепловий режим роботи свічки запалювання: чим «холодніша» свічка запалювання – тим більшу температуру вона може витримати (наприклад, в спортивному форсованому моторі); чим «гарячіша» свічка запалювання – тим швидше вона прогрівається сама та «прогріє» мотор.
В Україні за основу визначення гартівних чисел зазвичай покладений галузевий стандарт «ОСТ 37.003.081». У ньому передбачено такий ряд гартівних чисел: 8, 11, 14, 17, 20, 23, 24. Оптимальним тут є гартівне число 17, можливі відхилення на одну позицію в кожну сторону (14 і 20). Але головна проблема в тому, що кожен виробник може шифрувати гартівне число на свій розсуд.
Найчастіше ряд це набір чисел від 1 до 10-12 (схожу шифровку використовує Bosch і NGK), де оптимальними для нашого клімату є гартівні числа 6-7.
Причому зазвичай гартівне число записано в позначенні свічки десь в середині коду. Наприклад, в позначенні BKR6E-11, таким числом є цифра 6, а цифра 11 вказує на зазор між електродами в 1,1 мм. Але інші виробники можуть використовувати запис, який кардинально відрізняється: перевернута шкала, причому від 22 до 0, запис гартівного числа буквами тощо.
Звідси порада – не грайте з розмірами та гартівним числом, не прагніть бути розумнішими армії інженерів, які розробляють свічки запалювання. Незначне відхилення в розмірах може привести до поломки двигуна.
Занадто великий «винос» свічки всередину циліндра може закінчитися її зіткненням з поршнем. А при недостатній довжині нарізної частини свічки, на різьбі всередині циліндра будуть збиратися сажа та бруд, які потім не дадуть вкрутити туди свічку запалювання нормального розміру.
Схожа ситуація з гартівним числом – невелика помилка може призвести до постійної роботи двигуна на межі перегріву. Ви будете шукати проблему в системі охолодження, а вона буде захована у свічці запалювання.
А наостанок – свічки розжарювання для дизеля
Заведено вважати, що дизельний мотор не знає слова «свічки». Але це не зовсім так, адже в ньому присутні свічки розжарювання.
Так, вони не використовуються для постійного підпалювання суміші, як це відбувається в бензинових моторах. Але часто від свічки розжарювання залежить успішність запуску мотора морозним ранком – причому ця залежність чи не більше, ніж від якості зимового дизпалива.
Свічка розжарювання – це довгий прутик, у якого під дією електроструму сильно розігрівається кінець, поміщений в камеру згоряння двигуна. Він просушує та прогріває камеру згоряння, що полегшує запуск дизельного двигуна
Свічки розжарювання не змінюють так часто, як свічки запалювання, і аналогічний пошук (тип центрального електрода, кількість бічних електродів, геометричні розміри) тут неприйнятний. Часто свічки розжарювання служать до повного виходу з ладу та подальшої заміни вже як окремої деталі. Тому їх пошук також ускладнений: найкраще шукати за номером (кодом) запчастини, підбираючи потрібний товар під конкретний двигун.
Адже нерідко два однотипних двигуни, випущені з різницею в кілька років, можуть відрізнятися деякими дрібницями серед яких – і свічки розжарювання.
Бажаємо вигідних покупок з Hotline та здоров'я мотора з новими свічками запалювання!
Автор: Роман Мельниченко