Рассказывая о свечах зажигания современного двигателя, нельзя не поговорить об их ресурсе. Существует прямая зависимость долголетия свечи от количества электродов.
С чем это связано? Основной причиной износа является искровая эрозия. Каждый раз, когда между электродами пробивает разряд, выплавляется микроскопическая частица металла и со временем электроды округляются, зазор увеличивается, а искра становится слабой. Даже если нет пропусков зажигания, может наблюдаться повышенный расход топлива. Именно поэтому ресурс у свечей ограниченный. Необходимо менять свечу, а не «подстукивать» электроды, так как на заправках мы будем оставлять все равно больше средств. Тем более, свеча зажигания не такой особенно дорогой предмет, чтобы экономить на ее замене.
Почему трехэлектродная свеча имеет больший ресурс? Бытует ошибочное мнение, что если мы поставим трехэлектродную свечу на двигатель, то искровых разрядов станет три. На самом деле это не так. Искра пробивает на тот электрод, где в настоящий момент сопротивление искрового пробоя минимальное.
То есть искра пробивает там, где ей легче проскочить. Она может несколько раз пробивать один электрод, потом перекинуться на другой, и т.д. Если взять какой-то длительный отрезок времени, получается, каждый боковой электрод изнашивается в 3 раза медленнее, потому что искра проскакивает то на одном, то на другом электроде, то есть ресурс у свечей увеличивается.
Казалось бы, можно сделать 8-электродную свечу, и горя не знать. На самом деле это не совсем верный вариант. От свечи требуется не только высокий ресурс, но и оптимальное воспламенение топливно-воздушной смеси при минимальном количестве топлива, обеспечивая максимальную мощность двигателя. Поэтому, картина воспламенения может изменяться, тем более, если мы пытаемся заменить одноэлектродную свечу на трехэлектродную, где искра пробивает в другой плоскости и фронт пламени распространяется совсем по-другому. Наиболее простой способ улучшить работу системы зажигания - использовать современные иридиевые свечи. Они дороже, но имеют больший ресурс, благодаря чему мы экономим на расходе топлива определенную долю денег, экономим на замене свечей, работа по которой, в ряде случаев дорогого стоит. Взять, к примеру, автомобиль Subaru у которого свечи расположены с боков двигателя.
Технология NGK V-Line присутствует на стандартных никелевых свечах. Что собой представляет эта технология? На центральном электроде делается V-образная насечка. Цель – сдвинуть искрообразование к краю свечи, чтобы оно не происходило в середине между электродами, так как по краям свечи скапливается больше готовой загореться топливно-воздушной смеси, которая легче воспламеняется. Электроды не только генерируют искрообразование, они также являются помехой на пути распространения фронта пламени.
Когда мы говорим о различных технических решениях, надо понимать, что борьба идет за проценты. Мы пытаемся добавить 1-2% к мощности, снизить на 1-2% расход топлива. В стандартной свече процесс воспламенения идет следующим образом. Искра не всегда пробивает четко посередине между электродами – когда-то с краю, когда-то в середине. Сами электроды являются помехой на пути распространения фронта пламени. Если мы насильно сдвигаем искрообразование к краю, то хотя бы с одной стороны электроды не мешают сгоранию или эффективному воспламенению топливно-воздушной смеси. В ряде случаев такая насечка не делается вообще, так как иногда эффективность применения не обоснована. Например, V-Line 13 – это свеча без насечки.
Существуют общие для всех свечей свойства: калильные и температурные. Свеча получает достаточное количество тепла при каждом воспламенении. Это тепло нужно отводить. Калильное число описывает способность свечи отводить тепло. Чем выше калильное число, тем лучше свеча отводит тепло. Длинная конусная часть изолятора - часть, которая обращена к газам сгорания. У горячей свечи площадь этой конусной части большая, свеча легко нагревается, при этом площадь, через которую тепло отводится в систему охлаждения через головку блока маленькая. То есть горячая свеча нагревается эффективно, но плохо отводит тепло. Обратная ситуация с холодной свечой, у которой короткая конусная часть, где площадь нагрева маленькая, свеча плохо «впитывает» тепло, но при этом площадь, через которую тепло рассеивается, большая. То есть свеча неэффективно нагревается и плохо отводит тепло.
Свеча должна нагреваться до определенного температурного окна, или рабочего диапазона. Нижняя граница этого диапазона 450 градусов.
Что происходит, если изолятор не нагревается до температуры 450 градусов?
В этом случае она начинает покрываться углеродистыми отложениями – побочными продуктами сгорания. Вся беда в том, что эти углеродистые отложения проводят ток. К свече «прикладывается» напряжение, искра пробивает не между электродами, а по изолятору стекает на корпус. В результате происходит пропуск зажигания - очень частая ситуация, особенно зимой. Общая причина состоит в том, что свеча не прогревается и не получает достаточного тепла.
Почему так происходит? Во-первых, может быть установлена слишком холодная свеча вместо рекомендованной, например, 7 вместо 6. То есть свеча очень эффективно отводит тепло, и изолятор не успевает нагреваться до температуры 450 градусов. Во-вторых, даже если мы правильно подбираем свечу, при неблагоприятных условиях эксплуатации, например, длительной езде в пробках, постоянные перемещения на короткие расстояния (много простоев и кратковременная работа двигателя) приводит к тому, что свеча не успевает нагреваться за время эксплуатации. То есть машина эксплуатируется непродолжительное время, либо на невысоких оборотах, и свеча покрывается нагаром.
Явление это общее для любого производителя. Нельзя сказать, что свеча Bosch более устойчива к образованию нагара чем, скажем, NGK, или наоборот.
Другая неприятная крайность, которая может произойти со свечой – это перегрев. Перегрев свечи может привести к гораздо более страшным последствиям, таким, как оплавление электродов и, как следствие, к тому, что топливно-воздушная смесь воспламенится не от искры, которая проскакивает между электродами, а от докрасна разогретых электродов. Такое воспламенение называется калильным. Оно аномально и может происходить в момент, когда искра еще не проскочила, а поршень движется «в противоход» энергии воспламенения, что приводит к прогоранию поршней либо клапанов. У нас есть похожий пример, произошедший с авто в Ставрополе. Причина – слишком горячая свеча, установленная на машину. На Ford Focus установили свечу PTR5 A-13 вместо рекомендованной ITR6 F-13. То есть, изначально была рекомендована иридиевая свеча с калильным числом 6, а по факту установили платиновую с калильным числом 5. Мало того - один человек выкручивал, а другой вкручивал свечу, и не удалось их сравнить между собой по геометрии, потому что PTR5 A-13 длиннее на полсантиметра.
В итоге машина перемещалась по городу, а владелец на свечи даже не грешил, думал проблема в другом - что-то другое сломалось. Поэтому долго не приезжал. И когда он выехал на какую-то трассу, на более-менее высокой скорости, машина заглохла. Мне присылают свечу с этого автомобиля, на которой нет ни бокового электрода, ни центрального. То есть выгорело там все. Ремонт двигателя вылился в 30.000 руб. Хорошо, что обошлось просто клапанами.
У «Фордов», если прогорают поршни, то надо менять весь блок, так как он не обслуживаемый. Поэтому, каждый раз, когда возникает соблазн предложить вместо отсутствующей на текущий момент свечи что-то похожее, задумайтесь, во что это может вылиться. Вообще, если взять оригинальные программы, в разных случаях бывает по-разному, но часто бывает так. В программе Nissan часто рекомендуется устанавливать свечи 3-х различных типов на выбор – холодную, горячую и стандартную – 5 ,6 и 7. В каких случаях применяется та или иная свеча? В зависимости от условий эксплуатации. Если машина систематически ездит на короткие расстояния по городу, в стране, где большую часть времени - зима, горячая свеча будет предпочтительнее. Она быстрее нагреется и с большей вероятностью сгорит образующийся на изоляторе нагар. Можно так сказать, что более горячая свеча ведет себя лучше именно потому, что у нас в России очень долгая фаза прогрева двигателя зимой, и он происходит на низких оборотах. Также и езда вокруг сугробов сопряжена с небольшой скоростью.
Однако мы должны понимать, что если мы установили горячую свечу и каким-то образом решили проблему с пуском двигателя, особенно, в зимний период, то эксплуатация на высоких оборотах двигателя может привести к неприятным последствиям. То есть эксплуатация машины с горячими свечами должна быть ответственной. Если говорить про холодную свечу, то ее можно установить на единицу больше, если человек преимущественно ездит по трассе и на большие расстояния, преимущественно с большой скоростью. Если мы ставим стандартную свечу, то не стоит забывать, что время от времени надо работать правой ногой, когда мы машину эксплуатируем на высоких оборотах, тепла выделяется больше, нагар сгорает, и первоначальная неравномерность работы двигателя может пропасть только из-за того, что мы «погазовали».
Итак, можно сделать следующие выводы. При достижении температуры рабочего диапазона свеча работает нормально. Если ставим горячую свечу, мы должны понимать, что должны эксплуатировать машину на низких оборотах. Если мы ставим холодную свечу, мы должны думать о том, чтобы машина чаще ездила быстро, во избежание негативных последствий.
Существуют также инженерные способы борьбы с утеканием искры (с пропуском зажигания), когда изолятор покрывается нагаром. Один из таких способов это создание дополнительного искрового зазора. Выполняется специальный бортик на металлическом корпусе, который расположен очень близко к изолятору. Если изолятор покрывается нагаром, искра начинает стекать по нему, и мы можем перехватить искру на этот бортик. В итоге искрообразование происходит, топливно-воздушная смесь воспламеняется, и мы можем запустить двигатель. Со временем, когда двигатель прогревается, нагар выгорает сам при достижении той самой температуры (450 градусов), которую еще называют температурой самоочистки и искрообразование возвращается обратно, туда, где должно быть – между электродами.
