Свечам зажигания почти столько же лет, сколько и двигателю внутреннего сгорания. В 1902 году свечи зажигания впервые были использованы для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. В течение следующих 70 лет свечи зажигания были устройствами, которые требовали повышенного технического обслуживания. Виновником этого был тетраэтилсвинец, который использовался в качестве добавки, повышающей октановое число в бензине. К сожалению, свинец загрязнял и выводил из строя свечам зажигания после 20 -30 тысяч километров пробега. Следовательно, замена свечей зажигания была ежегодным ритуалом для большинства автомобилистов.
Затем был принят закон о чистом воздухе 1970 года, за которым последовали новые нормы выбросов и введение каталитических нейтрализаторов в 1975 году. Этилированный бензин постепенно перестали производить из-за его вредного воздействия на окружающую среду. В результате срок службы свечей более чем удвоился.
В середине 1980-х годов производители свечей начали изготавливать свечи с центральными электродами с медным сердечником. Медь является отличным проводником тепла и позволяет штепселям нагреваться, не вызывая повреждений. Это улучшило сопротивление обрастанию нагаром. Что в свою очередь, так же увеличило ресурс свечей.
Появление платиновых и иридиевых свечей зажигания
Стандартная, платиновая и иридиевая свечи зажигания
Однако самое большое улучшение в технологии свечей зажигания произошло в 1985 году, когда на рынке появилось первое поколение "долговечных" свечей с платиновыми или золото-палладиевыми электродами.
Со стандартными электродами из никелевого сплава искровой промежуток между центральным и заземляющим электродами увеличивается примерно на 0.0002 - 0.0006 на каждые 1500 км. пробега. После 60 000 км. пробега разрыв может возрасти до 0,015 или более. Каждый раз, когда срабатывает свеча, горячая искра выбрасывает с электродов несколько молекул металла. Со временем зазор между электродами расширяется, а центральный электрод становится закругленным и тусклым. В конечном счете, достигается точка, когда система зажигания не может генерировать достаточно тока, чтобы преодолеть зазор, что приводит к пропуску зажигания.
С платиной, золотом-палладием и иридием (подробнее об иридии чуть ниже) износ электрода значительно снижается. Большинство платиновых свечей могут пройти до 150 000 км., прежде чем их придется заменить. То же самое справедливо и для свечей с иридиевым электродом.
Преимущества иридиевых свечей зажигания
Хотя платиновые свечи зажигания имеют много преимуществ по сравнению с обычными свечами зажигания, свечи зажигания Iridium предлагают еще больше преимуществ. Наиболее важным преимуществом является самый долгий срок службы свечи зажигания (до 4 раз больше, чем у стандартной свечи зажигания, или вплоть до 200 000. Иридий работает так долго, потому что металлический сплав еще более износостойкий, чем платина. Обычно иридиевый электрод легируется родием, который в шесть раз тверже и в восемь раз прочнее платины, а также является одним из самых плотных известных металлов.
Температура плавления иридия составляет 2410 градусов по Цельсию, что почти на 1200 градусов выше, чем у платины. Это драгоценный металл, такой как платина, что делает его дорогим. Но в настоящее время иридий продается примерно вдвое дешевле платины.
Иридиевые свечи обычно имеют очень тонкий (от 0,4 до 0,7 мм в зависимости от производителя) центральный электрод. В свечах первого поколения Denso концевой электрод имеет U-образную канавку, которая повышает надежность зажигания и износостойкость. По словам Денсо, их конструкция снижает требуемое напряжение зажигания до 5000 вольт по сравнению со стандартной свечой зажигания. Другие, такие как Bosch, используют конусный заземляющий электрод с иридий-платиновой вставкой, чтобы минимизировать износ электрода.
Рутениевые свечи зажигания
Последняя разработка в технологии свечей зажигания - свечи зажигания Ruthenium. Считается, что электроды, изготовленные из специального сплава рутения, служат в 2 раза дольше, чем современные иридиевые свечи зажигания, и в 8 раза дольше, чем стандартные свечи зажигания с никелевым электродом. Повышенная износостойкость электродов означает, что эти свечи действительно могут стать свечами «пожизненного» зажигания, которые никогда не нужно менять. Говорят также, что они обеспечивают лучшую воспламеняемость для повышения производительности, выбросов, экономии топлива и ускорения.
Сопротивление обрастанию нагаром
Все производители свечей зажигания стремятся улучшить характеристику сопротивления обрастания нагаром. Хитрость заключается в том, чтобы держать электроды достаточно горячими, чтобы сжигать отложения, но не настолько горячими, чтобы они вызывали возгорание. Чтобы сжечь углеродистые отложения, центральный электрод должен быстро достичь температуры около 370 градусов по Цельсию. Но если электрод становится слишком горячим, он может воспламенить топливо до того, как возникнет искра, что приведет к возгоранию и детонации. Для большинства свечей идеальная рабочая температура составляет около 650 гр.
Температура электродов контролируется длиной керамического изолятора, который окружает центральный электрод, и конструкцией самого электрода. Керамика не очень хорошо проводит тепло, поэтому изолятор с относительно длинным носиком будет отводить тепло от электрода медленнее, чем изолятор с относительно коротким носиком. Чем длиннее путь между электродом и окружающей оболочкой, тем медленнее скорость охлаждения и тем она грячее.
«Диапазон нагрева» (номинальная мощность нагрева) свечи зажигания зависит от длины керамического изолятора и конструкции центрального электрода. Диапазон нагрева должен быть тщательно согласован с применением двигателя, в противном случае на штекерах могут возникнуть проблемы с загрязнением на холостом ходу или при перегреве под нагрузкой, что может вызвать возгорание и детонацию. Большинство свечей сегодня имеют относительно широкий диапазон нагрева благодаря описанному ранее медному сердечнику с центральным электродом. Это позволяет штекерам быстро достигать температуры самоочистки, а также предотвращает их перегрев.
Долговечные свечи зажигания значительно снижают потребность в техническом обслуживании, помогая двигателю поддерживать свои характеристики, так и уровень вредных выбросов. Отсутствие необходимости часто менять свечи зажигания - это реальная экономия для владельца автомобиля.
В чём отличия ИРИДИЕВЫХ свечей зажигания от ОБЫЧНЫХ - видео
Иридиевые свечи зажигания. Стоит ли ставить? Плюсы и минусы, мой отзыв - видео
Затем был принят закон о чистом воздухе 1970 года, за которым последовали новые нормы выбросов и введение каталитических нейтрализаторов в 1975 году. Этилированный бензин постепенно перестали производить из-за его вредного воздействия на окружающую среду. В результате срок службы свечей более чем удвоился. В середине 1980-х годов производители свечей начали изготавливать свечи с центральными электродами с медным сердечником. Медь является отличным проводником тепла и позволяет штепселям нагреваться, не вызывая повреждений. Это улучшило сопротивление обрастанию нагаром. Что в свою очередь, так же увеличило ресурс свечей.
Хотя платиновые свечи зажигания имеют много преимуществ по сравнению с обычными свечами зажигания, свечи зажигания Iridium предлагают еще больше преимуществ. Наиболее важным преимуществом является самый долгий срок службы свечи зажигания (до 4 раз больше, чем у стандартной свечи зажигания, или вплоть до 200 000. Иридий работает так долго, потому что металлический сплав еще более износостойкий, чем платина. Обычно иридиевый электрод легируется родием, который в шесть раз тверже и в восемь раз прочнее платины, а также является одним из самых плотных известных металлов. Температура плавления иридия составляет 2410 градусов по Цельсию, что почти на 1200 градусов выше, чем у платины. Это драгоценный металл, такой как платина, что делает его дорогим. Но в настоящее время иридий продается примерно вдвое дешевле платины. Иридиевые свечи обычно имеют очень тонкий (от 0,4 до 0,7 мм в зависимости от производителя) центральный электрод. В свечах первого поколения Denso концевой электрод имеет U-образную канавку, которая повышает надежность зажигания и износостойкость. По словам Денсо, их конструкция снижает требуемое напряжение зажигания до 5000 вольт по сравнению со стандартной свечой зажигания. Другие, такие как Bosch, используют конусный заземляющий электрод с иридий-платиновой вставкой, чтобы минимизировать износ электрода.
Все производители свечей зажигания стремятся улучшить характеристику сопротивления обрастания нагаром. Хитрость заключается в том, чтобы держать электроды достаточно горячими, чтобы сжигать отложения, но не настолько горячими, чтобы они вызывали возгорание. Чтобы сжечь углеродистые отложения, центральный электрод должен быстро достичь температуры около 370 градусов по Цельсию. Но если электрод становится слишком горячим, он может воспламенить топливо до того, как возникнет искра, что приведет к возгоранию и детонации. Для большинства свечей идеальная рабочая температура составляет около 650 гр. Температура электродов контролируется длиной керамического изолятора, который окружает центральный электрод, и конструкцией самого электрода. Керамика не очень хорошо проводит тепло, поэтому изолятор с относительно длинным носиком будет отводить тепло от электрода медленнее, чем изолятор с относительно коротким носиком. Чем длиннее путь между электродом и окружающей оболочкой, тем медленнее скорость охлаждения и тем она грячее. «Диапазон нагрева» (номинальная мощность нагрева) свечи зажигания зависит от длины керамического изолятора и конструкции центрального электрода. Диапазон нагрева должен быть тщательно согласован с применением двигателя, в противном случае на штекерах могут возникнуть проблемы с загрязнением на холостом ходу или при перегреве под нагрузкой, что может вызвать возгорание и детонацию. Большинство свечей сегодня имеют относительно широкий диапазон нагрева благодаря описанному ранее медному сердечнику с центральным электродом. Это позволяет штекерам быстро достигать температуры самоочистки, а также предотвращает их перегрев. Долговечные свечи зажигания значительно снижают потребность в техническом обслуживании, помогая двигателю поддерживать свои характеристики, так и уровень вредных выбросов. Отсутствие необходимости часто менять свечи зажигания - это реальная экономия для владельца автомобиля.
