Гараж
Главная  /  Гараж  /  Иридиевые свечи зажигания: цена инноваций
[

Преимущество иридиевых свечей зажигания

]
Иридиевые свечи зажигания:цена инноваций
Иридий в природе встречается реже золота: больше шансов найти его в метеорите, чем в недрах земной коры. При этом почти пятая часть мирового производства этого металла уходит на свечи зажигания

Начать хочется с самых истоков двигателестроения, которые, как всегда, не так уж очевидны: все исторические сводки так или иначе сводятся к тому, что изобретатели либо создавали «прообраз» современного ДВС, либо почти пригодную для работы версию. Среди множества преследователей идеи создания более компактной альтернативы паровому двигателю первым и не самым удачным в этой сфере стал Филипп Лебон, который в 1799 году открыл наиболее подходящее для ДВС топливо в виде каменноугольного светильного газа (нефть хоть уже и добывали на протяжении многих веков, перегонять ее в более пригодное для процесса воспламенения топливо еще не научились). Уже в 1801 году изобретатель взял очередной патент на конструкцию газового двигателя внутреннего сгорания, но воплотить мечту в жизнь так и не смог. Более близким к успеху был французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз, который в 1807 г. построил-таки первый поршневой двигатель, который работал на газообразном водороде. Цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода с помощью примитивной системы зажигания: искра подавалась вручную в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке. Но и в этот раз первенство ускользнуло от очередного ученого: пригодным для практического использования машина де Риваса не была, скорее показательным образцом. А вот другой умелец, бельгиец Жан-Этьен Ленуар, после многочисленных и неудачных попыток все же смог создать коммерчески успешный серийный двигатель внутреннего сгорания, который был запатентован в 1859 году. На дальнейшее становление бензинового двигателя повлияли многие изобретения: прогрессивные двигатели Отто, Брайтона, Даймлера, не менее прогрессивный карбюратор Доната Банки, создание зажигания от магнето…

иридиевые свечи фото

Технология Twin Tip есть и на простых моделях линейки — Denso TT

Но первые системы искрообразования были, мягко говоря, далеки от идеала: искра возникала либо при помощи «запальной трубки» (по проводу, пропущенному через керамическую трубку в цилиндр, непосредственно на поршень либо на стенки цилиндра передавалась искра от динамо-машины, воспламеняя рабочую смесь), или же при помощи калильной трубки (элемент нагревался от пропускания тока или от открытого пламени, в результате чего возникало калильное зажигание). Более приемлемый вариант для двигателей предложил Роберт Бош, показав классическую свечу зажигания в 1902 году. С тех пор ближайшие полвека общая конструкция свечей прогрессировала довольно медленно. Настоящий бум произошел во второй половине 20 века, когда конкуренция на рынке автокомпонентов вкупе с общим технологическим прогрессом серьезно возросла. Одну из ключевых ролей в эволюции «свечного дела» сыграла компания Denso, в 1974 году первой в мире предложив свечу зажигания с центральным платиновым электродом, диаметр которого составлял всего 1,1 мм.

иридиевые свечи зажигания

Использование драгоценного металла в таком «расходнике», как свеча зажигания, в самую последнюю очередь являлось маркетинговым ходом. Этот материал стал одним из важнейших в технической революции. Один из родоначальников советской платиновой промышленности, профессор Орест Звягинцев, сравнивал значение платины со значением соли при приготовлении пищи — нужно хоть и немного, но без нее хорошего обеда не приготовить… В чем же смысл инновации?

Пожалуй, в равной степени на появление новинки повлияли как автопроизводители, постоянно совершенствующие конструкцию моторов, так и мы с вами, провоцируя этот прогресс растущими требованиями к продукту. Начнем с того, что создать качественную «обычную» свечу, которая будет исправно работать положенный ей срок службы, само по себе занятие не из легких: свеча постоянно находится в экстремальных условиях, подвергаясь воздействию высочайших давления и температуры. Помимо этого, свеча должна воспламенять топливную смесь десятки раз в секунду и регулярно пропускать через себя мощный электрический заряд под напряжением 20–30 тыс. вольт в течение многих и многих часов… А производители автомобилей вдобавок ставят задачу многократного увеличения ее срока службы! Более того, в последние годы габаритные размеры свечи становятся все меньше из-за более плотной компоновки камеры сгорания. Так, например, количество клапанов в каждом цилиндре выросло в среднем с 2 до 4 или 5; объем цилиндров, наоборот, все больше сокращается; а форсунки систем непосредственного впрыска теперь и вовсе находятся по соседству. В итоге вместо привычных ранее свечей с резьбой M18 сейчас все более распространенными становятся размеры М14, М12, а то и вовсе М10. Для столь маленькой свечи решать проблемы температурной устойчивости и теплоотвода, не говоря уже про ее ресурс, становится все тяжелее. Один из способов продлить срок службы свечи путем увеличения числа боковых электродов имеет ряд недостатков: ухудшается сгорание рабочей смеси из-за ее ограниченного доступа к месту образования искры, повышается риск образования нагара, ухудшается отвод тепла, снижаются показатели двигателя по CO и NO… С применения платины начался этап по увеличению ресурса свечей: устойчивость к коррозии при высоких температурах и электрохимическому разрушению у этого металла гораздо выше, чем у традиционных хромоникелевых сплавов. Так, в 1974 году японская компания выпустила первую в мире свечу зажигания с платиновым электродом диаметром 1,1 мм. Но наиболее успешный, по мнению специалистов Denso, путь свечной эволюции — применение иридиевых сплавов. Высокое внимание к редчайшему элементу вполне обосновано: иридий имеет температуру плавления 2466 °С, обладает высочайшей коррозионной устойчивостью при высоких температурах и является самым твердым после осмия металлом на земле. Иридий и осмий принадлежат к платиновой группе и обладают самой высокой, почти одинаковой, плотностью. Таким образом, среди прочих достижений в 1997 году японская компания первой в мире выпустила свечу зажигания с уникальным иридиевым электродом. После этого конструкция иридиевых свечей зажигания была дважды усовершенствована, и результатом технологии «суперзажигания» (SIP) стало объединение самого тонкого в мире центрального электрода диаметром всего 0,4 мм и платинового бокового электрода диаметром 0,7 мм. Диаметры электродов крайне важно сохранить на минимальном уровне: чем меньше их площадь, тем меньшее электрическое напряжение требуется для воспламенения, которое, в свою очередь, становится более эффективным. В конечном результате пользователя ждут одни плюсы: улучшается динамика двигателя, снижается расход топлива, повышаются эффективность и равномерность работы двигателя, а также существенно облегчается его запуск при низких температурах. Что касается ресурса, то по этому показателю Iridium TT превзошли платиновые свечи и могут служить до 120 000 км (ресурс стандартных никелевых свечей, для сравнения, достигает 15 000–20 000 км). Коль речь идет о ресурсе, подобные иридиевые свечи зажигания должны заинтересовать водителей, владеющих автомобилями на газовом топливе: известно, что более высокие по сравнению с бензиновым ДВС напряжение и температура сгорания в этих двигателях довольно серьезно сокращают срок службы свечей, в то время как иридиевые свечи серии Iridium ТТ обладают повышенной сопротивляемостью по сравнению с обычными свечами.

Кстати, подобная конструкция используется и на более простых моделях линейки: свечи Denso Twin Tip (TT) изготавливают с центральным и боковыми электродами с тонким шипом диаметром 1,5 мм без применения драгоценных металлов, что позволяет сделать их по цене сопоставимыми со стандартными никелевыми аналогами. Представители компании особенно гордятся тем, что вся линейка ТТ, включая модели Nickel и Iridium, отличается высокой степенью унификации и суммарно включает 35 артикулов, которые обеспечивают охват 89 % самых продаваемых автомобилей в Европе.

Стандартная свеча

Iridium TT

Материал Точка плавления (°C) Твердость (Hv) Прочность (кг/мм2)
Иридий 2450 450 110
Платина 1770 50 15
Никель 1450 160 70