Иридиевые, иттриевые, платиновые, серебряные свечи — что это?

Последний писк свечной моды, стремление выделиться из общей массы или реальные перспективные тенденции в развитии свечей зажигания для бензинового мотора? О них мы уже писали, но тема достойна продолжения

Наш вопрос, зачем надо платить за комплект свечей 600, 800 или даже 1500 рублей вместо того, чтобы купить пару-тройку комплектов всего за 150, не получил вразумительного объяснения со стороны не только продавцов автомагазинов, но и даже большинства представителей фирм — оптовых поставщиков свечей, даже в статусе официальных дилеров известных свечных брендов. Обычно ответ один: эти свечи имеют большой ресурс!

Аргумент слабоват. Неужели все прелести «драгоценных» свечей зажигания только в ресурсе? Коль продавцы ничего сказать не могут, попробуем разобраться сами.

Итак, проехались по магазинам и не без определенных сложностей (далеко не везде эти свечи есть) закупили несколько комплектов интересующих нас свечей на вазовский инжекторный «восьмиклапанник». В наши руки попали японские комплекты Denso Iridium и NGK Iridium, как следует из названия, с иридиевым центральным электродом. К ним добавились немецкий Bosch Platin, чешский Brisk Platin и украинский Plazmofor Platin с платиновыми напайками на электроды, причем украинский вариант, в отличие от других, имел напайки и на центральном, и на боковом электродах. Ну, и разбавилось все это разнообразие комплектом иттриевых свечей Brisk A-Line. А в качестве начальной точки отсчета взяли обычный комплект одноэлектродных свечей Beru Ultra 14R-7DO, который неплохо проявил себя в наших предыдущих испытаниях. Итак, подобралась солидная компания, представленная лучшими мировыми производителями свечей.

Конечно, для украинского Plazmoforа такая оценка может рассматриваться в качестве аванса, но надо поощрить наших соседей, поскольку на всем постсоветском пространстве только они вывели на рынок свечи интересующего нас класса. Для начала нацепим очки и внимательно посмотрим, чем эти свечи отличаются от обычных. У платиновых и иридиевых отличие сразу бросилось в глаза: значительно более тонкий, чем у обычных свечей, центральный электрод. Так, у Denso Iridium его толщина всего 0,4 мм, у Bosch Platin и NGK Iridium — где-то 0,5…0,6, у Brisk Platin — 0,8. Напайки у Plazmofor Platin имеют диаметр порядка 1,5 мм. А центральный электрод обычной свечи из хромоникелевой стали имеет диаметр около 2,5 мм. Что это дает? Из соображений простой логики, те самые 24 кВ, которые подаются на тонкий электрод, дадут большую напряженность электрического поля в зоне искрового разряда, чем для обычной свечи. Итог — большая энергетика разряда и его стабильность. Это важно, поскольку интенсивность поджога топливовоздушной смеси в данном случае будет больше, и скорость распространения фронта пламени увеличится. А это и мощность, и экономичность, и экология.

Кстати, прогулявшись на сайт фирмы Denso, мы нашли прямое подтверждение нашего предположения: данные скоростной фотосъемки распространения фронта пламени для обычной свечи и свечи с тонким иридиевым наконечником. Действительно, размер фронта пламени у свечи с тонким электродом заметно больше.

Этот факт уже лет тридцать-сорок назад подметили спортсмены. И самостоятельно делали специальные «спортивные» свечи, надфилем подтачивая центральный электрод «на конус». А боковой электрод при этом либо заостряли, либо сверлили в нем дырочку. Вот только беда: жили такие свечи недолго, гонку-другую. Электроды начинали гореть, выплавляться, зазор рос, и свеча умирала. Но простые свечи стоили недорого, надфиль был всегда под рукой — до следующей гонки можно было наточить новых.

А вот использование тугоплавких материалов, типа платины, иттрия и особенно иридия, позволило реализовать принцип прежних «спортивных» свечей, обеспечив свече небывалый ранее ресурс.Ладно, это теория. Давайте посмотрим, что реально можно получить от использования «драгоценных» свечей и насколько оправданно их применение.

Для начала установим, чем различается искрообразование у свечей с тонким центральным электродом и у обычных свечей. Для этого в свечное отверстие головки блока цилиндров, снятой с другого двигателя, поочередно ввернем все испытуемые свечи. На них наденем высоковольтный провод от системы зажигания стендового мотора, включим зажигание и покрутим двигатель от стенда при одной и той же частоте вращения коленчатого вала — 1500 мин-1. И цифровым фотоаппаратом с большим увеличением снимем то, что происходит между электродами. Причем выдержку поставим фиксированную — 1 с. Таким образом, на каждом снимке мы получим пятнадцать искр. Но предварительно проверим, чтобы на всех свечах размер межэлектродного зазора был одинаковым — 1,1 мм.

Итак, смотрим на фотографии. На обычной свече все как обычно. Искры мечутся по всему зазору, причем цвет их разный — от розового до ярко-синего. А, допустим, для свечи из комплекта Bosch Platin в межэлектродном пространстве будто кто-то зажег яркую лампочку: отдельных искр и не видно, все они слились. Свечи с тонким иридиевым электродом, Denso и NGK, дают четкий стабильный белый конус. Цвет искры, кстати, сам по себе о многом говорит. Красная или розовая искра — слабая, частенько дающая пропуск вспышек. Синяя, голубая — более интенсивные, а белая — самая стабильная и горячая. Так вот, все свечи с тонкими электродами дают именно такую искру.

Теперь на мотор! Причем испытания проведем на двух двигателях — на впрысковом и на карбюраторном. Зачем? Да разные они очень с точки зрения управления рабочим процессом. В карбюраторном моторе обратной связи нет, состав смеси четко задан регулировкой системы питания. Поэтому при работе в одних и тех же режимах, при одинаковом топливе и атмосферных условиях, реакция мотора отслеживает особенности искрообразования свечей, и только это. А вот для впрыскового мотора обратная связь через систему l-регулирования меняет состав смеси в зависимости от того, сколько кислорода остается в отработавших газах. А их состав во многом определяется качеством и скоростью сгорания и наличием или отсутствием пропусков вспышек. Следовательно, здесь свеча — уже элемент системы управления двигателем. Логично предположить, что для впрыскового мотора зависимость его поведения от качества свечей будет более выраженной. Вот это и проверим.

В одних и тех же режимах работы двигателя мы замерили мощность, расход топлива и токсичность отработавших газов. Кроме того, сняли «моментную» характеристику при полностью открытом дросселе в диапазоне от 1500 до 4000 мин-1 — так называемую внешнюю скоростную характеристику. Данные по расходам и токсичности отработавших газов усреднили и сравнили.

Что же мы увидели? Все говорит о том, что диаметр центрального электрода влияет на параметры двигателя. Причем, если для карбюраторного мотора это влияние не столь велико, например по расходу топлива не превышает 2% между лидером и аутсайдером, то на впрысковом разница доходит уже до 6–7%! А это уже вполне заметно! И характерно то, что лучшие показатели на обоих моторах там и там дают свечи Denso Iridium, то есть те, которые имеют наименьшую толщину центрального электрода — 0,4 мм. А вот иттриевые свечи Brisk A-Line, у которых размер электродов практически такой же, как у обычных свечей, кое в чем даже уступают свечам Beru, которые мы взяли в качестве начальной точки отсчета. У остальных же свечей эффект по экономичности оказался практически обратно пропорциональным диаметру центрального электрода: чем он тоньше, тем меньше топлива потребляет мотор.

Сравнение моментных характеристик при работе двигателя по внешней скоростной характеристике этот вывод также подтверждает: хоть и ненамного, но мощность двигателя на свечах Denso, NGK и Bosch подрастает по сравнению с обычными свечами процента на 3–4.

Проведем еще один тест, который должен проиллюстрировать надежность работы свечей в усложненных условиях, которых в реальной жизни может быть масса. Это и холодный пуск, и разряженный аккумулятор, и одновременно включенные мощные источники энергопотребления в автомобиле, сажающие напряжение в бортовой сети. Для этого на карбюраторном моторе снимем ремень привода генератора, вместо нормального, рабочего аккумулятора поставим полностью разряженный и запитаем бортовую сеть мотора от лабораторного источника постоянного тока. Таким образом, мы получаем возможность регулировать напряжение в бортовой сети. А оно пропорционально тому, что выдает катушка зажигания на свечи. Дальше посмотрим, как будет меняться выдаваемый двигателем крутящий момент в двух режимах, при 2000 и 3000 мин-1, по мере падения напряжения в бортовой сети. А потом, выведя двигатель в заданный фиксированный режим, будем понижать напряжение до полного прекращения искрообразования.

Результаты опять оказались предсказуемыми: свечи с наиболее тонкими электродами, Denso Iridium и NGK Iridium, это соревнование уверенно выиграли. А вот Bosch Platin, несмотря на тонкий центральный электрод, выступил не очень ярко. Видимо, сказывается то, что электрод утоплен в изоляторе.

Пора перейти к выводам. Так стоят ли «драгоценные» свечи своих денег? Давайте считать. Возьмем дорогие свечи с тонким электродом, допустим Denso Iridium. При их установке мы переплатим примерно 1200 рублей по сравнению с обычными, но вполне приличными импортными свечами. Пусть автомобиль в неделю съедает 40 литров 95-го бензина. Это около 1000 рублей. Снижение расхода топлива на иридиевых свечах для впрыскового мотора — около 6–7%. Это 60–70 рублей в неделю. Итого, нам надо проездить 5 месяцев, чтобы свечи полностью окупились. Улучшение динамики, повышенная надежность работы, сниженная токсичность — это уже так, небольшие дополнительные бонусы… Живут же эти свечи практически весь срок жизни автомобиля в руках одного хозяина! Так что с экономикой все понятно. А вот иттриевые свечи Brisk A-Line, видимо, основное свое преимущество будут иметь только в ресурсе. По моторным показателям — экономичности, мощности и экономичности, они мало отличаются от хороших обычных свечей. Правда, и стоят ненамного дороже.

А как же быть с карбюраторными моторами — там-то эффект существенно меньше? Да, там «рублевая» выгода менее заметна, хотя все остальные «плюсы» никуда не денутся. Правда, смешно ожидать, что владельцы пожилых «шестерок» или «восьмерок» разорятся на свечи, цена которых составляет заметные проценты остаточной стоимости самого автомобиля. Драгоценности все-таки предназначены для «королев», а не простых «рабочих лошадок».