Свечи зажигания: утомленные искрой
Экспертизы свечей – фирменное блюдо журнала, но… Один важный компонент мы в это блюдо никогда не добавляли – как бы случайно. А ведь вам интересно, как изменятся характеристики свечей после длительной работы в реальных условиях? Проблема в том, что тут одной экстраполяцией не обойдешься: нужно их помучить хотя бы на протяжении 30 тыс. км. А это долго, дорого и очень муторно: на каждый комплект свечей минимум полтора месяца стендовой крутежки мотора! И все же идентичные моторные стенды удалось подготовить.
Мы решили взять свечи, ориентированные на большинство эксплуатируемых у нас восьмиклапанников: на «большой» шестигранник (21-го размера) и с условным калильным числом 17. Зато конструкции старались брать разнообразные. Но цену ограничили: не дороже 800 рублей за комплект. Ведь запускать в такой «пробег» иридиевых фаворитов с изящными тонкими электродами – все равно что свести мадридский «Реал» и команду из нашей второй футбольной лиги…
В качестве базы взяли обычные одноэлектродные свечи: европейские WEEN 370 и японские NGK BPR6ES-11. Компанию им составили трехэлектродные ЭЗ-Т17ДВРМ из Энгельса. За тугоплавкие материалы и сплавы «сыграл» самый дешевый вариант с иттриевыми электродами: чешский Brisk A-line LR15YCY-1. Позиции платины отстаивал Bosch Platinum WR7DPX с тонким центральным электродом. И наконец, DENSO W20TT с оригинальными боковыми и центральным электродами из хромоникелевого сплава. На них отпрессованы специальные выступы, организующие разрядник свечи, – это попытка реализовать преимущества тонкоэлектродных свечей без всяких драгметаллов. Напоминаем: сравниваем конструкции, а не бренды!
Методика испытаний очевидная. Сначала все комплекты последовательно поставили в один и тот же стендовый двигатель – вазовский впрысковый восьмиклапанник. Провели стандартный цикл испытаний – получили стартовую базу. Относительно нее в дальнейшем отслеживали ухудшение характеристик двигателя по мере старения свечей.
Базовые цифры неожиданностей не содержат. Простые одноэлектродки выступили ровно: различия лишь немного вылезли за пределы измерений. А вот трехэлектродки ЭЗ-Т17ДВРМ, тонкоэлектродный Bosch Platinum WR7DPX, а также DENSO W20TT дали заметное улучшение и мощности, и экономичности двигателя. Хотя, конечно же, намеренные 2-3% улучшения дадут видимый эффект для кошелька только при длинных забегах, когда расход бензина считают не канистрами, а бочками. Но именно это мы изначально и хотели уточнить.
Соседи по цеху нас, конечно же, прокляли: грохотом своих стендов мы их сильно достали. С семи утра и до девяти вечера – три месяца, три стенда… Однако всё когда-то кончается: моторы остановлены, свечи выкручены. Электроды и изоляторы почернели, покрылись отложениями, кое-где видны следы эрозии металла. Но даже обычные одноэлектродные комплекты, взятые нами за базу, с честью прошли все круги. Ни одну свечу по ходу забега менять не пришлось: вот тебе и нагруженный цикл испытаний на отечественных бензинах. Это означает, что заявляемый нынче практически всеми производителями даже самых простых свечей ресурс не менее 30 тыс. км пробега – не просто маркетинговый ход.
А насколько в итоге ухудшились параметры работы? Посмотрим… Для этого в контрольный мотор – тот самый, на котором проводился начальный цикл сравнительных испытаний, – поставили побитые жизнью комплекты и повторили замеры. Полученные результаты сравнили с начальными данными. Теперь можно спокойно сличать циферки.
Базовые комплекты свечей сохранили работоспособность, но заметно снизили показатели двигателя. Расход вырос примерно на 6%, токсичность по СО и СН подпрыгнула на 8–10%. Почему? Потому, что под давлением начали появляться пропуски искрообразования, а это – пропуски вспышек! И контроллер мотора, отловив лишний кислород в выпускной трубе, обогащал смесь. Отсюда и лишний расход, и большая токсичность. Снижение параметров у Brisk A-line было меньше, чем у базовых свечей, но тоже заметное.
Предполагаемый заранее лидер теста – «платиновый» Bosch выступил лучше, но явно отрицательную роль сыграла форма центрального электрода, полностью утопленного в изолятор. В свое время мы уже отмечали это, когда испытывали свечи на бензине с металлосодержащими присадками (ЗР, 2007, № 1). Объяснение простое: искра тонкоэлектродной свечи с обычным, выдвинутым из изолятора центральным электродом как бы облизывает его кончик, очищая от нагаров и отложений. А вот свеча Bosch Platinum данного преимущества лишена: в результате комплект уступил пальму первенства отечественным трехэлектродкам ЭЗ-Т17ДВРМ и японским DENSO W20TT. Эти комплекты дали ухудшение показателей по всем параметрам, но оно лишь незначительно вылезло за пределы погрешности измерений. Так что для них 30 тыс. км – только расцвет жизни! Если, конечно, на пути не встретится АЗС с особо мерзким бензином, способным убить что угодно.
И еще: по обыкновению, мы провели цикл испытаний, который называем аварийным. От мотора отключается штатный генератор, ставится «пустой» аккумулятор, и бортовая сеть запитывается от лабораторного источника тока. Это позволяет отследить реакцию свечей на снижение напряжения в бортовой сети. Вот тут различия между комплектами – как новыми, так и поработавшими – выявились наиболее ярко. И опять лидируют изделия, заявленные как особо долгоиграющие, – DENSO W20TT, Bosch Platinum и наши многоэлектродки. А как выглядели свечи после испытаний, показывают фото. Участники «пробега» расположены по алфавиту.
В заключение немножко арифметики. За 30 тыс. км средний «вазик» скушает около 2500 л топлива, забрав из бюджета примерно 65 тыс. рубликов. Если учесть среднее увеличение расхода, то с учетом начальных различий экономия от применения долгоиграющих свечей составит пару-тройку тысяч рэ. Полезность реального увеличения мощности и снижения выбросов прикиньте сами.
ПОДРОБНОСТИ
В наши ценовые рамки уложился немецкий комплект с тонким платиновым центральным электродом Bosch Platinum WR7DPX:
Однако хитроумная конструкция с утопленным электродом проявила себя средне, уступив трехэлектродке из Энгельса.
За тугоплавкие материалы и сплавы «сыграл» и самый дешевый вариант с иттриевыми электродами – чешский Brisk A-line LR15YCY-1:
Визуально по конструкции эти свечи не сильно отличаются от обычных одноэлектродок, только кончик бокового электрода у них «заточен» на острую кромку. И это помогло им выступить лучше базовых свечей.
Японские свечи DENSO W20TT:
Здесь на боковом электроде из специального хромоникелевого сплава отпрессован выступ, формирующий зону повышенной интенсивности искрового разряда. В итоге эти «японки» переиграли всех.
Европейские WEEN 370 – простейшие одноэлектродки:
Испытание в целом выдержали, хотя итоговое увеличение потребления почти на 6% говорит о том, что они свое практически отходили.
Японские NGK BPR6ES-11 – одноэлектродки подороже европейских:
Результаты примерно те же: не сдались, но, судя по ухудшению параметров, жить им осталось...
Комплект трехэлектродных свечей ЭЗ-Т17ДВРМ родом из Энгельса обещал повышенный ресурс:
Что же, многоэлектродки к концу пробега действительно выглядели лучше «одноглавых» собратьев.
ПОЧЕМУ СТАРЕЮТ СВЕЧИ
Что происходит со свечами в процессе их работы? Почему их показатели изменяются?
Факторов несколько. Самый главный – эрозия металла электродов под действием многократного интенсивного искрового разряда. По мере развития эрозионных процессов меняются размер и геометрическая форма искрового зазора. С ростом зазора падает интенсивность разряда, вплоть до его полного прекращения в некоторых режимах работы, в которых условия искрообразования и начального воспламенения смеси в цилиндре затруднены. Это холостой ход, максимальные нагрузки, холодный пуск.
Кроме того, по мере работы в цилиндре поверхности изолятора и электродов покрываются слоем нагара – при определенных условиях токопроводящего. В крайнем состоянии он может образовывать так называемые сажевые мостики, шунтирующие искровую группу свечи.
Под воздействием высоких температур вероятно разрушение защитного покрытия изолятора свечи (глазури) – керамика начинает насыщаться частицами отложений. Сопротивление свечи пробою снижается.
Наконец, термомеханические циклические напряжения в изоляторе также способны привести к его разрушению.
ВОПРОС-ОТВЕТ
- Что означают термины «сухая» и «сырая токсичность»?
Это сленговые термины двигателистов. Сырая токсичность – та, что сразу после двигателя, до нейтрализатора. Сухая – после нейтрализатора: то, что идет на выпуск.
- Зачем нужны разные свечи, если нейтрализатор все равно дожигает несгоревшую смесь?
Он дожигает далеко не всё (по СН и NOх – примерно до 30–50%). Поэтому чем больше сырая токсичность, на которую влияют свечи, тем больше и сухая. Мало того, нейтрализатор успешно гасит токсичность не во всех режимах: в частности, при обогащении смеси, то есть при разгоне, пуске, больших нагрузках, он тоже работает неэффективно. А на мощность, пуск и расход топлива нейтрализатор не влияет вообще.
- Современный контроллер реагирует на пропуски вспышек загоранием Check Engine. А как на это откликается нейтрализатор?
Нейтрализатор на пропуски вспышек не реагирует никак. По крайней мере, по диагностике это не увидишь. Если процесс слишком запущен, то получим снижение его срока службы и, возможно, ранний выход из строя. На пропуски реагирует датчик остаточного кислорода: он ловит лишний кислород, не использованный в цилиндре, и дает сигнал на обогащение смеси.
Таблицы открываются в полный размер по клику мышки: