"Поджигатели"

Свечи – венец всей системы зажигания. Ради их срабатывания, собственно, и трудятся датчики, контроллеры, конденсаторы, высоковольтные провода и прочие детали, обслуживающие цепь превращений тока из обычных 12В в заветный искровой разряд между электродами.

Весталка автомобильного прогресса
Первые бензиновые двигатели могли вообще обходиться без электричества. Например, в знаменитом моторе Готтлиба Даймлера, ставшем прототипом всех современных автодвигателей, система зажигания состояла из факельной горелки и разогреваемой ею платиновой трубки, один конец которой был выведен в камеру сгорания. И хотя способ поджига топливной смеси электроискрой был известен еще с моторов Ленуара и Отто, механическая "калильная" система Даймлера обеспечивала куда большую надежность по сравнению с нестабильной и постоянно выходящей из строя системой электрической. Однако почти тогда же, в конце XIX века, Роберт Бош сумел сделать простое и надежное магнето, которое поставил на свои первые машины Карл Бенц, и вскоре уже все конструкторы, в том числе и Даймлер, начали строить автомобили только с электрической системой.

Сначала для автомобилей конца XIX – начала XX веков свечи делались разборными: механик мог отсоединить друг от друга и при надобности почистить или заменить изолятор, резьбовую часть, электроды. Но начатая Генри Фордом революция в автомобилестроении принесла новый взгляд на свечу: ее оказалось выгодней делать как неразборный моноэлемент, который при выходе из строя удобней просто выбрасывать и ставить новый. Пожалуй, именно свеча стала первой деталью, явившейся вестником современной тенденции, когда конструкторы стремятся создать "модульный" автомобиль, в котором вместо ремонтов и переборок узлов и агрегатов их будут просто заменять на новые целиком. Так, уже никто не перематывает сгоревшие генераторы и стартеры, не меняет диски сцепления, а в будущем же подобное скоро ожидает и коробки передач, а там, глядишь, и сам двигатель. Только для успеха в "модульном" подходе важно одно – неразборный элемент должен работать долго и надежно. Впрочем, для этого в последние 50 лет над свечой зажигания потрудились немало.

Большая работа над небольшой деталью
Внешний вид и общая конструкция современной свечи зажигания каждому автомобилисту, наверное, хорошо известны. Свеча состоит из резьбовой части, с которой монолитно соединен боковой, он же "массовый", электрод, и проходящего сквозь нее центрального электрода, отделенного керамическим изолятором. Герметизируется свеча специальным термостойким стеклогерметиком, который в некоторых конструкциях выполняет и задачу встроенного резистора – подавителя образующихся радиопомех.

Основными техническими характеристиками свечи являются ее размерность (длина резьбовой части, диаметр и шаг резьбы, размеры профиля под ключ), а также вид опорной поверхности – она может быть плоская или конусная. Вид контакта под высоковольтник на центральном электроде может быть выполнен гладким с "приливами" "под защелку" (наиболее распространен для современных свечей) либо резьбовым (один из российских вариантов). Еще одним важным параметром оказывается зазор между контактами, величина которого для разных конструкций составляет 0.5-1.0 мм (предписывается разработчиками каждой конкретной свечи). И наконец, центральной эксплуатационной характеристикой свечи является калильное число. Это получаемая исследовательским методом отвлеченная величина, пропорциональная среднему индикаторному давлению, при котором во время испытания свечи на моторной тарировочной установке в цилиндре двигателя начинает появляться калильное зажигание – самопроизвольное воспламенение рабочей смеси, происходящее не от поджига электроискрой, а от нагрева самой свечи. Понятно, что калильное зажигание – явление вредное, поскольку при его возникновении смесь воспламеняется раньше времени, вне такта, не успев быть сжатой поршнем до нужного давления, отчего падает мощность двигателя и появляется нештатная нагрузка на поршневую группу. Но при этом делать свечу "холодной" нельзя – от нее требуется, чтобы нагар, отлагающийся на юбке и электродах, выгорал, т.е. свеча должна постоянно самоочищаться в процессе работы. Это происходит при температуре теплового конуса изолятора не ниже 500 – 550 °С, однако если температура достигнет 850 – 900 °С, то свеча уже разогреется настолько, что смесь сможет воспламеняться и без искры – т.е. возникнет то самое вредное калильное зажигание. Поэтому, дабы попадать в нужный температурный диапазон, свечи разработчиками двигателя подбираются индивидуально (у разных двигателей в зависимости от конструкции тепловые режимы работы отличаются) – и каждый завод всегда строго предписывает использование для мотора определенной модели свечей с определенным калильным числом.

Однако практика вносит свои коррективы – при длительной работе двигателя с малой частотой вращения коленчатого вала (например, случай частых "сидений" в пробках, где приходится то подолгу стоять, то "ползти") на свечах всегда появляется увеличенный слой нагара, который не очищается полностью. Прибавим сюда качество отечественного бензина, а также само время – способность электродов выдерживать высокие температуры камеры со старением постепенно снижается. Материал электродов понемногу разрушается, меняется микропрофиль поверхности, а это открывает путь к оседанию большого количества всевозможных топливных отложений, нарушающих (уменьшающих) штатный зазор между электродами (т.н. "мелкая искра") и препятствующих стабильному прохождению разряда.

Но, как говорится, прогресс не стоит на месте: для обеспечения более долгосрочной и безотказной работы свечи свои решения предлагают новые материалы – в современных свечах зажигания для электродов целиком, либо их частей, находящихся в камере сгорания, сейчас стали применять различные жаростойкие сплавы и композиции металлов. Так, весьма широкое распространение, в том числе и в отечественных конструкциях, получил никелевый сплав, из которого изготавливают центральный и боковой электроды, а также биметаллическая композиция – медный сердечник с никелевой оболочкой. В конструкциях многих зарубежных компаний центральный электрод нередко изготавливается и медным, а в некоторых конструкциях чисто серебряным. Весьма широкое применение у западных инженеров находит платина, которая в виде покрытия наносится на центральный, а в некоторых вариантах также и на боковой электроды.

Вкупе с новой технологией материалов в ход идет изменение размеров и числа электродов. Западные разработчики вообще довольно активно работают с "геометрией", в частности с размерностью самих электродов. Так, созданы свечи с увеличенной площадью боковых электродов, применяют и центральный электрод увеличенного либо, напротив, уменьшенного диаметра, используют различные V- и U-образные канавки и т.д. И, как несложно заметить, у зарубежных конструкторов весьма популярна "пристройка" дополнительных боковых электродов – на сегодня создана уже целая масса двух- (такие, кстати, есть и российские), трех- и даже четырехэлектродных свечей. Данное решение с инженерной точки зрения выглядит, может, и банально, однако на практике себя оправдывает: не прошла искра с одного электрода, так пройдет с другого.

Таким образом, сегодня перед потребителем широчайший выбор изделий разного класса: от самых "простых", с базовой стандартной геометрией и традиционной сталью в качестве материала металлической части, до "тюнинговых", имеющих несколько боковых электродов, платиновое покрытие, и в которых центральный электрод изготовлен полностью из платины или сплава палладия с золотом. Здесь, в общем, прямая зависимость: чем больше ценных материалов и оригинальней конструкция – тем выше класс свечи, тем выше ее надежность и срок эксплуатации (может доходить до 60 тыс. км). Однако от этого напрямую зависит и цена: свеча может стоить 25, а может 400 и больше рублей за штуку. Так что на практике подбор свечей – это подбор по многим позициям.

Выбирай на вкус, но по всем параметрам
Прежде всего, свеча, понятное дело, должна соответствовать модели двигателя. Поэтому при покупке свечей нужно начинать именно с выяснения того, какие свечи подходят для данного мотора. Существует два пути. Самый надежный – обратиться к официальному дилеру марки или в сертифицированный компанией-производителем данного автомобиля сервисный центр, где всегда должен быть список запчастей, допущенных заводом к использованию. Однако этот путь хорош лишь для "свежих" иномарок, куда есть необходимость ставить оригинальные и сертифицированные запчасти. Но платить в среднем 500 – 1200 рублей, а иногда и дороже, за комплект (в зависимости от марки) для владельца "пожилого" автомобиля вряд ли имеет смысл. У двигателей таких машин в той или иной степени имеется износ поршневых колец, маслосъемных колпачков на клапанах и прочих деталей, отчего в камеры сгорания попадает масло. Кроме того, в "немолодых" моторах не все в порядке с системой питания и нередко (особенно зимой) они работают на переобогащенной смеси. И наконец, как правило, владельцы таких авто используют "демократичные" (как в лучшем, так и в худшем смыслах слова) масла и заправляются тоже на как можно более дешевых бензоколонках. Таким образом, весь смысл установки дорогих свечей теряется. Между тем в гамме всех известных свечей зажигания зарубежного производства, таких как Autolite, Beru, Bosch, Champion, NGK, Brisk, Magneti Marelli и пр., имеются вполне приемлемые по цене высокотехнологичные свечи соответствующего качества. Впрочем, при финансовой возможности даже владельцу "немолодого" авто есть смысл доплатить за "многоэлектродность" – при наличии нескольких точек разряда свеча работает стабильней (как бы со страховкой) и дольше "сопротивляется" нагарным отложениям.

Итак, вырисовывается второй путь – выяснение соответствия свечи двигателю непосредственно в магазине. Теоретически все очень просто: каждым производителем составлены таблицы соответствия всех выпускаемых им свечей для определенных двигателей. Однако стоит отметить вот что: число разновидностей свечей столь велико, что запомнить, какая к чему подходит, весьма сложно, поэтому, покупая свечи, неплохо бы убедиться, что продавец в эту таблицу заглянул.

Освоить знания о типах и разновидностях свечей неплохо для владельцев машин, в которых состояние мотора уже близко к предельному, – в таких двигателях из-за пониженной компрессии в цилиндрах свечи на многих режимах не нагреваются до температуры самоочищения. В этом случае есть смысл, согласно с "показаниями" собственной машины, попробовать подобрать и поставить более "горячие" (т.е. с меньшим калильным числом) свечи, которые будут лучше нагреваться и, соответственно, лучше очищаться.

Разбираться в свечах нужно уметь и любителям тюнинга, а также скоростного драйва. Сегодня производители предлагают достаточно много весьма интересных "спортивных" конструкций свечей: с коротким изолятором, с использованием дорогих металлов, усиленным теплоотводом, улучшенным искрообразованием и т.п, в общем, "заряженными" на высокоскоростные и высоконагруженные режимы двигателя. А там, где есть желание (или потребность) выжать из мотора все , правильно подобранные свечи могут решать многое. Впрочем, это относится к любому автомобилю, как-никак свечи – венец всей системы зажигания!