Выбор свечей зажигания: от простого к сложному

Силовой агрегат современного легкового автомобиля состоит из тысяч деталей и десятков узлов, составляющих единый механизм. Слаженность работы всех этих компонентов – непременное условие надёжного функционирования самого мотора. К сожалению, даже самый совершенный двигатель подвержен износу, при этом некоторые детали имеют весьма солидный ресурс, исчисляемый сотнями тысяч километров пробега. Но есть и те, которые относятся к категории расходных материалов, замена которых требуется достаточно часто. Свечи зажигания, вне всякого сомнения, входят в их число. Но что самое интересное – прогресс в сфере производства СЗ настолько стремителен, что модельный ряд обновляется едва ли каждый год, и если автовладелец знает, что для его автомобиля подходят конкретные свечи, то через год-два он может и не найти их в продаже. Поэтому выбор «правильных» свечей – дело непростое даже для многих специалистов. Здесь важно ориентироваться не на определённую марку/модель, а знать, как работает свеча, какие они бывают, на какие характеристики обращать внимание в первую очередь, как соотнести параметры конкретного изделия с рекомендациями автопроизводителя.

Автомобильные свечи зажигания

Основные характеристики свечей зажигания

Только на первый взгляд кажется, что с выбором свечей дело обстоит предельно просто. В действительности существует огромное количество их разновидностей в зависимости от целого ряда параметров:

• типа зажигания, используемого в конкретном автомобиле (бесконтактное/контактное, электронное, батарейное);
• степени форсирования силового агрегата (степени сжатия – показателя, который коррелирует с компрессией);
• типа установленной системы питания двигателя (инжекторный, карбюраторный, моновпрыск, многоточечный впрыск);
• особенностей реализации двигателя и его системы питания (атмосферные, форсированные, с турбонаддувом, спортивные).

Но знания этих особенностей недостаточно для того, чтобы в полной мере представлять себе, как правильно выбрать свечи зажигания для своего автомобиля.

Поэтому предлагаем вашему вниманию небольшой экскурс в теорию. Понимание того, как устроена и работает свеча зажигания, будет полезным и в общеобразовательных целях, ведь с заменой этих расходников вам придётся сталкиваться очень часто.

В двух словах опишем строение свечи. Основные её элементы – это корпус. Он помещён в керамический изолятор и заканчивается двумя электродами, на которые с целью образования искры подаётся заряд мощностью в тысячи вольт.

Рассмотрим устройство СЗ более подробно:

1. вывод свечи на высоковольтный провод;
2. рёбра керамического изолятора (их предназначение – охлаждение цоколя СЗ и гашение блуждающих токов);
3. собственно изолятор;
4. металлическая внешняя часть для выкручивания/закручивания свечи;
5. центральный электрод;
6. один или несколько боковых электродов;
7. пара уплотнительных колец для герметизации нижней части свечи, выходящей в камеру сгорания.

Электроды и сам корпус СЗ обычно производятся из легированной стали, что позволяет относительно долго противостоять коррозионным явлениям. Изолятор изготавливается из керамики, которая способна противостоять воздействию высоких температур. Электроды, находящиеся в камере сгорания, в процессе работы могут нагреваться до таких температур, что воспламенение топливной смеси может проходить без искрообразования (такие свечи называются калильными и применяются в дизельных силовых агрегатах).

Почему так важно уметь подбирать свечи в соответствии с типом ДВС и его основным характеристикам, включая степень сжатия? В противном случае существует вероятность, что возгорание горючей смеси будет происходить не так, как нужно (с задержкой или опережением). Это одинаково плохо для мотора, поскольку в среднесрочной перспективе грозит необратимыми последствиями, вплоть до разрушения основных узлов силового агрегата.

Рассмотрим основные эксплуатационные характеристики свечей зажигания.

Типы и количество электродов

Мы уже вскользь упоминали, что боковых электродов может быть несколько. Одноэлектродная свеча имеет по одному центральному и боковому электроду, отличается простотой изготовления и невысокой стоимостью. Это наиболее распространённый тип СЗ, которому насчитывается не один десяток лет. Они и сегодня весьма распространены, а на старых автомобилях это единственный допустимый вид расходников. Но простота конструкции не означает, что такую свечу невозможно усовершенствовать. Работы в этом направлении ведутся постоянно, а в качестве примера можно назвать свечи, у которых боковой электрод является биметаллическим (сталь с добавлением меди), что позволяет в определённой мере охладить свечу в процессе работы.

Ещё одно направление для совершенствования СЗ – добавление альтернативных путей для искры. Не секрет, что когда в результате длительной работы или неправильных настроек системы питания на электродах накапливается критическое количество продуктов сгорания, искре просто некуда идти. Если предоставить ей хотя бы один альтернативный маршрут, теоретически можно добиться увеличения ресурса свечи в полтора-два раза. Один из способов реализации такого решения – распиливание электрода. Примечательно, что такой метод практически не сказывается на стоимости, поскольку не требует добавления в конструкцию дополнительных электродов. Раздвоение центрального электрода можно наблюдать в СЗ NGK (серия V-Line), распил бокового электрода характерен для свечей Denso W20EPR-U.

Недостаток такого метода очевиден – ответвления расположены близко друг от друга, поэтому загрязняться будут примерно с одинаковой скоростью. А вот использование нескольких боковых электродов решает проблему более качественно. Многоэлектродные СЗ, как следует из названия, имеют более одного бокового электрода, которые обычно располагаются на равном удалении друг от друга. Их количество может варьироваться от двух до четырёх, в последнем случае свеча сильно напоминает цветок с четырьмя лепестками.

Многоэлектродная свеча

Достоинство многоэлектродного изделия очевидно: при тотальном загрязнении одного из боковых электродов искра просто мигрирует на другой, который пострадал в гораздо меньшей степени. Но увеличение ресурса – отнюдь не единственное достоинство многоэлектродных изделий. Дело в том, что в одноэлектродной свече зажигания боковой электрод нависает над центральным, из-за чего воспламенение ТВС происходит сбоку, там, где имеется промежуток между парой электродов. В этом нет ничего плохого, за исключением того, что пламя будет распространяться с некоторым сдвигом от центральной оси цилиндра. У многоэлектродных изделий боковые электроды располагаются друг напротив друга, оставляя свободным место над центральным электродом. В результате воспламенение смеси происходит точно по центру, поэтому пламя распространяется по камере сгорания более равномерно. А это – стабильность нагрузок на стенки цилиндра, улучшение процесса сгорания смеси, увеличение ресурса цилиндропоршневой группы, увеличение мощности мотора. А в конечном итоге – уменьшения расхода горючего, пускай и небольшое, всего на несколько процентов, но оно есть. Разумеется, стоимость многоэлектродных СЗ выше, чем у простых, но точно не в два раза – процентов на 20-30%. А вот длительность эксплуатации таких свеч уже реально минимум вдвое больше.

Отметим, что многоэлектродные свечи в настоящее время имеются в ассортименте практически всех крупных производителей, при этом конкретная реализация может существенно различаться.

В частности, речь идёт не только о количестве и расположении боковых электродов, но и о материале их изготовления. Наиболее распространёнными считаются смеси из недорогих металлов (железа, меди, никеля, цинка). Такие электроды характеризуются неплохой электропроводимостью, и вполне сносно отводят тепло. Словом, достаточно хорошо справляются со своими непосредственными обязанностями, обладая определённым (как правило, небольшим) ресурсом.

Улучшить эти показатели можно, применяя для изготовления электродов более дорогие материалы (иридий, платину, сплавы с включением серебра). Такие решения первоначально обкатывались на гоночных болидах, где и доказали свою способность увеличивать отдачу двигателя. Впрочем, не секрет, что многие другие усовершенствования также пришли в массовый автопром из мира гонок. Например, использование свечей зажигания с электродами, имеющими заострённый конец: они способствуют увеличению мощности искры, что благоприятно сказывается и на поджоге топливовоздушной смеси, и на приёмистости силового агрегата. Отметим также, что более мощный заряд обладает способностью очищать центральный электрод от нагара – сильная искра буквально срывает с его поверхности все более-менее свежие отложения.

Но такой подход, как оказалось, не лишён недостатков: тонкий электрод подвержен нагреву в большей степени, поэтому процессы эрозии металла здесь протекают намного быстрее, уменьшая ресурс свечи. Но конструкторы нашли способ решения этой проблемы. Он оказался простым – использование вместо обычных сплавов металлов, более стойких к повышенным температурам. Например, иридия или платины. Да, они намного дороже, но теперь у автовладельцев появилась альтернатива: менять свечи реже, но платить за них больше, или поступать наоборот. Впрочем, и здесь, как оказалось, у производителей свечей зажигания появился простор для экспериментов. Так, компания Denso использует в качестве материала изготовления центрального электрода иридий.

В любом случае применение редких/дорогих металлов при производстве центрального электрода позволило уменьшить его диаметр до 1 миллиметра (характерное значение для платиновых электродов) и даже до 0.5 мм. (иридиевые электроды). Благодаря этому удалось увеличить срок эксплуатации СЗ в 2-4 раза. Если вы хотите, чтобы свечи служили вам не 25-35 тысяч километров (а в реальности обычные свечи ходят даже меньше), а 80-100 тысяч, то придётся потратиться на иридиевые свечи. Да, они дорогие, но вы получаете возможность на длительное время забыть о свечной проблеме.

Изыски в сфере изготовления свечей зажигания продолжаются, внося сумятицу в головы конечных пользователей. Так, компания Bosch в изделиях серии Platin поместила (утопила) центральный электрод, изготовленный из платины, практически целиком в керамическое основание, защитив его таким образом от воздействия высоких температур. Теоретически это должно уменьшить износ (эрозию) электрода, но, очевидно, за счёт ухудшения искрообразования.

Существуют и другие решения, в том числе комбинированные. Так, компания Beru в СЗ серии UXT использует сплав титан и платины для центрального электрода и многоэлектродную технологию для боковых, в серии Titan ЦЭ изготавливаются из титана.

Серия Twin Tip от Denso характеризуется другим решением: здесь и центральный, и боковой электроды изготовлены из обычных недорогих металлов, но на них имеются небольшие и достаточно тонкие наросты, способствующие продлению их ресурса и увеличению мощности искры. Другими словами, за небольшие деньги вы получаете аналог дорогих свечей с тонким ЦЭ, изготовленным из редких металлов. Похожие решения имеются и у других производителей – например, в моду входит метод установки на электроды из обычных металлов острых отростков из платины.

Словом, все известные компании, специализирующиеся на изготовлении свечей зажигания (Bosch, Champion, NGK, Denso, Beru, Brisk), продолжают экспериментировать с их конструкцией. Безусловно, это хорошо. Но, с другой стороны, выбор свечей зажигания становится всё более проблематичным – ведь производители, а вместе с ними дистрибьюторы и продавцы, всячески рекламируют свою продукцию. При этом даже если конкретная модель в одном аспекте даёт существенный выигрыш, в другом она точно будет в минусе, а об этом маркетологи стараются не упоминать.

Но есть и хорошая новость – в большинстве случаев свечи разных типов всё же оказываются взаимозаменяемыми. Если ваши штатные свечи – одноэлектродные, это не означает, что вы в дальнейшем не сможете использовать более дорогие и совершенные изделия. Например, свечи с несколькими боковыми электродами и платиновым центральным. Разумеется, если в инструкции к автомобилю не содержится конкретных показаний или запретов.

Итак, перечислим все типы свечей, встречающиеся в настоящее время, которые могут быть как взаимоисключающими, как и взаимозаменяемыми:

• стандартные одноэлектродные СЗ;
• свечи зажигания с одним обычным ЦЭ и несколькими боковыми электродами;
• иридиевые/платиновые свечи с единственным боковым электродом;
• многоэлектродные СЗ с центральным электродом, изготовленным из платины, иридия или других редких металлов.

Не исключено, что через несколько лет этот перечень пополнится ещё несколькими пунктами, но в любом случае производители заинтересованы в том, чтобы их конструкция была совместимой со штатными изделиями.

Платиновая свеча NGK

Обычные свечи с электродами из никеля, цинка, стали или меди в целом хорошо справляются со своей задачей поджига ТВС, однако из-за достаточно большого диаметра центрального электрода капли топлива, не успевшие сгореть, легко подвешиваются к поверхности электрода, «заливая» его и усложняя дальнейшую работу свечи. Особенно явно этот процесс проявляется в холодное время года, заметно усложняя пуск мотора.

Более дорогие свечи, электроды которых изготовлены из редких металлов, лишены этого недостатка – центральный электрод у них тонкий и загрязняется/заливается намного меньше. Благодаря этому удается улучшить процесс сгорания топлива и добиться улучшения других характеристик силового агрегата. При этом ресурс таких свечей удваивается или даже утраивается по сравнению с обычными, но и стоимость растёт примерно в такой же, если не большей пропорции.

СЗ последнего поколения имеют тенденцию к уменьшению размеров, поэтому при их выборе следует проявлять особую аккуратность. Совместимость в ряде случаев можно определить визуально – если понравившаяся свеча явно отличается от штатной, её лучше не покупать. Но определить на глаз разницу в несколько миллиметров можно далеко не всегда, поэтому так важно ориентироваться на технические характеристики свечи. Зная «родные», вы вряд ли ошибётесь с выбором.

Отметим также, что мы перечислили далеко не все разновидности автомобильных свечей. Но такие экзотические варианты, как факельные, плазменно-форкамерные, с конусными резонаторами, а также свечи зажигания, оснащённые боковым электродом (так называемое сопло Лаваля), встречаются в рознице достаточно редко

Зазор свечи

Перечисляя типы свечей, мы достаточно подробно описали, на что влияет количество, форма и размер электродов, но не упомянули о том, каким должен быть зазор между ними. Под этим термином принято понимать расстояние между кромками центрального и боковых электродов. Это очень важный параметр, напрямую влияющий на эффективность процесса искрообразования. А значит, неправильно подобранные свечи ухудшат искрообразование, что скажется на производительности мотора.

Здесь разброс колеблется в довольно широких пределах – от полмиллиметра до 2.0 мм. Промежуток для образования искры зависит, прежде всего, от типа используемой системы подачи топлива:

• в машинах с карбюраторным двигателем зазор должен находиться в диапазоне 0.70-0.85 мм.;
• в случае инжекторных силовых агрегатов расстояние между электродами должно быть большим: 1.00-1.15 мм.

В идеале, чем больше воздушный промежуток между электродами, тем лучше, но и слишком большой зазор грозит немалым количеством неприятностей (ростом расхода топлива, частыми пропусками воспламенения). Уменьшение зазора сверх нормативного приводит к ухудшению процесса воспламенения, свечи будет «заливать».

В принципе каждый автопроизводитель для каждой своей модели указывает рекомендованный свечной зазор, которого и нужно придерживаться в процессе замены. Покупая новый комплект, следует убедиться, что межэлектродный промежуток соответствует требуемому (измеряется зазор с помощью специальных градуированных щупов цилиндрической формы).

Верить утверждениям продавцов, что свечи Bosch или NGK универсальны и не требуют модернизации при установке на любой двигатель, не следует. Но и слепо доверять цифрам, указанным в мануале, тоже стоит далеко не всегда. Приведём такой пример: АвтоВАЗ рекомендует для инжекторного мотора ВАЗ-2111 использовать СЗ с зазором порядка 1.00-1.15 мм., а для ВАЗ-21083 с карбюраторным двигателём – зазор в пределах 0.70-0.80 мм.

Но дело в том, что свечи могут иметь разную конструкцию. Если для обычного изделия с толстым центральным электродом рекомендуемое значение действительно будет оптимальным, то при использовании свечи с тонким ЦЭ могут возникнуть сомнения, стоить ли оставлять заводской зазор, или регулировать его в соответствии с рекомендациями автопроизводителя?

При выборе свечей зажигания для машины ответ на этот вопрос далеко не всегда очевиден, но и ожидать квалифицированной консультации от продавца не стоит. Лучше всего спросить у опытного работника автосервиса, специализирующегося на обслуживании именно вашей марки.

Процесс регулировки свечного зазора несложен: он осуществляется посредством подгибания язычка центрального электрода, при этом следует проверять промежуток с помощью установочного щупа – такие наборы продаются в любом автомагазине.

Калильное число

Любая свеча, независимо от конструкции и размеров, характеризуется таким показателем, как калильное число. Под этим параметром понимают давление в цилиндре, при котором инициируется калильное зажигание, то есть воспламенение ТВС без участия искры, исключительно в результате её контакта с очень горячим электродом. Чем выше калильное число, тем в более жёстком тепловом режиме приходится работать поршневой группе, что неизбежно сказывается на её ресурсе.

Образно говоря, калильное число – это количественный показатель, характеризующий допустимый тепловой режим функционирования свечи. Увеличение этого показателя – это плохо, но и занижение – тоже нехорошо, поскольку при этом время прогрева свечи и двигателя пропорционально увеличивается.

Если говорить об усреднённом температурном диапазоне функционирования СЗ, то он лежит в пределах 400-850°С. Если температура меньше, самоочистка свечи от нагара становится невозможной. Если рабочая температура превысит 850-900°С, возникает калильное зажигание.

При подборе свечей зажигания необходимо учитывать, что, в зависимости от калильного числа, они бывают:

• холодными (калильное число – от 20 и выше);
• средними (КЧ=17-19);
• горячими (11-14).

СЗ с большим калильным числом нагреваются достаточно медленно, но их преимущество – быстрое рассеивание тепловой энергии. «Горячие» свечи характеризуются противоположной тенденцией, «средние» – сбалансированными характеристиками. Наиболее распространёнными являются свечи с калильным числом, равным 17. Изделия с КЧ 20 и 14 – на втором месте по популярности. Гораздо реже встречаются СЗ с калильным числом 8, 11, 23 или 24.

Подобная классификация не бессмысленна, каждый из видов имеет свою сферу применения. Так, «горячие» изделия обычно применяются в обычных атмосферных моторах, не подверженных предельным температурным нагрузкам. Они относятся к категории самоочищающихся и являются оптимальным выбором для автомобилистов, предпочитающих спокойный режим езды.

Холодные и горячие свечи зажигания

«Холодные» свечи – прерогатива машин с форсированными силовыми агрегатами, которые эксплуатируются в режиме с высокими нагрузками, двигатель которых характеризуется частыми и значительными перепадами температуры. Такие свечи устанавливаются в спортивные авто и машины класса «премиум».

Иногда можно встретить утверждение, что на обычном автомобиле желательно использовать оба комплекта: «холодные» – летом, «горячие», соответственно, – зимой. Это, скорее, обычная маркетинговая уловка: на самом деле рациональность такого шага весьма сомнительна.

Что касается маркировки свечей по калильному числу, то здесь существует несколько стандартов. У некоторых производителей она стандартная, от 1 до 12. У других встречается инверторный вариант, при котором калильное число указывается в обратной числовой последовательности, от 22 единиц до нуля. Наконец, некоторые производители вместо калильного числа указывают временной интервал в секундах, по истечении которого формируется калильное зажигание.

Калильное число может быть «спрятано» в артикуле между другими буквенными обозначениями. Так, в СЗ BKR8E-11 число 11 – это вовсе не калильное число, а межэлектродный зазор, равный 1.1 мм. А КЧ в данном случае равняется 8.

Как правильно выбрать свечу зажигания по этому показателю? Ориентируйтесь на штатные свечи, а также на свою манеру езды и характеристики двигателя. Помните, что завышенное калильное число станет причиной практически постоянной работы двигателя в режиме, близком к перегреву, что рано или поздно выльется в его поломку и необходимость проведения дорогостоящего капитального ремонта.

Размеры свечей

Совместимость СЗ зависит не столько от их типа и количества электродов, сколько от геометрических размеров различных её частей (диаметр резьбы, размер части под ключ-шестигранник, длина резьбовой части).

Классификация свечей зажигания по типу резьбы:

• М10х1 (изделия для мототехники с 2-тактными одноцилиндровыми двигателями – скутеры, мотоциклы, лодки, газонокосилки)
• М12х1.25 – свечи с таким типом резьбы применяются в мотоциклах;
• М14х1.25 – СЗ старого образца (тип «А»), используются на возрастных авто;
• М18х1.5 – так называемые тракторные свечи, тип «М», относятся к изделиям, совместимым со старым американским стандартом. Подходят для ряда машин советских времён (ГАЗ-51, «Победа» М-20, ГАЗ-69).

Классификация по длине резьбовой части:

• 12 мм. – свечи для мотоциклов и советских авто «дожигулёвской эры»;
• 19 мм. – современный стандарт;
• 25 мм. – СЗ для двигателей премиум-класса (форсированных, спортивного типа).

По размеру части под шестигранный свечной ключ:

• 24 мм. – такой размер имеют свечи «М8»;
• 22 мм. – свечи зажигания «A10»/«A11», соответствуют ГOCTу 2043-054;
• 20.8 мм. – старый европейский стандарт (двигатели с двумя клапанными на цилиндр, выпускались до середины 70-х годов прошлого столетия);
• 19 мм. – свечи для некоторых моделей мотоциклов;
• 16/14 мм. – размер для современных СЗ.

Кроме размеров, при выборе автомобильных свечей зажигания нужно обращать внимание на метод уплотнения резьбовой части: есть изделия с плоскими кольцами, которые могут сжиматься, а также свечи с конусным уплотнением – здесь кольца не нужны.

http://www.youtube.com/watch?v=bgi4UqdieSc

Советы по подбору

Запомнить все эти размеры – нереально, да и не нужно. Вот несколько рекомендаций, которые помогут вам не ошибиться при выборе и избежать преждевременного выхода из строя деталей ЦПГ:

• основным критерием в любом случае являются теххарактеристики вашего авто. Достаточно знать марку автомобиля, его VIN-код, а также тип силового агрегата и его объём;
• если вы – обладатель бюджетного автомобиля, вряд ли имеет смысл покупать дорогие иридиевые/платиновые свечи. Не нужны они и тем, кто эксплуатирует машину не слишком интенсивно;
• ориентируйтесь на оптимальное (среднее) соотношение стоимости к качеству;
• придерживайтесь указаний производителя, касающихся интервала регламентной замены СЗ. Если это 40 тысяч километров – вряд ли имеет смысл приобретать комплект, рассчитанный на 100 тысяч;
• не практикуйте замену одной или нескольких свечей, работа которых вам не нравится – меняйте только комплектом, иначе вы не избежите проявления таких нежелательных явлений, как «троение» мотора;
• выбирая между изделиями известных брендов и noname продукцией, отдавайте предпочтение первой, даже если стоимость комплекта будет вдвое большей – так вы защитите себя от контрафактной продукции;
• желательно, чтобы в перечне совместимых моделей авто на упаковке числилось и ваше авто;
• чтобы избежать приобретения некачественной подделки, произведите тщательный осмотр упаковки и самих свечей на предмет целостности и наличия чёткой заводской маркировки, проверяйте качество резьбы, целостность керамического покрытия, соосность боковых и центрального электродов;
• если в магазине имеется соответствующий прибор, проверьте работоспособность всех свечей из комплекта, дабы исключить явный заводской брак.

Выбирая автомобильные свечи зажигания, помните, что соблюдение этих советов поможет вам избежать покупки как некачественных, так и не подходящих для двигателя вашего автомобиля изделий.