Зазорно или нет?

Зазорно или нет?

Так «горит» искра в обычной свече Champion RN9YC с номинальным зазором.
Так «горит» искра в обычной свече Champion RN9YC с номинальным зазором.

На первый взгляд никакой проблемы нет. Берем комплект свечей одного из «гигантов» свечного бизнеса — скажем, Bosch, Denso или NGK — и убеждаемся, что рекомендаций выставить зазоры «согласно рекомендациям фирм-производителей двигателя» там не видать, значит, покупай, ставь и езжай себе спокойно… А применяемость свечек расписана в толстенных фирменных каталогах. Но именно оттуда следует, что одна и та же свеча без всяких доделок и переделок может быть установлена на десятки самых разных моторов, что само по себе несколько странно.

А вот фирмы с менее громким именем порой дают на упаковках рекомендации выставить зазор в расчете на конкретный мотор. Дескать, сначала бери щуп и пассатижи, а только потом — свечной ключ. Кому верить?

Увеличение зазора меняет положение и цвет искры. Она начинает «метаться» по зазору, появляются красные оттенки. Мотору это не нравится.
Увеличение зазора меняет положение и цвет искры. Она начинает «метаться» по зазору, появляются красные оттенки. Мотору это не нравится.

Верить, казалось бы, следует изготовителю автомобиля — читай, его мотора. К примеру, инструкции по карбюраторному ВАЗ-21083 требуют 0,7…0,8 мм, а для впрыскового ВАЗ-2111 — 1,0…1,13 мм. Опять странности: это, что — для любых свечей? И «обычных», и многоэлектродных, и «драгоценных» — платиновых, иридиевых, серебряных? Но ведь теория (см. «Нашу справку») говорит: «Так, да не совсем!»

При уменьшении зазора «чемпионская» искра «скукоживается».
При уменьшении зазора «чемпионская» искра «скукоживается».

Странностей слишком много — пора разбираться. И если верно, что разные свечи в разных моторах требуют разного зазора, то доказать или опровергнуть это можно, анализируя работу свечей с существенно различающейся геометрией электродов. Попробуем в ходе натурного эксперимента определить оптимальный зазор для «драгоценных» свечей, у которых центральный электрод значительно тоньше, чем у обычных, и сопоставить с тем, что получится для обычных свечей. А результаты сравним с рекомендациями завода-производителя двигателя!

Красивый стабильный конус разряда — отличительная особенность свечей с тонким центральным электродом. Кстати, четко видно, как в Iridium IW20 разряд «лижет» поверхность центрального электрода.
Красивый стабильный конус разряда — отличительная особенность свечей с тонким центральным электродом. Кстати, четко видно, как в Iridium IW20 разряд «лижет» поверхность центрального электрода.

ТОЛСТЫЕ И ТОНКИЕ

Стремясь максимально полно перекрыть диапазон изменения диаметра центрального электрода, мы испытали следующие комплекты свечей. Японские «иридиевые» свечи Denso Iridium Power IW20 и NGK Iridium IX BPR6EIX-11 — «рекордсмены» по части размеров: диаметры центрального электрода — 0,4 мм и 0,6 мм соответственно. Компанию им составили «платиновые» свечи Brisk Platin LR15YPP с диаметром наконечника центрального электрода 0,8 мм. Для сравнения взяли комплект обычных одноэлектродных свечей Champion RN9YC с диаметром электрода 2,5 мм. Испытания решили провести на двух моторах — карбюраторном ВАЗ-21083 и впрысковом ВАЗ-2111.

Увеличение зазора до 1,3 мм также не сказалось на стабильности разряда.
Увеличение зазора до 1,3 мм также не сказалось на стабильности разряда.

Вы спросите, корректно ли ставить одни и те же свечи и на «карбюратор», и на «впрыск»? Отвечаем: да, корректно! Ведь у свечей одного типа все различие, позволяющее ориентировать ее на тот или иной тип мотора, заключается именно в величине искрового зазора. А мы ее так и так собрались изменять!

Уменьшение зазора в Denso изменило размер искры, но не снизило ее стабильности и интенсивности.
Уменьшение зазора в Denso изменило размер искры, но не снизило ее стабильности и интенсивности.

БЕЗ МОТОРА…

Сначала посмотрим, насколько величина искрового зазора повлияет на давление прекращения искрообразования. Именно его обычно проверяют на безмоторных установках, оценивая работоспособность свечи. Мы использовали простенький прибор Э203. Предельное давление, на которое рассчитана его барокамера, — 16 атм.

Рис.1. Так меняется давление прекращения искро-образования в зависимости от величины искрового зазора.
Рис.1. Так меняется давление прекращения искро-образования в зависимости от величины искрового зазора.

Результат, в общем, не удивил. При штатных зазорах давление прекращения искрообразования у свечей с самыми тонкими центральными электродами Denso и NGK превысило этот порог, у свечей Brisk приблизилось к нему, а вот у обычной свечи Champion недотянуло, хотя и перекрыло с большим запасом требуемые пределы, определяющие работоспособность свечей.

Рис. 2. Зависимость расхода топлива карбюраторной «восьмеркой» при изменении искрового зазора. Знак «-» говорит об ухудшении параметра.
Рис. 2. Зависимость расхода топлива карбюраторной «восьмеркой» при изменении искрового зазора. Знак «-» говорит об ухудшении параметра.

Попытка уменьшить исходные зазоры привела, конечно же, к росту верхнего предела давления у «отстающих» (лидеры и так находились за пределами возможностей приборчика). Стоило увеличить зазоры, граница возможного тут же поехала вниз. Это понятно: в барокамере — не топливовоздушная смесь, а чистый воздух, поэтому увеличение зазора при любом давлении дает рост сопротивления. Но уже ясно: степень зависимости этого параметра от величины зазора для обычных свечей куда более существенна, чем для свечей с тонкими электродами.

Рис. 3. Изменение расхода топлива в зависимости от искрового зазора для впрыскового «одиннадцатого» мотора. Те же «горбы», что и у карбюраторного движка, только немного съехавшие вправо… Знак «-» говорит об ухудшении параметра.
Рис. 3. Изменение расхода топлива в зависимости от искрового зазора для впрыскового «одиннадцатого» мотора. Те же «горбы», что и у карбюраторного движка, только немного съехавшие вправо… Знак «-» говорит об ухудшении параметра.

ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ

Еще интереснее посмотреть на саму искру… Оценим искрообразование при работе свечи в штатной системе зажигания ВАЗ-21083. Наши предыдущие исследования неоднократно подтверждали корреляцию картинок, характеризующих качество образования искры «на воздухе», с теми показателями, которые дает на этих же свечах сам мотор — под влиянием давления, температуры и т.д. Поэтому все фото выполнены «на воздухе», с одинаковой выдержкой.

Результат первого теста вполне подтвердился: в обычной свече искровой разряд не любит ни уменьшения, ни увеличения зазора относительно рекомендованного! При малых зазорах искра теряет интенсивность, а зона искрообразования сужается. А при больших зазорах искра меняет цвет, переходя из голубых тонов в красные, свидетельствующие о возможных пропусках вспышек в двигателе. Зато тонкие центральные электроды на изменение зазоров реагируют спокойнее.

Отметим забавный момент. На свечах с тонкими электродами искра не «сидит» в самом зазоре, а «облизывает» верхушку центрального электрода — так реализуется самоочистка! Это очень важно, особенно в свете качества некоторых бензинов.

Рис. 4. Подводя итог, на всех комплектах выставили оптимальные зазоры и сняли «моментные» характеристики двигателя ВАЗ-2111. Преимущества «драгоценных» свечей — стабильность искрообразования и способность сработать при больших давлениях — сразу дали резул
Рис. 4. Подводя итог, на всех комплектах выставили оптимальные зазоры и сняли «моментные» характеристики двигателя ВАЗ-2111. Преимущества «драгоценных» свечей — стабильность искрообразования и способность сработать при больших давлениях — сразу дали резул

ЗАЗОР И МОТОР

Как всегда, окончательный ответ на вопрос об оптимальном искровом зазоре призван дать реальный двигатель. Точнее — двигатели, карбюраторный и впрысковый. Отличие в системе зажигания у них одно — напряжение во вторичной цепи: для карбюраторного ВАЗ-2108 — около 17 кВ, для впрыскового ВАЗ-2111 — 24 кВ.

Для всех свечей приняли один и тот же диапазон изменения искрового зазора — от 0,4 мм до 1,3 мм для карбюраторного двигателя и от 0,6 до 1,4 мм для впрыскового. Для каждого варианта провели идентичные серии стендовых испытаний, в ходе которых оценили влияние величины искрового зазора на мощность и расход топлива. Естественно, не меняя каких-либо регулировок моторов. При таком раскладе разницу в поведении моторов могли внести только свечи.

За базу взяли параметры, полученные при зазорах, рекомендованных самим ВАЗом: на карбюраторном моторе 0,8 мм, на впрысковом — 1,1 мм.

Результат вновь оказался вполне ожидаемым. Четко видны оптимумы величин искровых зазоров, отклонение от которых ухудшает работу двигателя. Но — внимание! Для обычных, «толстоэлектродных» свечей (в тесте — Champion) оптимумы легли очень близко к «вазовским» рекомендациям. А вот для свечей Denso и NGK с самыми тонкими центральными электродами оптимумы ушли в сторону увеличения зазоров — около 1 мм для карбюраторного двигателя и 1,2 мм — для впрыскового. И это тоже понятно. Ведь тонкий электрод создает более высокую интенсивность электрического поля в искровом зазоре, поэтому допускает увеличение пробивного напряжения.

Что это дает, ответил последний эксперимент. На всех комплектах выставили оптимальный зазор, полученный как итог предыдущих исследований. На впрысковом моторе с каждым комплектом были сняты «моментные» характеристики — педаль в пол, и меняем обороты от холостого хода до номинала. Результат — на очередном графике. А много или мало 3…5% различия в мощности, решать вам!

Снова подтвердился сделанный ранее вывод — чувствительность свечей с тонким электродом к изменению искрового зазора гораздо меньше, чем для обычных вариантов свечей. По крайней мере, в исследованном диапазоне их изменения. И в этом — тоже большой плюс «драгоценных» (и по материалам, и по цене) свечек! Ведь в процессе износа любых электродов зазор растет, и следовательно, характеристики мотора ухудшаются. А тут пойманы сразу два зайца: снижены как скорость тепловой эрозии электродов, так и зависимость параметров мотора от величины зазора! Да и упомянутый выше фактор самоочистки электродов тоже срабатывает. Поэтому вполне возможно, что заявленные огромные ресурсы «тоненьких» свечей могут подтвердиться. А если еще само-очистку добавить?

О ПОЛЬЗЕ ВЗАИМНОСТИ

Так кто же должен ручаться за величину искрового зазора — производитель двигателя или изготовитель свечи? Наше мнение — инициатива должна исходить от «свечного мастера», но все свечи должны быть рекомендованы к применению заводом-изготовителем мотора. Как говорится, рассчитываем на взаимность!

И последнее: считаем, что проверять перед установкой искровой зазор, хотя бы визуально, все-таки надо! В первую очередь, это касается «дешевых» образцов, происхождение которых не всегда понятно. Бывает, брак проскочит, бывает, случайно кто-нибудь уронит свечку или, или ударит боковой электрод и подогнется. Да и допуск по зазору для изделий некоторых фирм — чуть не 0,15 мм — очень много! Так что, прежде чем хвататься за свечной ключ, посмотрите на свечку.  

ГЕОМЕТРИЯ ИСКРОВОГО ЗАЗОРА И ПОКАЗАТЕЛИ ДВИГАТЕЛЯ

Интенсивность поджога топливовоздушной смеси влияет и на пусковые характеристики, и на мощность, и на расход топлива (ЗР, 2005, № 10; ЗР, 2006, № 1). Чем больше зазор, тем больше напряжение, при котором произойдет пробой — и тем выше будет мощность искрового разряда. Важно только, чтобы напряжение пробоя не превысило вторичного напряжения в контуре зажигания, причем в самых сложных условиях работы (при низкой температуре, при пуске при разряженном аккумуляторе и пр.).

Напряжение пробоя зависит от размера и геометрии искрового зазора. А кроме того — от давления и температуры в цилиндре, состава топливовоздушной смеси, температуры электродов, формы камеры сгорания. И условия меняются не только от мотора к мотору, но и для одного и того же мотора для разных режимов работы.

От зазора — к размерам электродов. У обычных свечей с электродами из хромоникелевого сплава центральный электрод довольно толстый — около 2,5 мм. Меньше не получается — тепловая эрозия лихо «съедает» более тонкие электроды, уменьшая ресурс свечей. Уже давно спортсмены заметили: изменив геометрию зазора (уменьшив тем самым зону искрообразования), можно получить прибавку мощности. Для этого затачивали на конус центральный электрод и заостряли кромку бокового. Естественно, это резко уменьшало ресурс свечей. Сегодня этот принцип реализуется на новом уровне — применением тугоплавких металлов (платины, иттрия, иридия). Из такого металла выполняется напайка на электрод, чтобы защитить его от тепловой эрозии. Это позволило резко уменьшить диаметр центрального электрода. В рекордсмены вышла фирма Denso, применив центральный электрод диаметром 0,4 мм! (Кстати, заявленный ресурс при этом раз в пять больше, нежели у обычных свечей: около 100 тыс. км пробега.)

Эффект понятен — с уменьшением зоны искрообразования напряженность электрического поля в зазоре возрастает. И это, очевидно, меняет требования к размеру искрового зазора. А значит, на выбор оптимального зазора влияют как особенности двигателя, так и конструкция конкретной свечи.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Комментарии