Свечи зажигания, или Газовые зажигалки

Переходя с бензина на газ, надо ли заодно менять свечи? Пропан-бутан воспламеняют Михаил Колодочкин (ЗР) и доцент кафедры ДВС Санкт-Петербургского политехнического университета Александр Шабанов.

svechi

svechi

В КОМАНДЕ — ЗАМЕНА

Менять свечи, конечно же, надо. Хотя бы потому, что все наши предыдущие публикации (ЗР, 2005, № 10; 2007, № 8; 2008, № 9) неизменно вылавливали разницу в поведении бензиновых моторов после замены любого из «зажигательных» элементов  — от  свечей до проводов. А тут — смена топлива: газ и горит иначе, и смесь беднее. Скорость сгорания меньше, температуры выше — но сгорает чище, следовательно, отложений меньше. А ведь это как раз те параметры, которые влияют на выбор как минимум калильного числа свечей! Так можно ли там использовать обычные свечи, как для бензинового мотора? И есть ли вообще в природе специальные, «газовые»?

svechi_no_copyright

svechi_no_copyright

ОЧЕНЬ СЛОЖНЫЙ ВОПРОС

Именно так отвечает Интернет на первые попытки отыскать в нем свечи для одинаково эффективного воспламенения газа и бензина. Однако пятерых участников все же определили. Германию представляет комплект платиновых свечей Bosch Platinum WR7DP, Чехию — Brisk LPG LR15YS Silver. Честь Японии в конкурсе будут защищать два комплекта разных фирм — иридиевые NGK LPG LaserLine № 2 и Denso IW20. От  братьев-славян выступает украинский Plazmоfor Super GAZ. Критерий отбора беспроигрышный: все эти комплекты рекомендуют для использования на газовых двигателях сами фирмы-производители на своих сайтах. А в качестве «нулевого меридиана» для отсчета возьмем заведомо хорошие свечи BERU 14R-7DU из Франции, которые, однако, ориентированы только на бензин и не снабжены четкой рекомендацией к  использованию на «голубом» топливе.

svechi2_no_copyright

svechi2_no_copyright

СОРЕВНОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

Испытания мы подогнали под принцип двухтопливности — газ/бензин. Сначала прогнали нашу обычную программу, обкатанную в предыдущих свечных экспертизах, на  двигателе ВАЗ-21083 в обычном, бензиновом варианте. А затем повторили ее на том же двигателе, предварительно оснастив его итальянской газовой аппаратурой. Принцип обычный: в одних и тех же режимах — от минимальных оборотов холостого хода до больших нагрузок — с каждым комплектом свечей замеряли мощность, расход топлива, токсичность. Кроме того, измеряли температуру отработавших газов: главная страшилка противников газа — перегрев мотора!

svechi

svechi

Все замеры проводили дважды — при нормальном напряжении питания бортовой сети и при пониженном (9 В). Тем самым моделировались как аварийная ситуация (генератор помер, а ехать надо), так и сильная изношенность свечей, когда интенсивность искрообразования резко понижена.

svechi

svechi

ГАЗАНУЛИ…

Даже на бензине разница между свечами есть, и заметная. Причем по сравнению с классическими одноэлектродками экзотика с электродами из металлов группы платиновых (к ним относится и иридий) выигрывает по всем статьям. Лидерами, как и ожидалось, стали «японцы». Мощности добавили мотору немного — до 2%, зато бензина сэкономили около 5%.

svechi

svechiТемпературные модели свечей BERU 14R-7DU (слева) и Denso IW20 (справа) при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин (внешняя скоростная характеристика, двигатель ВАЗ-21083). Так растет температура в выпускной трубе двигателя при переходе на газ.
Температурные модели свечей BERU 14R-7DU (слева) и Denso IW20 (справа) при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин (внешняя скоростная характеристика, двигатель ВАЗ-21083). Так растет температура в выпускной трубе двигателя при переходе на газ.

На газе преимущества этих свечей проявились еще ярче. Тут заметнее и прирост мощности — до 6%, и экономия топлива — аж до 7,5%. Но самое интересное произошло с токсичностью. Существенное улучшение качества сгорания, давшее снижение СО и СН, было компенсировано увеличением содержания оксидов азота NOх. Все ясно: интенсивность, а с ней и температура сгорания растут, вот выход этой дряни и увеличивается. И аварийный цикл лишь усугубил картину.

svechi

svechi

Почему? Потому, что скорость сгорания газового топлива значительно ниже, чем у бензина. А чем более вялое горение в цилиндрах, тем важнее интенсивность поджога газовоздушной смеси. Потому-то платиновые и иридиевые свечи с их тонкими электродами и большой интенсивностью разряда, им присущей, разгоняют фронт пламени в цилиндрах куда веселее, чем обычные.

svechi

svechi

КОГДА КРАСНЕЮТ ТРУБЫ

Вы видели, как раскаляется выпуск при хороших нагрузочных режимах? Ну так смотрите на рисунок. Нелегко приходится стендовому мотору! При работе на бензине подобная картина наблюдается при раскрутке выше 4800 об/мин, а вот на газе — уже с 4000 об/мин. Меньшая скорость сгорания заставляет смесь полыхать практически до  открытия выпускных клапанов. Температуры деталей двигателя растут, а вместе с ними и температуры свечей зажигания.

svechi

svechi

Наложение друг на друга температурных графиков для одного и того же комплекта свечей при работе на газе и на бензине показывает, что газовое топливо добавляет и без того горячей трубе до 60 градусов. А свечи к температуре очень чувствительны! Слишком малые градусы им противопоказаны: начинают зарастать отложениями — продуктами неполного сгорания топлива и масла. Высокие температуры выжигают эти отложения, но способны привести к калильному воспламенению топлива. Напоминаем: это когда горение начинается не от искры, а от контакта с горячей деталью. А самая горячая деталь в цилиндре — изолятор свечи.

svechi

svechi

Вот здесь-то в очередной раз проявляются преимущества свечей с тонкими иридиевыми электродами. Измерить их температуры трудновато — на сей случай придуманы расчетные методы моделирования. Так вот, температура центрального электрода иридиевой свечи с тонким электродом на 60–80 градусов ниже, чем для обычной свечи. Почему? Площадь нагрева тонкого электрода намного меньше, а теплопроводность иридиевого сплава значительно выше, чем у стали обычного электрода. Добавим, что термостойкость металлов платиновой группы также выше.

svechi

svechi

Внимательный читатель тут же скажет, что холодные свечи хуже очищаются. Это верно, но газ горит значительно «чище» бензина. К тому же холоднее становится только центральный электрод, а корпус и изолятор, то есть те места, где обычно нарастают отложения, своей температуры по сравнению с обычной свечой практически не снижают.

А ЕСЛИ НЕ МЕНЯТЬ?

А что все-таки будет, если при переводе на газ оставить обычные свечи? Да ничего страшного! Об этом говорит сопоставление обычных свечей BERU и специально «заточенных» под газовое топливо украинских Plazmofor. Но ресурс обычной свечи на «голубом» топливе будет, очевидно, ниже. Впрочем, простая свечка заведомо дешевле иридиево-платиновой экзотики...

Наше резюме: для работы на газовом топливе лучше выбирать тонко-электродные свечи, рекомендованные производителем.

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

Комментарии (1)

Крайне интересная статья показывающая что действително есть разница в выборе свечей зажигания для работы на газомоторном топливе. Единственное что хотелось бы получить более развернутую информацию по работе:1. и на метане и на пропане. 2. Со сдвигом опережения зажигания и без. Ведь угол опережения зажигания немаловажный параметр при работе на газе, а про него в тексте не упоминается. 3. Сделать максимально полный набор представленных производителями свечей зажигания ориентированных на работу на пропане и метане. Чтобы пользователи могли выбирать лучшие исходя из результатов теста и их стоимости.Я считаю что не помешало бы попросту приобрести пару-тройку например недорогих контрактных японских двигателя и провести замеры на метане и на пропане. С опережением зажигания и без. Замерить температуру выхлопных газов на разных типах газа и с опережением зажигания и без. Т.к. есть информация у нас на основе наших спортивных опытах с сезоне 2014г (ссылка...) что температура выхлопных газов даже падает при работе на газе! Текущие реалии показывают что парк состоит больше из импортной техники и необходимо применение современного гбо 4 поколения с применением вариатором опережения зажигания и качественной настройки с помощью диагностического оборудования в разных режимах и нагрузках. Т.о. мы можем получить динамику, параметры расхода и ресурс двигателя сопоставимый с бензиновыми. Для наиболее точных настроек, в том числе безлямдовых автомобилей и в открытом цикле ( без обратной связи по датчику кислорода) может применяться широкополосный датчик кислорода (AFR).

Ответить#
0