Тест багатоелектродних свічок запалювання.
Тест багатоелектродних свічок запалювання
Навіщо свічки запалювання кілька бічних електродів? Адже скільки б їх не було — два, три чи чотири — народжений у надрах котушки високовольтний імпульс викличе одну-єдину іскру, яка «вибере» лише один із бічних електродів. То, можливо, це просто елементарний прийом маркетологів — мовляв, чим більше електродів, тим дорожче?
А основним випробувальним стендом став вазовський восьмиклапанний двигун ВАЗ-2111 з упорскуванням палива та контролером Січень 5.1.
Насправді перевага багатоелектродних свічок давно відома — це ресурс. Адже іскра виникає між центральним і бічним електродом у тому іскровому зазорі, електричний опір якого нині менше, ніж інших. А оскільки опір щоразу змінюється, то іскра «гризе» електроди по черзі. Погляньте, наприклад, на фотографію розряду свічки Bosch, зроблену за великої витримки. За час зйомки відбулося близько 50 розрядів, іскри яких рівномірно розподілилися між усіма трьома бічними електродами. Це, до речі, говорить про те, що всі три зазори тут приблизно однакові. Але навіть якщо це не так і іскра б'є тільки в один електрод, то згодом вона його «згризе» і перекинеться на сусідній, тим самим продовжуючи термін служби свічки.
Щоправда, багатоелектродні свічки дорожчі за звичайні. І тому автовиробники застосовують їх лише у тих двигунах, де за ціною можна не постояти. Наприклад, у моторі редакційного седана BMW 320i, який експлуатувався у нас у 1998—2002 роках, стояли чотириелектродні свічки NGK, які без проблем відслужили 100000 км.
Але в ході короткого тесту ресурс свічок ми, на жаль, перевірити не встані. Зате ми можемо дізнатися, наскільки змінюється потужність, економічність та токсичність вихлопу у вазівського двигуна при роботі з різними свічками. А те, що заміна свічок впливає на роботу двигуна, це факт – у ході попереднього тесту одноелектродних свічок різниця у потужності досягала майже 6%!
Цього разу комплектів свічок всього сім. Це чеські свічки Brisk Extra та Brisk Premium, німецькі Bosch та Finwhale, французькі Beru, японські NGK та свічки Champion, зроблені у Євросоюзі. Вітчизняних багатоелектродних свічок ми не знайшли.
Насамперед усі свічки вирушили до барокамери — для перевірки на безперебійність іскроутворення під тиском. Через те, що барокамера заповнена не паливоповітряною сумішшю (вибухонебезпечно!), а повітрям, і напруга, що підводиться до свічки, знижена зі штатних 22 до 17 кіловольт (імітація екстремальних умов), ці випробування – лише додатковий тест. Однак, провівши його, ми зможемо не тільки порівняти різні свічки в однакових умовах, але й відзначити вплив «додаткових» електродів. А воно є!
Наприклад, якщо одноелектродна свічка Bosch WR7DC дає пропуски іскри при тиску повітря в барокамері в 8,1 атм, її триелектродний «собрат» Bosch W7DTC протримався аж до 10,0 атм. Аналогічна картина і з іншими комплектами - свічка NGK BUR6ET з трьома "масовими" електродами стабільно іскрита при тиску повітря до 10,4 атм, а одноелектродна свічка NGK BPR6E здається вже при 8,9 атм. Про що це каже? Про те, що додаткові масові електроди збільшують надійність іскроутворення. Це підтвердилося при замірах тиску повного припинення іскроутворення. Кращий результат триелектродних свічок (Brisk Extra, 12,5 атм) трохи перевершує результат лідера серед одноелектродних комплектів (Brisk LR15YC, 12,0атм). В інших свічок різниця помітніша - наприклад, триелектродні свічки Bosch втрачають працездатність при тиску повітря в барокамері в 11 атм, а одноелектродні - вже при 8,4 атм.
Надійність іскроутворення залежить як від кількості, а й від розташування бічних електродів. Погляньте на фотографію свічки Brisk Premium LOR15LGS. Її «масові» електроди розташовані настільки далеко від центрального, що тиск повітря навіть у 5,5 атм достатньо для повного зникнення іскри. За випробуваннями у барокамері ці свічки програють навіть штатним одноелектродним свічкам ЕС А17ДВРМ! Занадто великий опір зазору - і зниженою напругою в 17 кВ його не "пробити". Але, звісно, умови, які ми імітуємо у барокамері, — це крайність. Таке буває, наприклад, у автомобіля зі слабкою батареєю в дощову погоду, коли включені фари, склоочисники, обігрів скла, а волога, що потрапила на високовольтні дроти, збільшує струм витоку.
Тож головне випробування – це моторний стенд. Кожен комплект свічок ми почергово загортаємо у восьмиклапанний двигун ВАЗ-2111 з розподіленим упорскуванням (контролер Січень 5.1 2111-1411020-61, лямбд-зонд, без нейтралізатора), з'єднаний із навантажувальним пристроєм. Немає навантаження - двигун працює на холостому ходу. Підвищуємо навантаження – вимірюємо «часткові» характеристики. Повне навантаження – номінальний режим. Фіксуємо крутний момент двигуна, частоту обертання, витрата палива і повітря, токсичність газів, що відпрацювали. А щоб унеможливити навіть мінімальні зміни тиску, вологості та температури в лабораторії, де встановлений навантажувальний стенд, всі отримані результати наводимо до стандартних умов за методикою ГОСТ 14846-81 «Двигуни автомобільні. Методи стендових випробувань». База для порівняння - характеристикидвигуна при роботі зі штатними одноелектродними свічками А17ДВРМ з Енгельса.
Спершу — газ у підлогу! На режимі повного дроселя ми заміряли крутний момент (і потужність) двигуна з кожним комплектом свічок. Тут, як і серед одноелектродних свічок, відзначився комплект Finwhale. З цими свічками двигун розвинув на 6,3% більшу потужність, ніж зі штатними одноелектродними свічками ЕЗ А17ДВРМ - і на 0,4% більше, ніж з одноелектродними свічками Finwhale F510 (5,9%). Також у трійці лідерів — свічки Champion (+5,6% потужності) та Brisk Premium (+5,1%). А ось триелектродний Bosch виступив скромно – приріст потужності становив лише 2,6%.
Потім, зменшивши оберти, ми виміряли економічність двигуна в режимі міського циклу. Цікаво, що перевершити результат одноелектродних свічок NGK (зниження витрати пального щодо штатних свічок ЕЗ на 5,1%) не вдалося жодному з комплектів. Але загалом багатоелектродні свічки виступили стабільніше — зниження витрати пального більш ніж на 3% забезпечують чотири із семи комплектів: Beru (4,2%), Champion (4,1%), NGK (3,9%) та Bosch (3, 2%). А от чеські свічки Brisk Extra витрати палива порівняно зі штатними ЕС не знижують, а збільшують – на 1,6%.
Невдача спіткала свічки Brisk Extra і при вимірах токсичності газів, які ми проводили на холостому ходу, в режимах міського циклу і зовнішньої швидкісної характеристики. Ці свічки, як і одноелектродний Bosch WR7DCX, змусили контролер Січень 5.1 працювати у режимі постійної корекції часу упорскування палива, перезбагачуючи суміш. Як результат – «незадовільно» з екології. У чому причина — невже теж пропуск спалахів?
А лідирують за зниженням токсичності чотириелектродні свічки Beru. За ними - Brisk Premium та NGK.
До речі, найвидатніших результатівбагатоелектродні свічки досягли зниження токсичності: якщо Eyquem, лідер серед одноелектродних комплектів, показав 40-відсоткове зниження вмісту СО і СН у вихлопі, то Beru Ultra-X — вже майже 60%! Це говорить про те, що «багатоелектродність» і пов'язана з цим надійність іскроутворення особливо яскраво проявляють себе на режимах часткових навантажень (на яких ми здебільшого перевіряли показники токсичності). Але чекати від багатоелектродних свічок якихось чудес не варто.
Однак процеси займання горючої суміші від іскри досі зберігають чимало таємниць навіть для серйозних дослідників — і, зрозуміло, привертають увагу винахідників та інженерів-самородків. А що, якщо розпиляти бічний електрод навпіл? Або приварити до свічки конус — і назвати чудо, що вийшло, «плазмовим генератором»?
Результати випробувань: