Эксперты статьи

Андрей Рыбкин,

технический специалист, NGK Spark Plugs Eurasia 

Марьян Смук,

продукт-специалист Bosch по свечам зажигания

Алексей Стрючков,

старший специалист по продажам DENSO в России, Беларуси и Армении

Не нужно быть профессиональным экспертом отрасли, чтобы совершенно очевидно понимать – в один миг все автомобили с ДВС никуда не исчезнут. Процесс трансформации мирового парка, вымывания из него таких автомобилей и замена их электромобилями наверняка затянется на годы. Более того, возможно, даже на десятилетия. А значит, необходимость в свечах зажигания будет сохраняться довольно долго. И не просто в свечах, а свечах высокотехнологичных, отвечающих высоким требованиям с точки зрения потребительских свойств, технических характеристик и т. д.

Все эти требования формируются существующими тенденциями, развивающимися на протяжении нескольких последних лет. Алексей Стрючков, старший специалист по продажам DENSO в России, Беларуси и Армении:

— Основные тенденции современного двигателестроения/автомобилестроения – это сокращение уровня выбросов, снижение расхода топлива и увеличение ресурса свечей. Как следствие, свечи зажигания становятся всё более эффективными, а также дольше служат, что обеспечивается использованием соответствующих материалов.

В прикладном смысле необходимые результаты во многом достигаются за счет так называемого down-sizing – то есть уменьшения размеров двигателей и их компонентов: при сохранении мощностных параметров агрегатов, а чаще даже при их увеличении, объемы камер сгорания уменьшаются. То есть с единицы объема снимается все больше и больше мощности.

Марьян Смук, продукт-специалист Bosch по свечам зажигания:

— Общая тенденция рынка направлена на уменьшение размеров автокомпонентов и одновременно на увеличение срока их службы. Современные двигатели становятся всё более экологичными, экономичными и компактными. Из­за этого возрастают требования к габаритным размерам деталей, в том числе свечей зажигания. Чем меньше диаметр свечи, тем больше возможностей для конструкции двигателя.

Как следствие – неминуемый рост температуры в камере сгорания, что самым непосредственным образом отражается на свечах зажигания, поскольку перегрев для них чреват, пожалуй, самыми неблагоприятными последствиями. Они выражаются в возникновении калильного зажигания, способного привести к поломке двигателя. Поэтому для более «горячих» моторов нужны соответствующие свечи, подходящие им по своим температурным характеристикам.

Андрей Рыбкин, технический специалист, NGK Spark Plugs Eurasia:

— Свечи зажигания, устанавливаемые сегодня на современные автомобили, особенно оснащенные турбокомпррессорами, обладают достаточно высокими калильными числами. Если брать, например, маркировку калильных чисел NGK (а надо отметить, что у каждого производителя она индивидуальна), она идет в сторону увеличения от минимальной цифры – это самые, так называемые, «горячие» свечи, предназначенные для двигателей с невысокой температурой в камере сгорания, до самых «холодных» свечей, у которых более высокое калильное число.
Так вот, сейчас с конвейера машины сходят в основной своей массе уже со свечами с калильными числами 7­8. Это достаточно высокие показатели. Тогда как еще лет десять назад стандартные свечи были с калильными числами 5­6.

При этом важно также использовать, как указывает Марьян Смук, направленный боковой электрод. Надежное воспламенение смеси в двигателях с непосредственным впрыском топлива достигается благодаря прецизионным качествам свечей с направленным боковым электродом, зазор которого регулируется еще на заводе. В зависимости от типа двигателя определяются монтажный угол электродов и их положение относительно инжектора.

Марьян Смук:

— Строжайшие производственные допуски, современное измерительное оборудование и, конечно, тесное сотрудничество с автомобилестроительной отраслью обеспечивают оптимальное положение бокового электрода.

«Драгоценные» свечи 

В свою очередь постоянно ужесточающиеся экологические требования по очистке отработавших газов – приводят к тому, что двигатели должны, во-первых, корректно работать на обедненной топливовоздушной смеси, во-вторых, обеспечивать максимально эффективное сгорание смеси, чтобы минимальное количество несгоревшего топлива попадало в систему выпуска ОГ.

В принципе именно с этим главным образом связано повсеместное распространение платиновых и иридиевых свечей с тонкими электродами – тонкий электрод позволяет смеси сгорать более эффективно — за счет ее наилучшего распространения по камере сгорания.

То есть в первую очередь тонкие электроды применяются именно для этого, и соответственно использование новых материалов – это уже следствие, потому что в тонком электроде меньше металла. Если тонкий электрод изготавливать из никелевого сплава, как у стандартных свечей, производящихся на протяжении многих десятков лет, тогда очень сильно сокращается ресурс свечей зажигания. В силу этого электроды приходится выполнять из более износостойких материалов, которые, с одной стороны, меньше подвержены электроискровой эрозии при искрообразовании, чтобы металл меньше разрушался. С другой – чтобы они выдерживали высокие температуры, о чем мы уже говорили выше.

Марьян Смук:

— Растут требования автопроизводителей к интервалам технического обслуживания – поэтому можно отметить использование в составе свечей драгоценных металлов, более устойчивых к искровой эрозии и коррозии. Современные двигатели работают при особо высоких температурах в камерах сгорания, и свечи зажигания испытывают сверхвысокие нагрузки. Электроды подвергаются большему износу, что необходимо компенсировать применением более термоустойчивых материалов. Сегодня в свечах зажигания Bosch используются платиновые, иридиевые и родиевые сплавы.

Алексей Стрючков:

— Использование металлов платиновой группы позволяет значительно увеличить срок службы свечи, сделать работу всей системы зажигания максимально эффективной, повысить КПД двигателя и обеспечить экономию топлива. Так как высокие требования к свечам продиктованы автопроизводителями, то в дальнейшем доля свечей зажигания из платиновой группы будет только увеличиваться, что видно и сейчас по ежегодной статистике, в том числе продаж DENSO.

Как известно, параллельно с платиновыми активно применяются иридиевые свечи, причем иридий по своим техническим параметрам в данном контексте гораздо лучше, нежели платина. Поэтому выбор между иридиевой свечой и платиновой обусловлен в чистом виде классическим компромиссом «цена-характеристики».

Андрей Рыбкин:

— На сегодняшний день из серийно применяемых для производства свечей зажигания материалов иридий является наиболее прогрессивным. При этом эксперименты с другими материалами не останавливаются. Например, все больше внимания уделяется рутению, который составляет хорошую альтернативу и начинает постепенно получать применение.

Конечно, многое зависит от сплава. Сам по себе рутений находится где­то между платиной и иридием, но использование определенных технологий позволяет получать более высокие характеристики. Поэтому я не исключаю появления в будущем новых типов свечей.  

Но надо понимать, что далеко не все технологии, не все материалы приживаются. В частности, проводились эксперименты с вольфрамом, у него гораздо выше температура плавления даже чем у иридия, но он начинает окисляться при меньшей температуре, что тоже нежелательно.

Поэтому повторюсь: одни технологии приживаются, другие нет. И опять же нужно учитывать стоимость. Можно найти некий сплав очень износоустойчивый, но настолько дорогой, что его применение в свечах зажигания окажется нерентабельным.

В целом металлы платиновой группы имеют высокую температуру плавления – до двух и более тысяч градусов. В связи с этим электроды меньше «выгорают» и свечи могут дольше использоваться.

Кроме качественных характеристик металлов, на эксплуатационные показатели влияет и чистота используемых сплавов. Важно отсутствие примесей. Поэтому культура производства продукции имеет большое значение и также играет большую роль в работе свечи зажигания.

Стоит отметить, что драгоценные металлы содержатся в напайке на электродах, а не целиком в корпусе свечи.

Марьян Смук:

— В качестве альтернативы возможно использование других металлов. Например, используются жаропрочные сплавы с добавлением иттрия. Иттрий образует на поверхности оксидную плёнку, стойкую к высоким температурам, которая также препятствует выгоранию электродов свечи.

«Вечные» свечи?  

Регулярно по разным каналам проходят сообщения о создании так называемых «вечных» свечей зажигания, которые один раз устанавливаются
в автомобиле во время его производства и исправно функционируют весь срок службы транспортного средства. Пока «живьем» такие свечи никто не видел, но вот что думают наши эксперты о самой возможности разработки таких свечей.

Андрей Рыбкин:

— Абсолютно «вечную» свечу зажигания на сегодняшний день создать не представляется возможным, потому что в любом случае физику никто не отменял – влияние высокой температуры и высокого напряжения любой материал постепенно разрушает.

Можно сконструировать свечу с очень большим ресурсом. Хотя здесь опять же возникает вопрос цены, точнее, соотношения «цена/характеристики». В данный момент иридиевые свечи позволяют увеличить межсервисный интервал до 100­120 тыс. км. Сейчас это в принципе оптимальный ресурс, который, с одной стороны, позволяет не заниматься обслуживанием системы слишком часто, особенно учитывая, что на многих современных автомобилях свечи расположены достаточно неудобно и находятся, например, под впускным коллектором двигателя в силу определённых компоновочных решений.  

С другой стороны, потому что ресурс 100­120 тыс. км пробега имеют и иные компоненты. Допустим, ремни ГРМ. Таким образом, оптимизируются периоды регламентных работ для разных деталей – за один визит на СТО обслуживается сразу несколько систем.

С Андреем соглашается Алексей Стрючков:

— Одна из наших последних разработок – линейка свечей Iridium TT с ресурсом до 120 тыс. км пробега, которого
в среднем хватает на 6­ - 7 лет эксплуатации. Если учесть, что средний срок владения автомобилем составляет около 5 лет, то потребитель может купить машину и ниразу не поменять на ней свечи зажигания, а затем продать ее, предположив, что свечи действительно «вечные». Но, конечно, такой расходный материал как свечи зажигания не может быть
абсолютно вечным. Свечи в любом случае изнашиваются, и в зависимости  от типа их нужно менять с той или иной периодичностью.

Марьян Смук смотрит на проблематику под несколько иным углом:

— Вероятно, технологии уже сейчас позволили бы создать свечу зажигания, предназначенную на весь расчетный срок эксплуатации двигателя. Но здесь возникает вопрос целесообразности – сколько будет стоить такая свеча? И что делать, если автовладелец заправился плохим бензином, и она вышла из строя? Пока остается значительно выгоднее и проще менять эти свечи в процессе эксплуатации. Тем более что современные свечи имеют срок службы до 100 тыс. км и более. Несколько раз заменить свечи на протяжении всей жизни автомобиля не представляется большой проблемой.

Перетяжка – страшный грех 

Как показывает практика, в общем случае основной проблемой при установке свечей зажигания до сих пор является их перетяжка. Свечи очень требовательны к усилию, применяемому при установке, – даже не очень значительное его превышение нарушает их работу. Опять же это в первую очередь связано с температурным режимом – при перетяжке свечей начинает вытягиваться металл корпуса и появляются микропространства, своего рода микрозазоры между керамикой изолятора и металлом. Из-за этого не весь объем тепла, который поступает на изолятор, может рассеяться в корпус и дальше уйти в головку блока цилиндров, в каналы охлаждения. В итоге свеча начинает перегреваться. При этом даже если снаружи невооруженным глазом она выглядит целой, но ее перетянули при установке, негативные последствия не преминут проявить себя.

Андрей Рыбкин:

— Такая проблема существует до сих пор, поэтому мы на каждом своем техническом семинаре, на всех обучениях уделяем очень большое внимание правильной установке, правильной затяжке. Но проблема, к сожалению, остается, поскольку многие механики не пользуют динамометрические ключи и по привычке применяют обычные.

Алексей Стрючков:

— Основная ошибка установщика – перетяжка, когда механик либо сам автовладелец слишком сильно затягивает свечу, вследствие чего она деформируется. Свеча при этом в лучшем случае прослужит меньше заявленного производителем срока, двигатель будет работать неровно и снизится его мощность в целом. А в худшем – свеча с самого начала не будет работать.

Мы настоятельно рекомендуем пользоваться динамометрическим ключом при установке или доверить замену свечи квалифицированным сервисным специалистам. На сайте DENSO указаны СТО, которые прошли обучение у наших сотрудников и осведомлены о всех тонкостях работы с нашими продуктами.

Марьян Смук указывает и на другие неприятные последствия приложения некорректного усилия при монтаже:

— При закручивании без динамометрического ключа из­за перетяжки нередко происходит внутреннее повреждение изолятора свечи. В этом случае возможно падение в камеру сгорания частиц керамики, следствием чего станут задиры в цилиндрах, прогары клапанов и т. д. В некоторых современных двигателях несоблюдение момента затяжки может привести к некорректному позиционированию свечи в камере сгорания и снижению эффективности работы двигателя.

Корректную информацию о моментах затяжки можно легко найти в открытом доступе. Она непременно присутствует в каталогах добросовестных производителей, на их сайтах, в справочной литературе.

Усилие зависит от нескольких параметров – диаметра резьбы свечи зажигания, ее типа и материала уплотнительного кольца. Встречаются свечи без колец с конической посадкой – у них усилие отличается.

Андрей Рыбкин:

— Усилие, которое необходимо применять при монтаже свечи зажигания, обязательно указано на каждой упаковке каждой свечи. Хотя на сегодняшний день компания осознанно перестала указывать на коробочках усилия в Нм, обозначая угол доворота. Это сделано для того, чтобы даже при отсутствии динамометрического ключа можно было свечу установить правильно.

Тем самым мы показываем, на какой угол с усилием нужно довернуть свечу после ее закручивания от руки. Например, самая распространенная свеча с диаметром резьбы 14 мм и со стальным уплотнительным кольцом требует усилия 25­ - 30 Нм. Ему будет соответствовать угол доворота от 1/2 до 2/3.

Некоторые механики забывают про особые требования в случае повторной установки свечи зажигания после ее демонтажа для проведения ремонтно-диагностических работ. А они между тем довольно важны.

Во-первых, в принципе, повторная установка рекомендуется не более одного раза. Если эту операцию проводить третий, четвертый и т. д. раз, то уплотнительное кольцо может деформироваться слишком сильно, и свеча не сможет работать так, как должна.

Во-вторых, когда свеча устанавливается повторно, кольцо уже деформировано первичной установкой, соответственно, и угол, на который ее нужно заворачивать будет меньше – 1/12 оборота (или 30 градусов). Грубо говоря –  от руки закрутить и чуть-чуть на 30 градусов ключом подтянуть – этого уже будет достаточно. Иначе свеча будет перетянута.

Эти требования – усилия или углы доворота – различаются у разных производителей, потому что используются разные материалы, разные сплавы, разный профиль уплотнительных колец и проч. То есть всегда нужно смотреть, что написано на конкретной коробочке конкретной устанавливаемой свечи.
И не вспоминать на память, какое усилие было предписано для аналогичной свечи, допустим, такого же диаметра, но другого производителя.

Специалисты должны придерживаться определенного порядка действий при замене свечей зажигания. Сначала, как рекомендует Марьян Смук, внимательно проводится осмотр моторного отсека и двигателя автомобиля на предмет наличия общих неисправностей. Далее сотрудник СТО проверяет, цела ли проводка системы зажигания, отсоединяет разъемы и оценивает состояние контактов и проводов. Затем специалист удаляет грубые загрязнения в области размещения свечей и очищает с помощью сжатого воздуха отложения и загрязнения в колодце свечи. Только после этого можно приступать непосредственно к демонтажу самой свечи и выкручивать старый компонент. После извлечения детали следует осмотреть ее на предмет определения признаков неисправностей в работе двигателя.

Марьян Смук:

— При распаковывании и установке новых свечей необходимо соблюдать аккуратность. Важно помнить, что если свеча случайно упала на твердое покрытие, ее уже нельзя использовать из­за возможного повреждения изолятора.

Андрей Рыбкин:

— 90% проблем возникает из­за неверного усилия. Но также нельзя снимать со счетов просто аккуратное обращение, не допуская механические повреждения, потому что свеча зажигания – изделие все­таки достаточно хрупкое. Мало того, что можно нарушить зазор у электродов, сама керамика также может пострадать. А трещины в керамике далеко не всегда заметны невооруженным глазом. Поэтому если свеча зажигания упала с высоты человеческого роста на пол, лучше уже ее не ставить.

Повреждения возникают также, когда свечную головку накидывают не вертикально – немного наискосок под углом – и она упирается в контактный терминал. Такие ситуации особенно распространены, когда по какой­либо причине свечи закручивают не свечными головками, а обычными (из набора ключей) и они оказываются недостаточными по длине, упираясь в контактный терминал свечи.

Главная же опасность при установке свечей – повреждение резьбы головки блока. В этом случае автовладельцу грозит сложный и дорогой ремонт.
А в современных двигателях с непосредственным впрыском такой ремонт зачастую будет невозможен – придется купить новую головку блока!

При подключении высоковольтных проводов к свечам порой путают их порядок – это может повредить детали двигателя, сжечь компоненты и даже привести к пожару! Из-за попадания несгоревшего топлива в выпускную систему появляется риск выхода из строя дорогостоящего каталитического нейтрализатора.

Марьян Смук:

— Замена свечей зажигания – далеко не такая простая процедура, какой она кажется многим автовладельцам. Поэтому если вы не уверены в своих силах или квалификации сервисных специалистов, следует обратиться для профессиональной замены свечей зажигания в Бош Авто Сервис.

Нельзя не согласиться с экспертом. Замена свечей зажигания действительно очень ответственная операция, и только в том случае, когда она выполнена верно, свеча прослужит положенный срок. А вот неправильные действия приведут к быстрому выходу из строя даже самой современной, самой высокотехнологичной свечи зажигания.