Высокотемпературные свечи накаливания не так давно вошли в нашу жизнь. Доля их продаж на российском рынке пока не высока. Это связано с тем, что популярность дизельных двигателей в сегменте легкового автопрака долгое время была на очень низком уровне. Сегодня продажи дизелей постепенно растут. Вместе с этим растет и потребность в высокотемпературных свечах накаливания, которые используются в двигателях, отвечающих нормам Евро-4 и Евро-5. В связи с этим журнал «Трансервис. Автобизнес» решил сделать обзор рынка данных свечей. 

Первым делом, давайте разберемся, чем отличается высокотемпературная свеча накаливания от обычной. Как  легко догадаться из названия, основное отличие – это максимальная температура нагрева спирали (либо штифта). У обычной свечи накаливания с металлическим  штифтом рабочий диапазон температур составляет 850-1000оС. Керамическая высокотемпературная свеча разогревается до 1300оС и делает это намного быстрее обычной свечи накаливания. К примеру, если обычная свеча с металлическим штифтом разогревается до 1000 градусов за 15 секунд, то керамическая достигает этой температуры за 2-3 секунды.  Достижение такой высокой температуры и скорости стало возможным за счет применения керамики, которая имеет более высокую температуру плавления. Кроме того, керамика обладает отличной теплопроводностью.

Применение таких свечей накаливания стало особенно востребованным после того, как основные производители дизельных двигателей столкнулись с необходимостью довести нормы выбора своих агрегатов до требований стандартов Евро-4. Стандартная свеча накала, имеющая очень большое время разогрева и не способная обеспечить вторичное накаливание в течение длительного времени, с этой задачей не справлялась. Дело в том, что наиболее высокая доля вредных выбросов в атмосферу формируется при работе двигателя в режиме прогрева, когда топливная смесь не воспламеняется так же легко и не сгорает так же эффективно, как на горячем двигателе.

Высокотемпературная свеча не только ускоряет процесс запуска холодного двигателя, но и поддерживает сгорание топлива в первые минуты его работы, тем самым снижая количество вредных выхлопов в атмосферу в этот период работы мотора. Ещё один важный момент, который потребовал применения высокотемпературных свечей накаливания: для снижения выбросов сажи и окислов азота в атмосферу производителям дизельных двигателей потребовалось снизить степень сжатия в камере сгорания. Понижение степени сжатия позволило продлить по времени фазу сгорания топлива в камере и улучшить процесс формирования топливовоздушной смеси.

Но в каждой бочке меда есть ложка дегтя - двигатели с низкой степенью сжатия плохо запускаются при низкой температуре воздуха и неустойчиво работают до полного прогрева. Внедрение высокотемпературных свечей накаливания с длительным периодом остаточного нагрева позволило решить данную проблему.

Впрочем,  в России необходимость применения таких свечей обусловлена не только требованиями экологических стандартов. В большинстве регионов нашей страны зимние морозы за -30 градусов – это норма. При таком морозе без предварительного разогрева запустить современный дизель просто невозможно, и как раз благодаря высокотемпературным свечам накаливания  зимний запуск дизельного двигателя сегодня практически не отличается от зимнего запуска бензинового агрегата. Давайте же посмотрим, что предлагается в данном сегменте на вторичном рынке автокомпонентов для владельцев автомобилей, оснащенных современными дизельными двигателями?

Для начала стоит отметить, что высокотемпературные свечи накаливания и керамические свечи накаливания – это не тождественные понятия. На рынке сегодня представлены две самостоятельные технологии быстрого и мощного предварительного разогрева дизельных двигателей с использованием керамического нагревательного элемента и без него. Каждая из них имеет свои преимущества.

Керамические свечи накаливания

Данная технология получила наиболее высокое распространение на рынке и сегодня используется практически всеми производителями высокотемпературных свечей зажигания. Первой компанией, которая разработала керамическую свечу накала, стала компания Denso (1991 год). Сегодня свечи с керамическими нагревательными элементами представлены в ассортименте всех крупнейших производителей данных деталей: NGK, Bosch, Beru и другие.

Компания Bosch в настоящее время предлагает несколько моделей высокотемпературных свечей накаливания с керамическим элементом: Duraspeed, Duraterm Ceramix и Rapiterm. В процессе их разработки применялся весь набор знаний и ноу-хау компании Bosch. Использование керамики гарантирует максимальную защиту от расплавления и возгорания, допускает поднятие температуры до 13000С в отсеке двигателя.

Bosch Duraspeed

Высокотемпературные свечи с керамическим нагревательным элементом, разработанные и запатентованные Bosch, Основные характеристики:

- Сверхбыстрый разогрев: до 1000С за 2 секунды (тогда как обычной металлической свече накаливания для этого необходимо около 15 сек.).

- При работающем моторе остаточный накал поддерживается с максимальной температурой (до 1300С - на 30% выше, чем стандартные свечи накаливания) в течение нескольких минут. При неразогретом двигателе свеча позволяет значительно снизить уровень шума холостого хода и сократить вредные выбросы. 

- Безопасный монтаж: керамика и Flexible Design.

Своей механической прочностью свеча Duraspeed обязана концепции, запатентованной под названием Flexible Design: керамический нагревательный элемент свечи соединен с гибкой металлической трубкой, что заметно снижает риск повреждения свечи, даже если она вворачивается под углом.

- В свечу Duraspeed встроен надежный пьезоэлектрический измерительный элемент, регистрирующий давление внутри цилиндра в режиме реального времени.

Bosch Duraterm-Ceramix

Керамическая свеча накаливания дает возможность:

- поднять температуру подогрева вплоть до 1200 градусов С

- сократить время подогрева до 2 секунд

- снизить количество загрязняющих веществ

Bosch Rapiterm

Высокопроизводительные керамические свечи накаливания, разработанные для двигателей с низкой степенью сжатия:

- выполнены из инновационной проводящей керамики с исключительной теплоустойчивостью;

- обеспечивают немедленный запуск при низких температурах до -280С;

- обеспечивают длительность фазы прогрева вплоть до 15 минут.

 Свечи накаливания Bosch устанавливаются в автомобилях Audi, Volvo, VW, Renault, Nissan, BMW и многих других.

В ассортименте компании NGK представлено два типа керамических свечей накаливания: Self Regulating Ceramic (саморегулирующаяся керамика) и NHTC (высокотемпературная керамика нового типа). Однако свечи SRC имеют максимальную температуру нагрева не более 1100оС, поэтому не могут считаться высокотемпературными. Что же касается свечей NHTC, то они были специально разработаны  NGK для того, чтобы производители автомобилей могли выдерживать требования нормы токсичности ОГ Euro 4 и Euro 5. Одной из целей нормы является снижение степени сжатия в дизельных двигателях. Свечи накаливания NHTC достигают температуры 1000°C менее чем за 2 секунды и могут в течение более 10 минут, при температуре до 1350°C, выполнять вторичное накаливание.

Компания Denso выпускает керамическую свечу накаливания Ceramic, нагревательный элемент которой способен разогреваться до 1250оС. Нагрев до 1000 градусов достигается за 2 секунды. Время послепускового нагрева увеличено до 6 минут. Срок службы свечей этого типа составляет до 240 000 километров пробега.

Мощная керамическая свеча накаливания имеется и в ассортименте BorgWarner BERU Systems. Максимальная температура накаливания керамической свечи Beru составляет 1300оС. Выход на данную температуру достигается менее чем за 3 секунды - это выше, чем у многих аналогов на рынке. Свеча имеет довольно интересную конструкцию. Нагревательный элемент состоит из электропроводной массивной керамики. Ее поверхность имеет более высокое удельное сопротивление, чем материал подвода и отвода. Поэтому нагревательный стержень накаливается лишь на наконечнике (колпачке) и обеспечивает, таким образом, быстрее высокую температуру.

Высокотемпературные керамические свечи – оптимальны для применения в современных дизельных двигателях, имеющих пониженную степень сжатия. Свечи данного типа позволяют обеспечить стабильную работу таких агрегатов в период прогрева.

Свечи мгновенного нагрева

Свечи мгновенного нагрева отличаются от керамических высокотемпературных свечей своими рабочими характеристиками. Для начала стоит отметить, что они не в состоянии разогреться до температуры 1300оС. Максимальная температура нагрева составляет 1100 градусов Цельсия. Однако скорость нагрева до данной температуры у свечей мгновенного нагрева выше, чем у керамических – менее 2 секунд. Характеристики послепускового остаточного прогрева данных свечей так же уступают характеристикам керамических. Если высокотемпературная керамика в состоянии удерживать стабильную послепусковую температуру на уровне 1250-1300 градусов, то у свечей моментального нагрева, после запуска температура снижается до 900-950 градусов.

Таким образом, свечи накаливания данного типа – это идеальный вариант для холодного запуска дизельных двигателей любого типа. К тому же стоимость таких свечей намного ниже, чем стоимость керамических.

Свечи данного типа представлены в ассортименте таких производителей, как Beru (в рамках системы быстрого запуска Instant Start System) и Denso (свечи мгновенного накаливания). Данная продукция рекомендована для применения в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива, когда необходим стабильный запуск при температуре окружающего воздуха ниже – 25оС. Они позволяют добиться стабильного холостого хода уже с первых секунд работы двигателя.