Что такое иридиевые свечи зажигания

Иридиевые свечи зажигания

Свечи зажигания из иридия — серьезный конкурент платиновым устройствам. Технические характеристики автомобиля можно значительно улучшить, если набор обычных элементов заменить на комплект из иридия. Такие свечки прочнее, поэтому служат дольше обыкновенных.

Свойства иридия как материала

Инновационные воспламенители топливовоздушной смеси изготавливаются путем лазерной сварки иридиевых электродов. Температура плавления — около 2 500 градусов. С начала 21 века иридий применяется в промышленности для производства воспламенителей.

В промышленной индустрии используют не чистый иридий, а сплавы. С материалом в чистом виде работать невозможно — он слишком хрупкий, его электропроводимость невысока. А вот сплавы улучшают качество конечного продукта во много раз. Из сплавов делают электроды с гораздо более тонкими наконечниками. С такими компонентами мотор работает более плавно, машина разгоняется быстрее.

Чем отличаются иридиевые свечи от обычных?

Главное отличие иридиевых свечей от обычных — в материале. Именно иридию электроды свечей обязаны уникальными свойствами, отличающими их от классических устройств.

Поскольку температура плавления иридия высока, электроды, на которые нанесен материал, долго не выходят из строя. Иридиевая свеча и внешне отличается от классической — центральный электрод несколько меньше в диаметре, а боковой имеет клиновидную форму. Благодаря этому получается более сильное искрообразование. Использование редкоземельного материала улучшает работу системы двигателя — в мороз мотор заводится быстрее.

Иридиевые воспламенители способствуют экономному расходу топлива, повышают мощность силового агрегата. Но если простые свечи можно применять с топливом любого качества, для иридиевых подойдёт только смесь с премиальными характеристиками. Топлива при розжиге расходуется больше. В обычном искрообразователе топливо находится в маленьком промежутке между электродами, а образование искры происходит на краю центрального. В иридиевом варианте искра создает воронку, которая расширяется от одного электрода к другому.

Какие свечи зажигания лучше: иридиевые или платиновые?

Есть 3 вида искрообразующих элементов:

  • медные (вариации — хром, никель);
  • платиновые (ПС);
  • иридиевые (ИС).

Последние 2 варианта имеют лучшие характеристики. То, что платиновые элементы уступают иридиевым, верно, но лишь отчасти. Надо учитывать технологичность силового агрегата. Если лучшие иридиевые свечи зажигания установить на мотор старого образца с незначительной мерой сжатия, это не слишком повлияет на мощность двигателя, а также на расход горючего. Поэтому на старые моторы ставить устройства из иридия не стоит.

Среди водителей ходит миф, что элементы с иридиевым напылением на электродах не заливает. Это не так, ведь если в камеру сгорания попадет горючее или другая рабочая жидкость, это не спасет от заливания и их. Устройства с напылением из редких материалов запрещено очищать обычным механическим способом.

Использование низкосортного горючего и езда по плохим дорогам не дают искрообразователям любого типа отработать весь заявленный производителем срок — даже на исправном моторе. Современные устройства должны проезжать 100 000 км — на практике же получается не более 70-80 тыс. км. Это касается как platinum, так и иридиевых элементов.

Свечи платинум и с иридиевым напылением имеют почти одинаковые технические характеристики, но различия все же есть. Диаметр электрода на ПС — 0.7 мм, на ИС — 0.4 мм. Это говорит о большей эффективности и функциональности последних.

Чем тоньше электрод, тем стабильнее образование искры даже в условиях пониженного напряжения. А так как иридий гораздо более тугоплавок, чем платина, ИС могут выдержать гораздо большие нагрузки. Их технические характеристики улучшаются еще и благодаря использованию не чистого редкоземельного элемента, а его сплавов — в качестве препятствующей окислению добавки обычно используется родий.

Плюсы и минусы иридиевых свечей

При выборе искрообразователей не ориентируйтесь на цену. Покупая обычные элементы, вы сэкономите, но это может «выйти боком». Лучше смотрите на плюсы и минусы вариантов.

Главное преимущество ИС — эффективность. Благодаря использованию в них тонкой нити снижена площадь контакта между электродом и ядром пламени. Кстати, в классических свечах искровой промежуток больше почти в 3 раза.

Отличная воспламеняемость и скромные требования к величине напряжения — еще пара плюсов. Благодаря более полному выгоранию повышается эффективность работы двигателя, производительность повышается на 6-8%. Расход горючего ниже на 6-7%. Токсичность выхлопа меньше — вот чем лучше иридиевые свечи.

Из недостатков — высокая цена и то, что ИС можно использовать только на современных моторах. На обычные модели лучше ставить классические искрообразователи.

Иридиевые свечи зажигания: что это такое

Одним из наиболее перспективных направлений в производстве свечей зажигания является использование редкоземельного металла иридия. Его применение позволяет увеличить ресурс свечи до 100 тысяч километров пробега, тогда как стандартные изделия работают в лучшем случае до 30 тысяч, после чего их нужно заменять новыми.

Кроме долговечности, иридиевые свечи зажигания обладают и рядом других эксплуатационных достоинств, в числе которых следующие: облегчённое искрообразование, стабильное горение искрового разряда, малое энергопотребление и отсутствие необходимости в сервисном обслуживании. Статистика показывает, что при использовании иридиевых свечей существенно увеличиваются межсервисные интервалы, и электрооборудование автомобиля не требует частого обслуживания.

Иридий в свечах зажигания

Несмотря на то, что свечи называются иридиевыми, этот редкий металл используется лишь в небольшом компоненте устройства. Из него изготавливают верхнюю часть центрального электрода. Именно этот элемент испытывает наибольшие разрушающие нагрузки в процессе искрообразования.

Во-первых, ему причиняет ущерб высокая температура. Во-вторых, электрод страдает из-за электрической эрозии, буквально разрывающей атомы на части. Кроме того, воздействие искры провоцирует окисление металла, поэтому в типовых свечах приходится периодически прочищать искровой промежуток надфилем или кусочком наждачки-нулёвки.

Благодаря своим исключительным физико-химическим свойствам иридий недосягаем для металлов-конкурентов, даже для близкой по качествам платины, которая также часто используется в производстве свечей зажигания. В перечень основных характеристик иридия входят следующие.

  • Тугоплавкость. Температура плавления иридия составляет 2700 °C. Тугоплавкость иридиевого электрода является залогом отсутствия его деформации при прохождении искрового разряда. Благодаря этому искровой промежуток свечи зажигания остаётся неизменным, и данный компонент автомобильного двигателя без ухудшения параметров выдерживает большое количество рабочих циклов. Это косвенно обеспечивает стабильность искры как на холостых оборотах мотора, так и при наборе скорости.
  • Химическая инертность. Другим ценным свойством иридия является химическая инертность. Из всех газов металл более-менее «охотно» вступает в реакцию лишь с фтором. С кислородом, даже при высокой температуре, иридий почти не взаимодействует. Таким образом, при прохождении искры через электрод на нём не образуется окислов, препятствующих горению искрового разряда. Потому-то в процессе эксплуатации свечей зажигания не нужно чистить искровой промежуток между боковым и центральным электродами упомянутой выше наждачной бумагой.
  • Облегчённая эмиссия электронов. Особенность иридия состоит в том, что при воздействии электрического поля он сравнительно легко отдаёт свои электроны проводимости. Это приводит к тому, что для образования искры требуется меньше электроэнергии, чем при использовании стандартных свечей зажигания. Данный фактор обуславливает также стабильность горения искрового разряда в условиях сильного сжатия бензовоздушной смеси в цилиндрах. Облегчённой эмиссией электронов объясняется ещё одно преимущество иридиевых свечей зажигания – отсутствие ущерба от электрической эрозии. Для получения необходимого количества электронов искре не требуется разрушать атомы иридия. Свободных носителей заряда предостаточно в зоне проводимости.

Плюсы и минусы иридиевых свечей зажигания

Основным плюсом иридиевых свечей зажигания является их повышенный ресурс, который превышает ресурс обычных свечей в 2-3 раза. Также при использовании иридиевых свечей облегчается запуск двигателя в холодную погоду, немного снижается расход топлива, повышается мощность двигателя и улучшаются экологические показатели.

Ключевым минусом свечей зажигания с иридиевыми электродами связан не с функциональным, а с экономическим аспектом. Это высокая цена, которая обуславливается значительной ценой сырья. Стоимость иридия на мировом сырьевом рынке составляет около 40 долларов за 1 грамм, что и определяет достаточно высокий ценовой уровень изделий, в которых используется данный металл.

Иногда за недостаток иридиевых свечей зажигания принимается нестабильность искрового разряда, обусловленная плохим состоянием мотора. На самом деле, свой превосходный потенциал электрод из иридия раскрывает только при использовании в новых или полностью исправных двигателях. В случае низкой компрессии и наличия других дефектов силового агрегата иридиевые свечи ничем не отличаются от обычных.

Причиной этого является ухудшение состояния искрового промежутка за счёт осаждения на электродах соединений, образующихся при неполном сгорании топлива и испарении масла, проникающего в камеру сгорания через изношенные поршневые кольца и стенки цилиндров. Если мотор будет исправен, то автовладелец никаких функциональных недостатков иридиевых свечей не заметит.

Читайте также: Признаки неисправности свечей зажигания .

Как отличить иридиевые свечи от обычных

В заключение коснёмся самого интересного и актуального вопроса. Каким образом можно отличить иридиевую свечу от подделки? Известных методов существует два, визуальный и аппаратный.

Визуальный метод заключается в осмотре центрального электрода. Если форма центрального электрода игольчатая, то вы с большой долей вероятности держите иридиевое изделие. Конечно, придать такой вид можно и обычному медно-никелевому электроду, но это связано с определёнными трудозатратами, которые фальсификатору не дадут выигрыша в цене. Поэтому данный метод, в принципе, позволяет достоверно отличить подлинный товар от поддельного.

Аппаратный метод предполагает проверку свечи с помощью генератора. Многие предприятия торговли располагают подобным демонстрационным оборудованием и используют его для повышения привлекательности своих товаров. Включите свечу в цепь и подайте на неё напряжение зажигания. Иридиевая свеча даёт искру чистого белого цвета, тогда как в искровом разряде, возникающем между обычными стальными или медно-никелевыми электродами, присутствуют красные и жёлтые включения.

Если центральный электрод в свече зажигания является игольчатым, а искра чисто белой, то можете быть уверены, данная свеча иридиевая.

Читайте также: Что такое калильное число свечей зажигания и на что оно влияет.

Видео на тему

Преимущества иридиевых свечей зажигания

Перед тем как ответить на вопрос что такое иридиевые свечи зажигания NGK необходимо более детально разобраться в особенностях самого иридия. Данное химическое вещество представляет собой сверхтвердый металл, что появился на нашей планете вследствие падения метеоритов. Помимо высоких характеристик твердости этого металла, он отличается высокой температурой плавки, достигающей показателя в 2500 градусов по Цельсию. Именно по этой причине данное вещество с успехом применяется в автомобильных системах накалывания. В связи с тем, что очищенный иридий является достаточно хрупким веществом, из-за чего с ним крайне сложно работать. Для воспламенителей промышленного типа применяются специальные иридиевые сплавы. Подобный сплав металла обладает основными качествами иридия при одновременном обеспечении хороших показателей электропроводимости.

Кроме того, стоит отметить, что иридиевые свечи в сравнении с платиновыми отличаются более длительным сроком службы за счет повышенной износостойкости, хотя цена на иридиевые свечи несколько выше обычных. Это связано с тем, что данный металл является более редким в сравнении с золотом и даже платиной. На сегодняшний день около 20 процентов всего добываемого иридия применяется в производстве свечей накаливания для бензиновых двигателей. Подобные показатели являются свидетельством высокой популярности такого технологического решения. Исходя из данного факта, можно смело говорить о том, что иридиевые сечи можно считать отличным решением для любого транспортного средства вне зависимости от его мощностных характеристик и возраста.

  • Наконечники из иридиевого сплава гарантируют обеспечение стабильной искры при одновременной высокой прочности;
  • Благодаря повышенной температуре плавления, такие свечи отлично подходят к современным автомобилям с мощными двигателями;
  • Никелевое трехвалентное покрытие наконечников имеет хорошую стойкость к коррозии и отличается свойством противостоять блокировке;
  • За счет большей разности потенциалов в маленьких наконечниках требуется меньшее напряжение для образования искры;
  • За счет основных свойств иридиевого сплава транспортное средство приобретает лучшую динамику, а также начинает потреблять меньше топлива.

Подробно про Иридиевые свечи

Иридиевые свечи зажигание — относительно новый и мало распространенный товар, в этой статье подробно расскажем про технологию изготовления и все плюсы использования.

Свечи зажигания за все время существования принципиально ничем не отличаются от самых первых образцов, современные производители работают над улучшением технических характеристик, а не над принципом работы. Все производители стараются увеличить срок службы, улучшить надежность искры и добиться более полного сгорания топливной смеси. Поэтому, каждое новое поколение свечей увеличивает экономию топлива, снижает выброс вредных веществ в атмосферу и увеличивается срок службы.

Чем иридиевые свечи лучше обычных

При проведении тестов становится понятным, что свечи с содержанием иридия более предпочтительны для использования. Это не маркетинговый ход, данные свечи действительно разрабатывались для улучшения производительности. Но в некоторых случаях, особенного улучшения можно и не добиться, но со временем все положительные моменты прояснятся.

Для улучшения эффективности поджигания топливной смеси, необходимо уменьшить площадь электрода, использование иридия позволило уменьшить диаметр электрода до 0,4 миллиметра. Стандартные свечи имеют медный электрод с диаметром около 0,8 миллиметров, что примерно в 2,5 раза уменьшает пределы воспламеняемости в сравнении с иридиевыми свечами. Также, уменьшенный диаметр электрода снижает требования к стабильности и уровню напряжения.

По проведенным тестам, качество искры при холостом ходе значительно снижается из-за нестабильного напряжения от генератора. Иридиевые свечи менее требовательны к качеству напряжения, что позволяет качественнее сохранять стабильность холостого хода.

История иридиевых свечей

Впервые на рынке автомобильных запчастей иридиевые свечи появились в 1994 году. На тот момент непонятную новинку от компании NGK только пробовали в деле, и мало кто знал о достоинствах. Новинка среди свечей пришла как альтернатива свечам с содержанием платины. В сравнении с платиновыми сплавами, температура плавления значительно повышенна и улучшена сопротивляемость агрессивной среде. Используя полезные свойства иридия, NGK разработали новые свечи, в которых применялась тонкая проволока с наконечниками из иридиевого сплава.

Что такое иридий

Иридий это элемент из платиновой подгруппы, является одним из самых твердых металлических материалов. Также, редкий металл кроме чрезвычайной твердости и стойкости к коррозии имеет высокую температуру плавления (около 2450 градусов по Цельсию), что делает его эффективным при использовании для систем зажигания.

Примерно с 90х годов, иридий и его сплавы активно используют для промышленных систем воспламенения. Но чистый иридий является хрупким материалом поэтому в производстве применяются только сплавы металлов для комбинации лучших свойств.

Стоимость производства

На сегодняшний день, иридиевые свечи более популярны платиновым, это объясняется ценой на данные элементы. Иридий реже встречается в природе, но его стоимость зависит от спроса на рынке, в чем он значительно проигрывает платине. Почти половина всей добытой платины идет на изготовление ювелирных изделий, в то время как, только 20% иридия идет на изготовление свечей зажигания. На производство каждой свечи уходит минимальное количество материала, из иридия изготовлен только наконечники на электродах, что позволяет уменьшить износ от постоянных электрических разрядов. Но для нужд производителей машин и автовладельцев необходимо выпускать миллионы единиц свечей.

Особенности иридиевых свечей

Главной особенностью производства технологической новинки заключается в точечной лазерной сварке наконечников. Иридий очень стойкий и прочный материал, имеющий высокую степень проводимости, что позволяет использовать более тонкие электроды в сравнении с обычными медными наконечниками для улучшения поджога топливной смеси, при этом увеличивая срок службы свечей.
Благодаря сверхтонкому электроду, электрический заряд получается более концентрированный, что значительно уменьшает пороговое значение напряжения для образования искры, что в свою очередь повышает эффективность сгорания в любых условиях работы двигателя. Мотор начинает работать стабильнее и увеличивается крутящий момент. А выносливость иридиевого сплава уменьшает выработку на электродах, сохраняя промежуток между электродами, стабильность и однородность искры.

Стоит отметить, несколько важных моментов:

Некоторые минусы использования свечей зажигания с содержанием иридия

Существует два главных недостатка использования таких свече. Первый из них, и самый спорный, заключается в дороговизне комплекта иридиевых свечей. Стоимость такой свечи может составить от 500р за одну штуку, но это вполне компенсируется продолжительностью срока службы.

Второй недостаток, заключается в том, что максимальная эффективность свечей проявляется на современных производительных двигателях. Установка на слабые атмосферные моторы может не дать положительных результатов, кроме срока службы. Из этого следует, что установка на старые автомобили или машины со слабым мотором не позволит использовать все преимущества.

Срок службы и обслуживание

Как и в первые годы производства, обслуживание и срок службы принципиально не изменились. Срок службы может составить более 160 тысяч километров при использовании в большинстве силовых агрегатов. Но стоит отметить. Производители советуют производить замену свечей гораздо чаще. На работоспособность может повлиять исправность двигателя и качество используемого топлива. Также, стабильную и одинаковую работу двигателя могут обеспечить свечи с разными формами наконечников, но для замены свечей, необходимо подобрать одинаковый тип изделий.

На сегодняшний день, использования иридиевых сплавов в технологических новинках систем зажигания, является последним словом в технологиях свечей. Выгода при использовании дорогих, но качественных свечей очевидна. Покупая иридиевый набор, Вы обеспечите стабильную работу автомобиля минимум на сотню тысяч километров.

Выбираем свечи: иридиевые или обычные?

Есть ли смысл использовать «долгоиграющие» свечи, если можно купить обыкновенные?

Denso IW20, Denso W20 EPR

Нелегко выложить за комплект свечей около 3000 рублей, зная, что сосед заплатил за похожие меньше сотни. Все плюсы от дорогой покупки — только в будущем: обещанный рекламой долгий пробег, какие-то проценты ежедневной экономии топлива, легкость пуска… Кроме того, отпадает необходимость частой замены: на современном моторе это процедура трудоемкая и дорогая.

Мы решили оценить две полярные конструкции одной солидной фирмы, дабы сопоставлять не технологию различных производителей, а саму идею, воплощенную в металле при прочих равных условиях. Выбор пал на Denso.

Иридиевые IW20 — очевидные лидеры по миниатюризации центрального электрода: всего 0,4 мм. Именно тонкий электрод способствует лучшему самоочищению и соответственно продлению срока службы. Им составили компанию обычные W20 EPR-U. Исходная разница в стоимости — примерно пятикратная.

Так растет топливный аппетит мотора по мере старения свечи. За ноль отсчета принято исходное состояние новых свечей соответствующего типа.

Мы проследили поведение свечей обоих типов в одинаковых условиях на протяжении 360 моточасов. С учетом режимов накатки это равноценно почти 35 тыс. км пробега в специально подготовленных моторах — с увеличенными зазорами в цилиндропоршневой группе. Это позволило провести ускоренные ресурсные испытания при повышенном расходе масла и накопленных отложениях в камере сгорания.

А так — падает мощность…

Обычные свечи

Обычные свечи по мере старения медленно, но верно ухудшали показатели двигателя. Замеры, проведенные через 180 моточасов, показали 4-процентный рост расхода топлива и прирост токсичности отработавших газов. Еще через 60 моточасов рост расхода стал существенным: около 9%! При этом лямбда-зонд наконец почувствовал пропуски вспышек и уже не мог его компенсировать корректировкой продолжительности впрыска. На этом этапе испытания обычных свечей посчитали законченными.

По мере старения свечей растет число пропусков вспышек, а с ним и токсичность отработавших газов. А контроллер воспринимает лишний, неиспользованный кислород в выпускной трубе как сигнал к обогащению смеси.

Иридиевые свечи

Иридиевые же свечи проявили первые признаки старения только на подходе к 300-му часу испытаний. И по окончании цикла, то есть после 360 моточасов, увеличение среднего расхода топлива составило всего 3,0%. Чуть больше увеличилась токсичность по СО и СН — на 10…15%, тоже не так уж страшно.

Рост токсичности по СН говорит о нарушениях в процессе сгорания.

По ресурсу счет в моточасах — 360:240. По всем эксплуатационным параметрам — от расхода до уровня токсичности — иридий так же уверенно впереди.

Отсюда вывод: если у вас дорогой современный автомобиль и вы совершаете на нем большие пробеги, есть смысл потратиться на иридий. А если машина так себе, да и проезжает не больше 5 тысяч в год, вряд ли вы окупите вложение. Таково коварство дорогих вещей…

Михаил Колодочкин, и доцент кафедры ДВС Санкт-Петербургского политехнического университета к.т.н. Александр Шабанов

Ссылка на основную публикацию