С самого момента изобретения свеч зажигания в современном виде принцип их действия и строение фактически не поменялись. Эволюция этого узла уже много лет идёт по пути совершенствования отдельных элементов свечей и используемых для их производства материалов и технологий. Традиционно центральный электрод изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди и хрома, однако в последние десятилетия производители всё чаще прибегают к использованию благородных металлов – напыления из иттрия, платиновых напаек или электродов из иридия. В нашей статье мы рассмотрим, что представляют собой иридиевые свечи зажигания, а также расскажем об их особенностях и преимуществах.
В сравнении с другими «благородными свечами», иридиевые свечи зажигания пользуются наибольшей популярностью и устанавливаются даже в автомобилях базовой комплектации многих современных моделей. К примеру, свечку https://www.ford.org.ua/ua/product/svichka-zapalyuvannya_18/ можно обнаружить в более чем 440 вариациях автомобилей в 10 моделях Ford с двигателями l4 и l3, выпущенных с 2012 по 2023 гг. Совершенно оправданно многие водители задаются вопросом о том, стоит ли переплачивать за иридиевые свечи, ведь из-за редкости металла они стоят на порядок дороже стандартных железо-никелевых. Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть особенности свечей с иридиевым электродом в контексте общего принципа работы данного типа устройств.
И так, автомобильная свеча зажигания должна обеспечивать стабильную искру в заданный момент времени для эффективного зажигания топливовоздушной смеси. Чтобы электроды работали стабильно, они должны быть свободными от признаков электрической эрозии и продуктов горения. Напряжённость электрического поля максимальна вблизи краёв электродов, а значит искра проскакивает между острым краем центрального и краем бокового электрода, вследствие чего они поддаются наибольшему влиянию эрозии. Эта проблема хорошо известна многим автомобилистам, которым приходилось вынимать свечи и подчищать электроды наждаком, наблюдая постепенное отклонение зазора между ними от заводских значений. С появлением иридиевых (а также иттриевых и платиновых) свечей зажигания такая потребность практически отпала. Чем это обусловлено?
Иридий – это чрезвычайно твёрдый тугоплавкий металл: его твёрдость оценивают на 6,5 по шкале Мооса. Вместе с высокой плотностью она обеспечивает долговечность материала, а также его впечатляющую прочность и устойчивость к механическому, температурному, химическому воздействию и коррозии (даже при высоких температурах ~2000 °C). Кроме того, характеристики иридия позволяют изготавливать максимально тонкий центральный электрод толщиной всего 0,4-0,5 мм. Благодаря тонкому острому электроду в зазоре наблюдается более высокая напряжённость поля, что существенно облегчает пробой искры и увеличивает её площадь при меньших требованиях к напряжению, обеспечивая более высокую производительность запуска и зажигания смеси с минимальным процентом пропусков зажигания. Такой электрод практически не поддаётся коррозии и легко самоочищается, что положительно сказывается на продолжительности срока службы.
Расчётный ресурс стандартных никелевых свечей зажигания оценивается в 30-45 тысяч км, однако он сильно зависит от условий эксплуатации автомобиля (климат, режим езды, качество топлива и пр.). По данным производителей, иридиевые свечи при тех же условиях эксплуатации будут служить в 1,5-2,5 раза дольше. Этот параметр также зависит от калильного числа – параметра, описывающего теплоотведение свечи: чем оно выше, тем свеча «холоднее», а следовательно, лучше защищена от перегрева, риска оплавления центрального электрода и калильного зажигания. Учитывая более высокую производительность запуска и зажигания смеси, иридиевые свечи способствуют уменьшению расхода топлива. Это значение варьируется от производителя к производителю и, согласно их внутренним тестам, может составлять от 2 до 7%. Кроме того, за счёт более эффективного воспламенения топлива уменьшается токсичность выхлопа.
Безусловным недостатком иридиевых свечей зажигания является их высокая стоимость в сравнении с классическими устройствами. Она обусловлена не только редкостью металла в земной коре, но также спецификой его обработки: из-за высокой твёрдости материал тяжело поддаётся механической обработке при обычной температуре. Изначально высокая стоимость иридия делала его пригодным только для изготовления свечей для гоночных автомобилей или летательных аппаратов, однако постепенно металл стали применять и в серийных транспортных средствах.