Что дают иридиевые свечи зажигания?

Иридиевые свечи зажигания Iridium RacingПо принципу действия иридиевые свечи зажигания не отличаются от свечей зажигания с традиционными материалами на электродах. Принцип действия один – под действием напряжения и силы тока между двумя электродами проскакивает искра, которая и воспламеняет топливо. Но так зачем тогда все эти эксперименты с материалами электродов, если все хорошо работает и без этого?

Небольшой экскурс в историю

Если разобраться, то за последние 50 лет, конструкция свечей зажигания практически не изменилась. Но при этом производители автомобилей старались избавиться от различных нежелательных эффектов, которые возникали при использовании свечей.

Прежде всего, это касалось получения более стабильной искры с постоянной мощностью, увеличения срока работы свечей, надежность их работы на любых оборотах двигателя.

И постепенно производителям свечей и автомобилей стало понятно, что нужно менять не принцип работы свечей, а материалы, которые используются для электродов и форму этих самых электродов. Причем изменение диаметра центрального электрода должно быть в сторону уменьшения. И уменьшение диаметра центрального электрода должно быть в разы, а не на несколько десятков процентов.

И сразу возникла проблема, и стало понятно, что если использовать традиционные материалы при кардинальном уменьшении диаметра центрального электрода, то электрод начинает быстро разрушаться под воздействием высоких температур. А потом начались эксперименты с материалами центральных электродов.

И опытным путем было установлено, что многие драгоценные или полудрагоценные материалы обладают высокой термической устойчивостью и одним из таких материалов был иридий, из которого стали изготавливать центральные электроды свечей зажигания. Такие свечи вскоре стали известны, как иридиевые свечи зажигания.

Кроме этого на центральные электроды свечей зажигания наносилось напыление иридием, которое позволяло уменьшить диаметр центрального электрода и обеспечивало нормальную термическую защиту этого элемента свечи зажигания.

Но напыление дает эффект чуть меньший, чем если центральный электрод изготавливается полностью из сплава иридия. Причем используется сплав с высоким содержанием иридия и малым содержанием различных примесей.

Иридиевые свечи зажигания (слева) и обычные свечи (справа)

Иридиевые свечи зажигания (слева) и обычные свечи (справа)

Что дает уменьшение диаметра центрального электрода?

Для того чтобы понять, насколько важен минимальный диаметр центрального электрода свечи зажигания, нужно вникнуть в процесс образования искры. Искра начинает образовываться между двумя точками на электродах, которые имеют самое низкое сопротивление. На величину сопротивления влияет не только сопротивление самого металла электродов,  но и степень чистоты поверхности электродов.

Вполне очевидно, что на больших по площади (сравнительно, конечно) электродах традиционных свечей соберется больше нагара, чем на тонком наконечнике иридиевого электрода. А именно нагар и является изолятором, который увеличивает сопротивление.

Далее начальная искра создает локальное образование небольшого облака плазмы, которое должно затем увеличиваться дальше до полного воспламенения топливной смеси. Но дальше увеличению плазменного ядра начинает мешать большой по диаметру центральный электрод. Часть тепловой энергии начинает уходить на нагрев этого электрода. Т.е. происходит частичное поглощение энергии плазменного ядра самим электродом. В случае с использованием иридиевого центрального электрода энергия поглощается на порядок меньше. Т.е. вся энергия идет на воспламенение топливной смеси, а не рассеивается по самому электроду.

Еще одно преимущество тонкого иридиевого электрода заключается в том, что концентрация напряжения происходит на очень ограниченном участке. Т.е. на вершине электрода. Таким образом, напряжение используется максимально, а не рассеивается на всей поверхности большого по площади более толстого электрода.

Если взять традиционный электрод, то это только кажется, что его поверхность идеально ровная. Если посмотреть на эту поверхность при сильном увеличении, то окажется, что она имеет явные выступы и впадины, разбросанные по всей площади. И искра может образовываться из любой точки с выступом, на котором меньше всего сопротивление на поверхности.

Получается, что изначально, как бы идет распыление электрического напряжения, пока не будет найден выход из одной точки. А это распыление энергии приводит к определенному замедлению процесса искрообразования и потере начальной мощности искры. С тонким электродом происходит концентрация напряжения на очень ограниченном участке, и искра срывается мгновенно без всякого распыления энергии.

Конечно, все это происходит в десятитысячные доли секунды, и отследить эти процессы образования искры можно только с использованием специального оборудования.

Предлагаем читателю сделать перерыв в чтении и посмотреть небольшое видео о том, какие свечи зажигания лучше:

Почему именно иридий?

Иридий относится к одним из наиболее тугоплавких металлов. Температура его плавления – 2454 градуса, что гораздо выше, чем у других подобных материалов, которые бы могли подойти для производства электродов. Иридий по своей тугоплавкости уступает только вольфраму и молибдену. Но у двух последних металлов незначительная устойчивость к окислению. А горение сопровождается окислительными процессами.

Электрическое сопротивление у иридия  меньше только, чем у золота и серебра. Но золото и серебро менее тугоплавкие, поэтому их нерационально использовать в свечах зажигания.

У иридия огромная прочность и жесткость. Поэтому он в состоянии выдерживать большие нагрузки без разрушения или деформации.

Что дает использование иридиевых свечей?

Иридиевые свечи зажигания обладают целым рядом преимуществ. Их применение позволяет достичь следующих положительных моментов:

  • Увеличивается, хотя и незначительно мощность двигателя. По оценкам экспертов прирост мощности может достигать 7%.
  • Облегчается запуск двигателя даже при низких температурах окружающего воздуха.
  • Двигатель автомобиля становится менее прожорливым, так как качественная и мощная искра обеспечивает объемное воспламенение топлива.
  • Ресурс свечей зажигания возрастает в разы, по сравнению с традиционными свечами.

Если говорить о недостатках, то основной недостаток – высокая цена иридиевых свечей зажигания. Но нужно понимать, что экономия топлива после определенного времени использования таких свечей даст и экономию денег.