DENSO. Технология суперзажигания – в массы!
- Прочитано: 7311
- Дата: 21-12-2018, 23:33
- Печатать
Компания DENSO объявила о замене автомобильных свечей зажигания Iridium Power и Iridium Tough свечами Iridium TT. Что это может значить? DENSO имеет репутацию компании, не идущей на сомнительные сделки в вопросах качества. Главный стандарт DENSO — «ноль дефектов». Значит — такой шаг однозначно на пользу потребителю. Давайте разбираться…
Чтобы понять мотив компании DENSO, напомним, что из себя представляют свечи Iridium TT (autoExpert писал о них неоднократно), но сначала кратко проследим историю инноваций DENSO в свечах зажигания.
В 1975 году DENSO представила первую в мире свечу зажигания с U-образным пазом на боковом электроде, что вывело рабочие характеристики и показатели эффективности свечи на качественно новый уровень. U-образный паз облегчает зажигание более бедных смесей, что снижает количество пропусков зажигания. Свечи подобной конструкции предлагаются потребителю по сей день.
Первым драгоценным материалом, на который обратили внимание производители свечей зажигания, была платина — тугоплавкий и износостойкий металл. Так, в 1983 году компания DENSO выпустила свечи Longlife Platinum, первой разработав и массово внедрив эту технологию в том числе для вторичного рынка запчастей. Это была свеча, где сплав платины использовался при изготовлении обоих электродов. Драгоценный металл обеспечил стойкость свечей к эрозии и коррозии, а также работу до 100 000 км пробега. Единственным недостатком платиновых свечей была высокая цена.
Однако же первую в мире свечу с центральным платиновым электродом диаметром 1,1 мм (против стандартного для того времени электрода в 2,5 мм) DENSO выпустила еще в 1974 году.
В 1997 году DENSO представила еще одну разработку — свечу зажигания с иридиевым центральным электродом. Новинка обеспечивала еще более полное и эффективное сгорание топлива. Поставлялась только на OE.
В 2003 году DENSO выпустила инновационные свечи суперзажигания (Super Ignition Spark Plug — SIP). Эти свечи впервые включают в себя не один, а два сверхтонких износостойких электрода — иридиевый центральный электрод толщиной 0,4 мм и встречный заземляющий электрод толщиной 0,7 мм из платинового сплава. Свечи DENSO SIP еще больше улучшают возгораемость даже в двигателях, работающих на обедненных смесях. Улучшенная возгораемость снижает расход топлива до 5% и увеличивает мощность двигателя по сравнению со стандартными свечами. Они также показывают лучшие результаты при температурах до -30°C. Иридиевый центральный и платиновый боковой электроды гарантируют долгий срок службы до 100 000 км. Эти свечи признают производители автомобилей и выбирают их в качестве оригинального оборудования для своих моделей, поскольку они позволяют снижать CO2 и легче достичь жестких стандартов Euro V и Euro VI. Это была реальная революция в вопросе эффективного искрообразования.
Успешную технологию двух встречных электродов DENSO аккуратно начинает нести в массы. В 2008 году компания представляет для афтемаркета свечи зажигания из никелевого сплава Twin Tip (ТТ). Эта высокоэффективная свеча с улучшенным никелевым сплавом повышает эффективность сгорания топлива и способствует снижению выбросов СО2, сохраняя доступную стоимость, сравнимую со стоимостью стандартных свечей.
Очевидно, что иридиевую технологию, признанную автопроизводителями, DENSO предлагает не только на OEM, но и в массы. На рынок выводятся модели свечей, несколько отличающиеся от технологии SIP, но по цене, которую приемлет потребитель.
И только в 2015 году DENSO выводит на рынок послепродажного обслуживания свечу Iridium TT — последнюю новинку в длинной линейке технологических инноваций компании. В конструкции используется все тот же самый тонкий в мире центральный электрод диаметром 0,4 мм и платиновый боковой электрод диаметром 0,7 мм. Доработана лишь технология производства. Как результат, срок службы составляет уже не менее 120 000 км. А в США на Iridium TT и вовсе дают гарантию на 100 тыс. миль — 160 тыс.км!
Инвестиция в драгметаллы
Свечи с электродами из драгоценных металлов, особенно если рассматривать массовое применение, появились относительно недавно. До этого автопроизводителей вполне устраивали свечи с электродами из никелевого или хромоникелевого сплава. Для чего же были созданы эти, изначально более дорогостоящие свечи, и какие преимущества они действительно дают?
На протяжении десятилетий при конструировании двигателей внутреннего сгорания для легковых автомобилей их надежность, относительная простота конструкции и ремонтопригодность, в том числе удобство их обслуживания, считались приоритетными. Поэтому свечи зажигания располагались таким образом, что быстро поменять их при наличии соответствующего ключа мог сам автолюбитель. Однако к 80-м годам прошлого века «ветер переменился». Рынок требовал больше мощности, притом, что энергетический кризис все больше давал знать о себе.
В двигателестроении наметились две тенденции, непосредственно связанные со свечами зажигания.
Во-первых, в целях повышения эффективности моторов и экономии подкапотного пространства двигатели становились все более компактными. В результате свечи порой оказывались в труднодоступных местах. А это значит, что процедура замены свечей зажигания становится более дорогостоящей, и, соответственно, возникла насущная необходимость в увеличении межсервисного интервала.
Во-вторых, постоянный рост цен на топливо и экологические требования заставляли выжимать все больше лошадиных сил из литра рабочего объема. Для таких моторов требовались все более «холодные» свечи, т.е. такие, которые меньше нагреваются в процессе работы мотора во избежание калильного зажигания. Однако такие свечи дольше и прогреваются до температуры самоочищения (400-500°C), поэтому более подвержены образованию нагара. Кроме того, пришлось искать материалы с более высокой эрозионной стойкостью, в сравнении с хромоникелевыми сплавами, поскольку при рабочих температурах в таких моторах разрушение обычных электродов, сопровождающееся увеличением искрового промежутка, происходит быстрее.
По большому счету, выход из ситуации, позволяющий повысить химическую устойчивость электродов свечей зажигания, причем кардинально (так, чтобы значительно увеличить интервал замены), был очевиден. Надо было использовать тугоплавкий и химически инертный материал.
Как уже было сказано, первым драгоценным материалом, на который обратили внимание производители свечей зажигания, была платина — тугоплавкий и прочный металл. Чистая платина устойчива к коррозии, но не обладает необходимой твердостью. Уникальные добавки решили эту проблему, не снижая коррозионную стойкость.
Единственным недостатком платиновых свечей, особенно на то время, была высокая цена. Даже с учетом большого срока службы их покупка обходилась дороже, чем несколько комплектов обычных свечей, используемых на протяжении того же пробега. Экономический эффект прослеживался только на двигателях, где процедура замены свечей занимала много времени, поскольку стоимость нормо-часа работы квалифицированного механика в развитых странах весьма велика. Поэтому все время велись поиски альтернативного материала. Выбор, как ни странно, пал на иридий — металл еще более редкий, чем платина.
Хотя иридий является более редким металлом, его ценообразование зависит от изменчивости рынка. В настоящее время цена на него по-прежнему дешевле платины, и почти одна пятая часть производства иридия в мире сегодня уходит именно на свечи зажигания. Иридий является чрезвычайно твёрдым металлическим элементом, почти на порядок и тверже, и прочнее, чем платина. Кроме этого, основным свойством, которое делает иридий привлекательным в качестве электродного материала для систем зажигания, является его чрезвычайно высокая температура плавления — почти 2500°C (см. таблицу).
Использовать чистый иридий не получилось, поэтому пришлось изобретать специальный сплав. Были испробованы различные добавки к иридию, и в итоге остановились на элементе родий. Это очень редкий и сильно рассеянный в природе элемент. К счастью, и требуется его не очень много — инженеры DENSO вышли на соотношение иридий/родий, равное 9:1 (90% иридия и 10% родия).
Ну а платина, несмотря на применение иридия, не сдала своих позиций в производстве свечей. Как показала эксплуатация, для максимального срока службы свечи надо защищать не только центральный, а и боковой электрод.
Если центральный электрод выполнен из платины или иридия, тогда износ свечи происходит только за счет выгорания бокового электрода. В этом случае срок службы свечи с центральным иридиевым электродом и боковым из никелевого сплава составляет порядка 60 тыс. км, поэтому максимального срока службы удавалось добиться только при использовании драгоценного металла на обоих электродах. Дело в том, что износ стандартной свечи происходит следующим образом: на одну единицу увеличения зазора за счет искровой эрозии центрального электрода, принятую за 100%, приходится порядка 30% износа центрального к 70% бокового (возможен небольшой разброс этих значений в зависимости от конструкции и примененного никелевого сплава). Однако использовать иридий на боковом электроде не выгодно, во-первых, потому что боковой электрод меньше нагружен по температуре и из-за своих свойств иридий очень сложно компоновать с другими металлами. И, во-вторых, если в случае с центральным электродом DENSO использует высокотемпературную лазерную сварку, на боковом электроде это уже нерентабельно по сравнению с менее сложным в технологическом исполнении креплении чуть более толстого платинового электрода.
Вот так прижилась и пошла в массы технология DENSO SIP, эволюционировавшая в DENSO Iridium TT.
Новая эра свечей – универсализация
Технологии уходят вперед, и почти всегда они позволяют создавать эффективные универсальные вещи. В свечах зажигания DENSO это в конечном итоге выразилось в сокращении ассортимента — в продаже остались только лучшие модели, проверенные временем. Последним шагом в оптимизации ассортимента стало объединение линеек высокоэффективных свечей. После 20 лет производства запатентованных свечей зажигания Iridium с центральным электродом диаметром 0,4 мм и боковыми электродами в различном исполнении DENSO переходит к поставке свечей зажигания только модели Iridium TT с увеличенным ресурсом.
С августа 2017 года компания осуществляет автоматическую замену снятых с производства свечей зажигания линеек Iridium Power и Iridium Tough новыми свечами Iridium TT. По мере исчерпания складского запаса старых свечей зажигания клиенты будут получать новые свечи Iridium TT.
Однако свечи Iridium ТТ закрывают не все позициии. Есть автомобили, на которых используються свечи индивидуальной конструкции. На эти автомобили останутся свечи, соответствующие оригиналу. В маркетинговом плане снимаемые программы перестают поддерживаться.
Итак, сегодня у DENSO остались 3 линейки свечей зажигания:
• Стандартные свечи
• Свечи TT с улучшенным никелевым сплавом
• Iridium TT
А что же технология SIP? Она ведь тоже была иридиевая с двумя тонкими электродами. Все верно, созданная для двигателей дорогих автомобилей, она позволила компании заработать и эффективно продвинуться дальше в рынок. Изначально эта технология была дорогая, но со временем ее удалось удешевить за счет объема производства. Она так и осталась премиальной, но перешла в массы, и теперь можно доступно пользоваться теми же продуктами, что ранее предназначались только для автомобилей с высокоэффективными двигателями.
Отрадно, что в свечах тенденция сократить срок службы деталей, как это часто бывает с другими узлами, отсутствует.
Итак, десятки свечей заменяются одной свечой Iridium TT. Консолидация ассортимента позволит дистрибьтору держать на складе не десятки позиций, а всего лишь несколько от DENSO. Это существенно сокращает инвестиции в товарный запас.
Много или мало, толстый или тонкий?
Теория свечей зажигания гласит, что во многом именно боковой электрод определяет срок службы свечи — он изнашивается быстрее. На определенном этапе для решения проблем с боковыми электродами были придуманы многоэлектродные свечи. Однако оказалось, что здесь срок службы вступает в противоречие с эффективностью. Чем больше электродов и чем они толще, тем больше рассеивания и потерь тепловой энергии на электродах, и тем многочисленнее препятствия для распространения фронта пламени.
Таким образом, на многоэлектродных свечах производители поставили «крест» и единственно эффективной признали конструкцию с одним боковым электродом. А также сосредоточились на поиске более эффективных материалов, позволяющих снижать толщину электродов.
В процессе эволюции разработок и технологий в DENSO сумели снизить толщину центрального электрода до 0,4 мм — это самый тонкий в мире электрод! Малый диаметр улучшает воспламеняемость, обеспечивая более эффективное сжигание топлива. А встречный платиновый электрод, также достаточно тонкий, всего 0,7 мм, дает увеличенную энергию искры и меньшие тепловые потери. Когда Iridium TT создает электрический разряд, тонкие электроды позволяют фронту пламени практически беспрепятственно распространяться во всех направлениях. В результате повышается эффективность сгорания смеси, что положительно сказывается на динамике двигателя. Для тех, кому данные рассуждения могут показаться теоретизированием, в DENSO подготовили анализ процесса зажигания с помощью фотосъемки. 
Калильные числа
Универсализация — это хорошо! Ну а как же пресловутые и такие важные калильные числа? Давайте разберемся. Калильное число — это величина, которая обозначает рабочий тепловой диапазон свечи. DENSO использует собственную кодировку теплового диапазона — чем больше калильное число, тем свеча меньше нагревается. Соответственно с малым калильным числом будет «горячая» свеча, а с большим — «холодная».
При небольших нагрузках отлично работают «горячие» свечи, но при длительной и интенсивной работе температура свечи возрастает, это может привести к «калильному» зажиганию. Результат — неправильная работа двигателя.
Что же дали в этом плане высокоэффективные современные свечи. Во-первых, за счет дорогих материалов и малых размеров электродов свеча быстрее прогревается до температуры самоочищения. Во-вторых, она выдерживает более высокие температуры, потому что быстрее охлаждается, лучше рассеивая тепло с маленького по объему электрода на большую базу. Таким образом, температурный диапазон свечей с тонкими электродами из драгоценных металлов значительно шире, и, соответственно, свечи работают в большем диапазоне калильных чисел — Iridium TT работает хорошо будучи и более горячей, и менее холодной. Это и позволило компании DENSO сделать универсальный ассортимент, т.к. свеча покрывает очень широкий диапазон калильных чисел.
За счет применения этих свечей также легко решаются проблемы, вызванные переоборудованием на газовое топливо, которое воспламеняется хуже, зато при сгорании дает больше тепла.
Особенности свечей DENSO Iridium TT
• запатентованная технология DENSO Twin Tip, первоначально используемая в производстве свечей для премиальных и спортивных автомобилей, теперь доступна всем;
• центральный электрод из иридиевого сплава с самым маленьким в мире диаметром 0,4 мм вместе со встречным платиновым электродом (0,7 мм) улучшают воспламеняемость, обеспечивая более эффективное сжигание топлива;
• лучшая способность воспламенения воздушно-топливной смеси позволяет пламени распространяться быстрее, что улучшает топливную экономичность и производительность, двигатель работает оптимальнее;
• конструкция Iridium TT позволяет фронту пламени практически беспрепятственно распространяться во всех направлениях;
• более высокое содержание иридия по сравнению с любой из доступных свечей зажигания;
• ресурс — до 120 000 км, но по опыту — гораздо больший, что очень удобно при длительных командировках — практически исключен внезапный выход свечи из строя;
• при желании заменить стандартные иридиевые, никелевые или платиновые свечи — легко ориентироваться в номенклатуре;
• Iridium TT отлично подходят для улучшения работы автомобилей с двигателями небольшой мощности;
• идеально подходят для автомобилей, отвечающих требованиям норм Евро-5 и Евро-6;
• экономия на расходах по замене свечей в автосервисе;
• исключен риск неправильно подобрать калильное число;
• для создания искры требуется меньшее напряжение;
• меньше нагрузка на сопряженные узлы: катушки зажигания, провода высокого напряжения, стартер или генератор — практически вся основная, отвечающая за «жизнь» двигателя, электросистема.
• заменив в начале жизни автомобиля заводские свечи на Iridium TT — есть шанс вообще не менять катушки или провода высокого напряжения.
ТТ на газ
Технология ТТ (Twin Tip, в переводе — близнецы-наконечники) идеально подходит под использование газа в двигателе — эти свечи поджигают трудноподжигаемый газ гораздо эффективнее.
Но особенно рекомендуются для использования на газе свечи Iridium TT, потому что тугоплавкий металл электродов великолепно выдерживает большую температуру горения газа.
Никелевые ТТ хорошо работают на газе, но быстрее сгорают — выхаживают максимум 70% от ресурса на бензине за счет более быстрого износа электродов. Это же относится и к никелевым свечам стандартной конструкции. А вот электродам Iridium TT разница в температуре и времени сгорания смеси — что бензиновой, что газовой — не так критична, поэтому их ресурс уменьшается не существенно. На Iridium TT в США компания DENSO дает гарантию 100 тыс. миль = 160 тыс. км, в Украине DENSO дает 120 тыс. км. Поэтому на газе и теоретически, и практически — около 100 тысяч км. свечи выхаживают.
И еще. DENSO не пишет на коробке «для газа». Правда в том, что любые свечи конструкции Twin Tip — универсальные.
Важно правильно сопоставлять цены
Дай человеку выбор… Iridium TT дороже никелевых ТТ раза в 2, но пробег выше раза в три, а в случае работы на газе — и в четыре. Это аргумент.
Однако на автомобили, на которые предусмотрены стандартные никелевые свечи, не совсем логично ставить Iridium TT. Логично (и полезно) ставить никелевые ТТ. Но это право каждого…
Легче сравнивать сравнимое. Если поставить в один ряд любую никелевую и Iridium TT — покупатель с большой долей вероятности не захочет покупать дорогую свечу. Но если у него иридиевая любой другой конструкции и марки (или платиновая), и нет оригинального варианта, то с большой долей вероятности он купит Iridium TT по сопоставимой цене и получит гарантированный результат.
Опубликовано в журнале autoExpert №4 2017.
Использование материалов возможно только со ссылкой на источник.
Источник
