Содержание
Переходя с бензина на газ, надо ли заодно менять свечи? Пропан-бутан воспламеняют Михаил Колодочкин (ЗР) и доцент кафедры ДВС Санкт-Петербургского политехнического университета Александр Шабанов.
svechi
В КОМАНДЕ — ЗАМЕНА
Менять свечи, конечно же, надо. Хотя бы потому, что все наши предыдущие публикации (ЗР, 2005, № 10; 2007, № 8; 2008, № 9) неизменно вылавливали разницу в поведении бензиновых моторов после замены любого из «зажигательных» элементов — от свечей до проводов. А тут — смена топлива: газ и горит иначе, и смесь беднее. Скорость сгорания меньше, температуры выше — но сгорает чище, следовательно, отложений меньше. А ведь это как раз те параметры, которые влияют на выбор как минимум калильного числа свечей! Так можно ли там использовать обычные свечи, как для бензинового мотора? И есть ли вообще в природе специальные, «газовые»?
svechi_no_copyright
ОЧЕНЬ СЛОЖНЫЙ ВОПРОС
Именно так отвечает Интернет на первые попытки отыскать в нем свечи для одинаково эффективного воспламенения газа и бензина. Однако пятерых участников все же определили. Германию представляет комплект платиновых свечей Bosch Platinum WR7DP, Чехию — Brisk LPG LR15YS Silver. Честь Японии в конкурсе будут защищать два комплекта разных фирм — иридиевые NGK LPG LaserLine № 2 и Denso IW20. От братьев-славян выступает украинский Plazmоfor Super GAZ. Критерий отбора беспроигрышный: все эти комплекты рекомендуют для использования на газовых двигателях сами фирмы-производители на своих сайтах. А в качестве «нулевого меридиана» для отсчета возьмем заведомо хорошие свечи BERU 14R-7DU из Франции, которые, однако, ориентированы только на бензин и не снабжены четкой рекомендацией к использованию на «голубом» топливе.
svechi2_no_copyright
СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ГАЗА И БЕНЗИНА: СОРЕВНОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА
Испытания мы подогнали под принцип двухтопливности — газ/бензин. Сначала прогнали нашу обычную программу, обкатанную в предыдущих свечных экспертизах, на двигателе ВАЗ-21083 в обычном, бензиновом варианте. А затем повторили ее на том же двигателе, предварительно оснастив его итальянской газовой аппаратурой. Принцип обычный: в одних и тех же режимах — от минимальных оборотов холостого хода до больших нагрузок — с каждым комплектом свечей замеряли мощность, расход топлива, токсичность. Кроме того, измеряли температуру отработавших газов: главная страшилка противников газа — перегрев мотора!
svechi
Все замеры проводили дважды — при нормальном напряжении питания бортовой сети и при пониженном (9 В). Тем самым моделировались как аварийная ситуация (генератор помер, а ехать надо), так и сильная изношенность свечей, когда интенсивность искрообразования резко понижена.
svechi
ГАЗАНУЛИ…
Даже на бензине разница между свечами есть, и заметная. Причем по сравнению с классическими одноэлектродками экзотика с электродами из металлов группы платиновых (к ним относится и иридий) выигрывает по всем статьям. Лидерами, как и ожидалось, стали «японцы». Мощности добавили мотору немного — до 2%, зато бензина сэкономили около 5%.
svechi
На газе преимущества этих свечей проявились еще ярче. Тут заметнее и прирост мощности — до 6%, и экономия топлива — аж до 7,5%. Но самое интересное произошло с токсичностью. Существенное улучшение качества сгорания, давшее снижение СО и СН, было компенсировано увеличением содержания оксидов азота NOх. Все ясно: интенсивность, а с ней и температура сгорания растут, вот выход этой дряни и увеличивается. И аварийный цикл лишь усугубил картину.
svechi
Почему? Потому, что скорость сгорания газового топлива значительно ниже, чем у бензина. А чем более вялое горение в цилиндрах, тем важнее интенсивность поджога газовоздушной смеси. Потому-то платиновые и иридиевые свечи с их тонкими электродами и большой интенсивностью разряда, им присущей, разгоняют фронт пламени в цилиндрах куда веселее, чем обычные.
svechi
КОГДА КРАСНЕЮТ ТРУБЫ
Вы видели, как раскаляется выпуск при хороших нагрузочных режимах? Ну так смотрите на рисунок. Нелегко приходится стендовому мотору! При работе на бензине подобная картина наблюдается при раскрутке выше 4800 об/мин, а вот на газе — уже с 4000 об/мин. Меньшая скорость сгорания заставляет смесь полыхать практически до открытия выпускных клапанов. Температуры деталей двигателя растут, а вместе с ними и температуры свечей зажигания.
svechi
Наложение друг на друга температурных графиков для одного и того же комплекта свечей при работе на газе и на бензине показывает, что газовое топливо добавляет и без того горячей трубе до 60 градусов. А свечи к температуре очень чувствительны! Слишком малые градусы им противопоказаны: начинают зарастать отложениями — продуктами неполного сгорания топлива и масла. Высокие температуры выжигают эти отложения, но способны привести к калильному воспламенению топлива. Напоминаем: это когда горение начинается не от искры, а от контакта с горячей деталью. А самая горячая деталь в цилиндре — изолятор свечи.
svechi
Вот здесь-то в очередной раз проявляются преимущества свечей с тонкими иридиевыми электродами. Измерить их температуры трудновато — на сей случай придуманы расчетные методы моделирования. Так вот, температура центрального электрода иридиевой свечи с тонким электродом на 60–80 градусов ниже, чем для обычной свечи. Почему? Площадь нагрева тонкого электрода намного меньше, а теплопроводность иридиевого сплава значительно выше, чем у стали обычного электрода. Добавим, что термостойкость металлов платиновой группы также выше.
svechi
Внимательный читатель тут же скажет, что холодные свечи хуже очищаются. Это верно, но газ горит значительно «чище» бензина. К тому же холоднее становится только центральный электрод, а корпус и изолятор, то есть те места, где обычно нарастают отложения, своей температуры по сравнению с обычной свечой практически не снижают.
А ЕСЛИ НЕ МЕНЯТЬ?
А что все-таки будет, если при переводе на газ оставить обычные свечи? Да ничего страшного! Об этом говорит сопоставление обычных свечей BERU и специально «заточенных» под газовое топливо украинских Plazmofor. Но ресурс обычной свечи на «голубом» топливе будет, очевидно, ниже. Впрочем, простая свечка заведомо дешевле иридиево-платиновой экзотики.
Наше резюме: для работы на газовом топливе лучше выбирать тонко-электродные свечи, рекомендованные производителем.
Установка газобаллонного оборудования (ГБО) снижает затраты на топливо, но серьезно меняет режим работы двигателя. Многие водители, установившие на свой автомобиль ГБО, задаются вопросом – нужны ли какие-то особые свечи для газа, и если нужны, то какие именно? Прочитав статью, вы узнаете, как и почему меняется режим работы мотора, какие процессы происходят в камере сгорания и как влияют на них свечи зажигания. Это поможет вам выбрать такие свечи, которые заставят двигатель работать лучше и не снизят его ресурс.
Что происходит в цилиндрах
Силовой агрегат автомобиля работает на топливовоздушной смеси, в которой соотношение горючего и воздуха колеблется от 1:13 до 1:20. Чтобы придать машине сильное ускорение, приходится переобогащать смесь. Во время равномерного движения по прямой двигатель работает на максимально обедненной смеси. Эти операции выполняют инжектор или карбюратор.
Изменение соотношения топлива/воздуха меняет основные характеристики смеси:
- чувствительность к искре;
- склонность к детонации;
- скорость и температуру горения;
- количество выхлопных газов.
На скорость сгорания топлива, а также количество выделенной энергии влияют:
компрессия;- состав топливовоздушной смеси;
- температура двигателя;
- режим работы силового агрегата;
- напряжение зажигания;
- угол опережения зажигания (УОЗ);
- зазор между электродами свечи;
- калильное число свечи.
Как сгорает топливо
Сгорание топлива в холодном двигателе происходит иначе, чем в горячем. Топливовоздушная смесь в холодном силовом агрегате разгорается медленно, поэтому необходимо переобогащать ее, ведь искра зажигания, пробивающая зазор между электродами, оказывается слишком слабой. Даже инжектор не может качественно распылить топливо в холодной камере сгорания, поэтому часть горючего оседает на стенках поршня и цилиндров. Поэтому в режиме холодного двигателя многое зависит от интенсивности искры, которую определяют напряжение, форма электродов и зазор.
Постоянное нахождение свечи в зоне высоких температур приводит к такому нагреву электродов, что вызывает калильное зажигание. В этом случае смесь воспламеняется не от искры, которая пробивает зазор между электродами, а от контакта с раскаленной свечой.
Поэтому для высокотемпературных моторов, работающих с огромной нагрузкой, необходимо использовать свечи с высоким калильным числом, которые эффективно отдают тепло головке блока цилиндров (ГБЦ), поэтому названы холодными. Для двигателей (карбюратор и инжектор), работающих под небольшой нагрузкой, используют теплые свечи, с небольшим калильным числом. Они быстрей нагреваются до рабочей температуры (700–800 градусов) и обеспечивают эффективный розжиг топливовоздушной смеси в холодном моторе. Если калильное число слишком велико, то она не нагревается до рабочей температуры, в результате чего на электродах появляется нагар, еще больше усугубляющий ситуацию.
Чем выше октановое число бензина, тем лучше он переносит сжатие в цилиндрах (стойкость к детонации). Поэтому для моторов со степенью сжатия свыше 9,5 необходимо использовать бензин с октановым числом не менее 95. Такое сочетание позволяет мотору выдавать максимальную мощность. Чем выше октановое число, тем больше температура и энергия, которые выделяются в процессе сгорания, что, в свою очередь, влияет на работу свечи. 
Поэтому использование в моторах со степенью сжатия свыше 9,5 горячих свечей приведет к сильному падению мощности из-за калильного зажигания. К тому же в результате недостаточного сжатия, зазор свечей и тарелки клапанов начинает покрывать нагар, ухудшающий работу двигателя. Вопреки общепринятому мнению, нагар на свечах и клапанах образуется не только из-за неправильно выставленного УОЗ или переобогащенной смеси, но также от недостаточной степени сжатия или падении компрессии.
Чем отличаются бензин и газ
Вот основные отличия бензина от сжиженного природного газа (СПГ):
- октановое число: бензин 95–98, газ 105–115;
- температура кипения: бензин от 33 градусов, СПГ минус 42 градуса;
- степень сжатия мотора: бензин 9,0–10,0 газ 10,5–12.
По своим характеристикам газ (пропан и бутан) сильно отличается от бензина. Высокое октановое число не позволяет просто подключить ГБО к мотору, рассчитанному на работу с бензином 80 или 92, ведь такое топливо быстро выведет двигатель из строя. Если степень сжатия сильно не соответствует топливу, то температура и скорость сгорания топлива изменяются. Кроме того, инжектор распыляет пропан более эффективно, чем бензин. Высокое октановое число требует увеличения степени сжатия как минимум до 10,5, в противном случае в режиме большой мощности мотор будет работать с перегревом.
При работе на СПГ нагар на клапанах и свечах не образуется, даже если степень сжатия недостаточна, что является серьезным преимуществом газа.
Известен случай, когда к исправной Газели с мотором ЗМЗ 406 инжектор подключили ГБО (пропан), даже не отрегулировав зажигание. Через 40 тысяч километров из-за сильного перегрева прогорел один из клапанов ГБЦ. Также известен случай, когда откапиталенный карбюраторный ЗМЗ-402 под 92 (и не инжектор, а карбюратор), установленный на старую Волгу, проработал на газу до следующего ремонта 250 тысяч километров. Потому что водитель внимательно отнесся к подготовке мотора. Повысил степень сжатия, прошлифовав ГБЦ, выставил правильное зажигание и установил максимально холодные свечи.
Нужны ли особые свечи для СПГ
Многие автомобилисты приходят в магазин с запросом – мне нужны особые свечи под газ на инжектор и не понимают, что никто не выпускает такую продукцию. Свечи делят не по марке или типу топлива, а по калильному числу. Если у вас мотор под 98 бензин, на клапанах не образуется нагар, компрессия в норме, вы ездите без экстремальных нагрузок, то вам не нужны никакие особые свечи. Достаточно использовать наиболее холодные из рекомендованных в мануале. Если же вы используете средние свечи (калильное число от 11 до 17), то необходимо проверять их один раз в 2–3 месяца, но не позже чем через 10 тысяч километров. Необходимо контролировать, не появился ли нагар, соответствует ли зазор заданному значению. Это поможет определить, подходят ли они для двигателя и режима езды, или нужно поставить более холодные свечи.
Если вы собираетесь быстро ездить, но степень сжатия мотора ниже 11, то необходимо ставить максимально холодные из доступных свечей. Желательно подобрать калильное число не ниже 23 и проверять зазор, нагар каждые 2-3 тысячи километров. Если же вы полностью перешли на СПГ и не собираетесь ездить на бензине, то нагар на свече не появляется, а немного изменившийся зазор между электродами не угрожает мотору. Если двигатель со степенью сжатия свыше 9,5 постоянно работает на СПГ, то не возникает большей части тех проблем, которые ждут моторы, потребляющие бензин и газ. Ведь слишком холодную свечу покрывает нагар, а на слишком горячей от температуры меняется зазор. Все это негативно влияет на работу мотора.
Если вы заботитесь о своем бензиновом двигателе и решили перевести его на газ/бензин, обратитесь к шлифовщику, чтобы он обработал ГБЦ для увеличения степени сжатия, после чего отрегулируйте УОЗ. В этом случае установка холодных свечей даст максимальный эффект. Если же этого не сделать, то никакие специальные свечи зажигания для газа не смогут сохранить ресурс мотора.
Вывод
Теперь вы знаете, какой тип свечей лучше подходит для газа, а также знакомы с теми мероприятиями, которые продлят срок службы мотора. Следуя рекомендациям этой статьи, вы избежите снижения ресурса мотора и продлите его пробег.
После того как вы установили ГБО на свой автомобиль и почувствовали реальную экономию и моральное удовлетворение, ваша езда станет беззаботной. Однако необходимо помнить, что ГБО, как и любое оборудование, требует регулярного обслуживания и знаний определенных тонкостей, без которых эксплуатация автомобиля на газу будет невозможна. Сегодня мы расскажем о том, как необходимо подходить к выбору свечей зажигания для ГБО, а также о том, чем они отличаются от обычных свечей.
Можно, конечно, поставить обыкновенные свечи (бензиновые), которые, скорее всего, позволят вам эксплуатировать ваш автомобиль, однако раскрыться на полную с такими свечами ваш двигатель с ГБО вряд ли сможет. Можно довериться специалистам сервиса, на котором вы обслуживаетесь и купить свечи для ГБО те, которые посоветуют они. Однако с таким подходом можно легко стать жертвой заинтересованных лиц, которые под видом хороших свечей продадут вам те, которые им выгодно вам продать. Другими словами — доверяй, но проверяй.
Для начала о калильном зажигании свечей зажигания
Скажу сразу, что по этой величине принято характеризовать тепловые характеристики свечи. Калильное зажигание, если выразиться на доступном языке — температура, при которой воспламенение топливной смеси будет происходить не от искры, а от нагретого электрода. Газ, в отличие от бензина, воспламеняется немного по-другому, а скорость сгорания газа в разы меньше, поэтому газовая смесь будет беднее, чем бензиновая. Когда двигатель работает на газу, топливно-воздушной смеси для того чтобы воспламениться нужно более высокое напряжение — 16 кВ по сравнению с бензином, у которого это значение равно — 14 кВ.
При сгорании газовой смеси, температура в камере сгорания намного выше, в результате чего обычные бензиновые свечи изнашиваются намного быстрее. Именно по этой причине, свечи на ГБО необходимо ставить "холодные", то есть с более высоким калильным числом.
Иридиевые свечи зажигания для ГБО
Со слов некоторых специалистов и понимающих людей, на авто с ГБО лучше устанавливать иридиевые свечи зажигания, т. к. в их производстве, а точнее в производстве центрального электрода обычная сталь заменена иридием или платиной. Благодаря этому, толщина электрода уменьшается с 2,5 до 0,4-0,8 мм. Для чего уменьшать толщину? Это делается потому, что более тонкий электрод позволяет увеличить напряженность электрического поля, а вместе с тем, стабильность заряда и энергетику. Увеличивается также интенсивность и скорость поджига горючей смеси, которая для авто с ГБО очень важна. За счет увеличения скорости распространения пламени топливо сгорает более полно, а мощность самой вспышки увеличивается, тем самым, позволяя предотвратить падение мощности двигателя во время работы на газу.
Если посмотреть на внешний вид искры, которую вырабатывает обычная свеча, можно увидеть, что она нестабильна, и нередко может менять свой цвет в довольно большом цветовом диапазоне: от ярко-красного до бледно-синего. Абсолютно другая ситуация происходит с иридиевыми свечами, которые производят свечу четкого белого цвета. Цвет весьма важен, поскольку наиболее плохой считается искра розового цвета, из-за нее возникают пропуски в зажигании. Если двигаться вверх по цветовому спектру синего цвета, то чем более синей будет искра, тем горячее она становится и, тем надежнее становится зажигание. Вне конкуренции находится искра белого цвета, увидеть которую можно при работе иридиевых свечей. Стабильное воспламенение топливной смеси не только компенсирует падение мощности во время работы на газу, но и к тому же позволяет сделать смесь более бедной, что так или иначе положительно сказывается на экономии топлива. Экономия топлива составляет от 2% до 8%, первое значение характерно для карбюраторных двигателей, а второе для инжекторных.
Какие именно свечи можно устанавливать на двигатель с ГБО?
Свечи японского производства NGK LPG LaserLine 2. Кстати, прекрасно подходят для двигателей, работающих на газу за счет использования драгметаллов (центральный электрод иридиевый, боковой — платина).
Свечи для газа DENSO WK20 также хорошо устанавливать на мотор работающий на газу. Свечи этой марки позволяют увеличить мощность двигателя, повысить экологические показатели, а также получить экономию топлива. Небольшая стоимость и неплохие показатели делают эти свечи прекрасным бюджетным вариантом.
Свечи зажигания DENSO Iridium IW20, можно считать идеальными свечами для газовых моторов, толщина центрального электрода всего 0,4мм, благодаря чему свечи обеспечивают стабильный разряд, который одинаково хорошо подходит как для газа, так и для бензина. Несмотря на высокую стоимость, свечи стоят того, чтобы их купить, т. к. срок их службы, со слов самого производителя, может превышать срок службы самого силового агрегата. Объясняется это тугоплавкостью материалов, из которых изготовлены свечи электродов.
Независимо от того, какие свечи вы решите купить, главное при выборе обращать внимание на температурный показатель, если он будет слишком низким — свечи обрастут отложениями, слишком высокой — получите калильное воспламенение, когда смесь загорается не от искры, а от разогревшегося электрода. Лучше всего покупайте свечи с тонким электродом, желательно чтобы центральный был иридиевым.
