Свічки запалювання працюють в екстремальних умовах. Вони служать для передачі струму високої напруги, виробленого в котушці запалювання, до електродів в камері згоряння, де цей струм виробляє іскровий розряд, для підпалу робочої суміші. Свічки піддаються високим температурним, механічним, електричним навантаженням, а також хімічної дії продуктів неповного згоряння палива. Температура, яка впливає на свічку, досягає 2500 ° С, тиск газів досягає 60 - 80 бар, а напруга на електродах від 20 - до 30 кВ. Такі жорсткі умови роботи визначають особливості конструкції свічок і застосовуваних в них матеріалів, так як від безперебійного іскроутворення залежать потужність, паливна економічність, пускові властивості двигунів, а також токсичність відпрацьованих газів. Таким чином, свічка запалювання, грає важливу роль в забезпеченні надійної роботи двигуна.
На малюнку видно всі основні елементи свічки запалювання:
Керамічний ізолятор визначає здатність свічки накопичувати тепло, а металевий сердечник - відводити. Бічний і центральний електрод, виробляються в основному з нікелевих сплавів, що дозволяє їм чинити опір високим тепловим навантаженням. Характеристики теплової провідності центрального і бічного електродів можуть бути поліпшені шляхом використання біметалічного матеріалу (оболонка - нікелевий сплав, серцевина - мідь). У свічках, розрахованих на більш тривалий інтервал заміни, для виготовлення електродів застосовуються срібні, платинові або іридієві сплави.
Такі свічки, як правило, застосовуються на двигунах, в яких процес їх заміни досить ускладнений і пов'язаний з частковим розбиранням навісного обладнання. Або в ДВС, від яких завод виробник хоче отримати спочатку максимальний ККД. Найширше застосування «платинові» і «Іридієві» свічки отримали в авто і мотоспорт.
Мала площа вільного місця в камері згоряння сучасних двигунів - це основна проблема для свічок запалювання. Конструктивно, свічка може бути встановлена тільки у верхній частині камери, там, де вже розташувалися клапани і різні датчики. Перехід від двох до чотирьох і далі до п'яти клапанів на циліндр, залишає зовсім мало вільного простору. Свічку доводиться зменшувати в діаметрі, економлячи цінну площу всередині камери згоряння. У недавньому минулому майже всі свічки мали різьблення M18, а тепер різьблення М14, М12 і навіть М10 стають поширеними. Для такої тонкої свічки набагато складніше вирішити проблеми термічної витривалості і тепловідведення. Тому тут на перший план виходять питання якості матеріалу і нових технологій.
Свічки запалювання, точніше їх зовнішній вигляд, є чудовим індикатором стану двигуна. Свічки можуть Вам «розповісти» як про помилки пов'язаних з їх вибором, так і про приховані процеси, що розвиваються в двигуні задовго до того, як вони заявлять про себе у вигляді чорного диму, детонації або нестабільної роботи.
У сучасних розробках стали застосовувати рідкоземельні метал іридій, зі сплаву якого робляться центральні електроди свічок запалювання. Сердечник, виконаний з іридієвого сплаву набагато менше розмірів звичайного нікелевого сердечника. У іридієвих свічках запалювання застосовуються дуже тонкі центральні електроди, діаметр яких у різних виробників коливається від 0,4 до 0,9 мм, зі сплавів металів основним з яких є іридій. Завдяки особливості будови і зменшення діаметра центрального електрода Іридієві свічки дозволяють двигуну розвивати максимально допустиму потужність.
При виробництві свічки запалювання іридієвий наконечник приварюють по всій своїй окружності до решти електроду за допомогою лазерного зварювання. Така технологія сучасної лазерної зварювання здатна забезпечити досить високу надійність з'єднуються частин електрода іридієвої свічки виконаних з різних матеріалів. У різних виробників іридієвий наконечник може бути різних діаметрів, найменший має діаметр близько 0,4 мм. відмінною рисою є дуже висока температура плавлення. До недавнього часу, виконати таку операцію було неможливо, так як звичайна сварка не могла забезпечити надійність з'єднання і забезпечити температуру плавлення цих сплавів. Лазерне зварювання здатна забезпечує необхідну плавлення сплавів по всій площі іридієвого сердечника. Лазер повністю і рівномірно розплавляє метал зварюються ділянок, а місця такої зварювання здатні забезпечити надійність з'єднання матеріалів, що працюють у важких умовах експлуатації.
Проведені провідними корпораціями дослідження говорять про те, що значний вплив на параметри роботи двигуна в чималому ступені надає діаметр і форма центрального електрода. Застосування свічок з іридію покращує економічні показники двигуна. При цьому для карбюраторних силових агрегатів цей показник не дуже великий і економія палива не перевищує 2% від звичайних свічок. А ось на сучасних вприськових двигунах зменшення витрати пального становить вже не менше 6 - 7%, що має велике значення. При цьому кращі показники на обох типах двигунів мають свічки, у яких найменша товщина центрального електрода. А ось у іридієвих свічок, товщина центрального електрода яких небагато чим відрізняється від звичайних, показник набагато гірше, але все ж різниця у витраті бензину досить відчутна.
Основні переваги іридієвих свічок:
1. Зростає потужність двигуна на 3 - 4%;
2. Легкий запуск двигуна при знижених температурах;
3. Зниження витрати палива досягає 2 - 7%;
4. Збільшення ресурсу свічок запалювання в 2 - 3 рази;
5. Поліпшення екологічних показників.
Недоліки іридієвих свічок:
1. Основним недоліком даних свічок є їх висока роздрібна ціна, обумовлена застосуванням сучасних технологій;
2. Високі вимоги до вживаного палива.
Висновок. Незважаючи на те, що іридієві свічки досить дорогі - комплект коштує 2500 - 3000 рублів, однак завдяки економії палива вони окупаються вже через 30 - 35 тисяч кілометрів пробігу. А легкий пуск, збільшення потужності і підвищений ресурс пропонується в якості бонусу.