Факел или искра? — журнал За рулем
До сих пор нам откровенно не везло ни с «плазмой», ни с миниатюрными ракетными двигателями. В ЗР, 1998, № 12 мы испытывали свечи зажигания фирмы ПАКР Лтд., в ЗР, 2006, № 4 — изделия «Бугаец» и т.п. Объединяло эти изделия обилие красивой терминологии, кустарное исполнение и полная профнепригодность. Однако на сей раз перед нами симпатичные фирменные свечи из Днепропетровска. Проверим?
НАЧНЕМ С ТЕРМИНОЛОГИИ
Сразу хочется поспорить: ну при чем тут плазма? Слово красивое, спору нет, только чем процесс зажигания в подобных свечах принципиально отличается от протекающего в бошевских или уфимских? Жонглировать терминами можно бесконечно, но сопоставлять плазменно-форкамерные свечи с электроискровыми — то же самое, что сравнивать, скажем, «мерседесы» с автомобилями. Тот же разряд пробивает тот же искровой зазор. Так что и обычный «Бриск», и NGK — тоже, по сути, плазменные генераторы.
Пометка «Сделано для Европы» (на английском) несколько удивляет.
Особенно в свете рекомендаций подвинуть угол опережения зажигания «до +/- 5 град.». Так и представляешь добропорядочного европейца с брелоком от BMW в одной руке и со стробоскопом в другой…
Пометка «Сделано для Европы» (на английском) несколько удивляет. Особенно в свете рекомендаций подвинуть угол опережения зажигания «до +/- 5 град.». Так и представляешь добропорядочного европейца с брелоком от BMW в одной руке и со стробоскопом в другой…
А как насчет форкамеры и объемного зажигания? С этим разберемся подробно. Нам помогут два двигателя — карбюраторный ВАЗ-21083 и впрысковый ВАЗ-2111, установленные на стендах. Ради объективности возьмем за базу для сравнения недорогие свечи Finwhale (считаем их штатными) и оценим эффект от использования двух других комплектов: традиционного, но дорогого NGK (без всяких форкамер и объемных взрывов) и собственно объекта исследования — свечей «Плазмофор-Супер» ПФ А17ДРМ. Последовательно установили каждый из трех комплектов на моторы, прогрели последние до фиксированных температур масла и тосола, замерили мощность, расход топлива, токсичность отработавших газов.
Данные в таблицах — можно сравнивать.
ФАКЕЛ СВЕТА В ТЕМНОМ ЦАРСТВЕ
Сразу очевидно одно: нет ни провала, ни триумфа! Закройте рукой наименование свечей и попробуйте догадаться, какие показатели в таблицах относятся к плазменно-форкамерным, а какие — к обычным.
Чтобы точнее оценить объем форкамеры, свечу распилили: нет, больше 0,025 куб.см никак не получается. Тесновато, однако…
Чтобы точнее оценить объем форкамеры, свечу распилили: нет, больше 0,025 куб.см никак не получается. Тесновато, однако…
Конечно, мощность по сравнению с самыми дешевыми свечами Finwhale слегка подросла. Но и обычные NGK на обоих моторах выдали аналогичные цифры! Сравнение расходных характеристик различных комплектов особой радости не доставило: все различия — вблизи погрешности измерений, причем скорее в пользу NGK. А вот насчет токсичности «Плазмофор» смотрится получше: содержание в выхлопе и окислов азота NO x,и остаточных углеводородов CH с этими свечами упало сильнее.
И все же — где обещанная мощность? Возможно, ключ в забавной фразе на упаковке: «Рекомендуется эксплуатация с коррекцией угла опережения зажигания (до +/- 5 град.)». Что ж, попробуем. Логика подсказывает: хочешь добавить мощности — крути зажигание вперед.
ВПЕРЕД, К ПОБЕДЕ!
Такие эксперименты мы обычно проводим на карбюраторном моторе: там не приходится колдовать с программами и прошивками. Все получилось согласно классической теории ДВС. С увеличением УОЗ «Плазмофоры» по сравнению с базовым комплектом со старыми регулировками подняли мощность еще на 5%. Экономичность тоже улучшилась — примерно на 4%. Одна только беда: экологический эффект, который мы видели на базовых регулировках, вдруг испарился!
Кстати, проверка при тех же регулировках обычных NGK дала практически аналогичный результат. Справедливости ради отметим, что детонация при полном дросселе была выше, чем на «Плазмофорах».
Но вылезла проблема посерьезнее.
Моторы обоих типов при работе с плазменно-форкамерными свечами весьма неустойчиво работают при малых углах открытия дроссельной заслонки. Колебания и броски нагрузки при фиксированном положении дросселя были весьма ощутимы: так обычно бывает при неравномерной работе цилиндров. Причем неприятности полностью исчезали, стоило заменить свечи обычными… Да и расход топлива в этих режимах на «плазме» выше, причем даже по сравнению со свечами базового комплекта. При повышении нагрузки мотор начинал работать ровно.
В чем причина? По нашему мнению, в плохой вентиляции форкамеры. К тому же при малом открытии дросселя очистка цилиндра в бензиновом моторе плохая и это усугубляет ситуацию.
СТОИТ ЛИ СВЯЗЫВАТЬСЯ?
Заботясь о чистоте терминологии, мы настаиваем: считать такой процесс форкамерным в классическом его понимании нельзя (см. «Наш комментарий»). Кстати, об этом же говорит совпадение качественной картины изменения поведения мотора на плазменно-форкамерных и на обычных свечах в последнем эксперименте.
Никакого эффекта объемного воспламенения мы не увидели.
Наши советы? Если любите экспериментировать — вперед, хуже от «плазмы» не станет. Но сами мы предпочтем поставить что-нибудь из известного, классического, искрового в привычном смысле слова. И, как обычно, предлагаем относиться к любой рекламе с чувством юмора. Она на это и рассчитана.
ОБЕЩАНО ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ. ЦИТИРУЕМ РЕКЛАМУ
Плазменно-форкамерные свечи объединяют преимущества плазменного и форкамерного зажигания. По мощности поджига они в десятки раз превосходят электроискровые свечи зажигания. Их электроды сконструированы в виде ракетного сопла с форкамерой. При подаче высоковольтного импульса в зазоре между электродами происходит пробой, образовавшийся плазменный сгусток выталкивается в камеру сгорания (использован принцип работы импульсного ускорителя плазмы)… Преимущества плазменно-форкамерных свечей: увеличение мощности двигателя за счет более полного сгорания топлива, повышение экономичности двигателя при сохранении мощности, улучшение динамических характеристик автомобиля, устойчивая работа на низкооктановом бензине… надежный пуск при пониженных температурах, повышенный ресурс работы… снижение токсичности выхлопных газов.
Плазменно-форкамерные свечи при сравнении с обычными не показали ни решающих преимуществ, ни заметных недостатков, отсутствие которых уже радует.
НАШ КОММЕНТАРИЙ. А ЕСТЬ ЛИ ФАКЕЛ?
В конце 70-х годов прошлого столетия в моду вошли форкамерно-факельные моторы. Знатоки вспомнят двигатель ЗМЗ-4022.10 для первых «волг» ГАЗ-3102. Сам принцип воспламенения топливовоздушной смеси факелом горящего топлива очень заманчив, так как позволяет резко повысить скорость сгорания и, следовательно, поднять мощность двигателя. Но самое важное — становится возможным сгорание очень бедной смеси, в которой обычный фронт пламени уже не распространяется. Это открывало путь к резкому снижению токсичности отработавших газов.
От двигателей — к свечам. Что требуется для форкамерного процесса? Во-первых, разделить камеру сгорания на две — форкамеру и расширительную. В нашем случае это присутствует. Но для создания факела, способного на объемный поджиг смеси, нужно накопить в форкамере достаточный запас внутренней энергии (а проще — топлива), способной дать импульс потоку газа.
В ДВС объем форкамеры составляет 10…25% от объема камеры сжатия. Это десятки кубиков. А камера в корпусе свечи? Там и одной десятой кубика не наберется. Откуда взяться энергии?!
Во-вторых, классическая форкамера имеет дополнительный клапан для вентиляции, чтобы очищаться от отработавших газов. А в свече этого нет, разве что три просверленные дырки. При этом заряд сильно нагревается, его плотность падает, а мизерная масса уменьшается еще сильнее. Опять-таки — откуда взяться энергии?
И в-третьих, в форкамерном двигателе смесь расслаивали, то есть обогащали в форкамере, улучшая воспламеняемость, и обедняли в цилиндре. Ничего подобного при замене обычных свечей плазменными, естественно, не выполнить.
Плазменные свечи. ПФ Плазмофор. ВАЗ,Славута,Газель
Производитель: Днепровский завод свечей зажигания / НПП Плазмофор, Украина
Сайт производителя: www.plazmofor.com
Контакты: +38 066 331 61 97, +38 056 7609107, +38 067 476 64 28.
Служба тех.
поддержки +380 67 635 85 01
Как известно любому водителю, качество работы любого двигателя зависит, прежде всего, от полноты и скорости сгорания топлива в цилиндре. И как же решить данную проблему?
В 80-е годы специалистами в области космической техники начались работы по разработке нового вида поджигающего устройства для тепловых двигателей. И вот, в 1990 году изобретателями из Днепропетровска была разработана и запатентована плазменно-форкамерная свеча зажигания, не имеющая аналогов во всем мире.
Плазменно-форкамерная свеча обладает огромным положительным качеством, таким как использование форкамерного и плазменного зажигания, причем, данная свеча устанавливается на место обычных и без переделок двигателя и системы.
Принцип работы свечи сочетает в себе преимущества форкамерного и плазменного зажигания – она поджигает топливную смесь в цилиндре подвижным искровым разрядом и мощным факелом пламени, истекающим из форкамеры. При этом свеча самоочищается от нагара реактивной струей при каждом рабочем цикле.
Плазменно-форкамерные свечи зажигания успешно прошли стендовые и ходовые испытания, получили высокую оценку специалистов и пользуются огромным спросом. На сегодняшний день, более сотни тысяч “Жигулей”, “Славут”, “Газелей” и автомобилей других марок ездят по дорогам Украины с новыми свечами. Неплохо зарекомендовала себя эта конструкция свечи и на иномарках, особенно с “классическим” карбюраторным двигателем. Как показывает опыт эксплуатации, двигатели, укомплектованные новыми свечами, за счет более полного сгорания топлива имеют повышенную мощность, без детонации работают на низкооктановом бензине. Благодаря применению днепропетровских свечей зажигания улучшается приемистость автомобиля, уменьшается токсичность отработавших газов и облегчается холодный запуск двигателя.
В процессе исследований и испытаний нового типа свечи зажигания намечены пути дальнейшего совершенствования свечей и систем зажигания. Особо следует отметить возможность экономичной и экологически чистой работы ДВС на обедненных топливных смесях и газе без потери мощности с увеличением ресурса работы свечи до 50-100 тыс.
километров пробега. Такая возможность уже подтверждена опытом эксплуатации ПФ свечей, изготовленных в Днепропетровске.
Теперь о плазме и плазменном зажигании. Сразу хочется поспорить: ну при чем тут плазма? Все, кто связан с техникой, знают – плазма – четвертое состояние вещества, когда молекулы распадаются на заряженные частицы – ионы. Плазма давно и широко используется в технике – от космических плазменно-ионных двигателей, эффективность которых в десятки раз выше обычных жидкостных, до обычных ламп “дневного” света, которые имеют огромный КПД по сравнению с традиционными лампочками накаливания.
Электроды ПФ свечи сконструированы в виде ракетного сопла с центральным телом. При подаче высоковольтного импульса в зазоре между электродами происходит пробой, образовавшийся плазменный сгусток выталкивается в камеру сгорания. Одновременно происходит поджиг топливной смеси в форкамере свечи, и продукты сгорания через сопло с высокой скоростью впрыскиваются в цилиндр ДВС.
При этом обеспечивается объемный, в отличие от точечного у обычных свечей, поджиг основного топливного заряда, увеличивается скорость, полнота сгорания топлива, повышается мощность двигателя и уменьшается токсичность выхлопных газов.
Таким образом, в конструкции плазменно-форкамерной свечей одновременно реализованы преимущества форкамерного и плазменного зажигания, причем эти свечи устанавливаются на место обычных без переделок двигателя и системы зажигания. Кроме того, увеличенная рабочая поверхность бокового электрода и сердечник центрального электрода из чистой меди увеличивают срок безотказной работы свечи за счет меньшего износа электродов, а постоянная очистка от нагара потоками высокотемпературных газов гарантируют безотказную работу в самых экстремальных условиях.
По мощности поджига плазменно-форкамерные свечи превосходят многие из ныне существующих, включая 3-х и 4-х электродные импортного производства.
По данным, которые были предоставлены с многочисленных выставок и исследований, сразу можно сказать, что ПФ свечи намного превосходят обычные свечи зажигания по всем параметрам, кроме стоимости.
Свечи зажигания ТМ PLAZMOFOR полностью взаимозаменяемы со свечами других производителей.
Каждая единица продукции проходит испытания под давлением на герметичность на 14 атм и искрообразование.
Плазменно-форкамерные свечи производятся 2-х типов: для автомобилей, работающих только на бензине и на газ/бензин.
При изготовлении ПФ-свечи для автомобилей, работающих на топливе газ/бензин применена технология, позволяющая улучшить теплоотвод от изолятора свечи, т.к. газ сгорает с большей температурой и имеет более высокое октановое число. На свече ПФ Газ искровой зазор уменьшен, т.к. газово – воздушную смесь искре «трудней пробить».
Приглашаем вас познакомиться c плазменно–форкамерной свечи зажигания.
Также смотрите больше информации:
Дистрибьюторы в Украине: Оборудование и инструмент для СТО
Дистрибьюторы в Украине: Автозапчасти
Дистрибьюторы в Украине: Автохимия
Дистрибьюторы в Украине: Автоаксессуары
Дистрибьюторы в Украине: АКБ
Дистрибьюторы в Украине: Все для кузовного ремонта
Дистрибьюторы в Украине: Моторные масла и смазки
Учебные центры для СТО
UA
Розробка, виробництво та продаж свічок запалювання ТМ “ПЛАЗМОФОР”.
Виробництво контрольних приладів.
Інжиніринг, розробка наукоємної продукції.
Широкий асортимент для всіх типів автомобилів, бензопил, мотор-генераторів. Свічки спеціального призначення.
Використання плазмово-форкамерних (PF) свічок збільшує потужність та знижує токсичність викидних газів та викидів парникових газів.
Гарантії національного виробника!
Постійне покращення якості нашої продукції.
ENG
Development and production and sale of spark plugs TM “PLAZMOFOR”.
Engineering, development of high technology products.
Production of control devices.
TROUBLESHOOTING.
Scientific research. Technology transfer. Space technology conversion.
A wide range of spark plugs for all types of cars, chainsaws, motor generators. Spark plugs for special purposes.
The use of plasma prechamber (PF) candles increases power and reduces exhaust toxicity and greenhouse gas emissions.
Warranties of the national producer!
Эта система плазменного зажигания может повысить эффективность двигателя на 20%
Дальнейшая история —
Система зажигания TPS была разработана для работы с существующими двигателями.
Джонатан М. Гитлин –
Увеличить / Это вид на верхнюю часть цилиндра, когда модуль зажигания TPS посылает импульс плазмы.
Переходные плазменные системы
В 2019 г., мы рассмотрели интересную новую усовершенствованную систему зажигания от Transient Plasma Systems. Он заменяет обычные свечи зажигания в двигателе автомобиля модулем зажигания, который использует очень короткие (наносекундные) импульсы плазмы для воспламенения топливно-воздушной смеси внутри цилиндра. В то время эта технология все еще проходила стендовые испытания, но теперь она почти готова к производству после того, как проверочные испытания подтвердили ее способность повышать эффективность использования топлива до 20 процентов при установке на существующий двигатель.
«Мы показываем, что технология отвечает всем требованиям, которые должны быть у усовершенствованной системы зажигания, чтобы выйти на рынок», — сказал Дэн Синглтон, основатель и генеральный директор TPS.
Разве мы не собираемся на электромобилях?
В этот момент некоторые из вас, вероятно, задаются вопросом, почему кто-то вообще беспокоится о разработке новой технологии двигателей внутреннего сгорания — в конце концов, разве наше будущее не будет электрическим? Но при всем желании пройдет много лет, прежде чем такие страны, как США, перестанут продавать новые автомобили с двигателями внутреннего сгорания, и еще дольше, пока они не будут разрешены на наших дорогах.
Реклама «Было много фрагментов, анализирующих данные и в основном говорящих: «Посмотрите, нам нужно быть реальными в отношении того, какова скорость принятия электромобилей. Итак, мы действительно думаем, что будущее будет за электромобилями. Но вопрос в том, что мы делаем, пока мы наращиваем? И я думаю, что если вы посмотрите на данные, становится довольно убедительно, что лучшее, что вы можете сделать, это начать снижать выбросы CO 2 сейчас. Так что это действительно то, где мы видим это Если вы сразу же выведете эту технологию на рынок, наши данные показывают, что это означает немедленный и значительный выброс CO 9.
0023 2 сокращения», — сказал мне Синглтон.
Плазменная система зажигания TPS предназначена для установки в существующие автомобили с очень небольшими изменениями. Модуль зажигания заменяет обычные свечи зажигания, и есть модуль питания для управления им, но в остальном это единственный другие модификации относятся к программному обеспечению, так как двигатель требует переназначения, чтобы воспользоваться преимуществами новой технологии.
“Многие OEM-производители, с которыми мы работали, замораживают свои конструкции двигателей, они говорят: “Больше никаких новых блоков цилиндров”. , мы можем изменить некоторые детали, но мы замораживаем дизайн». Таким образом, он должен в основном просто залезать в уже существующие дыры, что и делает эта технология», — пояснил Синглтон.0009
“Во-первых, вам нужно расширить пределы разбавления – это либо добавление системы рециркуляции отработавших газов (EGR), либо, если вы хотите, чтобы она стала обедненной, вы также можете это сделать.
И это, очевидно, главное, что усовершенствованный работает система зажигания, — сказал он мне.
← Предыдущая история Следующая история →
Что такое система зажигания TPS? Как работают переходные плазменные системы
| Мнение
Передовые технологии направлены на повышение эффективности и сокращение выбросов.
Если свести все к минимуму, улучшить среднюю экономию топлива очень просто: сжигайте меньше топлива в цилиндре во время движения. С этой целью разработчики двигателей трудились над тем, чтобы заставить работать обедненные смеси еще задолго до появления электронной системы сжигания обедненной смеси Chrysler в середине 70-х годов.
Но воспламенение таких смесей через свечу зажигания (как в двигателях начиная с Model T) было проблематичным. Теперь в Торрансе, штат Калифорния, стартап Transient Plasma Systems предлагает низкотемпературную плазменную систему зажигания, которая, как утверждается, может заменить свечу зажигания.
Как работают традиционные свечи зажигания?
Вот как работают традиционные свечи зажигания: Энергия, генерируемая катушкой, накапливается в воздушном зазоре свечи зажигания до тех пор, пока энергетический потенциал не ионизирует газы в зазоре. Это приводит к тому, что газы становятся проводящими, что приводит к всплеску тока и мгновенной вспышке горячей плазмы — подобно крошечной молнии. Крошечный процент энергии, используемой для создания этой искры, в конечном итоге приводит к термическому воспламенению топливной смеси, которая затем должна распространяться по всему цилиндру.
Чем отличается переходная плазменная система?
TPS предлагает использовать другой тип плазмы для инициирования горения совершенно другим способом.
Благодаря последним достижениям в области твердотельных высоковольтных коммутационных возможностей, напряжение, аналогичное напряжению в старомодной катушке, создается за 10-50 наносекунд и распределяется не по дискретному промежутку, а скорее по полосам и полосам между электрод и периферийный корпус вилки.
мегаватт, но с энергией в миллиджоули. Целая половина этой энергии тратится, разрушая связи, удерживающие молекулы кислорода вместе, и ускоряя отдельные атомы кислорода, так что они атакуют и воспламеняют топливо гораздо быстрее и при гораздо более низких температурах.
Испытания исследовательского двигателя, работающего на этилене, в Университете штата Огайо показали, что такие системы зажигания «продемонстрировали, что цепные реакции радикалов, генерируемых плазмой, сокращают время воспламенения на два порядка и температуру воспламенения до [540 градусов], “Согласно статье, опубликованной Plasma Sources Science and Technology.
«Эти результаты являются дополнительным свидетельством нетепловой природы воспламенения с помощью низкотемпературной плазмы».
Распаковываем этот результат. Сверхскоростное воспламенение означает меньшее ожидание распространения фронта пламени по разбавленной смеси и большую вероятность сгорания всего топлива. Более низкая температура сгорания означает гораздо меньшее образование NOx и намного меньше выделяемого отработанного тепла, поэтому больше энергии топлива в конечном итоге приводит в движение автомобиль.
После этого система прошла испытания в Аргоннских национальных лабораториях на двигателе Cummins I-6, работающем на природном газе, где она продемонстрировала улучшенную тепловую эффективность тормозов, снижение выбросов CO и NOx, а также способность использовать рециркуляцию отработавших газов в большом количестве.
Хотя зажигание TPS может воспламенять топливно-воздушные смеси с обеднением до 25:1, избыток воздуха по-прежнему усложняет контроль выбросов, поэтому цель состоит в том, чтобы использовать стехиометрические смеси, разбавленные большим количеством избыточных инертных выхлопных газов.
(Однако стоит упомянуть, что TPS работает над другим применением этой технологии для удаления твердых частиц и разрушения NOx, как это происходит с O2.)
Не бойтесь, любители производительности. Зажигание TPS также может повысить мощность. Более быстрое сгорание позволяет уменьшить опережение зажигания, поэтому меньшее сгорание происходит, пока поршень все еще движется вверх в цилиндре, оставляя больше давления сгорания для вращения колес.
Зажигание TPS Pros
Вот что мне больше всего нравится в зажигании TPS: система сразу же заменяет сегодняшние катушки и свечи зажигания, а ее преимущества дополняют современные технологии, такие как турбонаддув и гибридизация.
По словам соучредителя и генерального директора TPS Дэна Синглтона, преимущества экономии топлива должны составлять от 10 до 15 процентов в течение полного городского цикла вождения, и цена теперь готова подорвать стоимость аналогичных технологий, обещающих такую выгоду.
Его компания недавно завершила раунд финансирования серии A на сумму 8,5 млн долларов и ведет переговоры с «несколькими OE в Европе, Азии и США».
Предстоит еще много работы по развитию и обеспечению надежности, и эти плазменные заглушки не могут работать с резистивным сердечником, поэтому потребуется дополнительное экранирование для предотвращения радиопомех. Но я с оптимизмом смотрю на перспективы плазмы в плане продления срока службы двигателя внутреннего сгорания.
Читайте больше историй от Фрэнка Маркуса здесь:
Trending Pages
Honda, по-видимому, нашла дополнительные 600 л.с. и шум IndyCar в гибриде CR-V
2023 Subaru Forester vs. Toyota RAV4: Solid Comes Standard
This Datsun 240Z Is Packing Skyline Power
2024 Ford Mustang Becomes a Pricier Pony
Ford Thinks Cars Will Repo Themselves in the Future
Trending Pages
Honda явно нашла дополнительные 600 л.
