История и эволюция свечей зажигания

Вот уже сто десять лет исполнилось с тех пор, как компания «Bosch» явила миру свечу зажигания. Тогда трудно было предположить, что это «безобидное» на первый взгляд изобретение совершит прорыв в автомобилестроении.

История свечи зажигания, давно ставшей неотъемлемым элементом любого бензинового двигателя, началась в январе 1902 года. Именно тогда фирма «Bosch» получила патент на свечу в комбинации с магнето высокого напряжения — эпохальное изобретение, подготовившее почву для превращения небольшого предприятия в международный концерн и создавшее необходимые условия для быстрого распространения автомобилей.

«Проблема из проблем»

О предшественниках магнето высокого напряжения в автомобиле были написаны целые тома, изобилующие техническими выкладками. Но одно роднит их всех: нередко эти изобретения функционировали, но далеко не всегда, и во всяком случае не были надежными. В качестве хрестоматийного примера можно привести метод воспламенения от калильной трубки, с помощью которого Даймлер безуспешно пытался решить «проблему из проблем» — гарантированное надежное зажигание бензиновой смеси. Каким бы первоклассным конструктором двигателей ни был Даймлер, ему все же пришлось в конце концов (в 1898 году) прибегнуть к магнето, которому 100 лет назад просто не было альтернативы. Зажигание от магнето в то время, когда Бош начал им заниматься, было уже известно. Фирма «Siemens&Halske» еще в 1877 году поставляла электромагнитное устройство зажигания на фабрику газовых двигателей «Deutz», a Николаус Отто с 1884 года оснащал такими аппаратами стационарные двигатели, названные позже его именем.

Роберт Бош занимался производством магнето с 1887 года и в 1897-м решил установить усовершенствованную систему зажигания на трехколесный мотоцикл, что, собственно, и явилось началом эры зажигания от магнето в автомобилестроении.

Еще одна его заслуга состояла в последовательном развитии этой системы. С изобретением магнето высокого напряжения стало возможным его использование в автомобильных двигателях с постоянно увеличивающейся частотой вращения. Прежние магнето низкого напряжения не годились, поскольку их размыкающе-замыкающий вал слишком медленно вращался, чтобы производить искру зажигания, а также потому, что приспособить такое магнето к автомобильному двигателю было бы очень сложным и дорогостоящим мероприятием.

Свеча, пережившая магнето

Магнето высокого напряжения разрешило эту проблему. Здесь при образовании искры не происходило размыкание электрической цепи посредством обратного движения размыкающего вала. Индуцированное высокое напряжение производило небольшую искру между двумя электродами. Необходимым компонентом новой системы стала свеча зажигания.

Поначалу изобретение не вызвало большого интереса. Роберт Бош продемонстрировал свою новинку на стенде Парижского автосалона в ноябре 1902 года. То, что увидела там заинтересованная часть публики, не внушало доверия: вместо привычной большой и насыщенной искры, возникающей при размыкании цепи (именно так работали модели старых конструкций), теперь для зажигания топлива предлагалась жидкая бледная искра. С искрой от свечи зажигания произошло то же, что и с другими техническими новшествами, которые одним своим внешним видом вызывали недоверие. Интересно, однако, что именно свеча зажигания, которая была разработана как необходимое дополнение к магнето, пережила саму систему и сегодня, как и прежде, считается одним из основных компонентов современной системы зажигания в бензиновых двигателях.

Работа в «горячем цехе»

Конструкция свечи зажигания «Bosch» на протяжении всей ее истории непрерывно совершенствовалась. Несмотря на сильно возросшие нагрузки, срок службы современных изделий составляет от 20 000 до 30 000 км пробега, что примерно в 20 — 30 раз выше, чем 90 лет назад. Некоторые же типы выдерживают и все 100 000 км. Подобные свечи производят искру в течение срока службы более 20 миллионов раз, стандартные (при пробеге 20 000 км) — около 4 миллионов. Таким образом, при частоте вращения двигателя 4000 об/мин воспламенение происходит в среднем 30 раз в секунду.

При каждом зажигании свеча подвергается экстремальным нагрузкам, поскольку в определенных условиях температура в камере сгорания возрастает от 100 до 1000 °С в течение нескольких долей секунды. В результате подобного взрыву сгорания топлива на нее действует давление до 100 бар. Кроме того, она должна выдерживать воздействие очень агрессивной хил смеси из паров бензина и газов, образующихся в процессе сгорания. Однако, несмотря на «тяжелые условия работы», свеча должна каждый раз обеспечивать своевременное зажигание.

Объект для коллекционирования

Сегодня ассортимент компании «Bosch» включает более 1250 разновидностей свечей — начиная от коротких, величиной со спичку,для газонокосилок и заканчивая длинными, как карандаш, для больших двигателей, работающих на газе. Одних электродов насчитывается 26 видов. Многие современные силовые агрегаты имеют индивидуальные свечи.

За 110 лет фирма «Bosch» разработала более 20 000 типов свечей зажигания. Неудивительно, что в США даже существует «Союз коллекционеров свечей», который насчитывает более 1000 членов. Уже в 30-е годы XX столетия выбор был настолько разнообразен, что компании пришлось издать специальный словарь объемом 160 страниц.

В первый год производства «Bosch» ежедневно изготавливал всего несколько свечей зажигания. Сегодня только на одном заводе в немецком городе Бамберг их производится миллион в день, для чего расходуется 29 тонн стали, 1,8 тонны никеля, 0,7 тонны меди, 15 км никелевой проволоки и 2,5 кг платины для корпуса и электродов, а также 20 тонн глинозема для керамических изоляторов.

Наряду с заводом в Бамберге свечи зажигания для локальных рынков изготавливаются в Индии, Бразилии, Китае и России в соответствии с международными стандартами качества «Bosch». Концерн производит ежегодно во всем мире свыше 350 миллионов свечей. За сто десять лет объем выпуска составил более 10 миллиардов штук. Если бы эти свечи выложили единой цепью, то ее длина составила бы свыше 350 000 км — цифра, эквивалентная расстоянию от Земли до Луны.