Чем иридиевые свечи отличаются от простых: Иридиевые свечи зажигания — преимущества и недостатки — журнал За рулем — авторазбор Казань — Новой можно назвать лишь ту запчасть, которая еще не произведена.

Чем иридиевые свечи отличаются от простых: Иридиевые свечи зажигания — преимущества и недостатки — журнал За рулем

Июл 28 1972

Содержание

Как выбрать свечи зажигания, или не мучай свой автомобиль — Новости

Ни для кого не секрет, что очень важной деталью автомобиля с бензиновым двигателем являются свечи зажигания. Служат они для воспламенения топливно-воздушной смеси благодаря выбиваемой свечой искре. Давайте подробнее разберёмся, как они работают, какие существуют разновидности, насколько важна их роль при работе двигателя и разрушим некоторые мифы.

Подробно строение свечи рассматривать не будем, информации об этом везде полно. Cкажем лишь о том, что свеча зажигания состоит из металлического корпуса, изолятора и центрального проводника. К корпусу и центральному проводнику прикреплены электроды из различных сплавов (о видах сплавов чуть дальше). Суть работы заключается в том, что между центральным и боковым(и) электродами образуется искра, благодаря которой и происходит возгорание топливной смеси в камере сгорания бензинового двигателя.

ВАЖНО! Не поленитесь прочитать

Прежде чем разобраться, какие типы свечей бывают, из каких материалов делаются, какие допуски имеют, поговорим о том, насколько важную роль играют свечи зажигания при работе двигателя:

1. Расход топлива. Это далеко не основное и не самое критичное, но для нашего человека экономия чаще всего стоит на первом месте. От слабой или слишком маленькой искры расход топлива может увеличиться в разы.

2. Экология. Неправильная работа зажигания, перерасход топлива способствуют увеличению количества выбросов вредных веществ.

3. Потеря мощности и неровность работы двигателя. При неправильно работающей системе зажигания двигатель не будет выдавать полную мощность, у вас будут задержки отклика на педаль и ДВС будет периодически «троить» и создавать лишние вибрации.

4. Ресурс двигателя и выхлопной системы. Да да, это один из важнейших пунктов, практически нигде об этом не говориться, но мы должны максимально вас проинформировать, и здесь стоит поподробнее всё рассмотреть. При неправильно подобранной, либо превысившей свой ресурс свече, могут быть пропуски зажигания, будет сгорать не вся горючая смесь и двигатель будет работать не ровно. Как это влияет на ресурс спросите вы?

— При не полностью сгоревшей топливной смеси, она проходит дальше в выхлопную систему, и первое что ей встречается на пути — это катализатор(каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют и катализатором и нейтрализатором, хотя это одно и то же). Он имеет свой ресурс, и ресурс этот зависит напрямую от качества топлива и от того, насколько полностью сгорает топливная смесь (зависит это не только от свечей зажигания, но так же и от правильно работающей топливно-воздушной системы). Делаем вывод, что если у нас полностью не сгорает смесь — катализатор быстрее засоряется, а как известно, менять его очень и очень дорого. Можно конечно ездить и без него, но это очень негативно отражается на экологии, и может отразиться на расходе топлива в худшую сторону.

— Износ подшипников, движущихся частей и общая усталость металла. И снова не удивляйтесь, неровная работа двигателя очень сильно влияет на ресурс деталей и всего двигателя в целом. Лишние вибрации, которые вы можете и не ощутить благодаря подушкам двигателя, оказывают очень негативное влияние на большинство частей двигателя. От этого уменьшается ресурс подшипников, металл значительно быстрее устаёт, теряет прочность и изнашивается. Кто-то скажет, что это полная чушь и бред, но вспомним моторы от авиатехники, у которых ресурс в разы превышает автомобильные двигатели, в первую очередь за счёт более сбалансированной работы.
Конечно всё это зависит далеко не только от свечей зажигания, но именно за их состоянием проще всего следить и заменить на большинстве автомобилей их можно самостоятельно. Ведь весь автомобиль — это как раз тот механизм, в котором даже от маленькой неисправности могут проявиться большие проблемы.

Теперь самое время рассказать о том, чем же всё-таки свечи отличаются, каких видов бывают и какие будут лучше именно для Вашего автомобиля.

Одной из важнейших характеристик свечи является её калильное число. Это величина, которая показывает время, по истечении которого, свеча достигнет состояния калильного зажигания (неуправляемый процесс воспламенения рабочей смеси от раскаленных элементов свечи). Говоря простым языком, центральный электрод свечи может нагреться до температуры около 900 градусов, а этого достаточно, чтобы горючая смесь зажигалась и без искры. Чем больше калильное число, тем свеча меньше нагревается. Соответственно с малым калильным числом будет «горячая» свеча, а с большим «холодная». В различных двигателях разная температура работы, в камерах сгорания температура повышается по разному, поэтому для каждого нужны свечи с определённым калильным числом. Зависит оно от того, насколько изолятор центрального электрода отдалён от корпуса свечи. Чем большая часть изолятора соприкасается с корпусом свечи, тем лучше будет теплоотвод, соответственно на температуру самоочищения, а уж тем более на температуру разрушения свеча выйдет позже. Приблизительно на 60% теплоотведение осуществляется через корпус свечи зажигания и резьбу, чуть меньше 40% отводит уплотнительное кольцо на головке цилиндра, недостающие до 100% доли утекают через средний электрод. Распределение тепла подробнее можно увидеть на картинке ниже.

В обычных гражданских автомобилях двигатели работают на небольших оборотах, не подвергаются сильным нагрузкам, поэтому в них устанавливаются «горячие». В форсированные двигатели, либо двигатели, которые постоянно работают на больших оборотах (например в автоспорте) ставят исключительно «холодные», иначе после нагрева будет происходить неконтролируемое зажигание и двигатель просто потеряет огромный процент мощности, а если произойдёт критичный перегрев, то свеча просто оплавится и замкнёт.

Вы спросите, а почему бы тогда все свечи не сделать холодными? Всё дело в том, что при температуре свыше 400 градусов происходит самоочищение свечи, то есть весь нагар и налёт просто исчезает при такой температуре. Обычные гражданские двигатели редко подвергаются большим нагрузкам на больших оборотах, поэтому если использовать холодные свечи, они просто будут очень быстро загрязняться.

В отечественных свечах обозначение калильных чисел имеет соответствующий вид:
— горячие свечи 8-14;
— средние свечи 17-19;
— холодные свечи 20 и более;
— унифицированные свечи 11-20.

В импортных же нет единой шкалы чисел и следует обратиться к специалисту с этим вопросом, либо посмотреть на упаковке. В конце статьи представлена таблица соответствия самых популярных производителей.

Зазор между электродами. Так называемый зазор свечи (искровой промежуток) — это расстояние между боковым и средним электродами, от этого зависит размер и мощность искры, которая будет между ними образовываться. Зазор строго регламентируется производителем и для каждого двигателя должен быть определённого размера. Слишком малый зазор даст конечно стабильную и мощную искру, но её размера может оказаться недостаточно для воспламенения горючей смеси, слишком большой зазор же требует большей мощности от источника зажигания и работа может быть не стабильной. Так же из курса физики всем известно, что искра возникает в месте, где расстояние между элементами минимально, и при слишком большом зазоре периодически свеча может начать пробивать в совсем не нужных местах (от катушки к двигателю или от провода на крышку головки цилиндров). Так что ОБЯЗАТЕЛЬНО учитывайте этот пункт, от этого так же зависит и расход топлива и стабильность работы зажигания.

Сопротивление свечи — немаловажный параметр свечи, тоже нужно строго проверять этот параметр. К примеру, свечи для современных двигателей имеют резистор в центральном электроде. Установлен он там для избежания лишних помех и излучений. И если поставить свечу зажигания с сопротивлением на двигатель со старым трамблёрным зажиганием, то он просто будет неровно работать, либо вообще не заведётся, и наоборот, если поставим свечу без сопротивления на двигатель с катушечным зажиганием.

Следующее на что нужно обратить внимание — это материал изготовления электродов.

В обыкновенных классических свечах наконечник центрального электрода изготавливают из железо-никелевых сплавов с добавлением меди и хрома. Иногда на рабочую поверхность напыляют иттрий. Центральный электрод должен обладать хорошей способностью к эмиссии электронов, для облегчения искрообразования. Поскольку напряжённость электрического поля максимальна вблизи краёв электрода, искра проскакивает между острым краем центрального электрода и краем бокового электрода.

Технологии не стоят на месте и в более современных свечах начали применять различные напыления и сплавы для рабочей части электродов, такие как иридий и платина. Самые распространённые это конечно же иридиевые. Сердечник такой свечи значительно тоньше, чем у классической (0,5-0,8мм против 2,4-2,8мм), но сам иридий значительно более прочный, обладает лучшей химической стойкостью и его температура плавления выше. Благодаря всему этому свечи с таким электродом имеют ряд преимуществ перед обычными:

— благодаря более стабильной искре, мощность двигателя возрастает до 5%;
— двигатель легче запускается, особенно при низких температурах;

— снижается расход топлива;
— ресурс такой свечи больше, так как сам наконечник выгорает намного дольше;
— ну и само собой благодаря более низкому расходу топлива, выхлоп содержит меньше вредных веществ.

Конечно же такие свечи стоят дороже обыкновенных (более чем в 2 раза), но это окупает себя достаточно быстро, так как и расход ниже и ресурс больше. Так же из недостатков стоит отметить большую придирчивость к качеству топлива.

Не стоит думать, что можно сейчас пойти и на любой автомобиль поставить иридиевые свечи и сразу же уменьшится расход, увеличится мощность и машина станет заводиться даже в -40 без прогрева. Они подходят не ко всем автомобилям и в большинстве случаев, где должны стоять другие, они сделают скорее всего только хуже, разберёмся почему. Даже рекомендуемый производителем зазор для разных типов свечей будет отличаться, скажем, для тех же иридиевых он заведомо может быть побольше, чем для классических. Но и это не точно, таких рекомендаций не даёт ни один производитель. Так же система зажигания выдаёт определённую мощность для определённого типа свечей, поэтому может возникнуть дисбаланс в работе всей системы. Ещё не рекомендуется ставить иридиевые свечи на автомобили с большим пробегом, они быстро будут изнашиваться.

Многоконтактные свечи. Обычные свечи чаще всего имеют всего лишь 2 электрода, один посередине и боковой, но существуют так же свечи, где боковых электродов сразу несколько (2, 5). Чем же такие свечи лучше, и правда ли, что они дают сразу несколько искр?

Главное заблуждение, в которое вводят продавцы таких свечей — это то, что искр такие свечи дают больше и от этого зажигание работает стабильнее. Это не так, искра может быть только одна, а то что показывают на стендах, где кажется, что образуется аж целый круг свечей — это обман зрения из-за того, что искра гуляет по всем контактам настолько быстро, что человеческий глаз воспринимает одну искру за множество.

И всё же такие свечи имеют ряд значительных преимуществ перед классическими:
— при большем количестве контактов искра действительно будет стабильнее;
— значительно больший срок службы(до 100 000 км).

Благодаря этим преимуществам такие свечи настоятельно рекомендуется устанавливать в двигатели, где доступ к свечам сильно ограничен.

Недостатками же можно назвать высокую цену и невозможность выставить зазор.

Вкратце ещё стоит учесть форму наконечников электродов. Свечи могут иметь на электродах V или U-образную канавки, которые увеличивают размер пламени (двигатель лучше работает на низких оборотах). Встречаются свечи зажигания с выступающим электродом — цель которого улучшить воспламенение в камере сгорания (применяются только для определенных двигателей).

Подведём итоги, какие же всё-таки свечи лучше? Конечно же иридиевые, платиновые, многоконтактные свечи значительно лучше, чем устаревшие обыкновенные, и они уже с завода устанавливаются во все современные автомобили, НО! Самое главное устанавливать именно те свечи, которые предусмотрены производителем! Даже если автомобиль не новый и свечи идут старого образца, они будут лучше для него, чем более современные, так как всё в двигателе и электрике предусмотрено именно под определённый вид свечей зажигания, а установка других — это на удачу, может повезёт, а может и нет. Конечно многие «специалисты» с автомобильных форумов могут не согласиться, но, думаем, производители автомобилей, которые рекомендуют пользоваться только предусмотренными с завода запчастями, имеют больший авторитет. Исключением являются автомобили, двигатели и электрика которых подверглись глобальному тюнингу, но в такие дебри мы лезть не будем, там всё слишком индивидуально. Есть ещё истории, что «машина не заводилась, я поставил иридиевые свечи и она с пол пинка завелась». Чаще всего такой эффект просто из-за того, что были установлены новые свечи. Можно приводить много примеров и историй по этой части, но всё же остановимся на том, что лучше всех в этом разбираются специалисты из мировых автомобильных концернов.

Как часто менять свечи и как правильно это делать

Какие бывают свечи, какие ставить мы разобрались, теперь попробуем разобраться, как же часто их нужно менять и зачем вообще?

Свечи — расходный материал, такой же как фильтра, и какими бы они не были современными, всё равно от времени электроды уменьшаются в размерах, тем самым зазор увеличивается, а керамический изолятор разрушается.

Менять свечи желательно когда этого требует производитель, обычно это от 10 до 60 тысяч км, хотя всё зависит от типа свечей и того, бензин какого октанового числа заправляется в автомобиль. В северных регионах, где суровые зимы, можно менять их чаще, так как холодных запусков больше и свечи быстрее изнашиваются, а так же стоит учитывать качество бензина, которое тоже негативно сказывается на сроке службы.

При установке и демонтаже свечей зажигания важно иметь нужный инструмент. При свободном доступе замена свечей зажигания не представляет собой проблему для водителя автомобиля. Но и при этой работе необходимо учитывать некоторые вещи. Особенно в новых автомобилях важно иметь нужный инструмент. И крайне важно соблюдать силу затяжки, рекомендуемую производителем. Иначе существует риск, что свечи будут повреждены при выкручивании или вкручивании. Обычно двигатели оснащаются алюминиевыми головками цилиндров. Поскольку алюминий сильнее расширяется при нагреве, чем свеча зажигания, свеча зажигания заедает. Поэтому замену свечей зажигания следует выполнять только при полностью охлаждённом двигателе.

Разрушим пожалуй главный миф про свечи зажигания

Часто на уже поездивших свечах на наружной стороне керамического изолятора образуется коричневый ободок. Большинство считает, что свечи потеряли герметичность в этом месте, пропускают газы из камеры сгорания и требуют замены. Это далеко не так, если свеча потеряла герметичность и пропускает в этом месте газы, то образуется не коричневое кольцо, а чёрная копоть. Это же просто коронный налёт, образовавшийся от коронного разряда. Происходит это из-за того, что внутри свечного колодца воздух становится слишком ионизированным и образуется электрический разряд голубого свечения, который притягивает к себе мелкие молекулы моторного масла, которые всё-таки просачиваются через свечу в очень малом количестве. Коронное пятно никак не отражается на работе свечи и двигателя, это официальное заявление производителей.

Напоследок стоит сказать про производителей. Хотим отметить среди всех производителей свечей фирму NGK, которые отлично зарекомендовали себя не только в использовании в гражданских автомобилях, но и в автоспорте.

Надеемся наша статья оказалась максимально полезной для Вас, и теперь вы точно будете менять свечи в нужное время и покупать только правильные, которые требует производитель.

Таблица взаимозаменяемости свечей по калильному числу от разных производителей

Россия	Beru	Bosch	Brisk	Champion	NGK	Nippon Denso
А11,А11-1,А11-3	14-9A	W9A	N19	L86	B4H	W14F
А11Р	14R-9A	WR9A	NR19	RL86	BR4H	W14FR
А14В, А14В-2	14-8B	W8B	N17Y	L92Y	BP5H	W16FP
А14ВМ	14-8BU	W8BC	N17YC	L92YC	BP5HS	W16FP-U
А14ВР	14R-7B	WR8B	NR17Y	-	BPR5H	W14FPR
А14Д	14-8C	W8C	L17	N5	B5EB	W17E
А14ДВ	14-8D	W8D	L17Y	N11Y	BP5E	W16EX
А14ДВР	14R-8D	WR8D	LR17Y	NR11Y	BPR5E	W16EXR
А14ДВРМ	14R-8DU	WR8DC	LR17YC	RN11YC	BPR5E	W16EXR-U
А17В	14-7B	W7B	N15Y	L87Y	BPR5ES	W20FP
А17Д	14-7C	W7C	L15	N4	BP6H	W20EA
А17ДВ, А17ДВ-1, А17ДВ-10	14-7D	W7D	L15Y	N9Y	B6EM	W20EP
А17ДВМ	14-7DU	W7DC	L15YC	N9YC	BP6E	W20EP-U
А17ДВР	14R-7D	WR7D	LR15Y	RN9Y	BP6ES	W20EXR
А17ДВРМ	14R-7DU	WR7DC	LR15YC	ТRN9YC	BPR6ES	W20EPR-U
АУ17ДВРМ	14FR-7DU	FR7DCU	DR15YC	RC9YC	BCPR6ES	Q20PR-U
А20Д, А20Д-1	14-6C	W6C	L14	N3	B7E	W22ES
А23-2	14-5A	W5A	N12	L82	B8H	W24FS
А23В	14-5B	W5B	N12Y	L82Y	BP8H	W24FP
А23ДМ	14-5CU	W5CC	L82C	N3C	B8ES	W24ES-U
А23ДВМ	14-5DU	W5DC	L12YC	N6YC	BP8ES	W24EP-U

В чём отличия иридиевых свечей зажигания от обычных: объясняю простым языком | АвтоИнструктор

Сегодня в продаже можно встретить не только обычные автомобильные свечи зажигания, но и иридиевые. Визуально последние отличаются только формой центрального электрода, кончик которого значительно тоньше, и выполнен не из стали, а из иридия. Бытует мнение, что такие свечи значительно лучше, и это действительно так. Давайте разберёмся, в чём конкретно состоят отличия.

Иридий относится к категории драгоценных металлов, обладающих улучшенной стойкостью к износу. В результате стандартные свечи рассчитаны на пробег в 20-30 тысяч километров, в то время как иридиевые без проблем служат 70-90 тысяч километров и даже больше.

Можно также встретить мнение о том, что иридиевые свечи подходят не для всех автомобилей, в частности им необходима топливная система с непосредственным впрыском и наличие у каждой свечи отдельной катушки зажигания. Данное мнение является заблуждением, и никаких различий в уровне сопротивления не предусматривается.

Полностью идентичными будут показатели искрообразования и уровень потребления топлива автомобилем. Соответственно не будет никакой прибавки в мощности силового агрегата при переходе на новые свечи. Разница исключительно в скорости износа и сроке службы свечей зажигания.

В первую очередь преимущество ощутят владельцы немецких автомобилей, например, Mercedes или BMW, в которых конструкция свечных колодцев и места их расположения предусмотрены таким образом, что процесс смены свечей превращается в трудоемкий и весьма дорогостоящий процесс, если пользоваться услугами автосервиса.

Вместо того, чтобы снимать через каждые 15-20 тысяч километров коллектор и массу других деталей, можно один раз установить иридиевые свечи, после чего на несколько лет забыть о необходимости их замены. Никаких же изменений в качестве работы двигателя не произойдет.

Если же речь идет об отечественном автопроме или иномарках бюджетных брендов, то здесь большого смысла в покупке свечей зажигания с иридиевым наконечником на электроде нет, так как их стоимость в разы больше, чем у стандартного комплекта.

Спасибо за внимание! Если статья была интересна, полезна — ставьте «палец вверх». Всем добра!

Как выбрать и заменить свечи зажигания: рейтинг ТОП-15 производителей за 2020 год

Наличие на автомобиле правильно подобранных качественных и исправных свечей зажигания является одним из обязательных условий беспроблемной работы двигателя. Зная как выбрать свечи зажигания, можно подобрать их под свой автомобиль, полностью исключив какие-либо проблемы с воспламенением топлива. Рейтинг свечей зажигания из этой статьи позволит лучше ориентироваться в многочисленных брендах, а автовладелец будет точно знать, какие конкретно модели подходят под его машину.

Содержание:

1. Как выбрать свечи зажигания

1) Виды свечей зажигания по материалу центрального электрода

Никелевые

Платиновые

Иридиевые

2) Виды свечей зажигания по количеству контактов

Одноконтактные

Двухконтактные

Трехконтактные

Форкамерные

2. Как поменять свечи зажигания

3. Рейтинг производителей свечей зажигания

Основное назначение свечей зажигания – это воспламенение с помощью сильного электрического разряда топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Мощная искра возникает между боковыми и центральным электродом, обеспечивая полное сгорание топлива в бензиновых моторах. В процессе эксплуатации автомобиля на систему зажигания приходится повышенная нагрузка, поэтому не редкость ее выход из строя, а автовладельцам требуется выполнять замену свечей, правильно подбирая их под особенности своего автомобиля.

Как выбрать свечи зажигания

В прошлом водители не задумывались о том, какие должны быть свечи зажигания, они просто приобретали единственно доступные в магазинах запчасти, которые использовались как на отечественных авто, так и на первых иномарках, появившихся на наших дорогах в девяностых годах прошлого века. Сегодня же технологии шагнули далеко вперед, появились свечи сразу с несколькими электродами, выполненные с напылением из благородных металлов, которые отличаются своим калильным числом, материалом центрального электрода и рядом других параметров.

Неудивительно, что во всем этом многообразии выбора у многих автовладельцев появились сложности с тем, чтобы подобрать такую модель, которая будет оптимальной для конкретной машины. В подобном случае необходимо учитывать не только рейтинг лучших свечей зажигания, но и ознакомиться с рекомендациями автопроизводителя. В технической документации автомобиля обычно указывается, какое калильное число и другие параметры свечей зажигания подходят для того или иного двигателя.

Если вы задумываетесь о том, какие свечи зажигания лучше поставить на ваш автомобиль, то необходимо также учитывать не только технические требования того или иного мотора, но и стоимость конкретных моделей. Многоэлектродные свечи с центральными электродами, выполненными из платины или иридия и других благородных материалов, имеют увеличенный срок службы, но при этом они отличаются высокой стоимостью, которая не всем автовладельцам по карману.

Виды свечей зажигания по материалу центрального электрода

Чтобы определить, какие свечи зажигания ставить на свой автомобиль, необходимо изучить информацию об их особенностях, и, в частности, вид свечей по их материалу электрода. Это едва ли не основной параметр, от которого будет зависеть цена конкретной модели, показатели калильного числа и возможность их использования на конкретном авто. Недорогие модели, в которых центральный электрод выполнен из железа, никеля, меди или цинка, хорошо отводят тепло и обладают прекрасными показателями электропроводимости. Однако в холодное время года с такими свечами существенно затруднен пуск двигателя, никелевые модели могут заливаться топливом в холодное время года, а их ресурс обычно не превышает 20-25 тысяч километров.

Рейтинг свечей зажигания для автомобилей сегодня неизменно возглавляют модели, у которых центральный электрод выполнен из различных благородных металлов, в том числе платины, иридия или серебра. Выполняют такие свечи по специальной технологии с тонким электродом, что не только обеспечивает высокую мощность искры, но и предупреждает их заливание топливом. Соответственно, уверенный пуск двигателя обеспечивается практически в любых условиях. Срок службы таких моделей куда больше, чем у обычных свечей, например иридиевые служат 50 000 километров, а платиновые — до 100 тысяч пробега.

Никелевые

Никелевые свечи — это самые простые модели, у которых боковой и центральный электрод сделан из никеля. Несмотря на свою доступную стоимость, такие свечи могут прослужить даже до 50 000 километров пробега, при этом они имеют допуск к использованию не только на иномарках, которые выпускались десяток лет назад, но даже на совершенно новых автомобилях бизнес-класса. Преимуществом таких моделей является универсальность использования, неплохой ресурс, отличные характеристики по калильному числу, а также их доступная стоимость.

Платиновые

Отличительной особенностью платиновых свечей является наличие на центральном электроде выполненной из платины напайки у острого наконечника. Этот благородный металл имеет отличные эксплуатационные характеристики, позволяя выполнять тонкие электроды, что необходимо для их длительного срока службы. Обычно ресурс таких свечей составляет 60-70 тысяч километров. Такие модели часто включают в топ-15 свечей зажигания для современных автомобилей, что объясняется их отличными эксплуатационными характеристиками.

Иридиевые

Иридиевые свечи выполнены по специальной технологии с центральным электродом из иридия и напайкой на боковом электроде из платины. Такая конструкция обеспечивает не только великолепные эксплуатационные характеристики, качественную и стабильную искру, но и длительный срок эксплуатации, который составляет порядка 100 000 километров пробега. Такие модели неизменно возглавляют список свечи зажигания топ 15 лучших, что объясняется их прекрасными показателями при эксплуатации. Единственный недостаток иридиевых свечей зажигания — это их высокая стоимость, которая в несколько раз превышает цену аналогичных недорогих никелевых моделей.

Виды свечей зажигания по количеству контактов

Специалисты, которые дают рекомендации, как выбрать свечи зажигания, в первую очередь советуют определиться с количеством контактов у желаемых свечей зажигания. Самые простые одноконтактные модели имеют небольшой срок эксплуатации, они подходят для иномарок выпущенных несколько десятков лет назад и простых отечественных автомобилей.

Рейтинг свечей зажигания 2020 года неизменно возглавляют многоэлектродные модели, которые, благодаря своей сложной конструкции, позволяют обеспечить качественную искру, необходимую для стабильного воспламенения топливно-воздушной смеси. Их единственный недостаток — это высокая стоимость, что несколько увеличивает затраты автовладельцев.

Одноконтактные

Одноконтактные свечи пользовались популярностью в прошлом, что объяснялось их простотой конструкции. Если вы задумываетесь о том, какие свечи зажигания лучше для подержанной иномарки, выпущенной более десятка лет назад, то именно одноконтактные простые модели свечей будут в подобном случае оптимальным выбором. Их преимуществом является не только доступная стоимость, но и возможность использования с не слишком качественным бензином.

Двухконтактные

Двухконтактные свечи имеют несколько боковых электродов, что позволяет гарантированно получать стабильную мощную искру, необходимую для правильного воспламенения топливной смеси. Такая многоэлектродность продлевает срок службы свечей, положительно сказываясь на их надёжности. Однако сегодня такие свечи используются не столь часто, что объясняется их высокой стоимостью. Если вы задумываетесь о том, какие свечи зажигания выбрать, то нужно в первую очередь обращать внимание на материал центрального электрода, а не на количество её контактов.

Трехконтактные

Трехконтактные свечи зажигания обеспечивают стабильную искру и сегодня чаще всего используются на премиальных автомобилях. В технической документации к таким авто указывается, какие свечи зажигания лучше ставить на машину. При использовании таких свечей зажигания необходимо помнить о том, что к качеству бензина предъявляются повышенные требования, что и позволит обеспечить правильную работу силового агрегата.

Форкамерные

Также в продаже можно найти дорогие плазменные форкамерные свечи, которые имеют отличающуюся конструкцию от стандартных моделей. Особенностью такой технологии является предварительный поджиг небольшого количества топлива, которое в последующем уже в горящем виде подается в мотор.

По заявлениям производителей таких свечей, их использование позволяет несколько повысить мощность мотора, обеспечивая при этом экономию топлива. Однако проведенные многочисленные тесты не позволили установить каких-либо преимуществ таких форкамерных свечей, тогда как их стоимость на порядок выше стандартных моделей.

Как поменять свечи зажигания

При эксплуатации автомобиля автовладельцу неизменно потребуется выполнять замену свечей зажигания, что можно сделать как самому, так и обратиться в специализированные мастерские. В первую очередь необходимо определиться с тем, какие свечи зажигания подходят под конкретный автомобиль и приобрести качественные и оригинальные модели. Возможность проведения такой работы самостоятельно будет во многом зависеть от конструкции и особенностей двигателя.

Правильно заменить свечи зажигания можно лишь на автомобилях, в которых имеется лёгкий к ним доступ сверху или сбоку. В подобном случае всё что потребуется — это специальный ключ, которым выкручиваются свечи из глубоких посадочных колодцев. Предварительно необходимо будет отсоединить высоковольтные провода и снять катушки. После замены свечей всю систему зажигания собирают в обратном порядке.

К сожалению, сегодня многие двигатели современных автомобилей имеют сложную конструкцию, поэтому заменить свечи зажигания на них самостоятельно бывает проблематично. В подобном случае необходимо обращаться в специализированные СТО, причём стоимость такой работы может быть достаточно высокой. Мастера в сервисе не только подскажут, какие свечи зажигания поставить на машину, но и смогут быстро выполнить все необходимые ремонтные работы.

Рейтинг производителей свечей зажигания

Если вы не знаете, как выбрать свечи зажигания, то отличным решением такой проблемы станет использование различных рейтингов, в которых собраны лучшие модели, подходящие как для новых иномарок, так и для машин с большим пробегом. В такие топ попадают не только дорогие модели свечей зажигания от ведущих производителей, но и варианты, предназначенные для их установки на продукцию АвтоВАЗа и видавшие виды недорогие иномарки. На основании такого рейтинга свечей зажигания можно сделать правильный выбор, надолго решив проблему с работой зажигания в моторе.

1. Denso

Denso — это крупный японский производитель свечей зажигания. В предложении этого бренда есть модели как для бизнес и премиум сегмента, так для иномарок эконом-класса.

Продукция Денсо регулярно попадает в топ производителей свечей зажигания, что объясняется непревзойденным качеством, высокотехнологичностью продукции и максимально долгим сроком службы свечей зажигания. Большой популярностью пользуются свечи Denso с электродами из никеля, которые обеспечивают отличный пуск двигателя даже в сильный мороз.

2. NGK

Особенностью свечей от японского производителя NGK является устойчивое искрообразование и предупреждение появления химических отложений на электродах. В линейке предложения компании НЖК можно найти свечей зажигания, предназначенные в том числе для двигателей, работающих на газу.

Популярностью пользуются модели с иридиевыми электродами, которые отличаются великолепной долговечностью и качеством исполнения. Они неизменно входят в топ свечей зажигания для премиальных автомобилей, имея срок службы на уровне 80 тысяч километров пробега и более.

3. BRISK

Brisk — это чешский производитель свечей зажигания, в линейке предложения которого имеются десятки различных моделей, предназначенных для атмосферных или турбированных двигателей, машин с форсированными моторами и работающими на газу.

Применение специальной технологии позволяет обеспечить быстрое и полное воспламенение топливно-воздушной смеси, сокращая потребление двигателем бензина. В рейтинг производителей свечей зажигания неизменно включают чешский бренд Бриск, продукция которого отлично себя зарекомендовала за многие десятилетия.

4. Bosch

Компания Bosch — это известный немецкий бренд, который предлагает своим покупателям высокотехнологичную продукцию по доступным ценам. Такие свечи обеспечивают стабильность работы двигателя даже при минимальном напряжении аккумулятора. Одно и многоконтактные модели позволяют получать плазменную дугу искры, что является одним из обязательных условий полного сгорания топлива, повышения мощности двигателя и сокращения расхода бензина.

Продукцию Бош часто включают в рейтинг иридиевых свечей зажигания, этот производитель специализируется на выпуске запчастей, которые отличаются великолепной долговечностью.

5. Finwhale

Швейцарский производитель компания Finwhale предлагает две линейки свечей зажигания F-серии с гальваническим покрытием и электродами из высокопластичной стали, а также модели FS, у которых используется медный сердечник.

Продукция бренда Финвал относится к эконом-сегменту и имеет доступную стоимость, однако ожидать от нее прекрасного качества или рекордно длительного срока службы не приходится. Изношенные свечи в условиях низких температур и при серьезной нагрузке могут давать сбой, что приводит к проблемам с запуском двигателя в работу.

6. Torch

До недавнего прошлого китайские производители автозапчастей имели не слишком хорошую репутацию, поэтому большинство автовладельцев предпочитали не связываться с такими брендами. Однако компания Торч предлагает неизменно качественную продукцию, в том числе свечи с иридиевыми и платиновыми электродами.

В среднем срок службы свечей Torch составляет 20 тысяч километров, после чего могут появляться проблемы с пуском двигателя в холодное время года или же свечи не дают уже качественной искры и требуют замены.

7. BERU

Если вы задумываетесь о том, какие купить свечи зажигания, то можем порекомендовать вам обратить внимание на продукцию немецкого производителя компании BERU. В ее предложении имеются три серии, которые предназначаются для бензиновых двигателей и моторов, работающих на природном газе.

К преимуществам продукции этого бренда можно отнести стабильную искру в условиях существенных загрязнений электрода, отличное качество изготовления и доступную стоимость. Сегодня свечи Беру неизменно пользуются популярностью у покупателей, которые по достоинству оценили их надежность и отличные эксплуатационные характеристики.

8. Champion

Champion — это американский производитель свечей зажигания, продукция которого отличается высокой технологичностью, обеспечивая необходимую экономию топлива в широком диапазоне оборотов двигателя. Многие американские производители рекомендуют использовать на своих машинах свечи от бренда Чемпион.

Получить необходимую техническую информацию и узнать какие нужны свечи зажигания для вашего автомобиля можно из документации к машине. В предложении этого бренда имеются свечи с железным, платиновым и иридиевым напылением электрода, которые различаются своим калильным числом и рядом других параметров.

9. EYQUEM

Французский производитель компания EYQUEM была создана еще в 1886 году. Одним из направлений её деятельности является выпуск свечей зажигания, которые сегодня с успехом используются многими европейскими производителями, в том числе устанавливаются на Ауди и Фольксваген, БМВ, Мерседес, Пежо, Вольво и другие. Отдельные линейки этого бренда неизменно попадают в топ лучших свечей зажигания, для их изготовления используются суперсовременные технологии, в том числе напайка электродов из редкоземельных металлов, что позволяет существенно продлить срок службы таких деталей.

10. Motorcraft

Motorcraft — это подразделение американской компании Форд, которое специализируется на изготовлении автомобильных запчастей. Свечи зажигания Мотокрафт устанавливаются на автомобили Форд, Линкольн, Меркури и другие. К преимуществам таких моделей можно отнести их доступную стоимость, отличное качество сборки, надежность и долговечность. Это простые и недорогие свечи, которые верой и правдой отслужат около 20-30 тысяч километров.

11. ЭЗ

Свечи зажигания ЭЗ — это продукция бошевского завода, расположенного в России в городе Энгельс. Такие свечи зажигания рекомендованы для автомобилей АвтоВАЗа, они по заводу устанавливаются на различные модели Форд, Шевроле, Рено, Митсубиси, Ниссана и других марок. К преимуществам предложения этого российского бренда можно отнести его неплохое качество изготовления свечей зажигания, наличие в линейке предложения различных моделей, что позволяет подобрать такие запчасти для отечественных авто, так и для японских или европейских моделей машин.

12. Autolite

Продукция американской компании Autolite сегодня официально поставляется на сборочные линии различных крупных автопроизводителей. В предложении этого бренда можно найти свечи зажигания, предназначенные для легковых автомобилей и грузовиков. Большой популярностью пользуются модели иридиевых свечей Автолайт, которые выполнены по самым последним технологиям. Если вы задумываетесь о том, какие установить свечи зажигания на вашем автомобиле, то выбрав продукцию этого американского бренда, можно не только сэкономить, но и в последующем существенно упростить себе эксплуатацию двигателя автомобиля.

13. WEEN

Компания WEEN — это голландский производитель свечей зажигания, который специализируется на гибридных иридиевых моделях. Такие свечи имеют уменьшенную чувствительность к загрязнению электрода, срок их службы может достигать 100 000 километров, всё это время обеспечивая качественную искру и уверенный пуск двигателя. Недостатком свечей производителя Виен является их высокая стоимость, а также наличие брака у отдельных партий, что приводит к различного рода проблемам с двигателем.

14. MOTRIO

Французский производитель компания MOTRIO специализируется на изготовлении запчастей для автомобилей Рено. Большой популярностью пользуются свечи зажигания Мотрио, которые стали недорогим аналогом для оригинальных двухконтактных французских свечей от Рено. Этот бренд можно порекомендовать экономным автовладельцам, подыскивающим недорогие, но при этом качественные свечи зажигания, которые не будут доставлять каких-либо особых хлопот при эксплуатации автомобиля.

15. Hola

Hola — это производитель высококачественных запчастей, родиной которого выявляются Нидерланды. В предложении этого бренда можно найти различные модели высококачественных свечей зажигания Хола, в том числе популярные у покупателей платиновые и иридиевые модели. В описании к таким запчастям имеется указание не только какой пробег свечей зажигания возможен на том или ином двигателе, но и подробно описываются все технические характеристики, что позволяет с легкостью подобрать такие запчасти под конкретный автомобиль.

07.08.2020

Всё о свечах зажигания: виды, технические характеристики, эксплуатация

Главная цель всей электросистемы автомобиля – подача заветной «искорки» на двигатель, так что свечу зажигания можно считать финальной деталью во всей цепи. В этой статье будут рассмотрены все вопросы, связанные со свечами зажигания (СЗ), их техническими характеристиками и методикой выбора.

Общие понятия, назначение

Назначение свечи зажигания – создание искры (электрического разряда), поджигающей топливно-воздушную смесь в камере сгорания цилиндра мотора. То есть она должна вовремя и с должной мощностью срабатывать на каждом полном цикле двигателя. Нормальная (штатная) работа мотора зависит от качества искры: чем лучше поджигается топливо в камере сгорания, тем выше будет мощность двигателя. Некачественная работа СЗ приводит к проблемам: увеличению расхода топлива, неполному сгоранию (повышенный выброс СО), потерям мощности, быстрому износу. Так что контроль состояния и своевременная замена свечей зажигания – одна из важных составляющих регулярного техобслуживания.

Принцип действия свечи зажигания достаточно простой: на центральный электрод (катод) подается напряжение 25-30 тыс. вольт, в результате чего между ним и отрицательным электродом (анодом) происходит электрический разряд – высоковольтная дуга, поджигающая топливо в цилиндре двигателя. Все модификации и новинки, существующие на рынке сегодня, призваны улучшить определенные характеристики, но сама суть работы свечей не меняется.

Конструкция свечей зажигания

1. Контактная гайка. 2. Ребра изолятора. 3. Контактный стержень.
4. Изолятор. 5. Корпус. 6. Токопроводящий стеклогерметик (резистор).
7. Уплотнительное кольцо. 8. Теплоотводящая шайба. 9. Центральный электрод.
10. Тепловой конус изолятора. 11. Рабочая камера.
12. Боковой электрод. h – искровой зазор.

1. К контактной гайке подключаются высоковольтные провода, идущие от катушки зажигания или (в старых автомобилей) распределителя. Контактная гайка чаще всего выполняется с утолщениями под защелку (SAE, евростандарт) либо с резьбой (стандарт РФ).

2. Ребристая часть изолятора предохраняет от пробоев с контактного стержня на поверхность, образуя барьеры тока.

3. Контактный стержень вытачивается из стали, с нарезкой всех необходимых конструктивных элементов.

4. Изолятор выполняется чаще всего из керамики с добавлением оксида алюминия. Материал изолятора должен выдерживать колебания температур от 70° до 2500°С (в момент сгорания топлива), сохраняя при этом прочность и диэлектрические свойства. На данный момент каждый производитель использует собственные рецептуры для изготовления изоляторов, при этом основа остается неизменной.

5. Корпус – металлическая часть свечи зажигания, с шестигранником под ключ и резьбой для фиксации в корпусе двигателя (свечном колодце). Материалом для корпуса служит легированная сталь, имеющая достаточную прочность (твердость 125-250 по Биннелю). Поверхность покрывается оксидированным или хромированным покрытием, препятствующем окислению.

6. Современные модели СЗ снабжаются резисторами, гасящими возникающие при работе радиопомехи. Для уплотнения стержня и электрода в пазу изолятора используется токопроводящий стеклогерметик, служащий подавителем помех.

7. Для герметизации свечи в корпусе двигателя используется уплотнитель: кольцевой или конусный. Для кольцевых используется дополнительная изолирующая прокладка, а конусная шайба сама по себе хорошо уплотняет свечу при вкручивании в корпус.

8. Теплоотводящая шайба предназначена для лучшего охлаждения свечи и расширения ее теплового диапазона. Чем лучше происходит процесс охлаждения, тем меньше оседает нагара на электродах и изоляторе, повышается надежность и долговечность свечи.

9. Центральный электрод – одна из основных деталей в свече зажигания. Изначально материалом изготовления служила сталь, в настоящее время он может иметь биметаллический состав, с проводящим сердечником и теплоотводящим непрогорающим покрытием. Состав и толщина центрального электрода – один из основных параметров, влияющих на продолжительность эксплуатации свечи.

10. Тепловой конус изолятора – выступающая в камеру сгорания часть изолятора, служащая для отвода тепла. От высоты конуса зависит калильное число свечи – будет она «теплой» или «холодной».

11. Рабочая камера – пустое пространство, благодаря которому легче происходит поджиг воздушно-топливной смеси. Существуют свечи со специальным расширением рабочей камеры (факельные), используемые в некоторых типах двигателей.

12. Боковой электрод, на который идет разряд с центрального. Его часто называют «массой» (по аналогии с дуговым разрядом на массу). Производители предлагают свечи с разным количеством, формой и составом сплава боковых электродов, улучшая эксплуатационные характеристики и срок службы.

В магазинах можно найти десятки разновидностей свечей зажигания, и, чтобы не ошибиться с выбором, необходимо знать, какие характеристики подходят под каждый конкретный двигатель: размеры, калильное число, искровой зазор, материал и количество электродов и т.д.

Калильное число свечи зажигания: одна из основных характеристик.

Чтобы понимать, насколько важен точный подбор калильного числа, нужно понимать суть разницы калильного и искрового зажигания.

В бензиновых ДВС используется искровое зажигание: в момент сжатия топливно-воздушной смеси происходит ее поджиг искрой от СЗ. Правильный момент поджига обеспечивает оптимальную работу двигателя: при полном сжатии происходит полное сгорание, а значит, повышается мощность давления на поршень. Для этой цели и служит вся сложная система клапанов, датчиков и реле, тонко регулирующая происходящие процессы.

В случае, если свеча зажигания перегревается, ее электроды раскаляются настолько, что поджигают топливную смесь без искры – происходит калильное зажигание. Проблема этого процесса в том, что поджиг происходит не в нужный момент, а когда попало, вызывая вибрацию, падение мощности, повышенный расход топлива, неполное сгорание и т.д. Поэтому калильное зажигание – процесс, которого необходимо избегать, а значит, подбирать свечи с оптимальным калильным числом.

Казалось бы, нужно только позаботиться о качественном теплоотводе, чтобы устранить недостаток. Но при чрезмерном охлаждении свечи возникает другая проблема: на конус изолятора и электроды оседают продукты сгорания бензина, а недостаточная температура не дает свече самоочищаться, и это приводит к тому, что свеча вообще перестает работать. Другими словами, чрезмерно «горячая» свеча – плохо, но и слишком «холодная» не лучше. Именно оптимальный температурный показатель для каждой свечи, соответствующий определенным особенностям топлива и конструкции двигателя, и назвали калильным числом.

Калильное число зависит от типа и мощности двигателя: на, условно говоря, гоночные автомобили ставятся «холодные» свечи с коротким изолятором, усиленным теплоотводом и улучшенным искрообразованием. А вот на «тихоходах» они очень быстро зарастут нагаром и придут в негодность. На слабых двигателях лучше использовать «горячие» свечи, которые будут нагреваться до температуры самоочистки (500-550°С). Понятно, что чем больше оборотов делает двигатель (выше скорость езды), тем больше будет нагреваться свеча. Нагрев зависит и от топлива: чем выше октановое число, тем больше температура горения.

Условно свечи разделяют на «холодные», «средние» и «горячие». Для обычного автолюбителя оптимальным будет выбор «средних» либо же унифицированных свечей.

«Горячая» свеча (слева) с длинным путем отведения тепла
и «холодная» свеча (справа) с коротким конусом и хорошим охлаждением

Каждый производитель принимает собственный способ определения и маркировки калильного числа: у европейских и российских производителей это показатель времени, за которое свеча разогревается до калильного зажигания, так что, чем выше указываемая цифра – тем «холодней» свеча (долго разогревается), и наоборот, более низкие показатели говорят о том, что свеча «горячая» (греется быстро).

А вот американские свечи маркируются в обратном порядке: чем выше цифра – тем «горячей» свеча.

Чисто визуально тип свечи можно определить по выносу (длине) конуса изолятора: чем он длинней, тем дольше будет идти охлаждение, а значит, быстрей будет нагреваться. Длинный изолятор – «горячая» свеча, короткий – «холодная».

Искровой зазор и материал электродов: классические, платиновые и иридиевые свечи

Чем меньше расстояние между электродами, тем легче проходит разряд, а значит, для возникновения искры нужно меньше энергии. Казалось бы, установить зазор поменьше и экономить ресурс аккумулятора – верное решение.

Но задача свечи – поджечь топливную смесь, чтобы объем сгорания был максимальным, а для этого нужен… больший искровой зазор, дающий больше пространства для поджига и более мощную искру.

Разрешить это противоречие можно путем уменьшения толщины центрального электрода: чем он тоньше, тем меньше нужно энергии для преодоления большего расстояния. Чистая сталь или никелевый сплав с медным сердечником для этой цели не подходит: тонкий электрод быстро прогорает, выводя свечу из строя. Поэтому в новейших конструкциях используются сплавы инертных металлов: платины, золота, серебра, иридия, палладия. Эта инновация привела к появлению на рынке свечей зажигания с особо тонким центральным электродом: например, свечи зажигания NGK (производства японской компании NGK Spark Plug Co. Ltd) имеют толщину центрального электрода всего 0,4 мм. Многие производители наносят «островок» драгоценного сплава и на боковой электрод, что позволяет увеличить искровой зазор в 3,5 раза при сохранении прежнего уровня энергозатрат.

Автолюбители, решив приобрести качественные и долговечные свечи зажигания, делают выбор между платиновыми и иридиевыми.

Преимущества платиновых свечей:

очень долгий ресурс (до 100 000 км), позволяющий не беспокоиться о замене свечей;

тонкий электрод дает большую искру, а значит, улучшает качество поджига топливной смеси;

электроды не выгорают, зазор между ними не меняется;

на основной электрод подается меньшее напряжение, а значит, он работает более стабильно в течение длительного времени;

выше температура искры, что позволяет поджигать даже обедненную воздушно-топливную смесь и может использоваться в двигателях с нагнетателями воздуха.

Преимущества иридиевых свечей практически полностью дублируют платиновые плюс еще несколько моментов:

еще больше стойкость материала к окислению и выгоранию;

прочность иридия выше, чем у других металлов;

температура плавления значительно выше, чем у платины;

иридиевая свеча может стабильно работать в большом диапазоне нагрузок.

Некоторые компании (например, японская копания, производящая свечи зажигания DENSO) продолжают разработку различных присадок к сплавам, повышающим эксплуатационные характеристики. Одна из последних новинок – иридиево-родиевый сплав, используемый в запатентованной продукции.

Использование высокотехнологичных свечей зажигания не только позволяет надолго забыть о проблеме замены, но и является одним из факторов экономии топлива в ближайшем времени и увеличения ресурса двигателя в долгосрочной перспективе.

Однако в некоторых случаях будет более целесообразным использование простых никелевых свечей: при большом износе двигателя на свечах будет оседать масло, а значит, даже дорогие свечи не отслужат положенный ресурс. Также использование некачественного бензина делает покупку дорогих свечей просто бесполезной: даже на иридиевом электроде будет образовываться нагар, дестабилизирующий работу свечи.

Количество, форма и расположение электродов.

Два или больше?

Какой бы качественной ни была свеча зажигания, а дополнительная надежность никогда не повредит. Сейчас в продаже есть множество вариантов свечей с двумя, тремя или четырьмя электродами массы, часто имеющими не гладкую, а ребристую внутреннюю поверхность. Для чего это делается и какие преимущества они дают?

Несколько электродов являются своеобразной страховкой от не-возгорания: во время работы свечи разряд будет проходить между наиболее близкой парой электродов. И, конечно, при этом они будут постепенно деградировать (окисляться, выгорать). При наличии одного электрода массы свечу приходится периодически калибровать, устанавливая нормальный искровой зазор. А вот несколько электродов становятся более надежной гарантией зажигания: когда один выходит из строя, следующий продолжает функционировать.

Вопреки распространенному мнению, четыре электрода не дадут четыре искры вместо одной, но в четыре раза повысят надежность свечи, даже при выработанном ресурсе.

С этой же целью на электродах делаются V-образные или U-образные распилы: разряд на одну сторону электрода повышает срок его службы.

U-образный распил основного электрода

В большинстве случаев один боковой электрод располагается над центральным, то есть разряд идет по центральной оси. Несколько электродов так разместить невозможно, и они окружают центральный с боков, благодаря чему искра проходит перпендикулярно оси свечи. В чем тонкость?

Боковое расположение электродов выгодней тем, что пространство под свечой (камера сгорания) остается полностью открытым: ничто не мешает равномерному распределению пламени от искры. А чем равномерней происходит сгорание, тем лучше распределяется нагрузка на поршень, обеспечивая оптимальную балансировку и снижая вибрацию при работе.

Свечи зажигания с V-образным распилом центрального электрода (слева)
и с тремя электродами массы (справа)

Таким образом, несколько боковых электродов увеличивают ресурс и стабильность работы как самой свечи, так и двигателя в целом.

Распространение пламени при вертикальном (а)
и боковом (б) расположении электродов массы

Обобщая информацию о применении материалов и инноваций в изготовлении свечей зажигания, можно сделать вывод: использование драгоценных металлов и передовых технологий обеспечивает более высокую надежность, лучшую защиту от перегрева и эрозии, более продолжительный ресурс использования. Но и цена будет соответственно выше.

Линейные размеры: что важно учитывать при выборе

Если в вопросе материалов и особенности конструкции можно делать выбор на свое усмотрение, то размерность свечи должна точно соответствовать техническим требованиям двигателя. При подборе учитываются такие характеристики:

Тип (форма) контактной гайки – резьба М4 или SAE-подключение (евростандарт). Некоторые производители (например, NGK) делают съемный евро-контакт, накручивающийся на резьбу;

Длина резьбовой части. Точное соответствие важно при установке свечи: слишком длинная свеча будет слишком глубоко вкручена в камеру сгорания, что нарушит расчетное распределение пламени. Кроме того, поршень может ударяться о свечу, что в кратчайшие сроки выведет его из строя. Короткая свеча не обеспечит качественный поджиг: искра будет слишком далеко от максимальной концентрации топливно-воздушной смеси, а значит, будет происходить неполное сгорание со всеми вытекающими последствиями;

Диаметр резьбовой части. Здесь всё понятно: он должен соответствовать диаметру резьбы свечного колодца, без малейших отклонений;

Шаг резьбы – те же требования, что и к диаметру;

Размер под ключ (диаметр шестигранного расширения корпуса) учитывается при установке для подбора подходящего инструмента;

Момент затяжки (L) – показатель для динамометрического ключа. Слишком слабая затяжка не даст достаточной герметизации в корпусе, а слишком сильная как минимум сломает свечу, а как максимум выведет из строя резьбу свечного колодца. При отсутствии динамометрического ключа используется показатель угла затяжки: на указанный угол подкручивается свеча простым ключом;

Вид уплотнителя: конус или кольцо. Также определяется конструкцией двигателя, и установка «неродной» свечи не позволит мотору нормально работать.

Взаимозаменяемость и методика выбора свечей

Автовладельцев часто интересует вопрос: можно ли ставить на автомобиль свечи разных производителей, и как определить, подходит ли та или иная свеча для данного двигателя?

Габаритно-присоединительные размеры – это то, что должно учитываться в первую очередь. Здесь отклонения недопустимы, и ориентироваться нужно в первую очередь на них. Свечи с неподходящим шагом резьбы или диаметром шестигранника не получится установить на место.

Второй критерий – калильное число свечи, которое должно соответствовать типу двигателя, режиму использования автомобиля и качеству топлива. Как правило, в процессе эксплуатации владелец автомобиля сам определяет, какие свечи лучше всего работают в его машине (либо получает консультацию специалиста).

Производители выпускают свечи с разными характеристиками, что позволяет выбрать для своего автомобиля изделия той фирмы, которой доверяет автолюбитель. Информация о том, какие свечи соответствуют определенной модели двигателя, всегда есть у официальных представителей, и если хочется приобрести новейшие «супер-свечи», можно всегда проконсультироваться у продавца.

Ресурс свечей зажигания

Каждый производитель указывает ресурс службы свечи зажигания – определенное количество километров пробега. Если речь идет об импортных свечах, то и ресурс рассчитан на европейские дороги и европейский же бензин. А что у нас?

В украинских реалиях ресурс СЗ можно смело делить на два: сложные дороги, некачественный бензин, холодная и влажная зима. Поэтому, если на свече указан ресурс, например, 20 тыс. км, то при тяжелых условиях эксплуатации они могут уже через 10 тыс. км быть совершенно непригодными к использованию. Поэтому ориентироваться лучше не на километраж, а на техническое состояние самой свечи.

Владельцам автомобилей на газу нужно учитывать, что использование газа снижает срок эксплуатации свечей: температура сгорания газа выше, чем бензина, а значит, и нагрузка на свечи будет больше.

С другой стороны, на новом автомобиле со всеми отлично работающими узлами свеча вполне может отслужить заявленный ресурс. Тем более что новые машины редко заправляют дешевым бензином или заливают некачественное моторное масло.

В любом случае, свечи зажигания необходимо регулярно осматривать, чтобы вовремя выявлять возникающие проблемы, а если они отслужили своё – менять, не дожидаясь серьезных поломок.

Проблемы свечей зажигания и двигателя

На состояние СЗ нужно обратить внимание при таких проблемах:

двигатель плохо запускается;

мотор «троит» — продолжает работать при выключенном зажигании, подергивается на холостом ходу;

уменьшилась мощность, что заметно при подъемах и резких наборах скорости;

увеличился расход бензина;

увеличился процент СО в выхлопе.

Часто причиной преждевременного выхода из строя свечи зажигания является неправильный выбор свечи относительно параметров автомобиля.

Слишком «холодная» свеча быстро покроется нагаром, закрывающим электроды. Как следствие – пробои искры, несвоевременный поджиг. Такая свеча визуально будет темной, закопченной, с черным слоем на корпусе, изоляторе и электродах.

Чрезмерно «горячая» свеча хорошо очищается, но увеличивает риск калильного зажигания. Визуально ее можно определить по светлому (белому) изолятору и черным окислам на электродах.

При длительном перегреве свечи существует опасность полного прогорания электродов, перегрева и повреждения керамического изолятора. В случае попадания осколков керамического изолятора в камеру сгорания, они насмерть стирают двигатель, приводя его в полную негодность.

Правильно работающая СЗ будет чистой, без налета масла или нагара, конус изолятора желтый или светло-коричневый, с полностью рабочими электродами, сохраняющими свою форму и искровой зазор.

Состояние свечи зажигания после 1000 км пробега:
1. Свеча оптимально подобрана под характеристики двигателя и топлива.
2. Перегрев свечи: белый изолятор и окисленные электроды. 3. Недогрев свечи: налет продуктов сгорания.
4. Налет моторного масла. 5. Выгорание центрального и бокового электродов. 6. Разрушение конуса изолятора.

Замена свечей зажигания: где лучше делать?

Замена свечей – процедура не слишком сложная, и при наличии инструмента и минимальных навыков вполне по силам самому автовладельцу. Но при желании замену сделают на любом СТО в кратчайшие сроки.

Меняя свечи самостоятельно, нужно последовательно проходить все этапы проведения работы:

1. Отсоединить от аккумулятора минусовую клемму.

2. Отключить контактные провода, тщательно помечая их порядок маркером или любым другим способом.

3. Осторожно ослабить ключом и выкрутить свечи зажигания.

4. Осмотреть свечи. Внешний вид является показателем правильности их работы.

5. Установить новые свечи, закрутив их руками до предела и дотянув до нужной плотности прилегания с помощью ключа.

6. Подключить контактные провода, соблюдая прежний порядок.

Ошибки при установке свечи зажигания: 1. Правильно установленная свеча.
2. Отсутствует уплотнительное кольцо. 3. Установлены два уплотнительных кольца.
4. Резьбовая часть слишком короткая. 5. Резьбовая часть слишком длинная.

Совет: если из всего комплекта свечей только одна вышла из строя, менять лучше весь набор: разбалансировка в работе двигателя приведет к его преждевременному износу.

Как не купить подделку

Хоть цена СЗ и не слишком велика, по сравнению с другими запчастями, мошенники все же изготавливают дешевые подделки, которые в лучшем случае просто не будут работать, а в худшем – быстро «убьют» двигатель.

Признаки поддельных свечей зажигания обнаружить несложно:

Цена. Стоимость оригинальных свечей — это не только «доплата за бренд», но и высокие технологии, гарантия точности, качественные материалы. Хорошее редко бывает дешевым;

Упаковка. Известные производители не жалеют денег на разработку дизайна и качество упаковки. На ней не должно быть ни малейших погрешностей;

Форма и расположение центрального электрода. Это один из самых сложных технологических этапов: изготовление идеально круглого в сечении электрода (особенно при маленьком диаметре) и точное размещение вутри изолятора. Малейшее смещение или погрешность – признак подделки;

Изолятор. Поверхность изолятора должна быть абсолютно гладкой, с ровно пропечатанным логотипом изготовителя. Наличие царапин говорит о некачественном товаре;

Корпус всегда изготавливается из высококачественной стали. В оригинальных свечах при нарезке резьбы используются инструменты, соответствующие твердости металла. В подделках на резьбе будут сколы и зазубрины;

Маркировка. Каждый производитель маркирует свою продукцию, и отсутствие напечатанного кода говорит о фальшивом товаре.

Страховка от приобретения подделки – покупка запчастей только у официального дилера, сотрудничающего с крупнейшими мировыми производителями.

Свечи зажигания – деталь на первый взгляд мелкая, но они тоже вносят свою лепту в долгую и благополучную «жизнь» вашего автомобиля.

Подробнее о том, как выбирать свечи зажигания и на какие бренды обратить внимание при выборе, читайте наш «Гид покупателя».

Все о Свечах Зажигания Хендай Солярис 1.4

Какие свечи на машине с завода

На Солярисе компания использовала свечи двух производителей CHAMPION и NGK. До 2014г использовались оба брэнда. Начиная с 2014г на рестайлинговые машины ставятся только свечи японской компании NGK.

Нужно сказать, что для двигателей 1.4 и 1. 6 используются одинаковые свечи на протяжении всего периода выпуска автомобиля.

Свечи зажигания CHAMPION и NGK

На машине устанавливались обычные свечи зажигания. Можно установить иридиевые, но с завода такие не ставились, хотя на этих же моторах, которые были не только на Солярисе, их использовали.

Основные параметры и установочный зазор между элетродамиИридиевая свеча зажигания компании NGK

Сроки замены

В руководстве по эксплуатации говорится о замене свечей на пробеге 60 тыс.км или через 48 месяцев. Что касается рекомендации о замене по времени. Такая запись не имеет отношение к реальной эксплуатации. Достаточно много машин с пробегом меньше 60 000 км и большим периодом эксплуатации чем указанно в руководстве. Свечи могут работать и дольше 48 месяцев.

Скриншот из руководства по эксплуатации

Что касается замены по километражу, цифра сильно завышена. Можно проехать 60 тыс.км, есть машины которые проезжают и больше. Но нужно ли вам это? Давайте разбираться.

При увеличенном зазоре, для того чтобы образовалась искра, напряжение на катушках зажигания должно быть выше чем с номинальным зазором, это приводит к дополнительной нагрузке и более раннему выходу из строя самих катушек. В пересчете на деньги всегда выгодней менять свечи, чем потом менять дорогостоящие катушки.

Второй момент связан с катализатором. Свечи с увеличенным зазором чем дальше тем больше будут давать пропуски воспламенения в цилиндре. Следовательно топливо-воздушная смесь летит в катализатор, где уже происходит воспламенение от горячих сот. Ничего полезного для его ресурса в этом нет.

Новая и старая свечка 57 тыс.км

Если вы все таки собираетесь менять свечи каждые 60 тыс.км, то хотя бы подогните боковой электрод до зазора в 1-1.1 мм. Сделать это нужно уже на пробеге 30 тыс.км

Проверка и признаки износа

На пробеге в 30 тыс.км уже нужно проверять свечи. Очень часто их приговаривают к замене при наличии коричневого пояска на изоляторе.Есть поясок значит прорываются газы из камеры сгорания и свеча не герметична. ЭТО МИФ, КОТОРЫЙ СТАЛ ИСТИННОЙ!

Поясок на изоляторе не показатель состояния свечи

Если отрезать верхнию часть корпуса, можно увидеть что под ним такого пояска уже нет. Следовательно к герметичности изолятора это не имеет отношения.

Поясок на изоляторе не показатель состояния свечи

Теперь самое главное ради чего нужно выкручивать свечи. Это проверка зазора. Он должен быть 1-1.1 мм.

Новые и изношенные электроды

Если он увеличен не сильно и центральный электрод не сильно изношен, можно немного подогнуть боковой электрод до нужного значения и выиграть еще какой-то пробег до замены.

Обычно искрой выедает центральный электрод, а боковой из прямоугольного превращается в скругленный.

Замена свечей

Очень простая работа которую может выполнить наверно каждый. Инструмента минимум.

Откручиваем 4 болта накладки клаппаной крышкиОткручиваем катушки зажигания Снимаем катушки

Еще один вариант снятия катушек

Ваш браузер не поддерживает формат

Теперь можно выкручивать свечи

Головкой или свечным ключом на 16 мм, выкручиваем свечи

При установке новых свечей, будьте внимательны. Она должна вкручиваться легко. Если сразу чувствуется усилие, то свеча пошла не по резьбе. Выкручиваем и пробуем еще раз. Финальный момент затяжки 25 Hм.

Как правильно затянуть свечи без динамометрического ключа можно посмотреть на видео

Ваш браузер не поддерживает формат

Иридиевые свечи плюсы и минусы

Главным плюсом иридиевых свечей считается ресурс, минусом цена. На самом деле иридиевые свечи в ходе эксплуатации получаются дешевле.

Центральный и боковой электрод из более стойких материалов

Почему-то нигде нет информации о том, что такие свечи в сравнении с обычными здорово продлевают жизнь катушкам зажигания. Отчасти это, конечно, связанно с тем, что большинство людей ездят на обычных свечах пока машину не затрясет. После работы на увеличенных искровых зазорах катушки быстро выходят из строя.

Если катушки не видели обычные свечи а сразу работали на иридиевых свечах, с заменой катушек вы скорей всего столкнетесь не скоро.

Ниже два графика сравнения обычных и иридиевых свечей в ходе эксплуатации.

График топливной экономичностиГрафик изменения мощности в ходе эксплуатации

Возможно вы сталкивались или вам приходилось слышать что иридиевые свечи не выходят заявленного ресурса. Почему такая ситуация возможна, об этом ниже.

Контрафактные свечи

Весь контрафакт сегодня делится на три вида : низкокачественный, среднекачественный и «высококачественный». Это относится как к простым свечам, так и к иридиевым.

Низкокачественная подделка. Кривейшие шрифты. Такие свечи могут вызвать подозрение уже одной упаковкой. Тоже самое касается и внешнего вида самой свечи. Но с развитием типографии и производства такое вам уже вряд ли встретится.

Кривые шрифты MOBIS и HYUNDAI уже редкостьЯвный левак, сегодня встречается редко

Среднекачественная подделка. У такого вида упаковка уже не отличается от оригинала, но все еще сохраняются отличия во внешнем виде самой свечи. К сожаления отличить владельцу оригинал от контрафакта не имея образца затруднительно.

Нужно понимать, что нет какого-то одного или нескольких отличительных признаков. Контрафакта много и он очень разный. Как правило, это выясняется на этапе эксплуатации уже после установки. На таких свечах трясти машину начинает практически сразу, но может потребоваться и несколько тысяч км.

Несколько распространенных примеров.

Многочисленные заусенцы на резьбеМаркировка на свече кривовата и чувствуется пальцемСкошенная или кривая поверхность центрального электродаИридиевая свеча, пираты забыли сделать скос на боковом электроде

Высококачественная подделка. Упаковка всегда совпадает с оригиналом, сами поддельные свечи по внешнему виду уже не отличаются от оригинальных. Самое интересное такой вид контрафакта имеет «приличный» ресурс. Обычно они всегда выхаживают около 10 000 км. То есть такие свечи уже имеют более качественные материалы электродов и изолятора.

Как защитится от поделки? Если нужны оригинальные свечи, нужно покупать у дилера — за ними левака замечено не было. У дилера можно покупать не напрямую, а через интернет-магазины. Так получается дешевле, но для этого нужно знать какой склад является дилерским.

Автопитер отмечает дилера значкомВ Автодоке наконец-то стали указывать дилерский склад

Покупать свечи по самой дешевой цене с неизвестного склада это всегда риск! Именно так сегодня реализуется контрафакт, который попадает владельцам через интернет-магазины или мелкие розничные магазины, которые покупают такие свечи через эти же самые интернет-магазины как раз с самых дешевых складов.

Емех не отмечает дилеров, рейтинг это про сроки поставки а не качествоТоже самое в Экзисте, свечи с не известных складов

Другой вариант отказаться от оригинала, например перейти на DENSO или тот же NGK но уже в своей упаковке. Но здесь вас ждет такая же проблема контрафакта. Здесь также есть проверенные фирмы которые не замечены в торговле леваком. Например мы покупаем DENSO и NGK в компании РОССКО напрямую. Эта компания также привязана ко всем интернет-магазинам, но в отличии от дилерского склада она зашифрована какими-то буквенными обозначениями как в автодоке или также не выводится информация о складе (поставщике).

Страница не найдена — Agreena

Handelsplatformen Commoditrader Skifter navn til Agreena.

25 августа 2021 г. Датский

Handelsplatformen Commoditrader Skifter navn til Agreena.

Commoditrader запустил несколько цифровых ручных платформ, демократизировало и эффективно управляло med landmandens vigtigste råvare – korn. I dag er platformen veletableret i flere europæiske lande. Og flere digitale løsninger er kommet til.

Det skriver selskabet i en pressemeddelelse.

Navneskiftet til Agreena marker, and productporteføljen nu ikke kun rummer en handelsplatform for korn, men en række ag-tech-løsninger, der hjælper landmænd over hele Europa med at blive både øde øde og klimamæssigt bæredygtige.

Fra Handel Med Korn Til Handel Med CO2

”Der er sket meget, siden vi starte virksomheden i 2016. Klima- og miljøspørgsmål er skyllet ind over landbrugsbranchen med fornyet styrke. Derfor udviklede vi Commodicarbon: Et программа, включающая в себя сертификат CO2 на землю, который имеет сертификат на соответствие климатическим нормам и стандартам.Gennem programt kan landmanden vælge at få medfinansieret og accelereret den grønne omstilling af sin bedrift, fortæller administrerende direktør Simon Haldrup.

Bredere Fokus På Bæredygtige Ag-tech-løsninger Kalder På Nyt Navn

”Vi oplevede hardigt en stor interesse for vores nye forretningsområder, herunder Commodicarbon. Men vi oplevede også, at nogle blev forvirrede over, at vores firmanavn var det samme som navnet på et af vores produkter.Og med de mange løsninger, vi forventer at udvikle i fremtiden, kunne vi se, at forvirringen nok kun ville blive større, hvis vi Skulle til at føje endnu flere produktnavne til Commodi-familien. Derfor havde vi brug for at finde et nyt navn, der bere kunne afspejle vores focus på at udvikle Innovation ag-tech-løsninger, der hjælper landmænd med at drive en økonomisk og klimamæssigt bæredygtig forretning”, lyder det fra Simon Haldrup, der forretning”, lyder det fra Simon Haldrup, der forretning

”Valget faldt på navnet Agreena, fordi den første stavelse peger i retning af landbrug, samtidig med at green afspejler vores focus på at accelerere landbrugets grønne omstilling.Og så kunne vi godt lide, at Agreena på engelsk ligger ret tæt op ad Arena. Vi ser nemlig først og fremmest os selv som en enabler (en der muligør det. red), der bygger den platform – eller arena – hvor landmanden kan få succes», fortæller Simon Haldrup.

DET NYE navn betyder dog ikke et farvel til nogle af de eksisterende Услуги:

”Vi har hverken fejet vores produkter til siden eller lagt dem bag os – vi bygger slet og retпечь. Все услуги Fortsætter fuldstændig сом Hidtil.Nu sker det bare under et navn, der bedre indkapsler vores vision, og hvor vi er på vej hen som virksomhed”, udtaler Simon Haldrup.

Læs artiklen her.

Оливер Франклин

Свечи зажигания, в чем разница? – Стандартный, иридиевый и платиновый – Ipswich City Mechanical

Свечи зажигания генерируют электрический ток, который воспламеняет сжатый воздух и топливо в камере сгорания. У всех бензиновых двигателей есть свечи зажигания, поскольку они необходимы для создания силы, толкающей поршень в движение.Чтобы узнать немного больше о работе свечи зажигания, посмотрите это короткое видео, чтобы объяснить немного больше. Все свечи зажигания выполняют одну и ту же функцию, но существуют разные типы свечей зажигания для разных типов автомобилей.

Стандартные свечи зажигания
Это самые распространенные свечи зажигания. Изготовленные из твердой меди с центральным электродом из никелевого сплава, этот тип свечей зажигания имеет самый большой диаметр среди других типов свечей зажигания, что означает, что для генерации тока требуется большее напряжение.Он обладает высокой проводимостью и хорошо выдерживает нагрев, но его компонент из никелевого сплава не является долговечным. Это означает, что он имеет тенденцию изнашиваться быстрее, чем другие типы. Обычно требует замены каждые 40 000 км.

Платиновые свечи зажигания

Как и стандартные свечи зажигания, платиновые свечи изготовлены из меди. Отличие состоит в платиновых дисках на концах вместо никелевого сплава. Это дает ему большую долговечность, которая почти вдвое больше, чем у медного типа.Он также выделяет больше тепла, что может предотвратить накопление отложений и загрязнение. Существует два типа платиновых свечей зажигания — одинарная платина и двойная платина, которые лучше всего подходят для систем зажигания с распределителем или DIS.

Так какая разница? Двойная платиновая свеча зажигания имеет платиновые пластины на центральном и заземляющем электродах, которые предназначены для типа DIS с «отработанной искрой». Эта система требует, чтобы искра прыгала от центра к боковому электроду, а затем обратно.Он более надежен и не подвержен влиянию условий окружающей среды. Рекомендации по замене свечей зажигания этого типа обычно составляют от 80 до 100 000 км.

Иридиевые свечи зажигания

Самым дорогим типом свечей зажигания являются иридиевые. Он тверже и долговечнее и обычно служит дольше, чем платиновые. У них меньший центральный электрод и тонкие проволочные центры, которые могут генерировать ток быстрее. Он обеспечивает лучшую мощность и полное сгорание, что приводит к повышению производительности двигателя.Рекомендации по замене свечей зажигания этого типа обычно составляют от 100 до 150 000 км пробега.

Какую свечу зажигания выбрать?

Некоторые считают, что одни типы свечей зажигания лучше других. Тот факт, что иридиевые более дорогие и могут служить дольше, не означает, что они лучше всего подходят для вашего автомобиля. Лучший ответ на вопрос, какую свечу зажигания выбрать, прост — следуйте тому, что написано в руководстве по эксплуатации вашего автомобиля, или обратитесь за рекомендациями к своему механику.

Если вам нужно заменить свечи зажигания, мы здесь, чтобы помочь вам со всеми потребностями вашего автомобиля. Мы гордимся тем, что предоставляем индивидуальное техническое обслуживание автомобилей, поэтому для нас нет слишком маленьких или слишком больших задач.

Килограмм изменился навсегда. Вот почему это важно.

Запечатанный под тремя вложенными друг в друга стеклянными колпаками блестящий металлический цилиндр находится в хранилище с регулируемой температурой в недрах Международного бюро мер и весов в Севре, Франция.Этот одинокий кусок платины и иридия, получивший название Le Grande K или Big K, уже более века определяет массу по всему миру — от напольных весов до медицинских лабораторных весов.

Но скоро все изменится.

16 ноября 2018 года представители более 60 стран проголосовали на 26-м заседании Генеральной конференции по мерам и весам в Версале, Франция, за пересмотр определения килограмма. Сегодня это изменение, наконец, вступает в силу. Вместо того, чтобы основывать единицу на этом физическом объекте, впредь мера будет основываться на фундаментальном факторе в физике, известном как постоянная Планка.Это бесконечно малое число, которое начинается с 33 нулей после запятой, описывает поведение элементарных пучков света, известных как фотоны, во всем, от мерцания пламени свечи до мерцания звезд над головой.

«Эта фундаментальная постоянная вплетена в ткань Вселенной», — говорит Стефан Шламмингер, руководитель группы Национального института стандартов и технологий, который вместе с международной группой ученых работал над уточнением постоянной Планка для нового определения килограмма.Самое главное, что это значение останется неизменным все время, независимо от местоположения.

Крупное изменение
Килограмм является одной из семи основных единиц Международной системы единиц, которая определяет все остальные измерения. (Другие шесть основных единиц — это метр, секунда, моль, ампер, кельвин и кандела.) Легко упустить из виду важность единиц, но эти семь лежат в основе всего в нашей Вселенной. Они обеспечивают стабильность в производстве, торговле, научных инновациях и многом другом.
Метрическая система, позже ставшая Международной системой единиц, была задумана в конце 1700-х годов как способ измерения «что-то на все времена и для всех людей», — говорит Шламмингер. Надежда заключалась в том, чтобы упростить повседневную жизнь в мире, где путешествие в другой город означало возможность изучения другой системы мер.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
1 / 12
1 / 12
Композитное изображение галактики Мессье 81 (M81) показывает то, что астрономы называют спиральной галактикой «великого замысла», где каждый из ее рукавов полностью загибается в свою центр. Расположенная примерно в 12 миллионах световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы, M81 является одной из самых ярких галактик, видимых в телескоп с Земли.
Составное изображение галактики Мессье 81 (M81) показывает то, что астрономы называют спиральной галактикой «великого замысла», где каждый из ее рукавов полностью загибается к центру. Расположенная примерно в 12 миллионах световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы, M81 является одной из самых ярких галактик, видимых в телескоп с Земли.
Фотография предоставлена NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA
Многие из этих ранних метрических единиц были основаны на природных явлениях, объясняет Ричард Дэвис, почетный физик-исследователь Международного бюро мер и весов, организации, которая регулирует все вещи. связанные с измерениями.Но в итоге оказалось, что использовать их нецелесообразно. Например, метр был определен как 1/10 000 000 расстояния от Северного полюса до экватора, проходящего через Париж. Килограмм — это масса литра дистиллированной воды при температуре ее замерзания.
«У них просто не было ни технологий, ни науки, чтобы добиться успеха, — говорит Дэвис. Так, в июне 1799 года были выкованы два платиновых эталона — метровый стержень и килограммовый цилиндр, что ознаменовало создание десятичной метрической системы. Чтобы повысить их устойчивость, в 1889 году прототипы были перекованы из платино-иридиевого сплава и убраны под замок.
Однако эта зависимость от физических объектов имела и свои недостатки. «Материальный объект не будет вечным», — говорит Шламмингер. Кофейные чашки разбиваются; рвется одежда; трубы ржавеют. Более того, запертые в хранилище, эти объекты уж точно не «для всех».
В прошедшем столетии эти физические объекты один за другим были заменены фундаментальными константами. Килограмм был последней задержкой.
Годы потери веса
За исключением своей недоступности, Big K выполнил свою работу.Ученые подделали серию копий для использования исследователями по всему миру. Только три раза за почти 130 лет исследователи выпускали Big K из хранилища, чтобы сравнить драгоценный цилиндр с его двойниками.
Но с каждым из этих сравнений ученые становились все более обеспокоенными: Большой Кей, казалось, терял вес.
По сравнению со своими копиями крошечный цилиндр становился все легче. Это или его копии становились все тяжелее.Невозможно сказать, какой именно, поскольку Большой К по определению равен ровно одному килограмму. Даже если бы кто-то взял напильник и сбрил угол, Большой К все равно весил бы один килограмм, а килограммы по всему миру пришлось бы корректировать.
В общей сложности масса Big K отличается от своих копий примерно на 50 микрограммов — почти на массу крупинки соли. И хотя это может показаться не таким уж большим, это огромная проблема для таких требовательных областей, как медицина. В довершение всего, эта потеря влияет не только на массу, но и на любые другие единицы, такие как Ньютон, которые определяются по отношению к массе.
Как это происходит?
Чтобы решить эту проблему, Генеральная конференция по мерам и весам в 2011 году единогласно приняла резолюцию о пересмотре определения килограмма и трех дополнительных единиц — ампера, кельвина и моля — на основе «инвариантов природы». С тех пор ученые всего мира мчались, чтобы найти решение.
Появились два различных варианта килограмма, оба из которых связаны с постоянной Планка. Первый основан на так называемом балансе Киббла.Это немного похоже на классические балансиры на бревне, которые, по сути, представляют собой перекладину с подвешенными чашами с обеих сторон. Чтобы измерить вес чего-либо, поместите известную массу с одной стороны и интересующий объект с другой. Благодаря силе гравитации вы можете сказать, сколько весит этот объект по отношению к известной массе.
Однако для весов Киббла одна из этих чашек фактически заменена катушкой в магнитном поле. И вместо того, чтобы использовать гравитационную силу для уравновешивания массы, он использует электромагнитную силу. Сравнивая массу с аспектами этой электромагнитной силы, ученые могут точно измерить постоянную Планка.
Другое решение основано на создании еще одного мерцающего объекта: идеальной сферы из кристаллического кремния-28. Эта идея основана на константе, известной как число Авогадро, которая определяет число атомов в моле примерно равным 602 214 000 000 000 000 000 000. Подсчитав количество атомов в кремниевой сфере, которая составляет ровно 1 килограмм, ученые могут вычислить число Авогадро с предельной точностью.Затем его можно преобразовать в постоянную Планка. (Подробнее об использовании числа Авогадро в переопределении килограмма.)
Окончательное значение постоянной Планка невообразимо мало: 0,0000000000000000000000000000000000662607015 метр-квадрат-килограмм в секунду.
Ожидание окончено
С помощью двух методов ученые теперь могут измерять килограмм с погрешностью в одну стомиллионную — разница составляет примерно четверть веса ресницы, говорит Шламмингер. «Вот в чем дело в науке — совершенства не существует, — говорит он. — Всегда есть случайные эффекты и всегда есть небольшой разброс. И вы должны решить: достаточно ли это хорошо?» Единогласное голосование в ноябре предполагает, что этого действительно достаточно.
Изменение вступает в силу 20 мая 2019 г., во Всемирный день метрологии. «В этот день вы не увидите никаких изменений в нашей повседневной жизни», — говорит Дэвис. Но так или иначе все весы на планете связаны с международным эталоном килограмма.В то время как измерение муки на вашей кухне останется прежним, новый стандарт имеет огромное значение для таких вещей, как производство автомобильных компонентов, разработка новых лекарств и создание научных приборов.
Ноябрьское голосование было замечательным не только благодаря невероятной точности этих измерений, которые теперь могут быть сделаны, но и благодаря международному сотрудничеству, лежащему в основе этой работы. После того, как представители единогласно одобрили новое определение, Себастьен Кандель, президент Французской академии наук, заключил: «Я надеюсь, что это будет возможно и для многих других проблем мира.
Примечание редактора: эта история была первоначально опубликована 16 ноября 2018 года. Она была обновлена, когда вступило в силу новое определение килограмма.
Металленоксид иридия для кислотного катализа выделения кислорода
Условия синтеза 1T-IrO ₂ являются сложными: высокая температура (800 °C), сильная щелочная среда и постоянное усилие измельчения.В этой работе мы успешно реализовали все строгие требования в нашей «самодельной ”, где основной корпус изготовлен из высококачественного корунда, как подходящего материала, способного оставаться стабильным в суровых условиях: высокой температуре, постоянном измельчении и сильной щелочи (рис.1 и дополнительный рис. 1). В качестве предшественников реакции были выбраны трихлорид иридия (IrCl ₃ ) и гидроксид калия (КОН). Смесь измельчали при повышении температуры от комнатной до 800 °С со скоростью нагрева 10 °С мин ^-1 и выдерживали при 800°С в течение 3 ч в механотермическом реакторе. Подробный процесс синтеза можно найти в разделе «Методы». Полученный порошок 1T-IrO ₂ имеет темно-синий цвет, а его водная дисперсия в кювете имеет светло-синий цвет, что полностью отличается от цвета IrO ₂ с рутиловой фазой (дополнительный рис.2а, б).
Рис. 1: Схематическое изображение механотермического реактора для получения 1T-IrO ₂ , в котором механические и термические операции контролируются одновременно.
Синие и желтые шарики обозначают IrCl ₃ и KOH соответственно.
Изображение, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), показывает, что двумерный нанолист является доминирующим продуктом (рис. 2а). Изображения просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) дополнительно используются для получения подробной информации о морфологии, где можно наблюдать тонколистовую структуру (рис.2b и дополнительный рисунок 2c, d). Анализ атомно-силовой микроскопии (АСМ) также подтверждает ультратонкую двумерную структуру 1T-IrO ₂ толщиной 3–5 нм (дополнительный рисунок 3). Затем химический состав был проверен с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии ПЭМ (TEM-EDX), где атомное соотношение Ir и O составляет около 1: 2 (дополнительный рисунок 2e, f). Другие доказательства, такие как вид в поперечном сечении, показывающий монослойные и двухслойные области, и интенсивность линейной кольцевой сканирующей просвечивающей электронной микроскопии в темном поле (STEM-ADF), также приведены на дополнительном рисунке.2г. Затем распределение элементов Ir и O было обнаружено с помощью картирования STEM-EDX, где Ir (красный) и O (зеленый) равномерно распределяются по всему нанолисту (дополнительный рисунок 2h).
Рис. 2: Структурные характеристики 1T-IrO ₂ .
a СЭМ и b ПЭМ изображения 1T-IrO ₂ , представляющие ультратонкую морфологию. c Изображение монослоя 1T-IrO ₂ с коррекцией аберраций HAADF-STEM. Шестиугольный рисунок указывает на проекцию [0001]. c1 Рисунок SAED 1T-IrO ₂ на рис. 2c, показывающий шестикратную вращательную симметрию. d Сравнение рентгенограмм 1T-IrO ₂ (красная кривая), имитационного пика дифракции рентгеновских лучей (желтая кривая) 1T-IrO ₂ и рутила-IrO ₂ (синяя линия) (JCPDS № 88-0288). Измерение XRD показывает высокую ориентацию слоистой структуры 1T-IrO ₂ вдоль оси c . e, f Изображения HAADF-STEM монослоя и многослойного 1T-IrO ₂ , которые показывают идентичное расположение атомов.Ir и O представлены синими и красными сферами. g, i, j Моделированные ПЭМ-изображения IrO ₂ с фазами 1 T, 2H и 3 R. Наш результат для 1T-IrO ₂ соответствует AA-стекингу, отличному от результатов, показанных AB-стекингом (2H) и ABC-стекингом (3 R). h Модель атома 1T-IrO ₂ , где желтые и красные шарики обозначают Ir и O. Масштабные линейки в a, b, c и c1 равны 2 мкм, 100 нм, 1,25 нм и 5 1/нм соответственно. Масштабные полосы в e, f, g, i, j составляют 1 нм.
Анализ структуры 1T-IrO
₂
Затем был проведен метод рентгеновской дифракции (XRD) для выявления кристаллической структуры 1T-IrO ₂ нанолистов с использованием Cu Kα-излучения ( λ = 1,54). . Как показано на рис. 2d, острые брэгговские дифракционные пики подтверждают высокую кристалличность и отсутствие дифракционных пиков, которые принадлежат исходным материалам или рутил-IrO ₂ [Объединенный комитет по стандартам порошковой дифракции (JCPDS) № 88-0288]. обнаружено.Пики соответствуют плоскостям дифракции (0001) и (0002) соответственно, указывая на слоистую структуру вдоль оси c . Пик около 12,81 ° является важным отпечатком, позволяющим различить параметр элементарной ячейки 90 105 c 90 106 вдоль направления 90 105 c 90 106 , который, по расчетам, составляет ~ 6,91 Å.
Для уточнения фазы 1T-IrO ₂ ^35,36 был дополнительно использован метод визуализации STEM-ADF с коррекцией аберраций. Типичное изображение STEM-ADF из области монослоя показано на рис.2в с ребром по поверхности (10–10). Поскольку слоистая чешуйка очень чувствительна к электронному лучу, для уменьшения повреждения пучка использовался очень малый ток 23 пА при 200 кВ. Электронная дифракция с селективной областью (SAED) подтверждает его кристаллическую природу (рис. 2c1). Поскольку интенсивность столбцов атомов пропорциональна атомному номеру, определяется гексагональный массив атомов Ir, в то время как интенсивность столбцов кислорода слишком слаба, чтобы ее можно было увидеть ³⁷ . Тогда есть только два вопроса о кристаллической структуре этого материала: один — укладка слоев, а другой — атомное координационное окружение, окружающее атомы Ir.На рисунке 2e, f представлена информация о типичных изображениях с атомарным разрешением как монослоя, так и многослойного 1T-IrO ₂ , которые демонстрируют идентичный внешний вид. Сравнение с смоделированными изображениями STEM-ADF укладки AB и ABC однозначно указывает на то, что наш 1T-IrO ₂ представляет собой AA-укладку (рис. 2g, h), за исключением 2H (укладка AB) и 3 R (укладка ABC). ) расположение кристаллов (рис. 2i, j).
Другой важной информацией является информация о координации между атомами Ir и O.Мы подошли к этому вопросу двумя разными способами. Во-первых, согласно литературным данным, существуют две возможные структуры для координации кислорода: одна представляет собой тригональную (Т) фазу, а другая — гексагональную (Н) фазу ³⁶ . Мы взяли фазы H и T из MoS ₂ ³⁷ и расслабили структуры с помощью DFT. Структура H-фазы IrO ₂ разрушилась при релаксации структуры, в то время как T-фаза IrO ₂ остается стабильной, что позволяет предположить, что T-фаза является более энергетически выгодной в основном состоянии.Далее мы провели синхротронное поглощение рентгеновских лучей с использованием края Ir-LIII для исследования координационного окружения ³⁸ . Результаты рентгеновской абсорбционной спектроскопии ближнего края (XANES) для 1T-IrO ₂, рутила-IrO ₂ и металлической фольги Ir показаны на рис. 3a. Чтобы еще больше различать координационную среду кислорода между фазами H и T, мы смоделировали кривую XANES с использованием кода Feff9, как показано на рис. 3b ³⁹ . Лучшее согласие между экспериментальным 1T-IrO ₂ и Т-фазой дополнительно подтверждает тригональное координационное окружение.Также были собраны результаты расширенной тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей (EXAFS) и преобразованы Фурье, чтобы показать условия координации в реальном пространстве, как показано на рис. 3c для 1T-IrO ₂ , рутил-IrO ₂ и металлической фольги Ir. . Спектр для 1T-IrO ₂ подобран и показан на рис. 3d с двумя выделенными координационными оболочками для оболочки Ir–O ₆ и оболочки Ir–Ir ₆. Координационное число и длины связей для этих двух оболочек равны 6.0/2,00 Å и 6,0/3,12 Å.
Рис. 3: Представление структуры 1T-IrO ₂ .
a Край Ir-LIII XANES из 1T-IrO ₂ , рутил-IrO ₂ и ИК-фольга. b Край Ir-LIII XANES T-фазы IrO ₂ и H-фазы IrO ₂ моделируются с использованием кода Feff9 и сравниваются с экспериментальным результатом 1T-IrO ₂ . c k ² — Нормализованная кромка Ir-LIII EXAFS 1T-IrO ₂, рутил-IrO ₂ и ИК-фольга. d k ² -Нормированный Ir-LIII край EXAFS 1T-IrO ₂ , где выделены оболочки Ir–O ₆ и Ir–Ir ₆. e Атомная структура слоистого 1T-IrO ₂ . f–h Схема элементарной ячейки 1T-IrO ₂ с параметрами решетки a = b = 3,11 Å и c = 6,91 Уточненные модели структуры получены на основе XRD и анализа HAADF-STEM с поправкой на аберрации.Ir и O представлены синими и красными сферами соответственно.
Таким образом, мы предлагаем структурную модель, показанную на рис. 3e–h. Расчетная рентгенограмма, полученная на основе предложенной модели 1T-IrO ₂, хорошо согласуется с рефлексами, наблюдаемыми на экспериментальной рентгенограмме (рис. 2г). Согласно предложенной модели, 1T-IrO ₂ кристаллизуется в пространственной группе P-3m1, которая полностью отличается от рутил-IrO ₂ (пространственная группа: P4 ₂ /mnm).Соответствующая схема слоистого 1T-IrO ₂ показана на рис. 3e, чтобы наглядно представить атомную структуру. Все параметры решетки приведены в дополнительной таблице 1. фаза рутила, поэтому важно разработать рациональную синтетическую стратегию, ведущую к этой фазе. В этой работе механотермический реактор играет ключевую роль в получении этой фазы IrO ₂, поскольку он обеспечивает мощный способ активации исходных материалов и получения метастабильных полиморфных форм ^33,34 .Только рутил-IrO ₂ с низкой кристалличностью был получен при отжиге смеси IrCl ₃ и KOH, приготовленной простым процессом смешивания (дополнительный рисунок 4a). Более того, KOH также необходим для образования 1T-IrO ₂ , где только наночастицы IrO ₂ с рутиловой фазой были получены без KOH (дополнительный рисунок 4b, d – g). Это указывает на то, что сильная щелочная среда обеспечивает критическую среду для роста оксидных материалов ^40,41 .Кроме того, термическая обработка имеет жизненно важное значение для образования кристаллов с высокой степенью кристалличности. Мы проверили рентгенограмму продукта отжига при 200 ° C без промывки бидистиллированной водой, где можно обнаружить промежуточные продукты реакции K _0,25 IrO ₂ и K ₄ IrO ₄ (дополнительный рисунок 5). ). Однако в 1T-IrO ₂ не было обнаружено следов K (дополнительный рисунок 6). Только аморфный продукт может быть получен при температуре отжига механотермического процесса 400 °C (дополнительный рис.4с). При повышении температуры отжига с 500 ° C до 800 ° C 1T-IrO ₂ становится высококристаллическим, демонстрируя предпочтительный рост по оси c и четкую двумерную морфологию листа (дополнительный рисунок 4h – k). Поэтому сочетание механической обработки и отжига в сильнощелочной среде имеет решающее значение для образования 1T-IrO ₂ . Далее мы оценили фазовую структуру 1T-IrO ₂, отожженного при высокой температуре (900 °C), анализируя результат дифракции рентгеновских лучей.Была обнаружена термодинамически стабильная фаза рутила, что еще раз указывает на метастабильное свойство 1T-IrO ₂ (дополнительный рисунок 7a, b).
Чтобы получить лучшее представление о внутренней структуре 1T-IrO ₂ , для выявления электронных состояний 1T-IrO ₂ была использована рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS). Дополнительный рисунок 7c, пики O 1 с от связывания Ir-O четко наблюдаются как в 1T-IrO ₂, так и в рутил-IrO ₂ .Что еще более важно, энергии связи Ir 4 f 1T-IrO ₂ сдвинуты в сторону более высоких энергий связи, чем у рутил-IrO ₂ (дополнительный рисунок 7d), что позволяет предположить, что большая часть Ir ³⁺ виды существуют на поверхности 1T-IrO ₂ ⁴² . Поэтому поверхность Ir в 1T-IrO ₂ находится в более металлическом состоянии. Обратное смещение пика XPS в сторону высоких энергий с более низким валентным состоянием может быть связано с сильным эффектом корреляции электронов в Ir.Этот результат также хорошо согласуется с результатами, полученными на синхротроне XANES, показанными на рис. 3a и дополнительных рис. 7e, f.
Характеристики OER 1T-IrO
₂
Поскольку IrO ₂ считается наиболее многообещающим катализатором кислотных OER, характеристики OER 1T-IrO ₂ заслуживают глубокой оценки ^{15,16,17 9 Для сравнения также были измерены характеристики OER IrO ₂ с рутиловой фазой (Rutile-IrO ₂) и двух эталонных электрокатализаторов: C-IrO ₂ и коммерческого Ir/C (C-Ir/C).Тесты OER измерялись с использованием стандартной трехэлектродной системы в 0,1 M O ₂-насыщенном электролите HClO ₄. Электрод сравнения был откалиброван перед тестами OER (дополнительный рисунок 8). Как показано на рис. 4а, вольтамперометрия с линейной разверткой (LSV) показывает, что 1T-IrO ₂ имеет наиболее активную поляризационную кривую со сверхнизким перенапряжением 197 мВ для достижения плотности тока 10 мА см _geo ^{− 2} . Это перенапряжение на 100 мВ ниже, чем у Rutile-IrO ₂, что указывает на важную роль фазы в настройке электрохимических характеристик.Для сравнения, C-IrO ₂ и C-Ir/C получили более высокие перенапряжения с подачей 276 мВ и 311 мВ соответственно (рис. 4а). Наклон Тафеля — еще один важный параметр для оценки эффективности ООР. Самый низкий тафелевский наклон 49 мВ dec ^-1 был получен с помощью 1T-IrO ₂ по сравнению с измеренными с помощью Rutile-IrO ₂, C-IrO ₂ и C-Ir/C (рис. 4b), предполагая, что поверхностная среда 1T-IrO ₂ более благоприятна для пути OER.Далее мы сравнили геометрическую плотность тока при 1,50 В по сравнению с обратимым водородным электродом (RHE) различных катализаторов. 1Т-IrO ₂ имеют наибольшую геометрическую плотность тока 52,7 мА см _geo ⁻² , что в 9,6, 6,3 и 10,8 раза выше, чем у Рутил-IrO _{2 _{2 _{см -2}}}} ), C-IrO ₂ (8,4 мА см _geo ^-2 ) и C-Ir/C (4,9 мА см _geo ^-2 ) (рис. 4c).
Рис. 4: Характеристики OER 1T-IrO ₂ .
a Поляризационные кривые 1T-IrO ₂ , Rutile-IrO ₂ и коммерческих катализаторов (C-IrO ₂ и C-Ir/C) в O ₂ — насыщенных 4 с iR-коррекцией, где 1T-IrO ₂ обеспечивают перенапряжение 197 мВ для достижения плотности тока 10 мА см _geo ⁻² . б Графики Тафеля, полученные из поляризационных кривых в а. c–f Сравнение значений геометрической активности, массовой активности, TOF на основе UPD и TOF на основе BET при 1,50 В в сравнении с RHE для 1T-IrO ₂ , Rutile-IrO ₂ , C-IrO ₂ и C-Ir/C. г Показатели хронопотенциометрии при высокой постоянной плотности тока 50 мА см h Геометрические поляризационные кривые и i Поляризационные кривые на основе УПД 1T-IrO ₂ до и после испытаний на стабильность при высокой плотности тока 50 мА см _гео ⁻² , где изменение УПД активность на основе активной области в 1T-IrO ₂ очень слабая.Столбики погрешностей представляют собой средние значения ± SD ( n = 3 повтора).
Собственную активность 1T-IrO ₂ дополнительно оценивали путем определения массовой активности и TOF при 1,50 В относительно RHE. Массовую активность всех катализаторов рассчитывают путем нормирования массы иридия, а значения TOF всех катализаторов рассчитывают путем нормирования площади поверхности на основе гипопотенциального осаждения ртути (UPD), площади поверхности Брунауэра-Эммета-Теллера (BET) или площадь поверхности на основе электрохимически активной поверхности (ECSA). Методы определения площади поверхности различных катализаторов на основе UPD, BET или ECSA были собраны в разделе «Методы» (дополнительные рисунки 9–12, дополнительные таблицы 2–6 и дополнительное примечание 1). Как показано на рис. 4d, 1T-IrO ₂ проявляет самую высокую массовую активность 296,8 мА мг _Ir ^-1 , что в 9,7 раза выше, чем у Rutile-IrO ₂ . Что еще более важно, мы рассчитали значения TOF для различных катализаторов (рис. 4e, f и дополнительный рис. 13).Значения TOF следуют порядку в последовательности 1T-IrO ₂, C-IrO ₂, Rutile-IrO ₂ и C-Ir/C, где 1T-IrO ₂ демонстрирует самое высокое значение TOF 4,2. с _UPD ^-1 (3,0 с _BET ^-1 и 2,7 с _ECSA ^-1 ) при 1,50 В относительно RHE. Мы дополнительно оценили характеристики OER 1T-IrO ₂ в масштабном эксперименте, проведенном с электродами 1 × 1 см ² (раздел «Методы»). Значения массы и TOF 1T-IrO ₂ выше, чем у C-IrO ₂, Rutile-IrO ₂ и C-Ir/C (дополнительный рисунок 14).
Мы также оценили характеристики OER 1T-IrO ₂ с использованием 0,5 M H ₂ SO ₄ в качестве электролита. 1T-IrO ₂ демонстрирует наименьшее перенапряжение 235 мВ при плотности тока 10 мА см _geo ⁻² по сравнению с 319, 302 и 340 мВ Rutile-IrO ₂ , C-3 2 и C-Ir/C (дополнительный рис.15а). Результаты являются разумными, поскольку активность OER катализаторов на основе Ir в HClO ₄ лучше, чем в H ₂ SO ₄ ⁴³ . Также была оценена собственная активность 1T-IrO ₂ в 0,5 M H ₂ SO ₄. 1T-IRO ₂ выставляют значения TOF 290 S _UPD ^-1 (1,5 с _BET ^-1 и 1,3 с _ECSA ^-1) (дополнительный фиг. 15D-F и дополнительный Таблицы 7, 8). После тщательной оценки этих современных катализаторов, о которых сообщалось ранее, мы помещаем 1T-IrO ₂ в число наиболее эффективных катализаторов для OER (дополнительная таблица 8).
Стабильность работы является ключевым вопросом при рассмотрении реализации для практического применения, поскольку большинство оксидов металлов склонны к резкой потере активности в кислых условиях OER. Поэтому сбор более надежных данных осуществляется на основе стандартных измерений, предложенных Kibsgaard и Chorkendorff ⁴⁴ .Как показано на рис. 4g, 1T-IrO ₂ сохранял 98% исходной активности при высокой плотности тока 50 мА см _geo ⁻² после 45-часового теста на стабильность. Однако Rutile-IrO ₂, C-IrO ₂ и C-Ir/C полностью деактивировались после длительного испытания при высокой плотности тока (рис. 4g и дополнительная рис. 16). 1T-IrO ₂ также демонстрирует значительно повышенную стабильность по сравнению с другими катализаторами, о которых сообщалось ранее (дополнительная таблица 9). Кроме того, был проведен тест масс-спектрометра с источником индуктивно связанной плазмы (ICP-MS) для проверки концентрации растворенного Ir в 1T-IrO ₂ и C-IrO ₂ после продолжительного теста на стабильность при постоянном напряжении 1 В. .53 В по сравнению с RHE (дополнительный рис. 17a). Как показано на дополнительном рисунке 17b, ограниченная концентрация растворенных ионов Ir для 1T-IrO ₂ обнаруживается после 45-часового теста на стабильность, что свидетельствует о его замечательной стабильности OER. Мы также рассчитали s-число, чтобы выявить свойство стабильности 1T-IrO ₂ (дополнительный рисунок 18). Сформируйте данные в дополнительной таблице 10, все s-числа при различных рабочих потенциалах больше, чем 1 × 10 ⁶, больше, чем s-число коммерческого катализатора IrO _x (5 × 10 ⁵) в кислой среде. СМИ ⁴⁵ .Также была оценена площадь поверхности 1T-IrO ₂ после реакции на основе UPD (дополнительный рисунок 19a). Снижение активности на основе активной площади в 1T-IrO ₂ очень незначительно, что позволяет предположить, что потеря активности OER в значительной степени связана с каплей катализатора с электрода во время теста на стабильность (рис. 4i). Изображение ПЭМ показывает, что морфология в значительной степени сохраняется после теста на долговременную стабильность при высокой плотности тока 50 мА см _geo ^-2 . Картирование TEM-EDX подтверждает равномерное распределение Ir и O в 1T-IrO ₂ после теста на стабильность (дополнительный рис.19б, в).
Что еще более важно, в качестве доказательства его практического использования мы исследовали каталитическую эффективность 1T-IrO ₂ в устройстве PEM. 1T-IRO ₂ раскрывает высокую точечную плотность 253 мА СМ _GEO ^-2 на напряжении 1,50 В, выше 14,1 мА см _GEO ^-2 C-IRO ₂ (дополнительный рис. 20, 21), что помещает 1T-IrO ₂ в число наиболее эффективных катализаторов, о которых сообщалось (дополнительная таблица 11). Он также стабильно работает в течение 126 ч при высоком токе 250 мА см _geo ^-2 в устройстве PEM с эффективностью Фарадея, приближающейся к 100% во время теста на долговременную стабильность, что указывает на его многообещающее промышленное применение (дополнительные рис. 22–24 и дополнительную таблицу 12). Как показано на дополнительном рисунке 25, 1T-IrO ₂ демонстрирует высокую стабильность в тесте циклов старт-стоп. Морфология листа и кристаллическая структура 1T-IrO ₂ также в значительной степени остаются после испытания на стабильность в устройстве PEM (дополнительный рис.26). На основании результатов XRD был обнаружен типичный дифракционный пик (0001) при 12,81°, и не наблюдалось никакого сигнала от фазы рутила, что свидетельствует о высокой стабильности 1T-IrO ₂ в электрохимическом катализе. Изображение SAED показывает, что 1T-IrO ₂ сохраняет свою высококристаллическую природу (дополнительный рисунок 26a1). Картирование TEM-EDX подтверждает равномерное распределение Ir и O в 1T-IrO ₂ после теста на стабильность (дополнительный рисунок 26b). Согласно дополнительному рис.26в можно обнаружить регулярный массив атомов Ir. Аморфных фаз обнаружено не было, что свидетельствует о высокой стабильности 1T-IrO ₂ . Анализ XPS показывает, что элементы Ir и O четко обнаружены (дополнительный рис. 26e, f). Структура прикраевого поглощения рентгеновских лучей (XANES) 1T-IrO ₂ после проведения теста на стабильность. Как показано на дополнительном рисунке 26g, валентное состояние 1T-IrO ₂ не сильно меняется по сравнению с состоянием эталонной фазы рутила IrO ₂, что свидетельствует о его высокой стабильности.Все эти результаты позволяют сделать вывод о том, что 1 Т-фаза может в значительной степени сохраняться в кислых условиях OER.
Моделирование DFT 1T-IrO
₂ в качестве катализатора OER
Расчеты DFT были проведены для понимания внутренних характеристик связывания и каталитической активности в OER. Обратите внимание, что в рутиловой фазе имеется два типа связи Ir–O (1,93 Å и 2,02 Å), а в 1 T-фазе только один вид связи Ir–O. Относительную стабильность фаз 1 T и рутила можно качественно оценить по прогнозируемой кристаллоорбитальной гамильтоновой заселенности (pCOHP) трех типов связей Ir–O.Графики COHP можно использовать для анализа вклада связывающих и разрыхляющих состояний в плотность состояний. Когда в материале образуются химические связи, связывающие орбитали обычно заняты, а разрыхляющие орбитали часто остаются незанятыми. Если незанятые разрыхляющие орбитали очень близки к энергии Ферми, они становятся занятыми возбужденными электронами при повышенных температурах из-за тепловых возбуждений. Следовательно, этот материал, вероятно, может разлагаться при высоких температурах. Однако, если незанятые разрыхляющие орбитали намного выше энергии Ферми, это говорит о том, что для накачки электронов в эти состояния потребуются высокие тепловые возбуждения.Соответственно, ожидается, что материал будет обладать отличной термической стабильностью. Как показано на рис. 5a–c, во всех трех связях Ir–O в диапазоне энергий ниже 2,0 эВ преобладают вклады связи, что означает, что фазы 1 T и рутила являются стабильными структурами в мягких условиях. Разрыхляющие вклады, однако, проявляются от 2,1 эВ в 1T-IrO ₂ и от 2,7 эВ в рутил-IrO ₂ . Это говорит о том, что термическая стабильность рутиловой фазы должна быть лучше, чем 1 Т-фазы, что хорошо согласуется с нашими экспериментальными наблюдениями.
Рис. 5: Механизм OER 1T-IrO ₂ .
График pCOHP a связь Ir–O в 1T-IrO ₂ , b более короткая связь Ir–O в рутиле-IrO ₂ и c более длинная Ir–O рутил-IrO ₂ . Энергии были выровнены по самым высоким занятым состояниям. Синие и красные контуры представляют связывающий и разрыхляющий вклады во взаимодействиях Ir–O соответственно. Термическая стабильность рутиловой фазы должна быть лучше, чем 1 Т-фаза, что указывает на то, что 1 Т-фаза является метастабильной фазой. d, e Профиль свободной энергии OER над 1T-IrO ₂ . f, g Профиль свободной энергии OER на поверхности рутил-IrO ₂ (110). Атомы Ir, O и H представлены синими, красными и белыми кружками соответственно.
Профиль свободной энергии Гиббса OER на 1T-IrO ₂ показан на рис. 5d, e. Расчетная диаграмма Пурбе показывает, что реакционная поверхность 1T-IrO ₂ в основном происходит на голой (0001) поверхности при U < 1.76 В / RHE (дополнительный рис. 27), а активный центр был назначен атомам Ir. Связывание ОН и последующая диссоциация *ОН на атомах Ir являются потенциально лимитирующими стадиями. Однако образование молекул *OOH и O ₂ возможно. Для ОЭР на поверхности рутил-IrO ₂ (110) соответствующее предельное перенапряжение составляет 0,59 В, что хорошо согласуется с предыдущими расчетами (рис. 5е, ж) ⁴⁶ . Сравнивая профили свободной энергии OER на активных сайтах, обсуждавшихся выше, превосходную активность 1T-IrO ₂ можно интерпретировать с помощью принципа Сабатье. На поверхностях оксидов металлов связи ОН-групп с экспонированными ионами металлов обычно слишком прочны. Как следствие, последующее образование *O будет стоить больших энергий. Однако на идеальных катализаторах OER связывание OH на активном центре должно демонстрировать увеличение энергии на 1,23 эВ. Из наших расчетов ясно видно, что образования *ОН на активных центрах поверхностей рутил-IrO ₂ (110) носят либо экзотермический, либо слабо эндотермический характер. В отличие от этого, эта стадия гораздо более эндотермична для 1T-IrO ₂ .Следовательно, 1T-IrO ₂ обеспечивает активный центр, отличный от рутил-IrO ₂, что приводит к повышенной каталитической активности. Как показано на дополнительном рисунке 28, атом Ir на поверхности 1T-IrO ₂ скрыт под атомами кислорода, что приводит к соответствующей адсорбции гидроксила и легкой стадии десорбции. Однако атом Ir на поверхности рутила-IrO ₂ не скрыт под атомами кислорода, что приводит к сильной адсорбции гидроксила и жесткой стадии десорбции.