Moc iskry

"Autofachmann"
17.12.2015

Ostatnim elementem funkcyjnym układu zapłonowego jest świeca zapłonowa. Jej zadaniem jest doprowadzenie energii zapłonu do komory spalania oraz zapalenie mieszanki paliwa i powietrza. Stanowi ona jednocześnie element konstrukcji układu zapłonowego, który musi wytrzymać największe obciążenia.

Świeca zapłonowa należy do niewielu wynalazków, które mimo szybkiego rozwoju techniki w ciągu ostatniego stulecia zostały zoptymalizowane, ale nie zastąpione. Najważniejsze elementy konstrukcyjne świecy zapłonowej, która zasadniczo składa się z metalu i ceramiki, to:

  • złącze z elektrodą środkową,
  • izolator,
  • obudowa z elektrodą masy.

Złącze i elektroda środkowa są wbudowane w izolator, który jest elementem ceramicznym, wykonanym z tlenku glinu, osadzonym gazoszczelnie w obudowie świecy zapłonowej lub w korpusie świecy, które są z kolei wykonane ze stali. W górnej części obudowy znajduje się element sześciokątny do montażu lub demontażu świecy za pomocą klucza do świec. Elektroda masy przymocowana jest do obudowy świecy, a elektroda środkowa wtopiona jest w izolator, z którego podstawy wystaje.
Ze względu na różnice między poszczególnymi silnikami w zakresie różnych właściwości, rodzajów zastosowań, obciążeń, zachowań itd. nie ma świecy uniwersalnej, która nadawałaby się do wszystkich silników. Już sama temperatura w komorze spalania jest różna dla każdego modelu silnika, w związku z czym wymaga zastosowania świec zapłonowych o różnym współczynniku wartości cieplnej. Od około 400oC osady sadzy i nagaru olejowego na stopie izolatora zaczynają się oddzielać. Nazywa się to „samooczyszczaniem świecy“. Od 900°C z reguły dochodzi do zapłonu samoczynnego paliwa. Wynika to z faktu rozgrzania się elektrody i podstawy izolatora do temperatury powyżej 900oC, co jest szkodliwe dla samej świecy zapłonowej oraz ogólnie silnika. Tak wysoka temperatura świecy zapłonowej może świadczyć o zbyt ubogiej mieszance lub źle dobranej ciepłocie świecy zapłonowej.

Reklama

Gorące do zimnego, zimne do ciepłego
"Gorące" silniki z wysoką mocą właściwą wymagają świec zapłonowych "zimnych", natomiast "zimne" silniki o niskiej mocy właściwej wymagają świec "gorących". Tylko ten, kto przy wyborze świec trzyma się dokładnie tej zasady, może być pewien, że nie popełni poważnego błędu. Świece wielozakresowe mają rozszerzony obszar zastosowania. Cechą charakterystyczną jest długa stopa izolatora i elektroda środkowa zbudowana ze stopu niklu i rdzenia miedzianego. Poza tym istnieje jeszcze cały szereg konstrukcji specjalnych do zastosowań szczególnych.
"Ciepłota" świec zapłonowych polega na szybkości oddawania ciepła z elektrody środkowej przez izolator do obudowy zewnętrznej i docelowo do głowicy. To oznacza, że przy wysokiej temperaturze w cylindrze konieczne jest zastosowanie świec z krótkim izolatorem (zimnych), czyli takich, które szybciej odprowadzą nadmiar ciepła. W przypadku mało wysilonych silników z niską temperaturą spalania stosuje się świece "ciepłe", które wolniej odprowadzają ciepło i wolniej się schładzają.

Reklama

Coraz lepsza trwałość
20 lat temu świece zapłonowe wymieniano co 10 tys. i 20 tys. km. Dzisiaj co 60 tys. km i więcej. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu nowych, odporniejszych na wypalanie materiałów, z których zbudowane są elektrody, takie jak stopy wysokotemperaturowe na bazie niklu, itru lub irydu oraz poprzez rozwój świec zapłonowych z wieloma elektrodami masy. Wszystko to doprowadzi w nadchodzących latach do wydłużenia przebiegu świec do 100 tys. km i więcej. Na uwagę zasługują także świece zapłonowe z gwintami mniejszymi niż typowe M-14, np. M-12 lub M-10. Zostały one skonstruowane ze względu na malejącą ilość miejsca w przestrzeni silnika na skutek stosowania techniki wielozaworowej. W zależności od kształtu i ułożenia elektrod oraz rodzaju iskry rozróżnia się:

  • iskry powietrzne ,
  • iskry ślizgowe,
  • iskry powietrzno-ślizgowe.

W przypadku świec wytwarzających iskry powietrzne, iskra przeskakuje bezpośrednio z elektrody środkowej na elektrodę masową. Iskra ślizgowa przechodzi po stopie izolatora. Natomiast w przypadku iskier powietrzno-ślizgowych, w zależności od warunków w komorze spalania, występuje iskra powietrzna lub ślizgowa. Także tutaj obowiązuje zasada, że przy wymianie świec należy postępować zgodnie z zaleceniami producenta.

Demontaż świec zapłonowych
W okresach zależnych od typu świecy, warunków używania pojazdu i stanu silnika, świece zapłonowe muszą zostać wymontowane w celu kontroli lub wymiany. Najpierw każdą świecę należy poluzować tylko o kilka zwojów gwintu, a następnie oczyścić zagłębienie świecy sprężonym powietrzem lub pędzlem, aby żadne zanieczyszczenia nie przedostały się do komory spalania. Dopiero później należy całkowicie wykręcić świecę. Czasami świece są osadzone tak mocno, że nie można ich wykręcić, nie ryzykując przy tym uszkodzenia gwintu. W takich przypadkach zaleca się najpierw wykręcić świecę tylko odrobinę, następnie polać zwoje gwintu kilkoma kroplami oleju, benzyny lub odrdzewiacza o wysokiej płynności i ponownie wkręcić świece. Po kilku minutach działania rozpuszczalnika, świece dają się zwykle wykręcić bez większego problemu. Jeżeli zwoje gwintu w silniku są uszkodzone, trzeba je przegwintować. W przypadku znacznego uszkodzenia istnieją praktycznie dwie możliwości. Pierwsza z nich to rozwiercenie gniazda i osadzenie w nim wkładki gwintowanej, a druga to demontaż głowicy oraz zaspawanie i ponowne wykonanie gniazda zgodnie z fabryczną specyfikacją wymiarową.

Diagnozowanie stanu świec
Stan świec zapłonowych odzwierciedla stan silnika. Jednak nawet w czasach wysoko rozwiniętej techniki pomiarowej diagnozowanie zamontowanych świec, np. za pomocą oscyloskopu, nie daje stuprocentowej pewności. Pewność daje natomiast badanie wzrokowe świecy wymontowanej, ponieważ wygląd, wypalenie, pozostałości itd. mówią wiele o stanie silnika, zapłonu i tworzenia mieszanki. Jednak warunkiem wiarygodnej oceny na podstawie wyglądu świecy jest wcześniejsze przejechanie przynajmniej 10 km. Silnik powinien przy tym pracować na zmiennych obrotach, w średnim zakresie mocy. Nie zaleca się, aby po przejechaniu tego odcinka drogi samochód pracował na biegu jałowym bez obciążenia (na postoju). Może to bowiem doprowadzić do osadzenia się sadzy na ściankach świecy zapłonowej, ponieważ jej temperatura spadnie poniżej granicy temperatury samooczyszczania.
Zasadniczo badanie wizualne polega na stwierdzeniu, czy świece są pokryte sadzą czy są zaolejone, czy elektrody są nadpalone lub zużyte, czy występują osady i czy stopa izolatora nie jest złamana lub pęknięta. Dodatkowo po kolorze nalotu można rozpoznać, czy świeca jest prawidłowo dobrana pod względem cieplnym i czy silnik pracuje prawidłowo.
Przed zamontowaniem świec zapłonowych sprawdza się odległość elektrod. W konwencjonalnych świecach odstęp między elektrodami – jeżeli jest to konieczne – można regulować. Jest to możliwe tylko w przypadku elektrody masowej. Do mierzenia i regulacji odstępu między elektrodami używa się odpowiednich przyrządów. Świece z uszkodzonymi lub zużytymi elektrodami należy wymienić. W najnowszej konstrukcji świec regulacja elektrod nie jest już konieczna, a w przypadku świec wytwarzających iskry powietrzno-ślizgowe wręcz niemożliwa. Nowe świece są fabrycznie odpowiednio ustawiane. Czasami zdarza się, że świeca zapłonowa przed zamontowaniem upadnie mechanikowi na podłogę. Mimo że na zewnątrz nie widać uszkodzeń, może ona okazać się niesprawna, w związku z czym nie powinno się jej montować tylko zastąpić inną sztuką.

Więcej w wydaniu 12/2015 "autoEXPERTA"

 

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę