ŚWIECE ZAPŁONOWE

Zadania świecy zapłonowej

Zadaniem świecy zapłonowej jest doprowadzenie do komory spalania silnika takiej energii elektrycznej, która pozwoli ogrzać mieszankę otaczającą elektrody świecy do temperatury zapłonu. Zapalająca się wokół elektrod świecy mieszanka wydziela ciepło podgrzewające sąsiednie drobiny ładunku. W ten sposób spalanie rozprzestrzenia się równomiernie we wszystkich kierunkach i obejmuje coraz większe ilości mieszanki.
 

Wyładowanie iskrowe na elektrodach świecy zapłonowej

Świecę zapłonową tworzą w zasadzie dwie odizolowane od siebie elektrody, włączone w obwód prądu elektrycznego. Odstęp pomiędzy elektrodami stanowi przerwę w obwodzie, która musi pokonać prąd elektryczny po doprowadzeniu odpowiednio wysokiego napięcia. Przepływ prądu przyjmuje postać wyładowania iskrowego w silnie sprężonym gazie i ma innych charakter niż przepływ prądu w metalu. Ładunki elektryczne są przenoszone przez cząsteczki gazu. Pod wpływem powstającego pola elektrycznego jony dodatnie gazu zaczynają przemieszczać się w kierunku elektrody ujemnej, a jony ujemne i swobodne elektrony - w kierunku elektrody dodatniej. W miarę podwyższania się napięcia na elektrodach ruch jonów staje się intensywniejszy, az - poprzez kolejne zderzenia - doprowadza do powstania nowych jonów. Następuje jonizacja lawinowa cząsteczek gazu na całej drodze pomiędzy elektrodami, która przyjmuje formę gwałtownego wyładowania iskrowego. W rezultacie gaz traci poprzednie własności izolujące.
Gaz otaczający drogę jonizacji lawinowej nagrzewa się do tego stopnia, że zaczyna świecić, co jest widoczne w postaci iskry. Przeskokowi iskry towarzyszy trzask, wywołany falami dźwiękowymi rozszerzającego się od nagrzania gazu. Ta część wyładowania nosi nazwę wyładowania pojemnościowego i stanowi tzw. czoło iskry. Natomiast napięcie, przy którym rozpoczyna się wyładowanie iskrowe nazywa się napięciem zapłonu lub przebicia. Po zmniejszeniu się oporności gazuu gwałtownie obniża się napięcie pomiędzy elektrodami, do takiej wartości, która pozwala na kontynuowanie rozpoczętego wyładowania w postaci łuku elektrycznego. Ta część wyładowania ma nazwę wyładowania indukcyjnego i stanowi tzw. ogon iskry. Gdy natężenie prądu odpowiednio się zmniejszy, wówczas łuk zostanie zerwany i iskra zgaśnie.
Do wywołania zapłonu mieszanki podczas pracy silnika wystarcza pojawienie się czoła iskry, ze względu na utrzymywanie się intensywnej jonizacji gazu. Natomiast podczas rozruchu zimnego silnika zapłon bogatej i niejednorodnej mieszanki jest powodowany ogonem iskry. Jego cieplne oddziaływanie na mieszankę wokół elektrod sprzyja odparowaniu paliwa i zwiększa skłonność do zapalenia.

Wymagane napięcie - porównanie świecy standardowej i irydowej

Właściwości metali stosowanych przy produkcji świec

 

Wymagania stawiane świecy

* odporność mechaniczna
* odporność cieplna
* odporność elektryczna
* odporność chemiczna
* utrzymywanie właściwej tempratury pracy
 

Wartość cieplna świecy

Aby ułatwić dobór świecy do danego silnika wprowadzono pojęcie wartości cieplnej świecy, która stanowi miarę jej obciążenia cieplnego. Wyraża się ją w postaci wskaźnika (najczęściej liczbowego), który określa zdolność świecy do odprowadzania i rozpraszania ciepła przejmowanego z komory spalania. Im większa jest wartość cieplna świecy, tym zdolność odprowadzania ciepła jest wyższa. Świeca może wtedy pracować podczas większych obciążeń cieplnych, bez niebezpieczeństwa powodowania samozapłonów, ponieważ sama trudniej nagrzewa się do wysokich temperatur. Dlatego tego typu świece nazywa się popularnie zimnymi. Wadą ich jest zwiększona skłonność do zanieczyszczania się nagarem. Znajdują zastosowanie w silnikach o wysokim stopniu sprężania oraz w silnikach wysokoobrotowych, w których panuja wysokie temperatury cyklu pracy. Im mniejsza jest wartość cieplna świecy, tym trudniej odprowadza ona ciepło i szybciej się nagrzewa. Stwarza to możliwość wywoływania niekorzystnych samozapłonów. Zaletą takiej świecy jest skłonność do samooczyszczania się. Takie świece, zwane gorącymi, są wykorzystywane w silnikach o niskim stopniu sprężania i małej mocy, w których wystepują niższe temperatury spalania. O wartości cieplnej świecy decyduje głównie kształt i wymiary stożka izolatora oraz, w mniejszym stopniu, materiału z jakiego są wykonane elektrody. W 1978r firma Bosch zaczęła stosowac system amerykańska-angielski, w którym zastosowano umowny wskaźnik liczbowy. Małe liczby (np. 2..4) oznaczają świece zimną, a duże (np. 7...13) - świece gorącą.

Zasadnicze wymiary świec

Główne wymiary i gwinty świec zapłonowych zostały ujednolicone wśród producentów, co umożliwiło całkowitą ich zamienność.

Oznaczanie świec

Dane o wartości cieplnej, wymiarach, budowie i przeznaczeniu "zaszyfrowane" są w postaci kodu cyfrowo-literowego malowanego na orcelance izolatora. Poniżej podano przykład dla świec firmy najczęściej spotykanej na rynku motocyklowym w Polsce: NGK SPARK PLUG CO. LTD.

Typowe przykłady wyglądu końcówki świecy zapłonowej standardowej

Normalny wygląd świecy zapłonowej

wskazuje na prawidłowy stan świecy i silnika. Korpus świecy może mieć wewnątrz suchy osad węglowy. Stożek izolatora powinien mieć barwę jasnoszarą lub w odcieniach brązu (od jasnego do rdzawobrunatnego).

Zakopcona świeca zapłonowa

ma stożek izolatora, korpus i elektrody pokryte suchym, czarnym nalotem podobnym do sadzy.

Przyczyny:

• zbyt bogata mieszanka, wynikająca z niewłaściwego ustawienia gaźnika, bardzo zanieczyszczonego fi Itru powietrza, częstego i długotrwałego uruchamiania ssania długiej pracy silnika na biegu jałowym
• zbyt zimna świeca nie osiąga temperatury samooczyszczania,
• opóźniony zapłon,
• zużyte styki przerywacza, uszkodzony kondensator lub cewka.

Objawy w pracy silnika:

• „wypadanie” zapłonów, trudności z uruchomieniem zimnego silnika.

Zapobieganie:

• wyregulować prawidłowo gaźnik,
• skontrolować silnik,
• zastosować świece nieco cieplejsze.

Zaolejona świeca zapłonowa

ma stożek izolatora, elektrody i korpus pokryte tłustą, lśniącą sadzą lub czarnym olejem.

Przyczyny:

• zbyt dużo oleju w komorze spalania wskutek zużytych pierścieni tłokowych, cylindrów lub prowadnic zaworów, a w silnikach dwusuwowych za bogata w olej mieszanka paliwowo-olejowa,
• długotrwała praca silnika na biegu jałowym.

Objawy w pracy silnika:

• „wypadanie” zapłonu,
• trudności z uruchomieniem silnika.

Zapobieganie:

• naprawić silnik,
• do czasu wykonania naprawy można stosować świece bardziej gorące niż zalecane.

Przegrzana świeca zapłonowa

ma biały i suchy lub szklisty stożek izolatora, z możliwymi „perełkami” stopionego metalu; elektrody są nadtopione, a korpus ma niebieskawe ślady przegrzania.

Przyczyny:

• zbyt uboga mieszanka wynikająca z niewłaściwej regulacji gaźnika, braku filtru powietrza, dławienia dopływu paliwa do gaźnika, nieszczelności uszczelki na kolektorze ssącym lub pod głowicą,
• zbyt wczesny zapłon,
• nieszczelność świecy (niedokręcenie lub brak uszczelki),
• niewłaściwa wartość cieplna świecy (świeca zbyt gorąca),
• przegrzewanie się silnika (zbyt niski poziom oleju w misce olejowej, rozcieńczenie oleju paliwem, ograniczone chłodzenie),
• przedwczesne zapłony od nagaru w komorze spalania,
• zbyt niska liczba oktanowa paliwa,
• sportowa jazda na dłuższych odcinkach.

Objawy w pracy silnika:

• „wypadanie” zapłonów,
• spadek mocy silnika,
• samozapłony.

Zapobieganie:

• sprawdzić stan silnika,
• ustawić zapłon,
• zastosować świece bardziej zimne.

Zanieczyszczona związkami ołowiu świeca zapłonowa

ma stożek izolatora miejscami pokryty żółtobrunatnym lub zielonkawym szkliwem.

Przyczyny:

• dodatki do benzyny zawierające ołów,
• szkliwo na stożku izolatora powstaje w okresach dużego wysilenia silnika, następujących po dłuższej jego pracy z częściowymi obciążeniami.

Objawy w pracy silnika:

• przy wyższych obciążeniach osad staje się elektrycznie przewodzący i powoduje „wypadanie zapłonów”.

Przywrócenie sprawności:

• wymienić świecę.

Nagar na świecy zapłonowej

pochodzi ze składników paliwa i oleju, osadza się na stożku izolatora, wewnątrz korpusu oraz na elektrodzie bocznej.

Przyczyny:

• skłonność paliwa, a szczególnie oleju, do tworzenia nagaru w komorze spalania i na świecy zapłonowej.

Objawy w pracy silnika:

• wywoływanie spalania powierzchniowego (żarowego),
• spadek mocy silnika, możliwość uszkodzeń silnika,

Przywrócenie sprawności:

• usunąć nagar z komory spalania,
• wymienić świecę,
• zastosować inny gatunek oleju.

Nadmierne zużycie elektrod świecy zapłonowej — bocznej i środkowej

Przyczyna:

• nieprzestrzeganie okresów wymiany świec,
• agresywne dodatki do paliwa i oleju,
• niekorzystny przepływ strumienia w komorze spalania,
• spalanie detonacyjne.

Objawy w pracy silnika:

• „wypadanie” zapłonu, szczególnie podczas przyspieszania,
• utrudniony rozruch.

Przywrócenie sprawności:

• wymienić świecę.

Dokręcanie świec zapłonowych

Dobierz świece NGK do swojego motocykla 
Dobierz świece Denso do swojego pojazdu 
literatura: K.Trzeciak Świece zapłonowe wyd.WKL,       Świat Motocykli 4/1996 
 

Powrót do strony głównej http://motocykle.spedia.net