Czy tych części ze świecą trzeba szukać? O konstrukcji świec i cewek zapłonowych oraz ich doborze słów kilka.

12 października 2022, 23:49

Układ zapłonowy ewoluuje. Stawia mu się coraz to wyższe wymagania, choć od samego początku jego zadanie nie zmieniło się – powinien w odpowiednim momencie i z odpowiednią siłą zainicjować zapłon mieszanki paliwowo powietrznej w komorze spalania. Jak w dobie wielu zamienników dobrać odpowiednią świecę i cewkę zapłonową? Jakie konsekwencje niesie ze sobą nieodpowiedni dobór tych części?

Napięcie akumulatora samochodu osobowego i dostawczego wynosi 12V. Aby powstała iskra na świecy i nastąpił zapłon mieszanki potrzebne jest napięcie liczone w kilowoltach. Za to odpowiedzialne są właśnie cewki zapłonowe. Początek cewek to proste rozwiązania złożone z uzwojenia pierwotnego oraz wtórnego. Po podłączeniu napięcia do liczącego kilka grubych zwojów uzwojenia pierwotnego powstaje pole magnetyczne. Po wyłączeniu napięcia uzwojenia pierwotnego indukuje się sygnał napięciowy na uzwojeniu wtórnym. Dzięki wielokrotnie większej ilości zwojów uzwojenia wtórnego sygnał napięciowy jest przekształcany na wysokie napięcia, które kolejno są kierowane do świecy zapłonowej. Taką klasyczną cewkę przedstawia rys.1. Rozwój samochodów i wprowadzanie norm czystości spalin, a co za tym idzie systemów oczyszczania spalin wymusił zmiany w konstrukcjach cewek. Auta z reaktorami katalitycznymi nie mogły już korzystać z cewek z masą zalewową i otwartym rdzeniem (rys.1) czy z rdzeniem magnetycznym, które zawsze musiały być wyposażone w rozdzielacze zapłonu.

Rys.1 Cewka jednobiegunowa współpracująca z rozdzielaczem zapłonu

Wprowadzenie norm czystości spalin, to także wprowadzenie cewek dwubiegunowych/dwuiskrowych, dzięki którym zrezygnowano z rozdzielaczy zapłonu. Jedna cewka dwubiegunowa zawsze obsługiwała dwa cylindry powodując przeskok iskry w tym samym momencie. Nie sposób nie domyśleć się, że w jednym z cylindrów zawsze jedna iskra była jałowa nie powodując zapłonu. Cewkę taką przedstawia rys.2. Dzięki takiej konstrukcji łatwiejsza mogła być diagnostyka – uszkodzenie jednej cewki powodowało problemy z zapłonem jednocześnie na dwóch cylindrach. Wprowadzenie kolejnych norm czystości spalin wymusiło poszukiwanie dużo bardziej niezawodnych rozwiązań, które nie dopuszczały do zjawiska wypadania zapłonów.

Rys.2 Cewka dwubiegunowa

Dzięki rozwojowi mikroelektroniki spopularyzowały się jednoiskrowe cewki palcowe (rys.3) montowane bezpośrednio na świecy zapłonowej. Dzięki takiemu rozwiązaniu pozbyto się problematycznych i wymagających okresowej wymiany przewodów wysokiego napięcia. Palcowe cewki zapłonowe charakteryzują się kompaktową budową co oszczędza miejsca w komorze silnika. Zastosowanie tego typu rozwiązania wymaga synchronizacji (za pomocą czujnika położenia wałka rozrządu), by umożliwić przeskok iskry w odpowiednim momencie.

Rys.3 Palcowe cewki zapłonowe nowoczesnego silnika z wtryskiem pośrednim

Rozwiązaniem podobnym było połączenie palcowych cewek zapłonowych w listwy zapłonowe (rys.4), co obniżyło koszt produkcji pojazdu, podnosząc jednak koszt późniejszych napraw oraz samą awaryjność układu.

Rys.4 Zintegrowana listwa zapłonowa

Kolejną bardzo istotną zmianę wprowadzono w układy zapłonowe w momencie pojawienia się silników spalających mieszanki uwarstwione (silniki GDI, FSI, TSI i podobne z wtryskiem bezpośrednim). To rozwiązanie wymusiło zastosowanie specjalnych cewek zapłonowych, które poradzą sobie nawet z zapalaniem ubogich mieszanek. Tego typu układy mogą składać się z dwóch odrębnych cewek zabudowanych w jednej obudowie i połączonych ze sobą równolegle. Tego typu rozwiązania ogranicza opóźnienia zapłonu oraz umożliwia precyzyjniejsze sterowanie kątem wyprzedzenia zapłonu w nieustalonych stanach pracy silnika. Kolejną bardzo istotną zaletą jest możliwość kontrolowania czasu trwania iskier w zależności od stopnia zubożenia mieszanki czy ilości gazów recyrkulowanych. Porównanie tego rozwiązania i klasycznej cewki zapłonowej przedstawia rys.5.

Rys 5.Różnica w działaniu podwójnej cewki zapłonowej z konwencjonalną

Dobór cewek zapłonowych jest również istotny i niezbyt łatwy. Dobieranie cewki na podstawie modelu auta, rocznika, pojemności i mocy często jest niewystarczające. Oprócz oczywistego doboru po numerze nadwozia warto zwrócić uwagę na moce silnika, czy normę czystości spalin spełnianą przez aktualnie serwisowany pojazd. W wielu przypadkach serwisowych bowiem cewki zapłonowe różnią się między sobą w teoretycznie tych samych pojazdach parametrami elektrycznymi i choć ich montaż (biorąc pod uwagę wymiary geometryczne) jest możliwy, to auto może borykać się z zapalającą się kontrolką check engine czy utratą mocy.

Świeca zapłonowa również tak jak i cewka zapłonowa przeszła długą drogę do tego jak jest zbudowana dzisiaj. Niezmiennie od lat świece zapłonowe są wkręcane w głowicę i składają się z gwintu, metalowego korpusu, izolatora ceramicznego i elektrod. Ich zmiany podążały w kierunku zwiększenia wytrzymałości na napięcia, ciśnienia, temperatury oraz by mogły rozpraszać większą ilość ciepła. Kluczowym elementem świecy jest również rezystor, który zapewnia kompatybilność elektromagnetyczną, a tym samym działanie całej elektroniki pojazdu. Rezystor ten najczęściej jest ceramiczny i tłumi zakłócenia elektromagnetyczne. W większości pojazdów wymagana jest świeca zapłonowa z rezystorem ponieważ zakłócenia mogą powodować przedwczesne uszkodzenia elementów elektrycznych pojazdu. Nie mniej ważna jest choćby także podkładka uszczelniająca zapobiegająca utracie ciśnienia, ale także odpowiadająca za odprowadzanie ciepła ze świecy do głowicy.

Natomiast najistotniejszymi elementami i tymi narażonymi na największe obciążenia są zawsze elektrody: centralna i uziemiająca. Ostatnie lata to nieustanny rozwój tych elementów, materiałów z jakich zostały wykonane ich kształtu, czy sposobu wykonania.
Nikiel i metale szlachetne jak Iryd czy Platyna to wyznaczniki dobrej jakości świec zapłonowych. Ich użycie jako materiałów na elektrody zapewnia trwałość świecy i umożliwia poprawianie rozchodzenia się płomienia. Zastosowanie cieńszych elektrod zawsze pozytywnie wpływa na zapłon mieszanki, choć jeśli zastosowany materiał nie byłby tak odporny jak powyższe pierwiastki świeca wykazywałaby się bardzo ograniczoną trwałością. Trwałość świecy zapłonowej można zwiększać zwiększając ilość elektrod uziemiających co również stosowane jest przez producentów świec i aprobowane przez producentów pojazdów. Takie rozwiązanie powoduje, że każdy przeskok iskry rozkłada się losowo na elektrody uziemiające powodując ich wolniejszą erozję.  Cechy dobrej jakości świecy zapłonowej przedstawia rys. 6.

Rys. 6 Cechy dobrej jakości świecy zapłonowej

Dobór świecy zapłonowej zawsze podyktowany powinien być zaleceniami producenta pojazdu. Oprócz wymiarów geometrycznych wprost mówiących o tym czy świecę da się zamontować powinno brać się pod uwagę ciepłotę świecy, czy jej rezystancję o której wspomniano wcześniej. Eksperymentowanie z ciepłotą, czyli zdolnością do odprowadzania ciepła może spowodować problemy z samooczyszczaniem się świecy (rys.7), czy np. wypadaniem zapłonów. O ciepłocie świec często rozważa się w trakcie rozmów o silnikach wyposażonych w instalacje LPG. Spalanie tego typu paliwa cechuje się wyraźnie dłużej występującą wysoką temperaturą spalania, co często może przyczyniać się do szybszego zużycia świec zapłonowych. W takim przypadku najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest weryfikacja, czy producent pojazdu dopuszcza stosowanie innych świec. Jeśli nie to należy skrócić czas eksploatacji świec zapłonowych.

Rys.7 Porównanie poprawnie dobranej świecy jednoelektrodowej oraz świecy wieloelektrodowej ze zbyt wysoką ciepłotą (brak możliwości samooczyszczania z nagarów)

Dobór i wybór poprawnego elementu układu zapłonowego nie jest łatwy. Mnogość dostępnych rodzajów świec może przytłaczać. Aby być pewnym zawsze warto stosować świece producenta jasno dedykującego świecę do danego samochodu np. opisując go numerem indeksu.

W przypadku marki KAMOKA nr indeksu 7100031 jasno wskazuje świecę zapłonową do samochodów marki Honda Civic, FR-V, CR-V, a w katalogu można znaleźć informację o materiałach z jakich została wykonana, o parametrach geometrycznych bez potrzeby rozkodowywania wieloznakowych kodów czy dobierania świecy po ciepłocie czy odstępie elektrod. Podobnie można dokonać doboru cewek zapłonowych prosto przechodząc po nr części oryginalnej/zamiennika, bądź po prostu zastosowania. Katalog dostępny na stronie www.kamoka.eu prosto i pewnie dobierze potrzebną część.

Marka KAMOKA dynamicznie rozwija ofertę części układu zapłonowego. W ofercie dostępne są świece zapłonowych KAMOKA EXTREME wykonane z wykorzystaniem „kosmicznych metali”- irydu bądź platyny. Dzięki takiej technologii trwałość świec można wydłużyć nawet do 3 razy względem świec o klasycznej budowie, a także zapewnić poprawny proces spalania mieszanki paliwowo-powietrznej bez względu na panujące warunki atmosferyczne. Marka posiada także 171 różnych referencji cewek zapłonowych do aut osobowych i dostawczych. Oferuje cewki zarówno jedno jak i wieloiskrowe, listwy zapłonowe, cewki zapłonowe wtykowe oraz z elektronicznym rozdzielaczem.

Opublikowane przez: MotoFocus.pl
Artykuł sponsorowany KAMOKA

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!