Świece żarowe to kluczowy element układu wspomagania rozruchu diesli. Dzięki nim uruchomienie silnika wysokoprężnego przestało być problemem, nawet w niskich, zimowych temperaturach. Świece żarowe są elementem eksploatacyjnym, który podlega wymianie w przypadku uszkodzeń. Jak rozpoznać uszkodzenia świec żarowych? Dlaczego świece żarowe się psują? Porozmawiamy o tym z cenionym ekspertem z firmy, która jest jednym z najbardziej znanych producentów świec żarowych.

Świece żarowe to jeden z podstawowych elementów osprzętu silników diesla. I tutaj niespodzianka – jest jeden wyjątek. Świece żarowe są też stosowane w silnikach benzynowych. Dokładnie – w jednostkach z rodziny SkyActiv, produkowanych przez Mazdę.

Dlaczego stosuje się świece żarowe?

W silniku diesla zapłon następuje samoczynnie, po zmieszaniu skompresowanego powietrza i paliwa, podanego pod bardzo dużym ciśnieniem. Zimne ścianki cylindrów oraz niższe ciśnienie sprężania powodują, że w niskich temperaturach uruchomienie jednostki napędowej jest utrudnione, albo całkowicie niemożliwe (na mrozie). Wiele osób zapewne pamięta, jak 20 czy 30 lat temu kierowcom trudno było uruchomić silnik diesla na mrozie. Dotyczyło to zresztą nie tylko kierowców samochodów osobowych, ale także autobusów. Dlatego zaczęto stosować układy wspomagania rozruchu.

Jak wyglądał rozwój układów wstępnego podgrzewania na przestrzeni lat?

– Kiedy spojrzymy na historię silnika diesla, zobaczymy jak wiele układów wstępnego podgrzewania stosowano – wyjaśnia Dawid Pauszek, Manager Technical Support Aftermarket Eastern Europe z firmy Niterra (dawne NGK SPARK PLUG EUROPE) – Od otwartych spirali grzewczych, poprzez świece płomieniowe aż po podgrzewacze kolektora dolotowego. Stosowane rozwiązania stawały się coraz bardziej zaawansowane. W ostatnim czasie nastąpiła bardzo szybka ewolucja i standardowe metalowe świece żarowe zostały zastąpione w najnowszych silnikach świecami ceramicznymi. Potrafią one w ciągu jednej sekundy uzyskać temperaturę około 1000 stopni Celsjusza i dogrzewać komorę spalania z temperatura 1350 °C nawet przez 10 minut.

Zastosowanie takich nowoczesnych świec żarowych eliminuje konieczność wstępnego rozgrzewania silnika. Rozruch jednostki wysokoprężnej jest komfortowy i nie różni się od uruchomienia silnika benzynowego. Nawet w bardzo niskich, zimowych temperaturach.

W nowoczesnych silnikach diesla każda świeca żarowa jest indywidualnie sterowana elektronicznie. Pomimo tego, że mówimy o układzie wspomagania rozruchu silnika, świece żarowe mogą pracować także w różnych innych sytuacjach. Mogą być uruchamiane podczas pracy jednostki napędowej na biegu jałowym.

Silnik może być też, jeśli zajdzie taka potrzeba, dogrzewany w trakcie jazdy. Przykład? Hamowanie silnikiem powoduje schłodzenie komór spalania. Sterownik silnika może w takiej sytuacji inicjować dogrzewanie komór spalania, poprzez uruchomienie świec żarowych.

Świece żarowe to element eksploatacyjny

Świece żarowe zużywają się w trakcie eksploatacji jednostki napędowej i muszą być wymieniane. Podobnie, jak świece zapłonowe w silnikach benzynowych. W tym przypadku jednak jest pewna trudność. Producent samochodu i producent świec nie są w stanie ustalić, kiedy może dojść do awarii świec żarowych. Prewencyjna wymiana zdaje egzamin tylko w przypadku starszych diesli, gdzie świeca żarowa kosztuje kilkadziesiąt złotych. W przypadku nowych aut, gdzie zastosowano najnowsze modele świec żarowych, koszt wymiany jednej świecy to minimum kilkaset złotych. Nikt zatem nie będzie tego robił prewencyjnie.

Orientacyjnie, żywotność świec żarowych można określić na 100 – 150 tys. kilometrów.

– Większość z przedstawionych objawów awarii świec żarowych można rozpoznać bez fachowej wiedzy – po prostu inaczej pracuje i zapala nam silnik w różnych warunkach – wyjaśnia Dawid Pauszek – Trzeba jednak pamiętać, że świece żarowe są integralnym elementem skomplikowanych układów sterowania silnika. Ich awaria to nie tylko problemy z rozruchem. Może ona wpłynąć negatywnie na działanie całego układu.

Jak kierowca i mechanik mogą, bez specjalnego sprzętu diagnostycznego rozpoznać awarię świec żarowych? Typowe objawy to:

• Utrudniony rozruch zimnego silnika;
• Niemożność uruchomienia jednostki napędowej w trakcie niskich temperatur;
• Nierównomierna praca nierozgrzanego silnika;
• Biały lub czarny dym, emitowany z rury wydechowej w dużych ilościach;
• Wypadanie zapłonów;
• Zwiększone zużycie paliwa.

– Musimy pamiętać, że to nie wszystkie objawy. Są też inne, takie jak brak wsparcia w regeneracji DPF, wyższa emisja substancji szkodliwych, gorsza praca układu start – stop (jeśli jest aktywowany) – podkreśla Dawid Pauszek.

Jak awaria świec żarowych wpływa na inne układy samochodu?

Jak wspomnieliśmy wcześniej, zużyte świece żarowe mogą wpływać negatywnie na działanie innych układów. Na przykład zwiększone osadzanie się sadzy, które powoduje przyspieszone zapychanie filtra cząstek stałych.

– Badania wykazały, że silniki z niesprawnymi świecami żarowymi są narażone na większe gromadzenie sadzy – wyjaśnia Dawid Pauszek – Na przykład w zaworze recyrkulacji spalin EGR. Przyczyną jest to, że w nowoczesnych silnikach świece żarowe żarzą się również wtedy, gdy silnik już pracuje, ale jeszcze nie osiągnął idealnej temperatury pracy. Jeżeli świeca żarowa jest załączona, ilość sadzy generowanej przez zimny silnik jest mniejsza. Przy niesprawnych  świecach żarowych emisja sadzy rośnie. Ponieważ obecnie większość samochodów posiada filtr DPF, z rury wydechowej nie wydobywa się sadza. Ale w zamian gromadzi się w nim i na wszystkich podzespołach mających kontakt ze spalinami. To wszystko powoduje przyspieszone zapychanie filtra cząstek stałych.

– Idźmy dalej – filtr cząstek stałych DPF gromadzi coraz większa ilość sadzy. Po pewnym przebiegu sterownik silnika ECU otrzymuje od czujników informację, że filtr DPF jest zapełniony i musi zostać poddany regeneracji. Regeneracja odbywa się w wysokich temperaturach. Filtr DPF musi zostać rozgrzany do ok. 650 °C (wartość ta zależy od układu). W celu uzyskania wysokiej temperatury, sterownik silnika wtryskuje niespalone paliwo do układu wydechowego. Ponadto aktywowane są inne podzespoły elektryczne – w tym również świece żarowe – co ma na celu osiągnięcie wyższej temperatury spalin – wyjaśnia Dawid Pauszek – W przypadku uszkodzonych świec żarowych i w trudnych warunkach jazdy, jak jazda po mieście, mogą wystąpić poważne problemy z regeneracją filtra DPF. Filtr cząstek stałych może ulec nawet całkowitemu zapełnieniu.

Czy awaria świec żarowych jest sygnalizowana przez kontrolkę check engine?

– Kontrolka check engine informuje tylko o błędach/usterkach mających wpływ na jakość spalin – wyjaśnia Dawid Pauszek – W Europie problemy związane z systemem wstępnego podgrzewania nie są klasyfikowane jako związane ze spalinami. Dlatego też w przypadku problemów ze świecami żarowymi kontrolka ostrzegawcza silnika może nie zasygnalizować błędu.

Na szczęście, niektóre pojazdy są wyposażone w dodatkowe kontrolki lub wyświetlacze pokazujące odpowiednie komunikaty. Mogą się one uaktywnić w przypadku problemów z układem podgrzewania, czyli z naszymi świecami żarowymi. Trzeba jednak pamiętać, że niektórzy producenci aut wykorzystują kontrolkę świec żarowych do komunikowania problemów nie tylko z układem podgrzewania, ale również innych układów.

Czy awaria świec żarowych może być odczytana przez tester diagnostyczny?

– Nie zawsze jest to możliwe – przestrzega Dawid Pauszek – Dlatego czasami konieczne jest przeprowadzenie testów świec przez mechanika, aby faktycznie potwierdzić awarię świecy żarowej. Mechanicy stosują trzy metody: pomiar rezystancji, pomiar temperatury i pomiar prądu przy pomocy amperomierza szczypcowego.

Co jest przyczyną awarii świecy żarowej?

Sama wymiana uszkodzonej świecy żarowej to nie wszystko. Trzeba ustalić, co jest przyczyną jej awarii. Jeśli jest to typowe zużycie eksploatacyjne – nie ma powodów do obaw. Problem może być jednak spowodowany przez inne uszkodzenie. Założenie nowej świecy żarowej nic nie da, bo zostanie ona znów uszkodzona.

– Dobry przykład to uszkodzenie wtryskiwacza wtrysku bezpośredniego – wyjaśnia Dawid Pauszek – Kiedy wtryskiwacz jest niesprawny i przelewa paliwo, to może być ono rozpylane na rozgrzaną świecę żarową. Może to doprowadzić do szoku termicznego i uszkodzenia świecy żarowej.

Powodów awarii świecy żarowej jest co najmniej kilka. Oto one:

• Standardowe zużycie eksploatacyjne świecy żarowej po większym przebiegu – nie ma powodów do obaw;
• Awaria świec żarowych, spowodowana przez uszkodzony sterownik, który może np. generować za duże napięcie, albo zbyt późno uruchamiać przepływ prądu;
• Awaria wtryskiwacza paliwa, opisana wcześniej, powodująca szok termiczny świecy;
• Zły dobór świecy żarowej;
• Niewłaściwe przygotowanie gwintu do montażu świecy żarowej, np. nieusunięcie osadów i sadzy;
• Standardowe błędy montażowe: zbyt słabe albo zbyt silne dokręcenie świecy żarowe, powodujące zerwanie połączenia, a nawet pęknięcie korpusu. To problem powodowany najczęściej podczas niefachowej (nie wykonywanej w warsztacie) wymiany świec żarowych. Aby zamontować świece we właściwy sposób, niezbędny jest klucz dynamometryczny, a także informacje, dotyczące momentu dokręcenia, zgodnie z zaleceniami producenta auta.