Ekstremalne warunki w silniku benzynowym wymagają kosmicznych technologii

, 31 marca 2021, 23:03

Świece zapłonowe to część, która kojarzy się od zawsze z silnikami benzynowymi. Działanie świecy zapłonowej jako elementu w komorze spalania niewiele zmieniło się przez ostatnie lata, choć sama świeca ewoluuje i rozwija się praktycznie stale.

Zadaniem świecy zapłonowej jest zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w komorze silnika i właśnie ten zapłon staje się coraz ważniejszy. Wzrastające wymagania dotyczące emisji substancji szkodliwych powodują zmiany w silnikach dotyczące nie tylko ich budowy, ale również procesu spalania. Dzisiejsze świece muszą być zdolne zapalać mieszanki uwarstwione, czy nawet ubogie. Dodatkowo świece są narażone na bardzo zmienne warunki, pracę pod wysokim ciśnieniem (doładowanie), a także muszą dobrze współpracować z systemem start stop.

Warunki w komorze spalania są ekstremalne. Uruchamiając silnik w trakcie zimy elementy silnika, w tym świece mogą mieć temperaturę otoczenia, by po kilkunastu minutach poddawać je takim warunkom jak ciśnienie 100 razy wyższe niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi i temperatura nawet 2000 stopni Celsjusza, czyli czterokrotnie wyższej niż na najgorętszej planecie w naszym układzie słonecznym – Wenus. Takie warunki wymagają od świec konkretnej budowy oraz odpowiednich materiałów użytych do jej produkcji. Materiały wykorzystywane do budowy świecy wynikają również z charakterystyki pracy świec zapłonowych. W odróżnieniu od świec żarowych, świece zapłonowe pracują w każdej sekundzie pracy silnika spalinowego. Dodatkowo na ich pracę wpływa zarówno prędkość obrotowa jak i obciążenie silnika. Od nich również zależy jakość procesu spalania, tak bardzo istotna w dzisiejszych czasach ze względów emisji spalin.

Świecę zapłonowa oprócz trwałości powinien cechował niezawodny zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej. Rosnące ciśnienie oraz stałe zubażanie mieszanek utrudniają świecom odpowiednią pracę. Z tego powodu ewolucja świec zmierza w kierunku stosowania odpowiednich materiałów. Najwyższej jakości świece dostępne na rynku wykorzystują w swojej budowie najwyższej jakości „kosmiczne” metale – iryd i platynę, które są składnikami innych planet i asteroidów. Metale te sprawdzają się idealnie w ekstremalnych warunkach panujących w komorach spalania nowoczesnych silników benzynowych. Dzięki wytrzymałości na wysoką temperaturę oraz erozję, elektrody świec wykonane z platyny i irydu są znacznie trwalsze, a przy okazji mają lepsze parametry elektryczne, co ułatwia rozchodzenie się płomienia. Wyższa temperatura płomienia to domena silników z wtryskiem bezpośrednim. Dlatego warto wykorzystać w nich świece irydowe lub platynowe, tak aby uniknąć kłopotów z tzw. wypadaniem zapłonu. Świece platynowe i irydowe są także polecane do silników zasilanych za pomocą LPG. W tym przypadku wysoka temperatura w komorze spalania utrzymuje się jeszcze dłużej. Co więcej LPG z racji mniejszej kaloryczności jest paliwem, które zapala się gorzej niż benzyna. Możliwości wykonania mniejszych przekrojów elektrod zapewnia większą energię iskry co z kolei ułatwia rozchodzenia się płomienia.

Trwałość świec można również poprawić stosując świece wieloelektrodowe, dzięki temu każda elektroda uziemiająca jest obciążana rzadziej (np. co drugi/trzeci/czwarty przeskok iskry), natomiast zwiększanie ilości elektrod masowych utrudnia rozchodzenie się płomienia w komorze spalania silnika, który rozpoczyna się właśnie od przeskoczenia iskry między elektrodą centralną a masową. Wraz z upływającym przebiegiem rośnie przerwa między elektrodami (erozja) i to powoduje wzrost napięcia wymaganego do przeskoku iskry, a co za tym idzie obciąża to coraz bardziej pozostałe elementy układu zapłonowego powodując ich przedwczesne zużycie. Podsumowując materiały takie jak iryd, platyna idealnie odnajdują się w ekstremalnych warunkach panujących w komorze spalania silnika o zapłonie iskrowym.

Od świec wymaga się jeszcze kilku innych cech. Jedną z nich jest zapewnienie szczelności komory spalania. Za te uszczelnienie odpowiadają podkładki (często odkształcalne), bądź odpowiednie stożki na metalowym elemencie świecy. W tym kontekście bardzo istotne jest stosowanie zalecanych przez producenta pojazdu oraz producenta świec momentów dokręcenia świec, a w przypadku świec z odkształcalną uszczelką pamiętanie, że powtórne wkręcenie raz użytych świec musi być przeprowadzone z innym momentem dokręcenia. Zbyt niski moment dokręcenia może powodować nieszczelności bądź będzie ograniczał przewodzenie ciepła ze świecy do głowicy silnika. Z kolei zbyt duży może uszkodzić świece lub samą głowicę. Świece zapłonowe charakteryzują się istotnym parametrem nazywaną ciepłotą. Dzięki tej wielkości opisuje się zdolność świecy do odprowadzania ciepła. Ta wartość jest bardzo ważna ze względu na wymaganą od świec zdolność samooczyszczania. Na elektrodach świecy będą się odkładały frakcje, pochodzące z nieprawidłowego procesu spalania, każda świeca dzięki stosownie dobranej ciepłocie (do danego silnika) powinna mieć zdolność „dopalać” owe zanieczyszczenia przez utrzymywanie odpowiedniej temperatury elektrod w czasie pracy silnika.

Zużycie świec zapłonowych postępuje dość powoli, stąd też niektórzy kierowcy zauważają pewne objawy dość późno. Najbardziej typowymi objawami zużycia świec są:

  • utrata mocy,
  • nieregularna praca silnika (szczególnie na obrotach biegu jałowego),
  • podwyższone zużycie spalin,
  • nieprawidłowy skład spalin (zapach czy pomiary przy okazji przeglądu okresowego).

Coraz wyższe wymagania stawiane świecom mogą spełnić tylko najbardziej zaawansowane świece zapłonowe wykorzystujące w swojej budowie iryd, platynę lub zaawansowane rozwiązania technologiczne w konstrukcji świecy. Takie świece oferuje marka KAMOKA pod linią KAMOKA EXTREME. W starszych konstrukcjach silników nie wymagających jeszcze takich świec, świece KAMOKA EXTREME zapewnią długi okres użytkowania bez niepowołanych objawów, typu utrata mocy, brak możliwości czy utrudnione uruchomienie zimnego silnika, podwyższone zużycie paliwa, nadmierna emisja substancji szkodliwych. Wysoka jakość wykonania poszczególnych elementów świec KAMOKA EXTREME zapewni odpowiednie odprowadzenia ciepła i szczelność komory spalania. Umieszczenie na każdym opakowaniu tabeli z momentami dokręcenia ułatwia wymianę i niweluje ryzyko niewłaściwego montażu. Oferta świec KAMOKA EXTREME obejmuje nie tylko świece wykorzystujące iryd i platynę, co gwarantuje poprawny proces spalania bez względu na panujące warunki atmosferyczne, ale również świece o nowoczesnej konstrukcji dostosowanej do nowoczesnych samochodów.

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

Arno, 1 kwietnia 2021, 8:48 1 -4

Wszystko by było fajnie, gdyby nie fakt, że świec z elektrodami ziem rzadkich nie należy (może nawet nie wolno) stosować w silnikach zasilanych gazem.
No że jeszcze .... kaloryczność paliwa nie ma nic wspólnego z tym, czy paliwo zapala się łatwiej czy trudniej.
No i jeszcze taki kwiat bełkotu marketingowego:
"Możliwości wykonania mniejszych przekrojów elektrod zapewnia większą energię iskry co z kolei ułatwia rozchodzenia się płomienia."

Odpowiedz

Pozdrawiam, 3 kwietnia 2021, 19:28 4 -1

Ani iryd ani platyna nie są metalami ziem rzadkich.

Odpowiedz