Świeca zapłonowa

Dziś świece bez dotykania spędzają w swych gniazdach w głowicach silników do 60 tys. km, np. Cadillacu Seville nawet i w 100 tys. mil (ponad 160 tys. km)! Jest to imponujący wynik, szczególnie jeśli się weźmie pod uwagę, co taki wykonany z porcelany i metalu gadżet wielkości kciuka musi wytrzymać. Potworne podciśnienie przy suwie ssania, zaraz potem 90 barów ciśnienia przy zapłonie? Już same zmiany ciśnienia mówią za siebie, a dodajmy do tego ciągłe zmiany "kąpieli" w temperaturach pomiędzy maksymalnie oziębioną mieszanką paliwowo-powietrzną a rozpalonymi nawet do 3000°C gazami spalinowymi. Nie zapominajmy też o amplitudzie warunków pracy: zapłon na zimno, tryb miejski stop-and-go, jazda pełnym gazem. I ani razu nie może dojść do przepuszczenia kolejki, po każdym suwie sprężania musi dojść do przeskoczenia iskry i zapłonu, inaczej nie spalona benzyna mogłaby się dostać do układu wydechowego i tam ulec samozapłonowi. Wówczas w starszych samochodach uzyskalibyśmy efekt strzelania z rury wydechowej i obniżenia (lub zaniku) mocy silnika, w nowszych zaś taki samozapłon spowodowałby przegrzanie i zniszczenie katalizatora. Jak wiadomo, wykonanego między innymi z platyny i palladu, więc naprawdę kosztownego? Dlatego też producenci świec zapłonowych tak bardzo promują postęp technologiczny. Świece niewiele się zmieniły pod względem budowy, za to materiałowo ogromnie. Decydującymi cechami wpływającymi na odporność temperaturową są kształt i długość stopy izolatora. To od stopy bowiem zależy szybkość, z jaką świeca po rozruchu na zimno uzyska temperaturę samooczyszczania (około 400°C), ale też nie będzie się przegrzewać przy jeździe z pełnym gazem. Przegrzewająca się świeca zaczyna się żarzyć wewnątrz cylindra, co powoduje zapłony niepożądane, niwelujące wszelkie programy i tryby pracy silnika. Nawet najlepiej skonstruowana, wyrównoważona i zasilana jednostka napędowa będzie pracować jak sieczkarnia, jeśli zapłon mieszanki odbywać się będzie w niej w momencie żarzenia świecy, a nie w zaprogramowanym i sterowanym przez komputer pokładowy czasie.Jako materiał na środkową elektrodę poza stopami niklu z rdzeniem z miedzi (jak na rysunku) zastosowanie znajduje także srebro. Oczywiście, nie należy też zapominać o potwornie drogiej, ale ogromnie wytrzymałej platynie. Pytanie tylko, gdzie i jak pojawia się iskra. Przy tak wysokich wartościach napięcia, jakie dziś występują w układzie zapłonowym (sięgają 25-30 tys. V) możliwe jest zawsze nie tylko przebicie - stąd porcelanowa obudowa świecy - ale też pojawienie się tzw. prądów pełzających. Stąd właśnie kryzy na ceramice izolacyjnej świecy, stanowiące barierę dla prądów pełzających. A kiedy prąd już nie niepokojony przebiciami i prądami pełzającymi dotrze do wnętrza cylindra, przeskakuje w formie iskry z elektrody środkowej na elektrodę boczną - w najnowszych świecach nawet ma wybór, nie jedna a aż trzy lub cztery boczne elektrody czekają w gotowości na iskrę (są też świece, gdzie rolę elektrod mnogich gra zbliżona do elektrody środkowej kryza). Sens takiego wieloelektrodowego rozwiązania jest prosty: w komorze spalania dochodzi do ogromnych turbulencji. Wpada tutaj powietrze, wtryskiwane jest paliwo, a sama komora spalania (zarówno od strony głowicy cylindra jak i budowy denka tłoka) uformowana jest tak, by mieszanka paliwowo-powietrzna była jak najdokładniej zawirowana. Jeśli powstałe w efekcie turbulencje spowodują na przykład "zdmuchnięcie" iskry w którąkolwiek stronę, przeskoczy ona po prostu do innej, najbliższej swemu odchyleniu elektrody bocznej. O zapłonie w silniku z takimi świecami można powiedzieć tylko tyle: co strzał to trafienie.Tłum. Maciej Pertyński