Świece żarowe

Włączają się przy każdym uruchomieniu silnika, a w niektórych przypadkach także podczas pracy.

W silniku benzynowym zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej jest inicjowany przez iskrę przeskakującą pomiędzy elektrodami świecy. W silnikach wysokoprężnych, zasilanych olejem napędowym, nie ma świec, a zapalenie mieszanki następuje w wyniku wzrostu temperatury po wtrysku paliwa pod wysokim ciśnieniem.

Świece żarowe dostarczają ciepło ułatwiające osiągnięcie temperatury zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. W ten sposób ułatwiają rozruch zimnego silnika, co ma znaczenie przede wszystkim w zimie, przy niskich temperaturach otoczenia. Świece nie są jednak używane „sezonowo”. Włączają się przy każdym uruchomieniu silnika, a w niektórych przypadkach także podczas pracy – w celu dogrzania mieszanki.

W nowoczesnych silnikach świece żarowe pełnią podwójną rolę, ponieważ zabudowuje się w nich także czujnik ciśnienia kontrolujący warunki spalania mieszanki. Spotyka się silniki, w których w czujnik wyposażona jest jedna lub wszystkie świece.

Konstrukcja

Pierwsze świece żarowe miały bardzo prostą konstrukcję. Był to rodzaj grzałki, czasami nieosłoniętej, zamontowanej w komorze wstępnej, do której paliwo było wtryskiwane pod wysokim ciśnieniem. Świeca żarowa miała podgrzać wtłaczane do komory powietrze i w ten sposób przyspieszyć osiągnięcie temperatury zapłonu paliwa. Tak wykonane świece były awaryjne, a osiągnięcie temperatury rozruchu trwało dość długo. W niektórych samochodach, zwłaszcza ciężarowych, świece uruchamiano ręcznie, osobnym wyłącznikiem.

Obecnie w silnikach wysokoprężnych nie ma już komory wstępnej, gdyż paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do cylindra, ale świece żarowe nadal są niezbędne. Grzałka świecy jest izolowana od otoczenia obudową ceramiczną albo metalową o dużej wytrzymałości termicznej i mechanicznej. Jedna elektroda świecy jest izolowana od obudowy i wyprowadzona na zewnątrz, druga najczęściej łączy się elektrycznie z obudową, która ma bezpośredni kontakt z głowicą silnika, połączoną z masą pojazdu.

Parametry

Wybierając świecę żarową, trzeba kierować się parametrami technicznymi zalecanymi przez producenta pojazdu oraz jakością świec.

Pierwszym, podstawowym kryterium doboru jest kształt świecy i jej wymiary. Muszą być one identyczne z oryginałem, przynajmniej w części wkręcanej w głowicę silnika. Niedokładnie skalibrowany gwint może być przyczyną poważnych problemów podczas demontażu.

Drugi parametr to napięcie zasilające, które również musi być zgodne z zaleceniami producenta. Często spotyka się świece zasilane prądem o napięciu 12 V, ale niektóre mają napięcie pracy równe 11,5 V. Oznacza to, że mogą być zasilane tylko z akumulatora, a po uruchomieniu silnika, kiedy w instalacji napięcie wzrasta do wartości wytwarzanej przez alternator (13,8 V), muszą być odłączone przez sterownik. Istnieją także świece pracujące pod napięciem 13,8 V i takie o niższym napięciu, wynoszącym 5 V lub 6 V.

Kolejne parametry to temperatura pracy, czas grzania potrzebny do osiągnięcia zadanej temperatury, a także maksymalne natężenie prądu płynącego przez pracującą świecę. Wszystkie są ważne, ponieważ oprogramowanie kontrolera silnika (ECU) zostało opracowane z myślą o konkretnych wartościach. Wydłużenie czasu nagrzewania, zbyt duże natężenie prądu czy temperatura odbiegająca od wymaganej mogą być przyczyną powstawania komunikatów o błędach, spowodować przejście silnika w awaryjny tryb pracy albo doprowadzić do uszkodzenia współpracujących ze świecą żarową podzespołów elektronicznych.

Świeca musi być dostosowana do oczekiwanego sposobu pracy. Często jest to jednorazowe włączenie przed rozruchem silnika, ale coraz więcej silników włącza świece żarowe podczas pracy, żeby utrzymać temperaturę na poziomie gwarantującym powstawanie możliwie najczystszych spalin.

Objawy uszkodzenia

Współczesne samochody osobowe z reguły sygnalizują uszkodzenie świecy żarowej zapaleniem odpowiedniej kontrolki albo wyświetleniem komunikatu na ekranie komputera pokładowego. Ostateczne potwierdzenie usterki i określenie jej charakteru (przerwa, zwarcie) jest możliwe po odczytaniu komunikatów błędu albo po wykonaniu pomiarów elektrycznych w warsztacie. W starszych pojazdach zaleca się kontrolę świec żarowych przy okazji wymiany oleju.

Wymiana

W teorii wymiana świecy żarowej sprowadza się do odłączenia przewodów elektrycznych, wykręcenia uszkodzonej świecy, zastąpienia jej nową i ponownego podłączenia przewodów. Na pozór jest to prosta czynność, w sam raz dla właścicieli pojazdów ze smykałką do mechaniki pojazdowej. W rzeczywistości proces może być znacznie bardzie skomplikowany i pracochłonny. Wszystko zależy od rodzaju uszkodzenia świecy, jej jakości, użytych narzędzi oraz doświadczenia mechanika.

Najgorszy możliwy scenariusz jest taki, że świeca zostanie uszkodzona przy próbie wykręcenia – jedną jej część uda się wyjąć wraz z kluczem, ale druga zostanie w głowicy silnika. Aby rozwiązać ten problem, trzeba użyć specjalistycznych narzędzi, dających nadzieję na usunięcie pozostałości bez naruszania gwintu gniazda świecy i bez potrzeby demontażu głowicy silnika. Oprócz narzędzi potrzebne są także wiedza i doświadczenie, więc klienci powinni zlecać taką naprawę mechanikowi specjalizującemu się w silnikach wysokoprężnych.

Jeśli mimo starań gwint w gnieździe świecy zostanie uszkodzony, sprawa komplikuje się jeszcze bardziej, ponieważ gniazdo trzeba rozwiercić, nagwintować i uzbroić we wkład – tulejkę o średnicy wewnętrznej równej średnicy gwintu świecy żarowej.

Ryzyko uszkodzenia świecy maleje, jeżeli wykręca się ją specjalnym narzędziem, ale nawet wówczas nie ma gwarancji powodzenia. Najczęstszą przyczyną zniszczenia świecy żarowej podczas demontażu jest nagar zalegający pod gwintem.

Jeśli świeca zostanie wykręcona bez przeszkód, nową należy montować, używając smaru odpornego na wysoką temperaturę oraz klucza dynamometrycznego, który zagwarantuje, że podczas dokręcania nie przekroczymy dopuszczalnej wartości momentu obrotowego i nie zerwiemy gwintu. Szczególnie podatne na uszkodzenia są głowice silników wykonane ze stopów aluminium. Zalecane wartości momentów obrotowych można znaleźć w dokumentacji technicznej silnika.

Jaką świecę wybrać?

W sprzedaży dostępne są świece żarowe wielu producentów, wykonane z różnych materiałów, a ich cena waha się w granicach od kilkudziesięciu do kilkuset złotych. Ekonomicznie uzasadnione jest wybieranie świec produkowanych przez niezależnych producentów, ale zawsze trzeba zwracać uwagę na jakość materiałów i wykonania. Ponieważ wymiana świecy wiąże się z ryzykiem komplikacji, najlepiej robić to jak najrzadziej.

Fot. Shutterstock.com