Zjednodušeně řečeno, zapalovací svíčky jsou potřeba, aby auto fungovalo.
Pokud půjdete do detailů, vše se stane takto: ve správný čas svíčky zapálí směs benzínu a vzduchu. Správný okamžik je zlomek sekundy, než píst ve válci dosáhne horní úvrati a stlačí směs paliva se vzduchem: svíčka jiskří, směs se zapálí, expanduje a tlačí na píst, který otáčí klikovým hřídelem přes ojnici . Ten zase otočí kola a auto jede.
Pokud je vše v pořádku, děje se to v jakémkoli režimu provozu motoru: při minimu, při vysokých rychlostech a absolutně ve všech válcích. Benzín ve směsi hoří dobře, motor jede jak má.
V tomto článku vám prozradíme, jak svíčky vybírat, kdy je měnit a jak se při výměně nedopustit chyby.
Svíčka je instalována v hlavě válce, zatímco její spodní část s elektrodami je ve spalovací komoře: za chodu motoru na ni působí hořící směs svými vysokými teplotami a tlakem. Některé motory mají dvě zapalovací svíčky na válec. Zdroj: Vasyl S / Shutterstock
Jak funguje zapalovací svíčka
U benzínových motorů se směs zapaluje elektrickou jiskrou. Vyskytuje se mezi dvěma elektrodami zapalovací svíčky. Vzdálenost mezi nimi se může lišit: v průměru je to asi milimetr. Tato vzdálenost se také nazývá jiskřiště.
Jiskřiště by mělo být přesně takové, jaké výrobce zapalovací svíčky zamýšlel: jednak se tvoří jiskra, jednak aby měla dostatek energie na zapálení směsi.
K proražení jiskřiště 1 mm potřebujete napětí minimálně 20 000 V. Toto napětí zajišťuje zapalovací cívka: převádí proud palubní sítě 12 V a stará se o to, aby požadované napětí v řádu desítek Na elektrody jsou aplikovány tisíce voltů. Zapalovací cívky v moderních vozidlech jsou řízeny elektronickou řídicí jednotkou motoru (ECU).
Cívka může stát v samostatném zapalovacím modulu a komunikovat se svíčkou přes vysokonapěťový drát, nebo může stát přímo na svíčce. Standardní vysokonapěťový vodič je dimenzován až do 40 000 V.
Pokud jsou řídicí jednotka zapalování nebo cívky vadné a vysokonapěťové vodiče jsou opotřebované, nezáleží na tom, jak nové nebo drahé jsou zapalovací svíčky: dojde k vynechání zapalování nebo vůbec žádná jiskra.
Vadné svíčky naopak přetěžují vysokonapěťové vodiče a zapalovací cívku – v nich se místo jiskry rozptýlí energie vysokonapěťového impulsu, což může způsobit jejich předčasný výpadek.
Jak porazit syndrom vyhoření
Charakteristika a rozdíly zapalovacích svíček
Svíčky se vyznačují standardními velikostmi a vlastnostmi:
- průměr a délka závitové části, velikost šestihranu na klíč;
- tvar a délka keramického izolátoru;
- materiál centrální elektrody;
- počet a tvar bočních elektrod;
- jiskřiště, žhavicí číslo a další parametry.
Je důležité, aby tyto vlastnosti byly přesně takové, jaké je výrobce konkrétního motoru zamýšlel. Proto parametry svíčky udává výrobce automobilu. Dále si povíme o charakteristikách podrobněji.
Materiál středové elektrody
Jedním z cílů, které inženýři sledují při výběru kovu pro elektrody, je zpomalit jejich opotřebení. Jiskra je proud nabitých částic – elektronů a iontů. Pohybují se velkou rychlostí v elektrickém poli mezi elektrodami, a když se setkají s jejich povrchem, vyrazí z nich atomy kovu. Elektrody postupně ztrácejí látku, „vyhoří“, ale tento proces může probíhat různými způsoby: vše závisí na slitinách a kovech na koncích elektrod. V katalozích výrobců jsou především niklové, iridiové, platinové a méně často stříbrné svíčky.
Nikl používá se k výrobě levných zapalovacích svíček. Je levný, snadno se vyrábí ve velkém a je relativně žáruvzdorný. V průměru vydrží niklové svíčky až 40 000 km bez přerušení. Používají se v motorech o objemu do 1,6 litru s nízkým kompresním poměrem, které běží na benzín AI-92 nebo AI-95.
Stříbro Má vysokou tepelnou vodivost a může pracovat v širokém teplotním rozsahu. Proto se svíčky se stříbrnou středovou elektrodou používají v motorech na plyn a někdy i na benzín. Životnost – až 50 000 km.
Niklové zapalovací svíčky mají poměrně silnou centrální elektrodu – o průměru asi 2,5 mm. Skládá se především ze slitiny niklu a chrómu. Stříbrná elektroda – o něco tenčí, o průměru asi 2 mm, se skládá převážně ze stříbra.
Oba mohou mít až čtyři boční elektrody. Jiskra je vždy stejná: prochází mezi boční elektrodou a nejbližším úsekem centrální elektrody. Několik zemnících elektrod umožňuje pomalejší opotřebení centrální elektrody.
Niklová zapalovací svíčka se dvěma bočními elektrodami. Centrální elektroda se nosí rovnoměrně na dvou protilehlých stranách. Zdroj: Dmytro Mykhailov / Shutterstock
Platina taje při teplotě 1768 °C, což je asi o 300 °C více než u niklu. Díky tomu vydrží svíčky s platinovými elektrodami déle i za obtížnějších provozních podmínek – až 90 tisíc kilometrů. Úzká středová elektroda funguje efektivně při nižším napětí jiskry, což snižuje namáhání zapalovací cívky a vysokonapěťových vodičů.
Iridium taje při 2466 °C, takže iridiové elektrody jsou extrémně odolné proti obloukové erozi. Životnost iridiových svíček je až 100 tisíc kilometrů. Cena je také nejvyšší: iridium je méně běžné než platina, je dražší.
Platinové a iridiové zapalovací svíčky se používají v motorech s vysokým kompresním poměrem – od 12:1 a výše. Ty jezdí na benzín AI-98 a AI-100. Mají jednu boční elektrodu.
Takové svíčky lze instalovat do motorů s nízkým kompresním poměrem místo niklových – samozřejmě pokud katalog výrobce zapalovacích svíček takovou náhradu u konkrétního motoru umožňuje. To vám umožní měnit svíčky méně často.
V některých případech je instalace iridiových zátek nepraktická: například pokud chtějí nasadit starý motor s nízkým kompresním poměrem, který spotřebovává hodně oleje. Je nepravděpodobné, že takové auto bude schopno ujet dokonce 50 000 km bez výměny svíček – budou osprchovány olejem mnohem dříve, takže bude výhodnější jet 30 000 km na levných niklových svíčkách.
Výhodou platinových a iridiových svíček je, že umožňují dosáhnout větší intenzity elektrického pole, což znamená, že k vytvoření jiskry je třeba použít menší napětí. Tenké elektrody navíc odebírají z jiskry méně tepelné energie, což znamená, že jí zbývá více k zapálení směsi a ta hoří rychleji a dokonaleji. Pokud to vlastnosti kovu dovolují, jsou konce elektrod – centrální i boční – vyrobeny tenké. Na elektrodách není mnoho obecného kovu – ukládá se na ně.
Čím je elektroda tenčí, tím rychleji se plamen šíří objemem válce. 2,5 mm je obvykle niklová středová elektroda, 1,1 mm je platina a 0,4 je nejtenčí verze iridiové elektrody: častěji je její průměr 0,5-0,7 mm. Zdroj: autoExpert
Středové elektrody zapalovacích svíček. Vlevo je svíčka s niklovou centrální elektrodou, vpravo – s iridiovou elektrodou. Zdroj: Stason4ik / Shutterstock
Číslo tepla: studené a horké svíčky
Pokud se svíčka přehřeje, směs se začne vznítit nikoli od jiskry, ale od kontaktu s horkými elektrodami svíčky – dojde k zapálení doutnavkou. Problém je v tom, že v tomto případě se palivo nekontrolovaně a chaoticky vznítí. V důsledku toho klesá výkon motoru, přehřívá se, vzniká další kritická zatížení pístu, ojnice a klikového hřídele.
Mnoho moderních automobilových motorů je vybaveno senzory, které dokážou rozpoznat, kdy v některém z válců dojde k předzápalu. Informace vstoupí do ECU, která vypne přívod paliva do problémového válce.
Jednou z důležitých vlastností svíčky je číslo žhavení. Odráží teplotní rozsah svíčky, při jehož horní hranici dochází k zážehu.
Nízké číslo žhavení pro “horké” svíčky. Ty fungují v průmyslových motorech – například ve stacionárním generátoru, který pracuje při trvale nízkých otáčkách. Otáčivý motor sportovního auta s takovou svíčkou může být žhavicím zapalováním vážně poškozen.
Průměrné číslo žhavení je pro zapalovací svíčky pro motory, které jsou na běžných autech.
„Studené svíčky“ nasazují motory sportovních vozů, které se neustále točí do vysokých otáček. V malém atmosférickém motoru se taková svíčka rychle pokryje silnou vrstvou žlutohnědých sazí: nezahřeje se na požadovanou teplotu, takže saze nevyhoří a svíčka se nebude moci sama vyčistit .
Geometrické parametry
Zapalovací svíčky mohou mít různé geometrické parametry:
- Průměr závitu – 10, 12, 14 nebo 18 mm.
- Závitová část – obruba svíčky – je různě dlouhá.
- Různé jiskřiště – 0,9-1,1 mm.
- Tvar těla je válcový nebo kónický. Zátka s válcovým tělem bude mít těsnící podložku, v případě kuželového těla podložka není potřeba.
Geometrické parametry závisí na konstrukčních vlastnostech konkrétního motoru – musí být přesně takové, jaké požaduje výrobce. Pokud místo požadované svíčky nainstalujete „téměř stejné“, ale mírně odlišné, motor v nejlepším případě nebude fungovat normálně, v nejhorším případě – očekávejte potíže.
Pokud je například závit zapalovací svíčky příliš krátký, elektrody budou umístěny mnohem výše, než je nutné, což znamená, že se jiskra vytvoří na nesprávném místě. Dojde k vynechání zapalování, motor ztratí trakci. A také se začne třást a spotřeba paliva se zvýší: jeho významná část neshoří a nevyletí do atmosféry.
Pokud je vlákno příliš dlouhé, existují dvě možnosti:
- svíčka se přehřeje a dojde k zážehu;
- svíčka prostě narazí na píst a budete muset motor buď repasovat, nebo koupit smluvní.
Kdy a jak často měnit zapalovací svíčky
Životnost svíček uvedená v servisní knížce nebo návodu k obsluze vozu platí pro originální svíčky – a často ji lze zvýšit: místo niklových svíček vložte platinu nebo iridium.
Přibližná životnost svíčky závisí na kovu na koncích elektrod. Postupně vyhoří, materiál izolantu se znehodnotí, jeho elektroizolační vlastnosti se zhorší, což znamená, že dříve nebo později projde mezi stranou centrální elektrody a tělem svíčky jiskra. Častěji se ale stává, že se elektrody zapalovací svíčky opotřebovávají, zvětšuje se vzdálenost mezi nimi a pro zapalovací cívku je stále obtížnější vytvořit jiskru.
Svíčka ne vždy úplně přestane fungovat, i když i to se stává. K přerušení dochází nejprve v některých režimech provozu motoru. Například pokud prudce sešlápnete plynový pedál. V tomto případě palivo neshoří úplně, ale poletí do potrubí, na katalyzátor – zařízení, které slouží k čištění výfukových plynů. Zvýší se spotřeba paliva a zkrátí se životnost katalyzátoru. Proto je důležité vyměňovat zapalovací svíčky včas. Přitom nefunkční svíčky nejsou jediným důvodem, proč může dojít k vynechání zapalování.
Jaké zapalovací svíčky dát
Je nutné umístit pouze ty svíčky, které jsou vhodné pro konkrétní motor ve všech parametrech, o kterých jsme hovořili výše. Proto je lepší svěřit výběr svíčky profesionálovi – například poradci ze specializované prodejny. Prohlédne katalog a navrhne vhodnou variantu. Existuje však i jiný způsob: můžete použít oficiální stránky výrobce svíček.
Hledejme zapalovací svíčky pro Volkswagen Golf 2010 s atmosférickým motorem 1,6. Využijme katalog Denso.
Pro mnohé motoristy je otázka, kdy je lepší vyměnit svíčky – v termínu doporučeném výrobcem vozu či samotných svíček, případně soudě podle jejich skutečného stavu, stejným kamenem úrazu, jako zda se vyplatí jezdit 92 nebo 95 benzín. Někteří majitelé aut striktně dodržují termíny a věří, že automobilka lépe ví, kdy je lepší tento spotřební materiál vyměnit. Jiní se domnívají, že protože jsou svíčky v normálním stavu, motor se spustí „napůl kopnutím“ i při silném mrazu, pak je třeba je vyměnit nejdříve 60–90 tisíc kilometrů. Pojďme zjistit, co se může stát s autem, pokud nevyměníte zapalovací svíčky v plánovaném čase stanoveném výrobcem.
Proč motor potřebuje svíčky
Pro začátek si připomeňme, jakou funkci plní svíčky v motoru. Tato zařízení jsou potřebná k zapálení směsi paliva a vzduchu ve spalovací komoře (válci) motoru jiskrou vznikající při zapnutém zapalování. Tato směs je zapálena pomocí elektrického výboje o síle několika tisíc nebo desítek tisíc voltů, ke kterému dochází mezi elektrodami svíčky.
Standardní zapalovací svíčka se skládá z několika součástí:
– kontaktní výstup (určený pro připojení zapalovací svíčky k vysokonapěťovým vodičům zapalovacího systému nebo přímo k zapalovací cívce);
– izolátor (chrání svíčku před přehřátím, část izolátoru přímo sousedící s centrální elektrodou nejsilněji ovlivňuje kvalitu zapalovací svíčky);
– žebra izolátoru (zabraňují elektrickému průrazu na jeho povrchu);
– centrální a boční elektrody (mezi nimi je jen jiskra, která zapálí směs paliva a vzduchu ve válci);
– těsnění (slouží k zamezení pronikání horkých plynů ze spalovací komory).
Důležitou charakteristikou každé zapalovací svíčky je mezera mezi centrální a boční (boční) elektrodou. Záleží na tom, jak účinně bude směs ve válci zapálena. Čím větší je mezera, tím silnější bude jiskra a tím větší zóna zapálení. Palivo bude tedy spalovat efektivněji, což znamená, že jeho spotřeba bude stabilní a motor bude fungovat hladce. Na druhou stranu, když je mezera mezi elektrodami zapalovací svíčky menší, jiskra se objeví dříve a průraz nastává při nižším napětí. Ale zároveň je energie jiskry menší, což je horší pro zapálení směsi a v konečném důsledku se zmenšenou mezerou snižuje výkon a ekonomická charakteristika motoru.
Důležitou charakteristikou svíček je také jejich žhavicí číslo – jedná se o informaci o maximální dovolené teplotní zátěži zapalovací svíčky. Tuzemské zapalovací svíčky se vyrábějí se žhavicími čísly 8, 11, 14, 17, 20, 23 a 26. Zahraniční výrobci nedodržují jednotnou stupnici žhavicích čísel. Podle hodnoty čísla žhavení se svíčky dělí na „studené“, „horké“, střední a jednotné. Pokud vložíte příliš „studené“ svíčky (s velkým počtem záře), proces jejich samočištění je obtížný a motor bude pracovat přerušovaně. Pokud je příliš „žhavé“, je možný tzv. doutnavý zápal, který svými příznaky a destruktivními následky připomíná detonaci motoru.
Jaké jsou svíčky?
V běžném používání se zapalovací svíčky nazývají klasické, platinové a iridiové.
Dostali taková jména kvůli materiálům, které se používají k výrobě elektrod. V klasických svíčkách jsou elektrody měděné, v platinových jsou vyrobeny z platiny a v iridiových – ze speciální slitiny iridia. U některých klasických svíček jsou měděné elektrody kvůli spolehlivosti potaženy slitinou yttria, což umožňuje zvýšit odpor elektrod svíčky. Platinové svíčky jsou dobré, protože platina má vysokou odolnost proti korozi a odolnost vůči vysokým teplotám (prakticky nevyhoří), což umožňuje dosáhnout dostatečně dlouhé životnosti. Iridiové svíčky mají vlastnosti podobné těm platinovým. Ale nejodolnější svíčky jsou ty, ve kterých jsou elektrody vyrobeny ze slitiny platiny a iridia.
Životnost svíček závisí na mnoha faktorech. Výrobci určují dobu provozu těchto prvků v závislosti na materiálech, ze kterých jsou elektrody vyrobeny, přibližných provozních podmínkách (klimatické podmínky, kvalita paliva atd.). Takže u klasických svíček je průměrná životnost maximálně 50 tisíc kilometrů. U platiny a iridia – ne více než 90 tisíc kilometrů. Tyto hodnoty lze samozřejmě upravit v závislosti například na kvalitě benzínu nalévaného do vozu a stavu samotného motoru. Mnoho výrobců automobilů proto doporučuje vyměnit klasické zapalovací svíčky každou druhou plánovanou údržbu (například po 30 a poté 60 tisících kilometrech). Při použití platinových nebo iridiových svíček lze životnost zvýšit jeden a půl až dvakrát.
Co se stane, když svíčky včas nevyměníte
Předpokládejme, že z nějakého důvodu vypršela lhůta pro výměnu zapalovacích svíček stanovená předpisy a majitel vozu se neobtěžoval instalovat nové prvky. Snad to hned nepovede k nějakým tragickým následkům pro motor auta. Ale jednoho dne, což není v žádném případě krásný den, auto prostě nenastartuje. Proto vám doporučujeme věnovat zvýšenou pozornost příznakům indikujícím hrozící poruchu zapalovacích svíček.
Mezi příznaky vadné zapalovací svíčky patří:
– „trojitý“ motor (škubá při jízdě i při volnoběhu)
– obtížné startování motoru (startér funguje, ale nedojde k zapálení)
– zvýšení spotřeby paliva
— zvýšení emisí CO
– zhoršení dynamiky motoru (motor nevyvíjí maximální otáčky a v důsledku toho klesá jeho výkon)
Pokud jsou výše uvedené příznaky ignorovány, může dojít k poškození motoru.
Jedním z neblahých důsledků vadné zapalovací svíčky může být detonace ve spalovacím prostoru motoru. V důsledku detonace určitého objemu směsi vzniká rázová vlna, která v závislosti na objemu směsi může mít takovou intenzitu, že svou energií způsobí detonaci celé nálože zbývající ve válci. Když se rázové vlny odrážejí od stěny spalovací komory, vzniká znělý kovový zvuk. Při silné detonaci jsou klepání hlasitější, výkon motoru klesá, ve výfukových plynech se objevuje černý kouř. Během silné detonace také motor zažívá velké tepelné a mechanické zatížení některých částí. Okraje pístů a těsnění hlavy válců, elektrody zapalovacích svíček se mohou spálit. Rázové vlny ničí olejový film v horní části válce a tím způsobují zvýšené opotřebení.
– Do motoru automobilu je nutné instalovat svíčky doporučené výrobcem, přičemž dbejte na jejich žhavicí číslo a další vlastnosti
– I přes stabilní provoz zapalovacího systému je nutné při každé plánované údržbě kontrolovat stav svíček
– Při instalaci svíček s platinovými nebo iridiovými elektrodami je možný dlouhodobý provoz (najeto 50 tisíc kilometrů nebo více)
– Pro prodloužení životnosti svíček je nutné pokud možno doplňovat pouze osvědčené palivo, včas měnit filtry, hlídat správné nastavení mezery zapalovacích svíček
– Pokud existují známky poruchy svíček (“trojitý” motor, zvýšená spotřeba paliva, “plavání” otáček), okamžitě kontaktujte čerpací stanici nebo nezávisle vyměňte tyto prvky za nové.
