Wymiana świec zapłonowych – dlaczego jest tak ważna?

Zadaniem świecy zapłonowej jest, w uproszczeniu, wytworzenie iskry – ładunku elektrycznego o wysokim napięciu – która „przeskakuje” pomiędzy elektrodami, zapalając mieszankę paliwowo-powietrzną w komorze spalania i w efekcie napędzając silnik. Jest to zatem kluczowy element układu zapłonowego. Z tego powodu warto montować wyłącznie wysokiej jakości świece zapłonowe, takie jak te produkowane przez DENSO.

Jednak podobnie jak prawie wszystkie elementy pojazdu, świece zapłonowe mają określoną żywotność. Jakie są najczęstsze przyczyny spadku wydajności świec zapłonowych i kiedy konieczna jest ich wymiana?

Głównym powodem konieczności wymiany świec zapłonowych jest erozja elektrod. Za każdym razem, gdy iskra przeskakuje pomiędzy elektrodami, powoduje erozję niewymiernej ilości materiału na elektrodach. Przez cały okres eksploatacji świec proces ten powtarza się miliony razy, co stopniowo zwiększa odstęp między elektrodami i zmniejsza wydajność iskry, negatywnie wpływając na osiągi silnika oraz zwiększając emisję spalin i zużycie paliwa. Ponadto, jeśli odstęp pomiędzy elektrodami stanie się zbyt duży, cewka zapłonowa będzie pracowała pod większym obciążeniem, ponieważ musi ona wtedy wygenerować wyższe napięcie, aby iskra przeskoczyła pomiędzy elektrodami.

Stopień zużycia elektrod zależy przede wszystkim od materiału, z którego są wykonane. Wraz z rozwojem elektrod niklowych, które obecnie są podstawową technologią stosowaną w świecach zapłonowych, zniesiono dotychczasowy wymóg okresowego ustawiania odstępu pomiędzy elektrodami, głównie ze względu na większą wytrzymałość tego materiału. Nadal jednak występuje problem erozji – niklowe elektrody świec zapłonowych z czasem ulegają znacznemu zużyciu, a świeca osiąga kres swojej żywotności.

Warto wspomnieć, że chociaż zużycie to jest całkowicie normalne, istnieją różne czynniki – takie jak nawyki współczesnych kierowców, nowe rodzaje paliw i zmienne warunki pogodowe – które mogą przyspieszyć tempo zużycia i spowodować konieczność częstszej wymiany świec zapłonowych.

Zużyte elektrody mogą powodować nierówną pracę silnika, wypadanie zapłonu i problemy z uruchomieniem pojazdu, chociaż istnieją również inne czynniki związane ze świecami zapłonowymi, które powodują problemy z odpaleniem auta. W pewnych warunkach wilgoć może gromadzić się w komorze spalania, a następnie osadzać się na elektrodach, utrudniając przeskok iskry, dopóki wilgoć nie zniknie.

Zjawisko to jest prawdopodobnie bardziej zrozumiałe w regionach, gdzie występują duże wahania temperatur między dniem a nocą. Można je zaobserwować, gdy powierzchnia pojazdu jest mokra – zjawisko kondensacji – co w przybliżeniu odpowiada sytuacji wewnątrz silnika. Problem ten pogłębia się wraz z niedawną zmianą specyfikacji benzyny z E5 na E10, która ma tendencję do przyciągania większej ilości wilgoci. Podobny efekt mają również nawyki współczesnych kierowców, którzy rzadziej korzystają z pojazdów i pokonują krótsze dystanse, przez co silnik często nie osiąga optymalnej temperatury pracy przed końcem trasy, a paliwo jest zużywane wolniej, więc z czasem w zbiorniku gromadzi się więcej wody. Wszystkie te problemy objawiają się przede wszystkim trudnościami z uruchomieniem silnika, a rozwiązaniem może być montaż nowych świec zapłonowych.

Oprócz częstszej wymiany świec zapłonowych istnieje również inny sposób zwiększenia odporności zapłonu na wymienione wyżej czynniki, a mianowicie wymiana świec zapłonowych na model wykorzystujący inną technologię. 

Opatentowane przez DENSO świece zapłonowe Iridium TT (Twin Tip) pozwalają uniknąć tych problemów dzięki zastosowaniu cieńszych elektrod wykonanych z trwalszych materiałów – takich jak platyna i iryd – co sprawia, że wilgoć nie może osadzić się ani na górnej, ani na dolnej elektrodzie.

Cieńsze elektrody świec zapłonowych DENSO TT wytwarzają bardziej skoncentrowaną, mocną iskrę, która pozwala na rozprzestrzenianie się płomienia we wszystkich kierunkach, maksymalizując wydajność spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Zwiększa to moc silnika, a jednocześnie ogranicza emisję spalin, poprawia zużycie paliwa oraz zmniejsza obciążenie energetyczne cewki zapłonowej. W efekcie świece zapłonowe DENSO Iridium TT, dzięki zastosowaniu wytrzymałych materiałów, mają znacznie dłuższą żywotność, wynoszącą około 120 000 km.

Chociaż nowoczesne silniki korzystają z elektronicznego sterowania wtryskiem paliwa, układem zapłonowym i innymi układami związanymi z pracą silnika, co w porównaniu z poprzednimi generacjami silników znacznie zmniejsza ryzyko nieprawidłowego spalania, nadal mogą występować różne problemy.

Typowe awarie

Mimo że są to różne objawy, zarówno przedwczesny zapłon, jak i spalanie stukowe są efektem usterki wpływającej na proces spalania. Przedwczesny zapłon występuje, gdy wysoka temperatura w komorze spalania może doprowadzić do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej, zanim świeca zapłonowa dostarczy iskrę w odpowiednim momencie. Wczesny zapłon powoduje nadmierne ciśnienie i temperaturę w cylindrze, co może prowadzić do spalania stukowego.

Spalanie stukowe to proces, w którym niewielkie „kieszenie” mieszanki paliwowo-powietrznej ulegają niezależnemu zapłonowi pod wpływem wysokiego ciśnienia w komorze spalania. Podczas normalnego spalania, w miarę jak płomień stopniowo rozprzestrzenia się w komorze spalania, ciśnienie i temperatura w innych częściach komory wzrastają. Podczas spalania stukowego ciśnienie i temperatura w sekcjach, do których płomień jeszcze nie dotarł, stają się zbyt wysokie i prowadzą do zapalenia mieszanki niezależnie od płomienia. Może to powodować powstawanie gwałtownych fal ciśnienia, które tworzą efekt stukania. Długotrwałe spalanie stukowe może prowadzić do poważnego uszkodzenia silnika, np. stopienia tłoków a nawet zaworów wydechowych.

Diagnostyka i usuwanie usterek 

Należy podkreślić, że wiele objawów nieprawidłowo działającego układu zapłonowego początkowo może wskazywać na usterkę świec zapłonowych, ale ich przyczyną mogą być również usterki innych układów pojazdu, które mają wpływ na działanie świec zapłonowych.

Z tego powodu w przypadku wystąpienia problemów należy w pierwszej kolejności upewnić się, że zamontowane zostały odpowiednie świece zapłonowe dla danego typu silnika, a następnie sprawdzić ich stan. Inspekcję należy rozpocząć od elektrod, a następnie trzeba obejrzeć izolator pod kątem pęknięć lub uszkodzeń. 

Oględziny elektrod, izolatora i korpusu świecy mogą ujawnić wiele problemów związanych z zapłonem i są często nazywane „czytaniem” świecy zapłonowej. Na poniższej ilustracji przedstawiono najczęstsze przyczyny usterek i korespondujące z nimi zdjęcia świec zapłonowych.

Więcej wskazówek diagnostycznych można znaleźć na plakacie technicznym, który można pobrać tutaj.

Wybór odpowiedniej świecy zapłonowej

Wybierając odpowiednie świece zapłonowe, należy dokładnie określić model i rok produkcji pojazdu, moc i kod silnika oraz normę emisji spalin. Należy również pamiętać, że pojazdy sprzedawane w różnych regionach mogą wymagać stosowania różnego rodzaju świec zapłonowych.

Chociaż niektóre aspekty specyfikacji mają kluczowe znaczenie dla producentów pojazdów, mogą one być mniej istotne dla rynku części zamiennych, dlatego dostawcy części zamiennych często konsolidują swoją ofertę, tak aby zwiększyć jej efektywność. Jednak umiejętność oceny sensowności konsolidacji w połączeniu z normami jakościowymi różni się znacznie w zależności od dostawcy. Z tego powodu DENSO zdecydowanie zaleca kupowanie świec zapłonowych wyłącznie od dostawców oryginalnego wyposażenia (OE), którzy przenoszą swoje kompetencje OE na rynek części zamiennych, nie rezygnując przy tym z wydajności, niezawodności ani trwałości produktów.

Więcej szczegółowych informacji technicznych o układzie zapłonowym i świecach zapłonowych DENSO można znaleźć w tej broszurze.

Montaż świec zapłonowych

Kolejne problemy mogą być związane z momentem obrotowym, z jakim dokręcono świecę zapłonową podczas montażu. Gdy proces ten zostanie wykonany prawidłowo, uszczelka nie zostanie całkowicie ściśnięta, ale nadal zapewni szczelność komory spalania podczas pracy silnika i prawidłowe odprowadzanie wytwarzanego ciepła.

Jeśli jednak świeca zapłonowa zostanie dokręcona zbyt mocno, a uszczelka ściśnięta ponad dopuszczalny limit, to metalowa obudowa może ulec deformacji. Jeśli zostanie ona rozciągnięta, izolator może pęknąć lub poluzować się, co może mieć niekorzystny wpływ na odprowadzanie ciepła przez głowicę cylindra i obudowę silnika, co negatywnie wpłynie na zarządzanie temperaturą silnika.

Ponadto, aby zapobiec uszkodzeniu izolatora, nasadka używana do montażu świecy zapłonowej musi być prawidłowo umieszczona i powinna pozostawać w pozycji równoległej do świecy podczas dokręcania jej z właściwym momentem obrotowym.

Stosując się do zawartych w tym artykule porad, mechanicy będą w stanie dokładnie ocenić stan świec zapłonowych. Wymieniając je, warto wybrać świece zapłonowe DENSO, które zoptymalizują osiągi silnika i ograniczą emisję spalin, co zapewni właścicielowi pojazdu większą niezawodność i wydajność silnika.

Chcesz dowiedzieć się więcej? Odwiedź naszą platformę e-learningową, aby wziąć udział w kursach szkoleniowych oraz uzyskać szczegółowe informacje techniczne i porady ekspertów.