Świece i cewki zapłonowe w silniku tuningowym

W silniku z doładowaniem mieszanka jest sprężona mocniej, więc iskra musi pokonać większy opór, a końcówka świecy pracuje goręcej. Poradnik pokazuje, jak dobrać zakres cieplny i przerwę świecy, czym różnią się układy cewek i na co patrzeć, żeby nie dopuścić do wypadania zapłonów ani zapłonu żarowego.

Bezpieczeństwo i przepisy. Wiele części z tej kategorii jest przeznaczonych do sportu motorowego lub użytku poza drogami publicznymi. Modyfikacje mogą wymagać zmian w dokumentach pojazdu lub dodatkowego badania technicznego i mogą skutkować utratą gwarancji producenta pojazdu. Zalecamy montaż w wykwalifikowanym warsztacie.

Jak działa zapłon: cewka i świeca

Cewka zapłonowa działa jak transformator. Uzwojenie pierwotne ma mało zwojów grubego drutu, a uzwojenie wtórne – tysiące zwojów cienkiego drutu. Gdy obwód uzwojenia pierwotnego zostaje otwarty, zanikające pole magnetyczne indukuje wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym. Napięcie to, rzędu 20 kV, trafia do świecy, gdzie przeskakuje między elektrodami w postaci iskry.

W układzie cewka na świecy (coil-on-plug) każda świeca ma własną cewkę, więc przy usterce wymienia się tylko jedną. Układ „wasted spark” używa jednej cewki na parę cylindrów: iskra pojawia się jednocześnie w cylindrze ze sprężoną mieszanką i w tym, który kończy suw wydechu, a w drugiej świecy przeskakuje w przeciwnym kierunku. Obciąża to świece mocniej, dlatego w takich układach stosuje się świece z metalami szlachetnymi na obu elektrodach.

Spotkasz trzy rozwiązania: jedną cewkę z rozdzielaczem (napięcie rozdziela mechanicznie rozdzielacz i przewody wysokiego napięcia), blok cewek w układzie bezrozdzielaczowym oraz cewki montowane bezpośrednio na świecach, np. w kształcie wydłużonej „sticka”.

Zakres cieplny świecy

Nazwy „gorąca” i „zimna” nie opisują temperatury iskry, tylko zdolność świecy do oddawania ciepła. Świeca „gorąca” lepiej izoluje, więc ciepło zostaje na końcówce. Świeca „zimna” ma więcej ceramicznego izolatora między elektrodą środkową a obudową i odprowadza więcej ciepła do głowicy. Temperatura końcówki musi spełniać dwa warunki: być dość wysoka, by wypalać nagar na biegu jałowym, i dość niska, by przy dużej mocy nie doszło do zapłonu żarowego. Zbyt gorąca końcówka może wywołać zapłon żarowy, spalanie stukowe i uszkodzenia silnika, a zbyt zimna zbiera osady. Silnik z większą mocą często potrzebuje świecy zimniejszej niż seryjna, ale o tym, o ile i jakiej, decyduje producent świec lub silnika dla konkretnego zastosowania, a nie ogólna reguła.

Przerwa, gwint i elektrody

Przerwa iskrowa wpływa na jakość zapłonu. Zbyt wąska daje słabą iskrę, a zbyt szeroka może uniemożliwić jej powstanie lub powodować wypadanie zapłonów przy wysokich obrotach. W silniku doładowanym ma to większe znaczenie, bo przy wyższym ciśnieniu w cylindrze iskra potrzebuje wyższego napięcia, więc przerwę trzeba dobrać do zapasu napięcia cewki i wartości zalecanej przez producenta. Rodzaj paliwa też ma znaczenie: gaz ziemny wymaga węższej przerwy niż benzyna. Świec z elektrodami irydowymi i platynowymi nie reguluje się, bo można uszkodzić metalową tarczkę przyspawaną do elektrody. Elektrody z irydu i platyny są trwalsze i mają wyższą temperaturę topnienia, co pozwala zastosować cieńszą elektrodę środkową. Producent świec podaje okres eksploatacji zależny od materiału elektrod (nikiel, platyna, iryd) oraz moment dokręcania i kąt dociągnięcia. Zbyt długa część gwintowana świecy może zostać uderzona przez tłok, a ostre krawędzie gwintu wystające do komory mogą być źródłem ciepła i zapłonu żarowego. Świece z rezystorem ograniczają zakłócenia radiowe.

Rodzaje układów zapłonowych

Poniżej zestawiono trzy układy, z którymi najczęściej spotkasz się przy wymianie cewek. „Stick” to kształt cewki, a nie osobny układ: wydłużone cewki montuje się bezpośrednio na świecach.

Jak dobrać: na co patrzeć

• Zakres cieplny – zbyt gorąca końcówka grozi zapłonem żarowym lub spalaniem stukowym i uszkodzeniem silnika, zbyt zimna zbiera osady. Zmieniaj zgodnie z zaleceniem producenta.
• Wyższe ciśnienie i temperatura spalania – większe doładowanie sprzyja spalaniu stukowemu; zależy ono też od oktanowości paliwa, wyprzedzenia zapłonu i temperatury.
• Napięcie przebicia – zależy od ciśnienia i odległości elektrod (prawo Paschena). Doładowanie podnosi ciśnienie w cylindrze, więc oceń zapas napięcia cewki, a zużyta świeca z rozwartą przerwą zabiera ten zapas.
• Chłodzenie powietrza – intercooler i wtrysk wody obniżają temperaturę powietrza, co zmniejsza ryzyko spalania stukowego.
• Skutki spalania stukowego – może przetopić tłok lub głowicę i rozerwać komorę spalania.

Montaż i typowe błędy

Przed wymianą cewki Denso zaleca odłączyć minus akumulatora i odczekać ok. 90 sekund. Cewkę trzeba włożyć w studnię świecy w tej samej orientacji co oryginał i szczelnie, bo nieprawidłowe osadzenie może uszkodzić świecę i dopuścić zanieczyszczenia. Świecę dokręca się z momentem i kątem podanym przez producenta. Długość gwintu musi pasować do głowicy: zbyt długi gwint może zostać uderzony przez tłok. Objawy uszkodzonej cewki to brak iskry, gaśnięcie silnika, szarpanie przy przyspieszaniu i wypadanie zapłonów. Po przeróbkach silnika zapłon warto sprawdzić w warsztacie, który potrafi ocenić zapas napięcia.

Co zmienić razem

• Przy wymianie sprawdź cewki zapłonowe: przy usterce cewki na świecy wymienia się jedną cewkę, a nie wszystkie.
• Dobierając świece i akcesoria zapłonowe, uwzględnij zakres cieplny i materiał elektrod.
• Spalanie stukowe może przetopić tłok lub głowicę, a jego cząstki trafiają do oleju i powodują zużycie ścierne; o panewkach i oleju przeczytasz w poradniku panewki i pompa oleju.
• Doładowanie zwiększa ciśnienie i temperaturę spalania, a intercooler obniża temperaturę powietrza; szerzej w poradniku jak dobrać turbosprężarkę.

Lista kontrolna przed zakupem

• Sprawdziłem, czy świece i cewki pasują do mojego silnika i danych producenta.
• Wiem, jaki zakres cieplny świecy zaleca producent dla mojego sposobu użytkowania.
• Sprawdziłem przerwę i gwint świecy, aby zapewnić poprawne osadzenie.
• Ustaliłem, jaki rodzaj układu cewek jest zainstalowany w silniku.
• Przygotowałem plan montażu w warsztacie, zgodnie z zaleceniami producenta.
• Upewniłem się, czy świeca jest zgodna z dokumentacją pojazdu i gwarancją.

Zobacz kategorię Układ zapłonowy i akcesoria →

FAQ

Czym różni się świeca gorąca od zimnej?

Świeca „gorąca” lepiej izoluje ciepło na końcówce, podczas gdy „zimna” odprowadza więcej ciepła do obudowy dzięki większej ilości ceramicznego izolatora między elektrodą środkową a obudową, co obniża temperaturę końcówki. Nie chodzi o temperaturę iskry, tylko o zdolność oddawania ciepła.

Czy zimniejsza świeca jest zawsze lepsza w silniku z doładowaniem?

Nie zawsze, bo to kompromis: zbyt zimna świeca na codziennej jeździe zbiera nagar. Temperatura pracy świecy musi pogodzić dwa wymagania: wypalanie nagaru na biegu jałowym i uniknięcie zapłonu żarowego przy dużej mocy. Zbyt gorąca końcówka świecy może wywołać zapłon żarowy lub spalanie stukowe i uszkodzenia silnika; zbyt zimna świeca zbiera osady na końcówce.

Jak poznać uszkodzoną cewkę?

Objawy uszkodzonej cewki obejmują brak iskry, gaśnięcie silnika, szarpanie przy przyspieszaniu oraz wypadanie zapłonów. W przypadku wątpliwości zaleca się sprawdzenie przez specjalistę lub zastosowanie diagnostyki zgodnie z zaleceniami producenta.

Czy szersza przerwa zawsze jest lepsza?

Nie. Zbyt wąska przerwa daje słabą iskrę, a zbyt szeroka może uniemożliwić jej powstanie lub spowodować wypadanie zapłonów. W silniku doładowanym iskra potrzebuje wyższego napięcia, więc szersza przerwa łatwiej przekracza zapas cewki. Wymaganą wartość podaje producent świec lub silnika i zależy ona od paliwa.

Czy wymieniać świece i cewki razem?

Nie ma takiego wymogu. W układzie coil-on-plug wymienia się tylko uszkodzoną cewkę, a świece według okresu podanego przez producenta, który zależy od materiału elektrod. W układzie „wasted spark” świece są bardziej obciążone, więc warto częściej oceniać ich stan. Gdy wymieniasz cewkę, zerknij na świece: zużyte wymagają wyższego napięcia i zabierają zapas cewki.

Powiązane kategorie: Silnik i turbo · Elektronika