Jaká by měla být jiskra na zapalovacích svíčkách?

Zapálení směsi paliva a vzduchu u benzinových spalovacích motorů se dosahuje pomocí jiskry, která vzniká použitím zapalovací svíčky: mezi jejími elektrodami se vytvoří jiskra. Pro vytvoření dostatečně výkonné jiskry a stabilního předku zapalování je kromě dodávání silného napětí do zapalovací svíčky nezbytná kombinace mnoha faktorů. Dnes si povíme o vlivu různých procesů na tvorbu jisker.

Hlavním problémem jiskření v mezeře mezi elektrodami je to, že vzduch je přirozené dielektrikum: jeho atomy jsou elektricky neutrální a netvoří cestu pro průchod elektrického proudu. Vzduch se však za určitých podmínek může stát vodičem – k tomu je potřeba vytvořit opravdu vysoké napětí. Pod jeho vlivem se záporně nabité částice (elektrony) začnou pohybovat z jednoho atomu na druhý. Neutrální atomy se transformují na elektricky nabité atomy nazývané „ionty“ a samotný proces transformace se nazývá „ionizace“.

Высокое напряжение

Pokud mluvíme konkrétně o mezeře (vzdálenosti) mezi elektrodami zapalovací svíčky, pak k jejímu „proražení“ jiskrou je zapotřebí napětí 10–40 kV, v některých případech až 45 kV. Když se mezi elektrodami vytvoří takové napětí, začne proces ionizace vzduchu, vytvoří se v něm vodivá cesta pro elektřinu, což je vlastně vysokoteplotní jiskra. Teplota této jiskry může přesáhnout 10 000 °C, díky čemuž se vznítí částice paliva a vzduchu. Jiskra je velmi prchavá – k výboji dojde během pouhé tisíciny sekundy.

Aby tato prchavá jiskra stačila k zahájení procesu zapálení palivového souboru, je nutná kombinace mnoha faktorů. Musíte pochopit, že napětí vytvořené zapalovací cívkou se v ní zvyšuje, dokud nedojde k průrazu jiskry, a podmínky tohoto průrazu do značné míry závisí na konstrukci a materiálech samotné zapalovací svíčky. Konkrétněji mají vliv dva hlavní faktory: velikost mezery mezi elektrodami zapalovací svíčky a tvar a velikost elektrody. Kromě toho existují různé vnější (nezávislé na systému zapalování) podmínky, kvůli kterým může dojít k průrazu jiskry při vyšším nebo nižším napětí – na jiskření má vliv také teplota, složení a tlak palivového souboru. Tyto podmínky jsou stanoveny konstruktéry motorů a zohledněny výrobci zapalovacích svíček. Důležitou oblastí, na kterou se DENSO zaměřuje, je snížení napětí potřebného k vytvoření jiskry, protože to umožní zapalovací cívce pracovat při menší zátěži. Tím se také sníží pravděpodobnost selhání zapalování.

Faktory, se kterými pracujeme

Mezera mezi elektrodami zapalovací svíčky je důležitým a velmi citlivým parametrem. Je známo, že napětí potřebné k vytvoření jiskry se zvyšuje úměrně se zvětšováním mezery mezi elektrodami. Větší mezera znamená, že musí být ionizováno více vzduchu, což zase vyžaduje vyšší napětí. Zmenšením mezery však hrozí, že v mezielektrodovém prostoru nebude dostatek molekul paliva a vzduchu a jiskra nic nezapálí. Velikost mezery je proto skutečným uměním: neměla by být příliš velká (bude potřeba velké napětí) ani příliš malá (nevznítí palivový soubor).

Druhým důležitým faktorem je tvar a velikost elektrod. Proces ionizace vzduchu v mezeře mezi elektrodami probíhá snadněji, když je soustředěna do jednoho místa, např. na ostré hraně elektrody. Ostřejší elektroda s menší celkovou plochou vyžaduje k zahájení ionizačního procesu menší napětí než tlustší, kulatější.

To je jeden z důvodů, proč zapalovací svíčky, které se během provozu opotřebovávají, začínají produkovat slabší jiskru, dokonce i vynechávají. Zaoblené hrany elektrod znesnadňují ionizaci a vyžadují napětí, které již zapalovací cívka není schopna vytvořit. Z tohoto důvodu výrobci po DENSO masivně přecházejí na tenké a ostré elektrody.

Co je obtížnější ovlivnit?

Mezi faktory, které také přímo ovlivňují jiskření, patří podmínky vyskytující se ve spalovací komoře. Patří mezi ně teplota (obě elektrody zapalovací svíčky a směs vzduchu a paliva), tlak na konci kompresního zdvihu a složení palivového souboru.

Teplota samotných elektrod zapalovacích svíček, stejně jako palivového souboru ve spalovací komoře, ovlivňuje tvorbu jisker: čím je vyšší, tím jsou atomy pohyblivější a tím snáze lze zahájit proces jejich ionizace. To znamená, že napětí potřebné k vytvoření jiskry klesá s rostoucí teplotou elektrod a prostředí spalovací komory. Se zahříváním motoru, stejně jako při vysokých otáčkách a výkonu klesá potřebné napětí, zlepšuje se jiskření – na rozdíl od volnoběhu a chodu studeného motoru.

Tlak dosažený ve spalovací komoře na konci kompresního zdvihu má také přímý vliv na požadované napětí. Čím vyšší tlak, tím větší absolutní počet molekul vzduchu a paliva, které je třeba ionizovat, skončí v mezeře mezi elektrodami, což vyžaduje vyšší napětí. Kromě toho samotné palivo, zejména v kapalné formě, se snáze ionizuje než vzduch. V důsledku toho se bohaté směsi vzduch-palivo snadněji ionizují a vyžadují menší napětí než chudé směsi. Dejte tyto dva faktory dohromady a uvědomíme si, že chudá směs moderního přeplňovaného motoru se vstřikováním s vysokým kompresním tlakem vyžaduje mnohem vyšší napětí k vytvoření jiskry než bohatá směs atmosférických motorů minulosti.

Hledání optimální cesty

S pochopením, že vývoj moderních motorů jde cestou naklánění směsi a zvyšování kompresního poměru, se při výrobě zapalovacích svíček DENSO snaží využívat technologie a řešení, které umožňují udržovat co nejnižší úroveň požadovaného napětí.

Příkladem takového produktu jsou zapalovací svíčky s malými elektrodami vyrobenými z ušlechtilých kovů, jako je iridium. Řada zapalovacích svíček Iridium TT DENSO obsahuje tenkou centrální iridiovou elektrodu o průměru pouhých 0,4 mm. Ostřejší, menší elektrody vyžadují k vytvoření jiskry menší napětí a iridium samotné je odolnější vůči vysokým teplotám a opotřebení. To také vysvětluje přítomnost konvenčních niklových zapalovacích svíček s technologií TT – Twin Tip v sortimentu DENSO, jehož podstatou je instalace špiček s malým průměrem na elektrody, které zlepšují jiskření.

Tyto technologicky vyspělejší zapalovací svíčky s vylepšeným generováním jisker vyrábí DENSO ve velmi širokém sortimentu, což umožňuje jejich instalaci na téměř každé auto právě teď. Díky této výměně se snižují požadavky na napětí produkované zapalovací cívkou a zvyšuje se životnost všech součástí zapalovací soustavy. Vylepšené jiskření má pozitivní vliv na startování a odezvu motoru a spotřebu paliva. Nejnovější zapalovací svíčky DENSO si můžete vybrat v online katalogu.

Naše stránka DRIVE2:

Je trochu škoda, že v době aut se vstřikováním paliva, řídicích jednotek a pokročilé počítačové diagnostiky se občas najdou tací, kteří chtějí hledat chybu pomocí intuice a kladiva. Zejména pokud jde o svíčky – spotřební materiál, který stačí pouze vyměnit podle předpisů, aby se s nimi vyhnulo většině problémů. Kontrola zapalovacích svíček není nutná tak často: pokud selžou kvůli problémům v systému napájení nebo zapalování nebo pokud existuje podezření, že během údržby byly nainstalovány svíčky nízké kvality.

V pořádku

Důvody, proč chcete odhodit kancelářskou bundu a popadnout klíč na zapalovací svíčky, jsou zřejmé: začaly vynechávat zapalování. Předpokládejme, že důvod opomenutí nespočívá v zlomená cívka, jiskřivý drát vysokého napětí, umírající injektor, úniky vzduchu, chyby snímač vačkového hřídele nebo tucet dalších poruch, které si vynucují troitový motor. V dobrém slova smyslu, před pouhým vyšroubováním zapalovacích svíček, je vhodné provést diagnostiku, v některých případech hloubkovou, se studiem údajů o provozu motoru v reálném čase (živá data). Ale už jsme se shodli, že to dělat nechceme. Chci jen vyšroubovat svíčky, podívat se na ně a zkusit zjistit, která nefunguje. Začněme. Pravda, zatím nic nepřekrucujeme.

Kupodivu nejspolehlivější způsob, jak zjistit, který válec zapalovací svíčka neprodukuje jiskru, je také nejjednodušší a je starý jako svíčky samotné: stačí je jednu po druhé odpojit a poslouchat, jak se mění chod motoru. Pokud je pracovní zapalovací svíčka vypnutá, rychlost se sníží, pokud nefunguje, na chodu motoru se nic nezmění. Vše se zdá být jednoduché, až na jeden detail: pokud auto používá jednotlivé zapalovací cívky, je lepší je nestahovat po jedné ze svíček, ale odpojit jejich konektory. Tímto způsobem můžete snížit pravděpodobnost zásahu elektrickým proudem (a může to být dobře, zvláště pokud tuto záležitost řešíte s mokrýma rukama) a kromě toho to není pro cívky tak nebezpečné. Pokud je vyjmete ze svíček za chodu motoru, můžete je spálit, ale jejich vypnutí není tak nebezpečné.

Tato metoda je dobrá pro každého, až na jednu věc: pomáhá určit válec se selháním zapalování a ne příčinu těchto selhání. Takže pokud jste si jisti, že jsou dráty, cívky a vše ostatní v pořádku, musíte ještě vyšroubovat zapalovací svíčku a prozkoumat ji, alespoň externě.

mokré podnikání

Ať se děje cokoliv, mokrá svíčka by vás v každém případě měla upozornit. Svíčka naplněná benzínem nemůže nijak fungovat. Jen pro každý případ připomenu: benzin sám nehoří, hoří směs vzduchu a paliva. Proto je mokrá svíčka vždy nefunkční svíčka. Ale to to nijak neusnadňuje, protože vztahy příčiny a následku jsou zde komplikované. Možná za to může opravdu ta jiskra, která přestala dávat jiskru a zapalovat benzín, který ji nakonec naplnil. Nebo možná je na vině netěsný vstřikovač, který zaplavil fungující zapalovací svíčku. Ať je to jak chce, taková svíčka bude muset buď vyčistit nebo vyměnit. Mimochodem, během tohoto postupu je vhodné okamžitě zkontrolovat zapalovací svíčku: pokud je na ní mastný černý uhlík, možná tryska skutečně teče a radost z nově fungující zapalovací svíčky bude krátkodobá. Běda, zase to zaplaví benzín a zase budete muset začít znovu.

Podotýkám, že pokud jsou všechny čtyři zapalovací svíčky mokré, je lepší okamžitě zapomenout na myšlenku opravy vozu jejich výměnou. Zde je zjevně globálnější problém a nové svíčky budou s největší pravděpodobností při prvním pokusu o nastartování motoru zaplaveny benzínem. Ale má smysl jedinou nalezenou mokrou svíčku vysušit, ujistit se, že motor poté přestane běžet a zjistit, jak dlouho vydrží.

Venku

Řekněme, že svíčka je suchá. co bude dál? Dále studujeme elektrody – centrální a boční (nebo boční, pokud je zapalovací svíčka víceelektrodová). Jejich vzhled by samozřejmě neměl způsobit žádné podezření (mít karbonové usazeniny nebo známky výrazného vyhoření), ale ke kontrole mezery je lepší použít spárovou měrku. Obvyklá vzdálenost elektrod zapalovací svíčky pro vstřikovací motor je asi 0,9 mm. Je nepravděpodobné, že malé odchylky povedou k významnému počtu chyb zapalování, ale je žádoucí, aby to bylo normální.

Jak jinak můžete zkontrolovat zapalovací svíčku? Vzpomeňme na druhý staromódní způsob: na svíčku nasadíme drát (nebo cívku), nasadíme na motor a zatočíme startérem. Žádná jiskra – špatné. Ale opět to není příliš jasné: možná je přerušený drát nebo cívka nefunguje. Je však alespoň jistota, že u této svíčky k záblesku ve válci nedojde. Pokud je po ruce jiná svíčka (alespoň ze sousedního válce), tak ji zasuňte, zapněte startér a uvidíte, zda se objeví jiskra nebo ne. Pokud se objeví, vyměníme zapalovací svíčku, pokud ne, hledáme závady v zapalovacím systému (především v drátu nebo cívce).

Foto: ilmarinfoto, depositphotos.com

Pokud dojde k jiskření, můžete se radovat, ale bez hostiny s cikány a medvědem: tato jiskra jasně nenaznačuje, že bude uvnitř válce. Ve směsi vzduch-palivo a pod tlakem může jiskra zmizet. Takže nepřítomnost jiskry je mnohem informativnějším výsledkem této diagnostické metody než její přítomnost.

Spolehlivým diagnostickým nástrojem bohužel nejsou ani pistole s piezoelektrickým prvkem pro kontrolu svíček, které se prodávají v autobazarech. Princip je stejný jako v případě kontroly startérem: pokud není jiskra, je určitě špatná, pokud ano, není rozhodně dobrá. A pokud selže zapalovací svíčka, často se stává, že vynechávání zapalování začíná pouze při zatížení – při vysoké rychlosti a při sešlápnutí plynového pedálu. To je přesně ten případ, kdy svíčka vleže na kapotě může jiskřit jako prskavka a i pistole předvede svou plnou funkčnost, ale po instalaci na své místo začne makat.

Foto: norgallery, depositphotos.com

Teoreticky lze zapalovací svíčky kontrolovat také osciloskopem pomocí skutečného sekundárního vysokonapěťového impulzu, který vzniká při provozu zapalovací svíčky. Ale mít doma vhodný osciloskop, umět ho používat a nemít náhradní zapalovací svíčky je tak zvláštní, že se o tom nebudeme bavit.

Můžete ale zkontrolovat zapalovací svíčku pomocí multimetru. Jeho odpor by se měl pohybovat v rozmezí 2-10 kOhm (extrémní hodnoty jsou zde také považovány za podezřelé), ideálně od 3 do 8 kOhm. Jen nezapomeňte, že v přírodě existují zapalovací svíčky s nulovým odporem (bez vestavěného odporu) a taková svíčka by měla mít nulový odpor.

Změňte se a nepřemýšlejte!

Celkově v garážových podmínkách nemá hledání vadné zapalovací svíčky velký smysl. Jde o to, hledat chybějící jiskru, takže sekvence akcí v nepřítomnosti skeneru bude přibližně stejná: hledáme, který válec nefunguje (nejjednodušší je odpojit cívky nebo dráty jeden po druhém) , pak vyměníme zapalovací svíčku v nefunkčním válci. Všechno fungovalo – dobře, pokud to nefungovalo – hledáme, co se ještě pokazilo, a přestaneme obviňovat zapalovací svíčku ze selhání zapalování. Obecně platí, že pokud vyměníte zapalovací svíčky včas (měď a nikl – jednou za 30 tisíc kilometrů, platina a iridium – jednou za 70–90 tisíc), není třeba se o ně starat a podezření by mělo padnout na více jemná zapalovací cívka nebo vysokonapěťové dráty, které měli někteří majitelé aut ještě před carem. Nezapomeňte, že použité zapalovací svíčky velmi poškozují zapalovací cívky. Bylo by tedy nanejvýš správné (a dokonce i ekonomicky ospravedlnitelné) opravit auto včas a nečekat, až mrtvá zapalovací svíčka stáhne zbytek komponent zapalovacího systému do dalšího světa.