Co wynika z historii świec żarowych

30 Sty 2017


Przy wymianie świec żarowych należy wziąć pod uwagę, jakiego są one typu (generacji) i nie dokonywać żadnych eksperymentów, bo grożą one poważną awarią silnika.

Nic nie wskazuje, by średnia wieku eksploatowanych w Polsce samochodów, szacowana dziś na ok. 13 lat, w najbliższym czasie miała się zmniejszyć. Być może nawet się zwiększy. Zapewne więc jeszcze długo będziemy stykać się ze wszystkimi praktycznie typami świec żarowych, jakie były i są stosowane w silnikach wysokoprężnych.

Najstarsze, szeregowo łączone świece z elementem grzejnym w postaci kawałka (spiralnie zwiniętego lub ukształtowanego w pętlę )drutu oporowego zaczęły być stosowane przed II wojną światową. Montowano je też w samochodach wytwarzanych po wojnie, m.in. w spotykanych wciąż na naszych drogach Mercedesach W115 i W123. Ponieważ auta te mogą aplikować o żółte tablice rejestracyjne, przyznawane pojazdom zabytkowym, warto zakładać do nich cały komplet nowych świec żarowych (póki są jeszcze dostępne), nawet jeśli przepaliła się tylko jedna. W ten sposób zmniejszamy ryzyko, iż za niedługo awarii ulegnie kolejna i wydłużamy oryginalność zabytku.

Wielki kryzys paliwowy z lat 70. XX w. przyczynił się do podjęcia w Europie produkcji małych (tzn. o pojemności poniżej 2 litrów) silników wysokoprężnych, oszczędniejszych od benzynowych. Diesle te, jako że wykorzystywano w nich technologię wstępnych komór wirowych, wymagały skutecznego podgrzewania tychże komór przed rozruchem. Opracowano więc dla nich sztabkowe świece żarowe, bardzo już podobne do współczesnych, to znaczy z elementem grzejnym ukrytym we wnętrzu metalowej osłony (jednostronnie zaślepionej rurki). Odcięcie w ten sposób bezpośredniego kontaktu pomiędzy spiralą grzejną a rozpylonym paliwem i spalinami spowodowało znaczny wzrost trwałości świec. Wadą był długi czas nagrzewania się, wynoszący kilkadziesiąt sekund. Czy mankament ten stanowił duży problem, można dyskutować, acz poranny rytuał uruchamiania diesla rzeczywiście trochę trwał. Zimą nawet dosyć długo, zwłaszcza jeśli silnik nie miał „dobrego sprężania”.

W trakcie prac nad kolejną generacją świec żarowych kwestia skrócenia czasu, w jakim osiągają one wysoką temperaturę, była jedną z istotniejszych. W efekcie powstały świece szybkogrzejące, mające oprócz spirali grzejnej również spiralę regulacyjną, wykonaną ze stopu o wysokim dodatnim współczynniku temperaturowym rezystancji (materiał ten w niskiej temperaturze ma niewielką oporność, jednak szybko rosnącą wraz z jej wzrostem). Innym rozwiązaniem, jakie wówczas zostało stworzone, było zastosowanie ceramicznego grzejnika o dużej mocy. Świece takie są trochę droższe oraz bardziej wrażliwe na uderzenia, za to przy prawidłowej eksploatacji – trwalsze.

Sterowanie pracą świec wymienionych trzech generacji nie stwarzało specjalnych wyzwań. Nagrzanie świec szeregowych sygnalizowała kontrolka, która w swej najbardziej klasycznej postaci miała formę metalowego kapturka od solniczki, przez którego dziurki widać było rozżarzającą się małą spiralkę. Świece sztabkowe początkowo sterowane były prostymi przekaźnikami odmierzającym czas, w niektórych bardziej zaawansowanych konstrukcjach, czas ten był uzależniony od temperatury silnika (jak zimniej, to dłużej).

Gdy w małych (tzn. przeznaczonych do aut osobowych) silnikach wysokoprężnych opanowana została technologia wtrysku bezpośredniego, nastąpił przyspieszony rozwój metod podgrzewania diesli – i to zarówno przed, jak i po rozruchu. Wprawdzie wtrysk bezpośredni spowodował wyeliminowanie komór wstępnych, które były odpowiedzialne za trudny rozruch na zimno poprzednich generacji diesli, ale wiązał się z kolei z, niemniej poważnym, problemem twardości biegu zimnego silnika. Lekarstwem okazało się użycie świec włączanych już nie przez ich własne urządzenie sterujące, lecz przez „komputer silnika”, według prostego w sumie algorytmu uwzględniającego także temperaturę jednostki napędowej i czas jej pracy po rozruchu.

swiece zarowee 5W ten oto sposób doszliśmy do stanu obecnego, czyli do silników wykorzystujących zaawansowaną technologię polegającą na zastosowaniu bardzo wysokiego ciśnienia wtrysku (bezpośredniego oczywiście) przekraczającego 200 MPa, emisji małej ilości tlenków azotu w spalinach i filtrowaniu spalin w celu eliminacji z nich cząstek stałych (cząstki te są następnie okresowo wypalane). Aby zarazem spełnić stawiane współczesnym jednostkom wysokoprężnym wysokie wymagania, co do skuteczności procesu spalania w fazie nagrzewania silnika oraz efektywności regeneracji filtra cząstek stałych, oprogramowanie układów podgrzewania zostało mocno rozbudowane, zaś same świece zmieniły generację z III na IV, charakteryzującą się obniżeniem znamionowego napięcia zasilania do 5 (7) V. Dzięki temu możliwe stało się sterowanie świecami przez jednostkę centralną tak, aby działały one z różną mocą w zależności od chwilowej potrzeby. A więc z pełną mocą przed rozruchem w bardzo niskiej temperaturze lub w fazie wypalania (oczyszczania) filtra cząstek stałych i częściową przez pierwsze minuty pracy silnika. Wszystkie nowoczesne silniki mają zatem załączane dogrzewanie po rozruchu dla złagodzenia twardości biegu i ograniczenia ilości szkodliwych składników spalin.

A jakie cała ta historia świec żarowych znajduje odzwierciedlenie w praktyce warsztatowej? Otóż po pierwsze wypada zauważyć, że w przypadku świec żarowych, jak w rzadko którym innym, poszukiwanie rozwiązań tańszych od pewnych i w sumie niedrogich jest zupełnie niecelowe. Gdy więc trafi się samochód starszy wiekiem i doświadczony przebiegiem większym od dwukrotnego obwodu matki Ziemi, wykrycie w nim choćby jednej przepalonej świecy powinno skłaniać do wymiany całego ich kompletu, tego samego typu i od jednego producenta. Po zamontowaniu do silnika, lecz przed podłączeniem zasilania warto jeszcze sprawdzić, czy przekaźnik obsługujący świece działa prawidłowo. Trzeba też, jeśli tylko któraś ze starych miała upaloną końcówkę (co często świadczy o nieprawidłowo działającym wtryskiwaczu) do porządku doprowadzić wtryskiwacz z danego cylindra.

W autach napędzanych dieslami o wtrysku bezpośrednim dużo o świecach żarowych powie komputer diagnostyczny, gdyż, jak zostało wspomniane, pracą świec zawiaduje tam sterownik silnika. Nadzoruje on również ich działanie, więc ich ewentualna niesprawność jest wykrywana automatyczną pętlą diagnozy i zapisywana w pamięci. I właśnie ze względu na to, że są one pod stałą kontrolą, a także z uwagi na ich wyższą już cenę, można w przypadku tych samochodów dopuścić wymianę świec „po sztuce”, według wskazań komputera.

Na koniec wypada kolejny raz powtórzyć, jak ważna jest przed przystąpieniem do wymiany świec żarowych praca edukacyjna z klientem. Otóż właściciela pojazdu koniecznie trzeba poinformować (najlepiej pisemnie, na podpisywanym przez niego zleceniu naprawy), że świece żarowe „lubieją się urywać” i nikt temu nie jest winien. Z problemem tym boryka się bowiem praktycznie każdy wytwórca silników.

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz