Analiza usterek świec zapłonowych wynikłych z
nieprawidłowej obsługi lub eksploatacji
Wygląd używanej świecy zapłonowej może nam dużo powiedzieć o warunkach pracy silnika
i samej świecy. Dlatego bardzo ważną role odgrywa analiza świecy zapłonowej podczas
przeglądu samochodu. W tym sprawozdaniu zostały przedstawione różne przypadki zużycia
świec, oraz możliwe przyczyny ich powstania. Pozwoli to po części wyjaśnić zaistniałe
przypadki...
1. Nakrętka kontaktowa: zużyta
Bardzo silne wibracje mogą prowadzić do mocnego zużycia nakrętki
kontaktowej w wyniku tego może obluzować się końcówka kabla
zapłonowego.
Do silników o większym natężeniu wibracji, np: łodzie motorowe i
skutery śnieżne, polecane są świece ze standartową elektrodą środkową
ze względu na ich wyśmienite właściwości zapobiegające wibracjom i
zużywaniu się. Świece zapłonowe ze standartową elektrodą środkową
są w tej chwili dostępne w następujących referencjach: B7ES, B8ES,
BR7ES, BR8ES, BR9ES, B7HS, B9HS, BR7HS, BR8HS, BR9HS,
BPR7ES, BR9ECS, BR10ECS. Dla świec ze standartową elektrodą
środkową zostało stworzone specjalne opakowanie.
2. Zwarcie: przepływ ładunku elektrycznego po izolatorze między nakrętką a obudową
metalową.
Odległość między elektrodami zwiększyła się wskutek ich zużycia,
potrzebne jest wyższe napięcie. Zwarcie powstaje w przypadku, gdy
potrzebne napięcie między elektrodami większe jest niż napięcie między
nakrętką, a metalową obudową świecy.
Po pewnym czasie twardnieje kabel zapłonowy, przez co luzuje się
kontakt między świecą zapłonową, a kablem, co zwiększa jeszcze
bardziej ryzyko wystąpienia zwarcia na świecy.
W silnikach z turbodoładowaniem potrzebne są wyższe napięcia, tu
ryzyko zwarcia jest wyższe. Kable zapłonowe po części zużywające się
muszą być regularnie wymieniane. Po myciu samochodu lub silnika, gdy
brak jest iskry, należy zbadać końcówkę kabla czy nie jest mokra.
3. Obudowa metalowa: korozja, pęknięcie przy pierścieniu uszczelniającym.
Zbieranie się wody, spowodowane nieszczelnością końcówki kabla zapłonowego lub w
motocyklach niewłaściwym odprowadzaniem
wody z kopułki przy głowicy silnika, mogą
prowadzić do korozji metalowej obudowy
świecy zapłonowej.
Skorodowana obudowa świecy nie ma
negatywnego wpływu na działanie świecy.
Natomiast woda, która zebrała się pod
końcówką kabla, może być przyczyną
wypadania zapłonu lub nieregularnego
iskrzenia.
W przypadku, gdy świeca nie da się wykręcić przy pomocy klucza i musi być na siłę
odkręcona, może dojść do pęknięcia obudowy przy pierścieniu uszczelniającym.
W przypadku trudności z odkręceniem świecy należy rozgrzać silnik, spryskać świecę
odrdzewiaczem i chwilę poczekać. W niektórych przypadkach daje się ona wtedy łatwiej
wymontować.
4. Głowica świecy: pęknięcie izolatora, stopienie elektrody,
nagar
Przegrzanie głowicy świecy może spowodować pęknięcie ceramiki
lub stopienie elektrod.
Przy normalnych warunkach pracy silnika nie powinno nastąpić
przegrzanie świecy. Jeżeli ma miejsce nieprawidłowe spalanie
(spalanie stukowe, samozapłon mieszanki) świece mogą się
rozgrzać do bardzo wysokiej temperatury.
Jeżeli mieszanka paliwowo-powietrzna z powodu uszkodzonego
systemu paliwowego jest zbyt chuda, może to prowadzić do
wzrostu temperatury spalania, co powoduje jego nieprawidłowy
przebieg. System chłodzenia prawdopodobnie uszkodzony lub
zanieczyszczony. Jeżeli zapłon jest zbyt wczesny lub w komorze
spalania gromadzi się nagar może to prowadzić do wzrostu
temperatury spalania i jego nieprawidłowego przebiegu.
Nagar, który zebrał się na głowicy świecy, może prowadzić do
wzrostu temperatury spalania i jego nieprawidłowego przebiegu.
Szczególnie w silnikach dwusuwowych, przez spalanie oleju
dochodzi do zbierania się jego pozostałości w komorze spalania,
które to odkładają się również na głowicy świecy zapłonowej. Ten
nagar musi być systematycznie usuwany.
W silnikach, które zużywają większe ilości oleju, może on
pozostawać w komorze spalania. Ilość zebranego nagaru można
ściśle określić podczas przeglądu świec zapłonowych. Oznaką
spalania oleju w silniku są białe spaliny wydostające się z rury
wydechowej.
5. Nagar mokry i suchy
Większość uszkodzonych świec zapłonowych można zaliczyć do tej kategorii. Pod pojęciem
"suchy nagar" rozumiemy zwęglony nagar zebrany na głowicy
świecy, przez co izolator przestaje pełnić swą
rolę i następuje zanik iskry.
W przypadku "mokrego nagaru", na głowicy
świecy zebrał się zwęglony nagar pomieszany
z paliwem, co daje czarny, błyszczący kolor.
Również w tym przypadku izolator przestaje
pełnić swoją rolę i następuje zanik iskry.
- Uszkodzone automatyczne ssanie lub brudny filtr powietrza
- Mieszanka zbyt tłusta
- Silnik często użytkowany na wolnym biegu
- Zbyt póz
ny zapłon
- Zbyt zimna świeca
6. Izolator: pęknięcie przy barierach prądowych lub przy pierścieniu uszczelniającym
Przy wkręcaniu lub wykręcaniu świecy, w przypadku ześlizgnięcia
się klucza lub wadliwego jego nasadzenia może dojść do pęknięcia
izolatora w okolicy barier prądowych.
W zależności od świecy i klucza użytego do jej montażu, może dojść
do pęknięcia obudowy metalowej w okolicy pierścienia
uszczelniającego. To nie jest w każdym przypadku gołym okiem
widoczne.
Ześlizgnięcie się klucza montażowego powoduje uszkodzenia
heksagonalnej powierzchni obudowy świecy lub izolatora. Do
montażu świec powinien być zawsze używany klucz heksagonalny.
Klucza zużytego lub za dużego nie należy używać lub zachować dużą
ostrożność, gdy musi być on użyty.
7. Pierścień uszczelniający: niewystarczająco lub zbyt mocno
spłaszczony
W przypadku niedostatecznie silnego
dokręcenia świecy, gazy z komory spalania
mogą przedostawać się przez obszar gwintu,
przez co proces odprowadzania ciepła może
być zakłócony, oraz zbytnie podgrzewanie
obudowy powoduje jej odbarwienie.
Poprzez dalsze zbytnie podgrzewanie
obudowy rośnie temperatura całej świecy,
co prowadzi do nieprawidłowego spalania.
W przypadku zbyt mocnego dokręcania
świecy, gwint jej zostanie ściśnięty, co powoduje, że obszar między izolatorem, a metalową
obudową nie jest już szczelny i gazy powstałe podczas spalania mogą tą drogą uciekać. Przy
dłuższym tego typu zjawisku dochodzi do przegrzania świecy co prowadzi do
nieprawidłowego spalania.
Zalecane są następujące momenty dokręcania świec:
Średnica gwintu Z kluczem dynamometrycznym Bez klucza dynamometrycznego
głowica aluminiowa głowica aluminiowa
18 mm 3,5-4,0 m-kg Świece dokręcić do pierwszego
14 mm 2,5-3,0 m-kg oporu. Wtedy przy pomocy
12 mm 1,5-2,0 m-kg klucza wykonać 1/2 do 2/3
10 mm 1,0-1,2 m-kg obrotu (180 do 240 stopni)
8. Gwint: pęknięcie w obszarze gwintu
Jeżeli świecę dokręcimy zbyt mocno, może dojść do pęknięcia gwintu.
Przy świecach o mniejszych średnicach gwintu, D - 12mm, C - 10mm
lub E - 8mm, jest on mniej stabilny. W tych przypadkach należy
szczególnie zwracać uwagę na zalecane momenty lub podane kąty
dokręcania świec, oraz dokręcać je bardzo ostrożnie.
9. Efekt koronny
Niekiedy na używanych świecach na izolatorze tworzy się brązowy
nalot, który mogłoby się wydawać powstaje na wskutek
przedostawania się gazów między metalową obudową, a izolatorem.
W rzeczywistości to zabarwienie, zwane efektem koronnym tworzą
znajdujące się w powietrzu cząsteczki oleju, które naładowane
elektrycznie zbierają się na izolatorze, to zabarwienie nie ma żadnego
wpływu na funkcjonowanie świecy zapłonowej.
Wygląd świecy zapłonowej jest dowodem warunków jej pracy dla każdego fachowca.
Przedstawione poniżej zdjęcia i opisy elektrod świec zapłonowych pomogą Państwu poznać
bliżej warunki w jakich one pracują i ustalić przyczynę ewentualnych nieprawidłowości.
UWAGA: Przed oceną wyglądu świec zapłonowych na podstawie zamieszczonych zdjęć,
pojazd powinien przejechać kilkadziesiąt kilometrów w średnim zakresie obciążeń. W
przypadku dłuższej pracy silnika na biegu jałowym każda świeca zapłonowa będzie pokryta
czarnym nalotem, co może prowadzić do błędnej diagnozy na podstawie załączonych zdjęć.
1/2 - ŚWIECA NORMALNA
Stopa izolatora od biało-szarego lub żółto-szarego do
brązowo-czerwonego. Silnik pracuje bez zarzutu.
Wartość cieplna świecy dobrana bez zarzutu. Skład
mieszanki paliwowo-powietrznej, ustawienie zapłonu i
poziom oleju właściwe. Na stopie izolatora,
elektrodach i obudowie nie osadza się nagar
zawierający ołów, ani nalot z oleju silnikowego. Nie występują przeciążenia termiczne
świecy.
3/4 - ŚWIECA OKOPCONA
Stopa izolatora, elektroda i metalowa obudowa świecy
pokryte matowym, czarnym aksamitnym nalotem.
PRZYCZYNY: niewłaściwy skład mieszanki
paliwowo-powietrznej (gaz
nik, układ wtryskowy).
Mieszanka zbyt bogata, filtr powietrza silnie
zanieczyszczony, zakłócenia w automatyce
wzbogacania mieszanki na zimnym silniku lub w przypadku gaz
ników, zbyt mocno
wyciągnięta dz
wignia ssania. Wartość cieplna świec zapłonowych zbyt niska. SKUTKI:
przerwy w zapłonie, problemy z uruchomieniem silnika. ŚRODKI ZARADCZE:
prawidłowo ustalić skład mieszanki, poprawić zapłon, sprawdzić filtr powietrza.
5/6 - ŚWIECA ZAOLEJONA
Stopa izolatora, elektroda i metalowa obudowa świecy
pokryte tłustym, świecącym nalotem lub resztkami nie
spalonego oleju. PRZYCZYNY: zbyt dużo oleju w
cylindrze. Poziom oleju zbyt wysoki, silnie zużyte
pierścienie tłokowe, cylinder i prowadnice zaworów. W
silnikach dwusuwowych zbyt wysoka zawartość oleju
w mieszance. SKUTKI: przerwy w zapłonie, problemy z uruchomieniem silnika. ŚRODKI
ZARADCZE: wyremontować silnik, ustawić prawidłowo skład mieszanki, wymienić
świece.
7/8 - ŚWIECA ZAOA
OWIONA
Stopa izolatora częściowo pokryta żółtobrązową
glazurą, na której mogą się pojawić zielonkawe
przebarwienia. PRZYCZYNY: obecność w paliwie
substancji zawierających ołów. Glazura powstaje
podczas dużego obciążenia silnika i długotrwałej
eksploatacji. SKUTKI: przy dużym obciążeniu silnika
powstaje osad przewodzący prąd, co prowadzi do przerw w zapłonie. ŚRODKI
ZARADCZE: wymienić świece na nowe. Czyszczenie świec nie przynosi żadnych
efektów.
9/10 - ŚWIECA SILNIE ZAOA
OWIONA
Stopa izolatora częściowo pokryta grubą żółtobrązową
glazurą, na której mogą się pojawić zielonkawe
przebarwienia. PRZYCZYNY: obecność w paliwie
substancji zawierających ołów. Glazura powstaje
podczas dużego obciążenia silnika i długotrwałej
eksploatacji. SKUTKI: przy dużym obciążeniu silnika
powstaje osad przewodzący prąd, co prowadzi do
przerw w zapłonie. ŚRODKI ZARADCZE: wymienić świece na nowe. Czyszczenie świec
nie przynosi żadnych efektów.
11/12 - ŚWIECA ZAPOPIELONA
Stopa izolatora, elektroda zewnętrzna i przestrzeń
pomiędzy stopą izolatora, a metalową obudową świecy
pokryte grubą warstwą popiołu powstałego ze składników paliwa i oleju silnikowego.
Konsystencja od luz
nej do żużlo-podobnej. PRZYCZYNY: popiół powstaje ze składników
stopów w oleju silnikowym. SKUTKI: prowadzi do samozapłonu, utraty mocy i
uszkodzenia silnika. ŚRODKI ZARADCZE: doprowadzić silnik do właściwego stanu
eksploatacji, wymienić świece, ewentualnie zastosować inny olej.
13 - NADPALONA ELEKTRODA ŚRODKOWA
Elektroda środkowa nadpalona, czubek stopy izolatora o konsystencji
gąbczastej i miękkiej. PRZYCZYNY: przeciążenie termiczne świecy w
wyniku samozapłonu, np. przez niewłaściwe nastawienie kąta zapłonu,
pozostałości spalania w komorze spalania, uszkodzone zawory, wadliwy
rozdzielacz zapłonu, zła jakość paliwa, ewentualnie zbyt niska wartość
cieplna świecy. SKUTKI: przerwy w zapłonie, spadek mocy
(uszkodzenie silnika). ŚRODKI ZARADCZE: sprawdzić silnik, urządzenie zapłonowe i i
skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Założyć świece zapłonowe o właściwej wartości
cieplnej.
14 - WYPALONA ELEKTRODA ŚRODKOWA
Elektroda środkowa nadpalona, elektroda zewnętrzna silnie nadpalona.
PRZYCZYNY: przeciążenie termiczne świecy w wyniku samozapłonu,
np. przez niewłaściwe nastawienie kąta zapłonu, pozostałości spalania w
komorze spalania, uszkodzone zawory, wadliwy rozdzielacz zapłonu, zła
jakość paliwa. SKUTKI: przerwy w zapłonie, spadek mocy, ewentualne
uszkodzenie silnika, pęknięcie stopy izolatora w wyniku przegrzania
elektrody środkowej. ŚRODKI ZARADCZE: sprawdzić silnik,
urządzenie zapłonowe i skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Założyć nowe świece
zapłonowe.
15 - STOPIONE OBIE ELEKTRODY
Elektrody w formie kalafiorowatej, możliwy osad z obcych substancji.
PRZYCZYNY: przeciążenie termiczne świecy w wyniku samozapłonu,
np. przez niewłaściwe nastawienie kąta zapłonu, pozostałości spalania w
komorze spalania, uszkodzone zawory, wadliwy rozdzielacz zapłonu, zła
jakość paliwa. SKUTKI: przed zniszczeniem silnika występuje spadek
mocy. ŚRODKI ZARADCZE: sprawdzić silnik, urządzenie zapłonowe i
skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Założyć nowe świece zapłonowe.
16 - SILNE ZUŻYCIE ELEKTRODY ŚRODKOWEJ
PRZYCZYNY: nie przestrzega się terminu wymiany świec. SKUTKI:
przerwy w zapłonie, szczególnie podczas przyspieszania (przy dużym
odstępie między elektrodami napięcie zapłonu niewystarczające do
przeskoku iskry). Problemy z rozruchem silnika. ŚRODKI ZARADCZE:
wymienić świece na nowe.
17 - SILNE ZUŻYCIE ELEKTRODY ZEWN
TRZNEJ
PRZYCZYNY: obecność agresywnych substancji w paliwie i w oleju
silnikowym. Niekorzystne zawirowania w komorze spalania,
spowodowane także odkładaniem się nagaru. Może wystąpić stukanie w
silniku. Nie ma przeciążeń termicznych. SKUTKI: przerwy w zapłonie,
szczególnie podczas przyspieszania (przy dużym odstępie między
elektrodami napięcie zapłonu niewystarczające do przeskoku iskry). Problemy z rozruchem
silnika. ŚRODKI ZARADCZE: wymienić świece na nowe.
18 - ODP
KNI
CIE STOPY IZOLATORA
PRZYCZYNY: uszkodzenie mechaniczne na skutek uderzenia, upadku
lub nacisku na elektrodę środkową podczas nieostrożnej manipulacji. W
przypadku ekstremalnym stopa izolatora może odpęknąć w wyniku
naprężeń między elektrodą a stopą izolatora wywołanych odkładaniem się
nagaru w szczelinie, a także na skutek korozji przy długotrwałej
eksploatacji. SKUTKI: przerwy w zapłonie, iskra przeskakuje w tych
częściach komory spalania, do których słabo dociera mieszanka paliwowo-powietrzna.
ŚRODKI ZARADCZE: wymienić świece na nowe.
(opracowano na podstawie materiałów NGK)