Spark plug construction

Le candele sono uno dei componenti più incompresi di un motore. Numerose domande sono emerse nel corso degli anni, lasciando molte persone confuse.

Questa guida è stata progettata per aiutare il tecnico, hobbista, o meccanico di gara nella comprensione, utilizzo, e la risoluzione dei problemi candele. Le informazioni contenute in questa guida si applicano a tutti i tipi di motori a combustione interna: motori a due tempi, motori rotativi, motori ad alte prestazioni/da corsa e veicoli stradali.

Candele sono la “finestra” nel vostro motore (il vostro unico testimone oculare alla camera di combustione), e può essere utilizzato come un prezioso strumento diagnostico. Come il termometro di un paziente, la candela visualizza i sintomi e le condizioni delle prestazioni del motore. Il sintonizzatore esperto può analizzare questi sintomi per rintracciare la causa principale di molti problemi o per determinare i rapporti aria/carburante

La candela ha due funzioni principali:

• Per accendere la miscela aria/carburante
• Per rimuovere il calore dalla camera di combustione

Le candele trasmettono energia elettrica che trasforma il carburante in energia di lavoro. Una quantità sufficiente di tensione deve essere fornita dal sistema di accensione per causare la scintilla attraverso lo spazio della candela. Questo è chiamato ” Prestazioni elettriche.”

La temperatura dell’estremità di accensione della candela deve essere mantenuta abbastanza bassa da impedire la preaccensione, ma abbastanza alta da evitare incrostazioni. Questo è chiamato “Prestazioni termiche”, ed è determinato dalla gamma di calore selezionato.

È importante ricordare che le candele non creano calore, possono solo rimuovere il calore. La candela funziona come uno scambiatore di calore estraendo energia termica indesiderata dalla camera di combustione e trasferendo il calore al sistema di raffreddamento del motore. L’intervallo di calore è definito come la capacità di una spina di dissipare il calore.

La velocità di trasferimento del calore è determinata da:

• La lunghezza del naso dell’isolante
• Volume di gas attorno al naso dell’isolante
• I materiali / la costruzione dell’elettrodo centrale e dell’isolante in porcellana

La gamma di calore di una candela non ha alcuna relazione con la tensione effettiva trasferita dalla candela. Piuttosto, la gamma di calore è una misura della capacità della candela di rimuovere il calore dalla camera di combustione. La misurazione della gamma di calore è determinata da diversi fattori; la lunghezza del naso isolante centrale ceramico e la sua capacità di assorbire e trasferire il calore di combustione, la composizione del materiale dell’isolante e del materiale dell’elettrodo centrale.

Valutazione del calore – Percorso del flusso di calore

La lunghezza del naso dell’isolatore è la distanza dalla punta di cottura dell’isolatore al punto in cui l’isolatore incontra il guscio metallico. Poiché la punta dell’isolante è la parte più calda della candela, la temperatura della punta è un fattore primario nella pre-accensione e nell’incrostazione.

Se le candele sono montate in un tosaerba, in una barca o in un’auto da corsa, la temperatura della punta della candela deve rimanere compresa tra 500°C e 850°C. Se la temperatura della punta è inferiore a 500 ° C, l’area dell’isolante che circonda l’elettrodo centrale non sarà abbastanza calda da bruciare i depositi

Questi depositi accumulati possono causare incrostazioni di candele che portano a errori di accensione. Se la temperatura della punta è superiore a 850 ° C, la candela si surriscalda, causando la formazione di bolle di ceramica attorno all’elettrodo centrale e la fusione degli elettrodi. Ciò può portare a preaccensione / detonazione e costosi danni al motore. In tipi identici di candele, la differenza da un intervallo di calore all’altro è la capacità di rimuovere circa 70°C a 100°C dalla camera di combustione. La temperatura della punta di accensione di una candela proiettata viene aumentata di 10°C a 20°C.

Temperatura della punta e aspetto finale di cottura

L’aspetto finale di cottura dipende anche dalla temperatura della punta della candela. Esistono tre criteri diagnostici di base per le candele: buone, sporche e surriscaldate. La linea di confine tra le regioni operative di fouling e optimum (500°C) è chiamata temperatura autopulente della candela. La temperatura a questo punto è dove il carbonio accumulato e i depositi di combustione vengono bruciati.

Tenendo presente che la lunghezza del naso isolante è un fattore determinante nella gamma di calore di una candela, più lungo è il naso isolante, meno calore viene assorbito e più il calore deve viaggiare nei diari dell’acqua della testata. Ciò significa che la spina ha una temperatura interna più elevata e si dice che sia una spina calda. Una candela calda mantiene una temperatura di funzionamento interna più elevata per bruciare i depositi di petrolio e carbonio e non ha alcuna relazione con la qualità o l’intensità della scintilla.

Al contrario, una candela fredda ha un naso isolante più corto e assorbe più calore della camera di combustione. Questo calore percorre una distanza più breve e consente alla spina di funzionare a una temperatura interna inferiore. Un intervallo di calore più freddo è necessario quando il motore viene modificato per prestazioni, sottoposto a carichi pesanti o viene eseguito a regimi elevati per un periodo di tempo significativo. Il tipo più freddo rimuove il calore più rapidamente e ridurrà la possibilità di pre-accensione/detonazione e fusione o danni all’estremità di cottura. (La temperatura del motore può influenzare la temperatura di funzionamento della candela, ma non la gamma di calore della candela).

Di seguito è riportato un elenco di alcune delle possibili influenze esterne sulle temperature di funzionamento di una candela. I seguenti sintomi o condizioni possono avere un effetto sulla temperatura effettiva della candela. La candela non può creare queste condizioni, ma deve essere in grado di far fronte ai livelli di calore if in caso contrario, le prestazioni ne risentiranno e possono verificarsi danni al motore.

Le miscele aria / carburante compromettono gravemente le prestazioni del motore e le temperature di funzionamento delle candele.

• aria Ricca/miscele di carburante causare la temperatura della punta a goccia, causando intasamenti e scarsa guidabilità
• miscela aria/carburante miscele causa plug punta e la temperatura del cilindro per aumentare, con conseguente pre-accensione, detonazione, e possibilmente serio candela e danni al motore
• e ‘ importante leggere candele molte volte durante il processo di ottimizzazione per raggiungere l’ottimale della miscela aria/ benzina

Maggiori Rapporti di Compressione/di Induzione Forzata eleva punta candela e temperature del cilindro

• la Compressione può essere aumentata mediante l’esecuzione di una qualsiasi delle seguenti modifiche:

1. riduzione del volume della camera di combustione (ad esempio: pistoni a cupola, teste di camera più piccole, teste di fresatura, ecc.)
2. aggiunta di induzione forzata (azoto, Turbo o sovralimentazione)
3. cambio albero a camme

• Con l’aumentare della compressione, è necessario un tappo più freddo, un numero di ottano del carburante più alto e un’attenta attenzione ai tempi di accensione e ai rapporti aria/carburante. La mancata selezione di una candela più fredda può causare danni alla candela/al motore

• L’avanzamento dei tempi di accensione di 10° fa aumentare la temperatura della punta di ca. 70°-100° C

• Gli aumenti della temperatura di fine cottura sono proporzionali al regime e al carico del motore. Quando si viaggia a una velocità elevata costante o si trasportano / spingono carichi molto pesanti, è necessario installare una candela con intervallo di calore più freddo

• Quando la temperatura dell’aria diminuisce, la densità dell’aria/il volume dell’aria diventa maggiore, con conseguente Ciò crea pressioni/temperature del cilindro più elevate e provoca un aumento della temperatura della punta della candela. Quindi, la consegna del carburante dovrebbe essere aumentata. All’aumentare della temperatura, la densità dell’aria diminuisce, così come il volume di aspirazione e la consegna del carburante dovrebbe essere diminuita.

• All’aumentare dell’umidità, il volume di aspirazione dell’aria diminuisce
• Il risultato sono pressioni e temperature di combustione inferiori, causando una diminuzione della temperatura della candela e una riduzione della potenza disponibile.
• La miscela aria / carburante deve essere più snella, a seconda della temperatura ambiente.

• Influisce anche sulla temperatura della punta della candela
• Maggiore è l’altitudine, minore diventa la pressione del cilindro. Come la temperatura del cilindro diminuisce, così fa il plug temperatura della punta
• Molti meccanici tentativo di “chase” tuning cambiando candela di calore varia
• La vera risposta è quella di regolare il getto di aria o/miscele di carburanti nel tentativo di mettere più aria nel motore

• Definito come: l’accensione della miscela aria/carburante prima di pre-impostare la temporizzazione dell’accensione mark
• Causato da punti caldi in camera di combustione…può essere causato (o amplificato) da oltre avanzate di temporizzazione, troppo caldo, una candela, un basso numero di ottani, magra miscela aria/carburante, troppo alta compressione, o insufficiente, il raffreddamento del motore
• Una modifica a un più alto numero di ottani, un freddo spina, più ricca miscela di carburante, o di compressione inferiore può essere in ordine
• Si può anche bisogno di ritardare i tempi di accensione, e di controllo del veicolo sistema di raffreddamento
• Pre-accensione di solito porta alla detonazione; pre-accensione e detonazione sono due eventi separati

• Il peggior nemico della candela! (oltre a incrostazioni)
• Può rompere gli isolatori o rompere gli elettrodi di terra
• La preaccensione porta spesso alla detonazione
• Le temperature della punta della spina possono raggiungere punte superiori a 3000 ° F durante il processo di combustione (in un motore da corsa)
• Più frequentemente causate da punti caldi nella camera di combustione.
• I punti caldi consentono alla miscela aria / carburante di pre-accendersi. Poiché il pistone viene forzato verso l’alto dall’azione meccanica della biella, l’esplosione pre-accesa proverà a forzare il pistone verso il basso. Se il pistone non può salire (a causa della forza dell’esplosione prematura) e non può scendere (a causa del movimento verso l’alto della biella), il pistone si agiterà da un lato all’altro. L’onda d’urto risultante provoca un suono di ping udibile. Questa è detonazione.
• la Maggior parte dei danni che un motore sostiene quando “esplodono” è l’eccesso di calore
• La candela è danneggiato da entrambe le elevate temperature e la conseguente onda d’urto, o commozione cerebrale

• Una candela si dice che hanno fallito quando un numero sufficiente di tensione non è stato consegnato a luce spenta tutto il combustibile presente nella camera di combustione al momento giusto del tratto di potenza (un paio di gradi prima del punto morto superiore)
• Una candela può fornire una debole scintilla (o nessuna scintilla a tutti) per una serie di motivi…bobina difettosa, troppo compressione con lacuna errata della spina, candele contaminate a secco o bagnate, fasatura di accensione insufficiente, ecc.
• Lieve accensioni irregolari possono causare una perdita di prestazioni, per ovvie ragioni (se il carburante non è acceso, nessuna energia viene creata)
• Gravi colpi a vuoto causa scarsa economia di carburante, la scarsa guidabilità, e può portare a danni al motore

• Si verifica quando la candela di accensione temperatura di punta è sufficiente a bruciare carbone, combustibile, olio o di altri depositi
• causa scintilla per infiltrarsi in metallo shell…no scintilla attraverso plug gap causare una mancata accensione
• Bagnato le candele sporche deve essere cambiato…le candele non fuoco
• Lavaggio-fallo candele di accensione a volte essere pulito portando il motore fino alla temperatura di funzionamento
• Prima di cambiare le candele sporche, assicurarsi di eliminare la causa principale di incrostazioni