Jednym z nielicznych elementów silnika spalinowego, który od około 130 lat niewiele się zmienił jest świeca zapłonowa. Jej zadanie jest bardzo proste – wytworzyć łuk elektryczny w odpowiednim momencie, aby zainicjować zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej. Tyle tylko, że pracują one w ekstremalnie trudnych warunkach, a od ich kondycji w dużej mierze zależy praca silnika.

W stalowym korpusie (część wkręcana w głowicę), znajduje się izolator wewnętrzny z odpornej na wysokie temperatury porcelany. Ma on za zadanie oddzielić od korpusu stalowy trzpień, na którego końcówkę wystającą poza „obudowę” zakładana jest fajka, coraz częściej zastępowana przez fajko-cewkę. Stalowy trzpień jest pierwszym elementem świecy, który przewodzi prąd do centralnej elektrody.

W większości obecnie produkowanych świec, te części nie są jednak połączone bezpośrednio, gdyż między nimi znajduje się opornik przeciwzakłóceniowy z masy szklanej. Ten element odpowiedzialny jest za wyeliminowanie zakłóceń przepływu prądu. Dzięki niemu świece nie emitują fal elektromagnetycznych zakłócających pracę np. radioodbiorników i innych urządzeni pokładowych pojazdu. Następnie prąd przepływa do elektrody centralnej. To element najczęściej wykonany z miedzi, pokryty platyną (najpopularniejsze, bardzo trwałe i niedrogie rozwiązanie) lub irydem (najlepsza, najtrwalsza i najdroższa opcja).

Ostatnim elementem świecy jest elektroda boczna. Może być pojedyncza, albo wieloelementowa. Między elektrodą centralną, a boczną wytwarzany jest łuk elektryczny detonujący mieszankę sprężoną w komorze spalania. Jest to możliwe dzięki prądowi o małym natężeniu, ale dużym napięciu wynoszącym ok 40 kV, generowanemu przez cewkę.

Zakres temperatur prawidłowej pracy świecy zapłonowej jest ściśle określony i nie może przekraczać pewnych wartości. Przy temperaturze pracy 400° następuje proces samooczyszczania się z nagaru. Dlatego bardzo istotnym jest po uruchomieniu silnika doprowadzenie do odpowiedniej temperatury jego pracy. Zbyt szybkie wyłączenia silnika może spowodować defekt świecy, gdy nie zdąży oczyścić się z nagaru powstałego podczas pracy silnika na bogatszej mieszance w fazie rozruchu.

Z kolei, gdy świeca zbytnio się rozgrzeje, powyżej 900°C, do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej iskra nie jest już potrzebna i następuje niekontrolowany, przedwczesny samozapłon wpływający destrukcyjnie na pracę silnika. Za prawidłową wymianę ciepła między świecą a otoczeniem dbają między innymi komora cieplna między elektrodą środkową, a korpusem oraz zewnętrzny porcelanowy izolator, pełniący także rolę radiatora.

Nawet w najbardziej poprawnie pracującym silniku świece zapłonowe zużywają się i wymagają wymiany co jakiś czas. W jednostkach samochodowych, które są przeważnie mniej wysilone niż motocyklowe, wymieniamy je rzadziej i zależy to od ich konstrukcji i materiałów z jakich zostały wykonane.

Szacunkowo przyjmuje się, że pracująca w normalnych warunkach świeca powinna wytrzymać 30-50 milionów cykli wyładowań. Standardowe świece, pasujące do pojazdów starszej generacji, są tańsze i należy je wymienić po około 30 000 km. Z kolei świece platynowe i irydowe są bardziej odporne na temperaturę, co pozwala na ich wymianę dopiero po przejechaniu 80 000 – 120 000 km. W motocyklach sportowych i sportowo-turystycznych trzeba robić to częściej – klasyczne świece wymieniamy co 20 – 25 tys. km., a te nowszych konstrukcji co ok 70 000 km.

Świece zapłonowe degradują się więc podczas normalnej eksploatacji silnika i jest to proces naturalny. Zużywają się one w procesie elektroerozji, spowodowanej regularnymi przeskokami iskry. Sam proces spalania mieszanki nie jest tak destrukcyjny dla elektrod świecy, jak łuk elektryczny między nimi, gdzie temperatura dochodzi do 10 000°. Łuk elektryczny powoduje mikropęknięcia na powierzchni elektrod, a w konsekwencji do ubytków materiału.

W związku z tym po pewnym czasie powiększa się odstęp między elektrodami, co jednocześnie wymusza przepływ większego napięcia, by wywołać iskrę (wyładowanie elektryczne). Tę przerwę można mierzyć i korygować za pomocą zwykłego szczelinomierza i pobijaka, jednak gdy przerwa między elektrodami nie jest prawidłowa, ich producenci zalecają po prostu wymianę.

Na zużywanie się elektrod w świecach zapłonowych wpływ ma również zwykła korozja. Jest ona skutkiem pracy gorących gazów, które oddziałują na mechanizm znajdujący się w komorze spalania. Problemem mogą też być ceramiczne izolatory świec, które pod wpływem długotrwałego oddziaływania wysokiej temperatury tracą swoje właściwości.

Podczas sprawdzania i pracy na zewnątrz silnika, przy ciśnieniu atmosferycznym świeca może dawać iskrę, natomiast przy ciśnieniach panujących w komorze spalania, już nie koniecznie. Tego typu usterka jest bardzo trudna do zdiagnozowania i gdy tylko zachodzi podejrzenie niesprawności świecy, należy ją bezwzględnie wymienić.

Pamiętać należy o tym, że w zasadzie wszyscy producenci świec określają swoje wyroby jako produkty jednorazowe, nie podlegające naprawom. Ich piaskowanie, wygrzewanie czy czyszczenie drucianą szczotką nie jest nigdy przewidywane w operacjach serwisowych. Nie dotyczy to jednak bardzo archaicznych i praktycznie nie spotykanych już świec rozbieralnych. Tego typu konstrukcje spotkamy już jedynie w muzealnych zbiorach, jednak trzeba przyznać, że są niemal niezniszczalne.

Oprócz oczywistej roli inicjatora detonacji mieszanki w komorze spalania świeca może także pełnić rolę wskaźnika pracy silnika. Badając jej stan można uzyskać wstępne informacje na temat pracy jednostki. Jeżeli jest ona wilgotna i zaolejona, może to świadczyć o złym stanie pierścieni tłokowych, samego tłoka, czy nadmiernym luzie prowadnic zaworowych.

Czarny osad na świecy może być z kolei spowodowany przez zbyt bogatą mieszankę, zatkany filtr powietrza lub brudny filtr paliwa. Z kolei nadtopione i pokryte nagarem elektrody świadczą o zbyt wysokiej temperaturze w komorze spalania wywołanej przez zbyt ubogą mieszankę, źle wyregulowane luzy zaworowe czy niewłaściwy kąt wyprzedzenia zapłonu.

Gdy na świecy widoczne są białe, lub jasnożółte grube osady przypominające kamień, może to być efektem stosowania niskiej jakości dodatków do paliwa lub oleju. Gdy jednak na świecy zaobserwujemy jedynie lekki nalot w szarobiałym, lub szarożółtym kolorze – nie ma powodów do niepokoju, w obrębie komory spalania wszystko jest w porządku. Jak się więc okazuje świeca zapłonowa, to najprostszy i najtańszy wskaźnik diagnostyczny silnika.

W niektórych konstrukcjach motocyklowych wymiana świec nie jest prostą operacją. W maszynach z dużą ilością owiewek konieczny będzie demontaż tych elementów, a większość motocykli z układem cylindrów R 4 konieczne będzie także zdjęcie ( a przynajmniej uniesienie) zbiornika paliwa, co często łączy się z koniecznością rozpięcia układu paliwowego.

Podczas wymiany świec należy korzystać z odpowiedniego klucza dynamometrycznego i stosować się przy dokręcaniu do zalecanych przez producenta momentów siły. Głowice silników motocyklowych w nowoczesnych motocyklach praktycznie zawsze wykonane są z lekkich stopów, bardzo czułych na ewentualne zerwanie gwintów.

Z klei zbyt słabe dokręcenie świecy może powodować jej wyplucie przez silnik, co równie prowadzi do uszkodzenia gwintu. Naprawa uszkodzonych gniazd świecy jest przeważnie operacja skomplikowaną i kosztowną, chociaż nie zawsze wymaga demontażu głowicy z silnika.

Producenci oferują bardzo wiele rodzajów świec, ale podstawowa zasada, którą powinniśmy kierować się podczas ich wymiany mówi, żeby stosować takie, jakie zaleca producent. W przypadku motocykli klasycznych i zabytkowych, dysponując odpowiednia wiedzą i doświadczeniem można eksperymentować z doborem tzw. „ciepłoty świecy”, czyli parametrem odpowiedzialnym za skuteczność odprowadzania ciepła przez świece.

Ten parametr jest bardzo istotny – świeca o zbyt niskim parametrze nie będzie w stanie osiągnąć właściwej temperatury pracy, będzie więc pokrywała się nagarem, co doprowadzi do jej uszkodzenia. Z kolei zbyt gorąca (czyli nadmiernie się nagrzewająca) może prowadzić do niekontrolowanego samozapłonu mieszanki, co wpływa destrukcyjnie na silnik.

Z tego rodzaju problemami borykają się często posiadacze krajowych motocykli z silnikami dwusuwowymi, a dobór ciepłoty świecy jest jednym z kluczowych elementów prawidłowej pracy sinika. Na szczęście w leciwych WSK, SHL, czy WFM jest wyjątkowo prosty, więc ich użytkownicy wybierając się w podróż zawsze mają w zapasie kilka nowych świec o różnej ciepłocie. Generalnie jednak obowiązuje zasada stosowania się do zaleceń producenta.

Polecamy także:

Motocyklowe ramy nośne

Motocyklowe skrzynie biegów – część 1

Motocyklowe skrzynie biegów – część 2

Motocyklowe układy wydechowe

Motocyklowe układy hamulcowe

Motocyklowe łańcuchy napędowe

Silniki motocyklowe

Opony motocyklowe – klasyfikacja i oznaczenia

Motocyklowe zbiorniki paliwa

Motocyklowe zawieszenie tylnego koła

Tylne zawieszenie w motocyklu – diagnostyka i typowe usterki

Motocykl – przednie zawieszenie – typowe usterki i serwisowanie

Diagnostyka, konserwacja i wymiana zestawu napędowego w motocyklu