W silniku  benzynowym powietrze jest zasysane do cylindra, a paliwo jest dostarczane przez wtryskiwacz paliwa. Zależnie od sposobu wtrysku paliwa – mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje jeszcze w kolektorze dolotowym, lub już w cylindrze.
Tak przygotowana mieszanka paliwowo-powietrzna musi zostać spalona, aby wytworzyć odpowiednią do poruszenia tłoka ilość gazów.

Elementem odpowiedzialnym za zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku z zapłonem iskrowym jest świeca zapłonowa.

Elementami składowymi świecy zapłonowej są elektrody – dodatnia i ujemna oraz izolator ceramiczny. Elektroda ujemna połączona jest z cokołem w którym osadzony jest izolator otaczający elektrodę dodatnią. Na cokole wykonany jest gwint za pomocą którego świecę można osadzić w gnieździe. Łączy on także elektrycznie elektrodę ujemną z masą silnika.

Świece zapłonowe różnią się między sobą szczegółami wykonania samego izolatora oraz elektrod, co ma duże znaczenie jeśli chodzi o inicjację płomienia podczas spalania oraz odprowadzenie nadmiaru ciepła ze świecy.

• elektroda środkowa (dodatnia) – środkowa elektroda świecy zapłonowej składa się głównie ze stopu niklu. Z końca tej elektrody iskra musi przeskoczyć na elektrodę ujemną połączoną z cokołem. Niektórzy producenci na elektrody dodatnie stosują stopy z dodatkami miedzi lub irydu, co wydłuża żywotność świecy przez podniesienie odporności elektrod na erozję elektryczną i korozję chemiczną.
• Izolator – wykonany z ceramiki izolator ma dwa zadania: izolację elektryczną między elektrodami oraz odprowadzanie ciepła z elektrod. Ilość ciepła, która ma zostać odprowadzona przez izolator jest specyficzna dla każdego silnika, w związku z czym sama przewodność termiczna izolatora ma bardzo duże znaczenie dla prawidłowości pracy silnika.
• Ze względu na spalanie węglowodorów które są w paliwie, zawsze produktem spalania będzie niewielka ilość sadzy, która osadzać się będzie elektrodach świecy. Aby tej sadzy się pozbyć konieczne jest utrzymywanie temperatury tej części świecy, która znajduje się w komorze spalania w temperaturze powyżej 450°C. Wtedy następuje zjawisko samooczyszczenia świecy przez utlenianie węgla.
• Zbyt wysoka temperatura świecy zapłonowej nie jest jednak wskazana, ponieważ po przekroczeniu pewnego progu świeca zapłonowa – jej elektrody i wewnętrzna część izolatora zaczną się żarzyć, co będzie powodowało niekontrolowany zapłon mieszanki w losowych momentach.
• Na izolatorze od strony zewnętrznej świecy często spotyka się charakterystyczne rowki – są to bariery prądów pełzających. Zapobiegają one upływowi napięcia zewnętrzną świecy. Ma to szczególne znaczenie, gdy świeca jest narażona na warunki atmosferyczne. W świecach osadzonych w głębi kanału w głowicy z nałożonymi na nie cewkami bariery prądów mogą nie być stosowane ze względu na uszczelnienie przestrzeni nad świecą zapłonową.
• Cokół – łączy świecę z głowicą silnika, czyli jest głównym przewodnikiem ciepła oraz prądu elektrycznego. Cokół posiada dwa rodzaje uszczelnienia – pierwszym z nich jest kompresująca się podkładka płaska, a drugim – zakończenie stożkowe, które się uszczelnia w kontakcie z gniazdem świecy.
• Podkładka uszczelniająca – zabezpiecza przed wydostawaniem się gazów z cylindra oraz tworzy element kompensujący rozszerzalność termiczną świecy i głowicy.
• Uszczelnienia wewnętrzne zabezpieczają przed przedostawaniem się gazów między elektrodą a izolatorem oraz między izolatorem, a cokołem świecy.
• Elektroda ujemna (uziemiająca) połączona jest z cokołem. Do niej przeskakuje iskra z elektrody centralnej. Na cokole może być osadzonych więcej, niż jedna elektroda uziemiająca.
• Tłumik zakłóceń – przeskok iskry wywołany napięciem kilkudziesięciu tysięcy woltów powoduje duże zakłócenia elektromagnetyczne, które wpływają na pracę elektroniki oraz są słyszalne np. w radiu. W celu zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) wewnątrz świecy zapłonowej stosuje się szklany element izolujący tłumiący te zakłócenia.
• Złącze elektryczne – wykonane zgodnie z jednym z dwóch standardów – albo wtykowe – SAE, albo gwintowe M4. Niekiedy na gwint M4 nakręcona jest końcówka typu SAE.

W kolejnych częściach artykułu skupimy się na oznaczeniach świec i parametrach cieplnych.

Chcesz być na bieżąco z naszymi informacjami?