A gyújtógyertya elektródák kopása és a működésre gyakorolt hatása

A gyújtógyertya egy látszólag apró, de kulcsfontosságú alkatrész a belső égésű motorok működésében. A benzinmotoros járművek egyik legfontosabb alkatrésze, amely nemcsak a motor beindítását biztosítja, hanem a biztonságos indítást is. A megfelelő gyertya optimalizálja a motor teljesítményét, növeli az üzemanyag-hatékonyságot és biztosítja a hosszú élettartamot. Különböző típusai révén minden igényre létezik ideális változat. Legyen szó utcai autókról vagy versenygépekről, a megfelelő gyújtógyertya kiválasztása és karbantartása elengedhetetlen a motor optimális teljesítményéhez.

A gyújtógyertya története és felépítése

1860-ban Étienne Lenoir elektromos gyújtógyertyát használt gázmotorjában, az első belső égésű dugattyús motorban. Általában Lenoirnak tulajdonítják a gyújtógyertya feltalálását.

A gyújtógyertya héjból, szigetelőből és központi vezetékből áll. A gyújtógyertya egy kerámia szigetelőben elhelyezett fémmagból áll. Ezt a fémmagot viszont egy fémhéj veszi körül. A fémhéj egy menetből áll, amely a hengerfejbe van forgatva, és általában egy hatszögletű rész van a tetején.

Az alábbiakban részletesebben bemutatjuk az egyes részeket:

Szigetelő: Ez az a rész, amely az elosztó sapkából származó nagyfeszültségű kábelhez csatlakozik. Alumínium-oxid kerámiából készül, és szigetelőként működik. Legfeljebb 40 000 V-ig választja el a központi elektródát a földtől.
Héj: Precíziós hengerelt menetekkel gyártott acélhéj a biztonságos illeszkedés, valamint az egyszerű felszerelés és eltávolítás érdekében.
Központi elektróda: Nikkel alapú ötvözetből készül, amely egy benne foglalt rézmagból áll. Típustól függően a központi elektróda lehet platina vagy irídium.
Testelektróda: Az SP fém testére van hegesztve. A központi elektródával szikraút alakul ki. Az égéstérbe nyúlik.
Szikraköz: Ez a távolság a központi elektróda és a testelektróda között.

Működési elv

A gyújtógyertya feladata, hogy a szükséges időben szikrát keltsen az éghető keverék meggyújtásához. A gyertyát a gyújtótekercs vagy mágnes által generált nagyfeszültségre kell csatlakoztatni. A gyújtótekercs által generált gyújtási feszültség a gyújtógyertyakábelen keresztül jut el a gyújtógyertyákhoz.

Gyújtógyertya útmutató Kawasaki típusokhoz

Kezdetben nem keletkezik szikra, mert a résben lévő üzemanyag és levegő keveréke szigetelő, de ahogy a feszültség tovább emelkedik, elkezdi megváltoztatni az elektródák közötti gázok szerkezetét. Az ionizált gáz vezetővé válik, és lehetővé teszi az áram áramlását a résen. A gyújtógyertyáknak általában 12 000-25 000 voltos vagy nagyobb feszültségre van szükségük ahhoz, hogy megfelelően működjenek, bár ez akár 45 000 voltot is elérhet.

Ahogy az elektronok árama megindul a gyertyahézagon, a szikracsatorna hőmérséklete 60 000 K-re emelkedik. A szikracsatornában lévő intenzív hő hatására az ionizált gáz nagyon gyorsan kitágul, akár egy kis robbanás. A hő és a nyomás arra készteti a gázokat, hogy reagáljanak egymással, és a szikrázás végén egy kis tűzgömbnek alakul ki, mivel a gázok maguktól égnek. Az elektródának döntő szerepe van a szikraképzésben.

Gyújtógyertya típusok és jellemzőik

A gyújtógyertyák különböző típusokba sorolhatók olyan tényezők alapján, mint a hőérték és az elektródák anyaga. A gyújtógyertyákat méret, menet vagy anya, a tömítés típusa (kúpos vagy nyomó alátét) és a szikraköz határozza meg.

Normál gyújtógyertya: A szigetelő szoknya kissé be van süllyesztve a héj végébe, és az oldalelektróda a héj végén kívül található.
Meghosszabbított szigetelő gyújtógyertya: A szigetelő szoknya hosszabb és túlnyúlik a héj végén. Előnye a nagy hőelnyelés és a jó szennyeződésállóság. Közvetlenül beszívott levegővel is hűthető, csökkentve a forró gyulladás kockázatát.
Finom vezetékes gyújtógyertya: Vékony elektródája van, erős szikra és jó gyújtási képesség jellemzi. Gyors és megbízható motorindítást biztosít még hideg időben is.
Ülés típusú gyújtógyertya: A héj és a csavarmenet kúpos alakú, így nincs szükség tömítésre a jó tömítés fenntartásához.
Többelektródás gyújtógyertya: Általában két vagy több oldalelektródával rendelkezik. Megbízható gyújtást kínál, és ritkább résbeállítást igényel.
Felületi kisülésű gyújtógyertya: Hideg gyújtógyertyaként is ismert.

Zavarszűrés

Ezenkívül a gyújtásrendszer által okozott rádióinterferenciák elnyomására ellenállásos és árnyékolt gyújtógyertyák állnak rendelkezésre. Az ellenállás típusú gyújtógyertyák 5-10Ω méretű kerámia ellenállást tartalmaznak a gyújtógyertyában, míg az árnyékolt gyújtógyertyák fémhéjat használnak a teljes gyújtógyertya árnyékolására és tömítésére. Készítenek zavarszűrő ellenállással is ellátott gyújtógyertyákat. Minden esetben, ha a gyártó ezt a típust jelöli meg, szigorúan csak ezt a fajtát használjuk.

Hőtartomány és elektródaanyag

A gyújtógyertyákat az adott motorhoz kell igazítani a hőértékek, az elektródakialakítás és a gyújtótávolság tekintetében. A hőérték helyes megválasztása nagyon fontos szempont. Az, hogy a gyújtógyertya “meleg” vagy “hideg”, a gyújtógyertya hőtartományaként vagy hőértékeként ismert. A motor működése közben a gyertya égéstérbe nyúló része 450-850°C közötti hőmérsékleten üzemel. Ennek a hőmérsékletnek a fenntartása elengedhetetlen az öntisztuláshoz és a hatékony működéshez.

Tudnivalók a városi gyújtógyertyákról

A gyújtógyertyát akkor mondják „forrónak”, ha jobb hőszigetelő, több hőt tart a gyújtógyertya hegyében. Ha túl nagy hőértékűt választunk, a szigetelőtestre rárakódik a koksz, nem tud leégni, nincs öntisztulás, a gyertya zárlatossá válik.

A gyújtógyertyát „hidegnek” nevezik, ha több hőt tud kivezetni a gyújtógyertya hegyéből, és csökkenti a hegy hőmérsékletét. Ellenkező esetben, ha túl alacsony hőértékűt használunk, a szigetelőtest és az elektródák túlhevülnek, elérik a kritikus hőmérsékletet (850°C-nál magasabb). Ilyenkor a szikrától függetlenül az izzó alkatrész gyújtja be a beszívott keveréket, természetesen nem a megfelelő időpontban. Ekkor beszélünk detonációs vagy kopogásos égésről, ami oly mértékű is lehet, hogy a lángfronttal érintkező alkatrészek túlhevülnek (a dugattyú besülhet, átlukadhat), a hengerfejből apró darabok válnak le (kráteres lesz a felülete). Természetesen a gyertya sem úszhatja meg a megpróbáltatást, mert a legtöbb esetben elolvad. A versenymotorok számára továbbra is előnyös, ha megfelelő hőtartományt választanak. A versenygyertyák hőértéke általában 8-12 közötti tartományban van, ami nagyon magas hőtűrést és gyors gyújtási képességet biztosít. A gyertya öregedésével a hőérték is csökken.

Hogyan kell "olvasni" a gyújtógyertyákat | Goss' Garage

Elektróda anyagok és kialakítás

Az égés folyamán keletkező, valamint az üzemanyagban található vegyi anyagok szennyezik és a szikra kisülésekkor jelentkező eróziós hatások együttesen koptatják, rongálják az elektródákat. Az elektródák öregszenek, villamos és mechanikai jellemzőik romlanak. Nagyobb hőigénybevétel esetén ezüst, platina, irídium és volfram ötvözeteket is alkalmaznak. Lényeges dolog, hogy ezek az adalékok bizonyos üzemidő után kiégnek, az elektróda elöregszik.

A szikra intenzitását az elektródák kialakításával is tudják javítani. Minél hegyesebb a közép elektróda, annál nagyobb energiájú és hőmérsékletű villamos ívet tudnak létrehozni, ami befolyásolja az égés minőségét. Persze ahhoz, hogy ez a megoldás tartós legyen, szükséges a megfelelő nemesfém alkalmazása. Például a Nippon-Densonak az Iridium Racing és Iridium Power típusú gyertyája 0.4 mm átmérőjű középelektródával készül, míg az átlagos méret 2 mm.

Gyújtógyertya hibák, okai és karbantartása

A gyújtógyertya hiba jeleit sokan nem veszik elég komolyan. A csökkenő motorteljesítmény bár többeket zavar, de egy kopogó motorhang miatt még nem biztos, hogy felkeresik a szerelőt. A gyújtógyertya hiba jelei többfélék is lehetnek, és nem mindegyik probléma orvosolható ugyanazzal a módszerrel. A rosszul megválasztott vagy elöregedett gyújtógyertya teljesítménycsökkenést, megnövekedett fogyasztást és egyenetlen motorjárást okozhat. Versenymotorok esetében a helytelen gyertyaválasztás hőelvezetési problémákat és teljesítménycsökkenést eredményezhet.

Teljesítményfokozás gyújtógyertyával Gilera Runnerben

Gyakori problémák és tünetek

A rendszeres karbantartás során ügyeljen a gyújtógyertyák működési állapotára. Távolítsa el a gyújtógyertyát, és ellenőrizze a megjelenését. Az alábbiakban a leggyakoribb hibajelenségeket és azok lehetséges okait soroljuk fel:

Normál állapot: Ha a gyújtógyertya vörösesbarna vagy rozsda színű, az azt jelenti, hogy a gyújtógyertya jó állapotban van. Abban az esetben, ha a gyertya világosbarna, megfelelő a beállítás. A gyújtógyertya elektródájának normál színe törtfehér.
Koromlerakódás: Ha a korom miatt feketének tűnik, az nem megfelelő hőtartomány-választást vagy olajpárolgást okozó gazdag üzemanyag-keveréket jelez. Ilyenkor a szigetelőcsúcson, az elektródákon és a gyertyaházon is finom koromlerakódást látunk. Jellemzően a rosszul beállított keverékarány, vagy a túlságosan dús keverék, esetleg az erősen szennyezett légszűrő okozza. Az sem ritka, hogy a szívató hibásan működik, de az alacsony hőértékű gyertyák esetében is gyakori ez. Ha szénlerakódások vannak jelen, próbálja meg kaparni őket egy vékony fémhuzallal. Ha könnyen leválnak, az azt jelzi, hogy a lerakódásokat a levegő-üzemanyag keverék égése okozza, és tisztítás után a gyújtógyertya teljesítménye helyreállítható. Vizsgálja meg a túlzott szénlerakódások okait, például túlságosan dús keveréket vagy olajszivárgást a hengerbe. Ha nincs szénlerakódást okozó rendellenes körülmény, de a gyújtógyertya még mindig elfeketedett, az nem megfelelő hőtartomány-választásra utal. Ha a gyújtógyertyán fekete lerakódások, a gyújtógyertya elektródán és a belsejében pedig fekete lerakódások vannak, amelyek általában azt jelzik, hogy túl dús a kevert gáz a hengerben. A tulajdonosok néhány percre felpörgetik a motor fordulatszámát, hogy leégessenek az elektródák tetején maradt fekete koromréteget. Ha fekete-kokszos, akkor dús a keverék.
Olajos lerakódások: Ha olajosnak tűnik, az nem megfelelő résbeállításra vagy túlzott üzemanyag-ellátásra, a nagyfeszültségű vezeték rövidzárására vagy az olaj felkúszására utal. Ha a gyújtógyertya feketének és nedvesnek tűnik, az nedvesség jelenlétét jelzi. Ez a dús keverék túlzott bevitele miatt fordulhat elő, amelyet a hibás fojtószelep vagy az eltömődött légszűrő okoz. Az is okozhatja, hogy túl magas hőtartományú gyújtógyertyákat használ. Olajfilm megjelenésekor vékony olajréteget láthatunk a szigetelőcsúcson, az elektródákon és a gyertyaházon is. Ez akkor fordulhat elő, ha túl sok az olaj az égéstérben, esetleg, ha túlkopottak a dugattyúk. Ha olajos lerakódások jelennek meg a gyújtógyertyán, az azt jelenti, hogy a kenőolaj bejutott az égéstérbe. Ha csak néhány gyújtógyertyánál van olajos lerakódás, akkor azt a szelepszár olajtömítésének sérülése okozhatja, de ha a lerakódások az egyes hengerblokkok gyújtógyertyáira tapadtak, az azt jelzi, hogy a hengerben olajfoltok vannak. Általánosságban elmondható, hogy ha a légszűrő és a szellőzőberendezés eltömődött, a henger nagyon hajlamos az olajszivárgásra.
Megolvadt elektródák vagy szigetelő: Ha a szigetelő fehérre égett vagy részben égett az elektródával együtt, az az elektróda túlmelegedését jelzi. Ennek oka lehet a hűtőrendszer rendellenes működése vagy sovány keverék. Ha azt találja, hogy hegek vagy sérülések vannak az automatikus gyújtógyertya tetején, és az elektróda megolvadt vagy lekopott, ez azt jelzi, hogy a gyújtógyertya megsérült, ezért a gyújtógyertyát ki kell cserélni. Az elektróda megolvadt, a szigetelő pedig fehér. Ez a jelenség azt jelzi, hogy az égéstér hőmérséklete túl magas. Ennek oka lehet, hogy túl sok szénlerakódás van az égéstérben, ami miatt a szelephézag túl kicsi, ami tovább a kipufogószelep túlmelegedéséhez, vagy a hűtőberendezés rosszul működéséhez vezethet. Ha a gyújtógyertya nincs meghúzva a megadott nyomatékkal, akkor az elektróda megolvadását és a szigetelő fehér színűvé válását okozhatja. Az elektróda gömbölyű lesz és a szigetelő csomósodik, ami azt jelzi, hogy a motor idő előtt begyulladt, ami oka lehet az idő előtti gyújtási idő, a benzin alacsony oktánszáma és a gyújtógyertya magas fűtőértéke. Megolvadt elektródák esetén úgymond karfiolos lesz az elektróda. Mielőtt teljesen leállna a motor a meghibásodás miatt teljesítménycsökkenés tapasztalható, ez már egy komoly figyelmeztető jel, hogy keressük fel a szerelőt.
Törés a szigetelőcsúcson: Általánosságban elmondható, hogy a kopogó égés a fő oka a szigetelő repedésének. Az idő előtti gyújtás, a benzin alacsony oktánszáma és az égéstér magas hőmérséklete azonban mind a motor kopogását és égését okozhatja. Amennyiben darabokra törött a szigetelőcsúcs, nem nagyon van más választásunk, mint gyertyát cserélni. A törést okozhatja mechanikai sérülés, de a túlságosan hosszú üzemeltetés is. Szélsőséges esetben akár szét is robbanhat a szigetelőtest.
Súlyos elektródakopottság: Ilyen esetben még szabad szemmel is jól látszik, hogy a közép és/vagy testelektróda meglehetősen keskenyebb. A benzin és a motorolaj adalékanyagai okozhatják ezt, de a nem megfelelő gyújtógyertyák esetén is előfordulhat.
Gyújtógyertya szivárgás: A szigetelő tetején szürke és fekete csíkok találhatók. Ezeknek a csíkoknak a megjelenése azt jelzi, hogy a gyújtógyertya szivárgott, és a tulajdonosnak feltétel nélkül ki kell cserélnie egy újra. A gyújtógyertya szivárgása leginkább a szigetelő és a héj közötti rossz tömítésnek köszönhető. Szivárgás esetén általában fekete csíkok jelennek meg a szigetelő külső felületén a szivárgás irányában. A gyújtógyertya szivárgása nemcsak a henger tömítését befolyásolja, hanem túlmelegedéshez és szénlerakódásokhoz is vezet a szivárgási útvonal mentén, ami csökkenti a szigetelési teljesítményt.
Egyéb lerakódás: A koromlerakódás és a mázasodás mellett másfajta lerakódás is megjelenhet a gyertyán, például salakszerű rétegek. Ha a gyertya világosszürke vagy fehér, akkor szegény a keverék.

Ellenőrzés és beállítás

A karbantartás során a következő ellenőrzéseket végezheti el:

Szemrevételezés: Távolítsa el a gyújtógyertyát, és ellenőrizze a megjelenését. A csere során ellenőrizheti a gyújtógyertya kiürülését és a színváltozást. Néha lerakódások tapadnak a gyújtógyertya-szigetelő teteje és az elektróda közé. Ha a lerakódás erős, előfordulhat, hogy a motor nem működik megfelelően.
Szikraugrási módszer: Az ellenőrzés során csatlakoztassa a gyújtógyertyát a hengerblokkhoz, érintse meg a gyújtógyertya kivezetését a központi nagyfeszültségű vezetékkel, majd kapcsolja be a gyújtáskapcsolót, hogy megfigyelje a nagyfeszültségű elektromos ugrás helyzetét. Ha az elektromos ugrási helyzet a gyújtógyertya-résben van, az azt jelenti, hogy a gyújtógyertya jól működik, ellenkező esetben ki kell cserélni.
Elektródahézag beállítása: Használjon hézagmérőt a középső elektróda és a gyújtógyertya testelektródája közötti hézag ellenőrzéséhez. A különböző modellek gyújtógyertya-köze eltérő, általában 0.7-0.9 mm között kell lennie. Ellenőrizze a rés méretét, amelyet gyújtógyertya-mérővel vagy vékony fémlemezzel lehet elvégezni. Ha a rés túl nagy, csavarhúzó fogantyúval megütögetheti a külső elektródát, hogy a rés normális legyen; ha a rés túl kicsi, csavarhúzóval vagy fémdarabbal helyezheti be az elektródát, és húzza kifelé.

Cserére vonatkozó tanácsok

Nem feltétlen kell minden esetben gyújtógyertyát cserélni, bár a legtöbb esetben ez elkerülhetetlen. Vannak azonban a felsorolt tünetek között olyanok, melyek nem indokolnak cserét, csak mondjuk keverékarány és a szívató beállítását, esetleg a motor beállítását kell ellenőrizni.

A gyertyák kopása, elhasználódása sok tényezőtől függ, például a futásteljesítménytől, a módtól és a vezetési körülményektől. 15-20.000 km után ajánlatos cserélni a gyertyákat. Ha rendszeresen ellenőriztetjük a gyertyák állapotát, akkor felesleges még ép, használható gyertyákat újakra cserélni. Fontos, hogy minden esetben a megfelelő hőértékűt és kialakításút építsük vissza.

A régi gyújtógyertyák esetén a tisztítás lehetősége fennállt, ezért manapság is sokan gondolják úgy, hogy a gyújtógyertya hiba jelentkezésekor elegendő lesz csak egy tisztítást kérni a szerelőtől. A helyzet azonban az, hogy az újabb, modern gyújtógyertyákat már nem szokás tisztítani.

Szétszereléskor távolítsa el egymás után a nagyfeszültségű leágazó vezetékeket a gyújtógyertyáról, és jelölje meg őket az eredeti helyén, hogy elkerülje a telepítési hibákat. A szétszerelés során ügyeljen arra, hogy a gyújtógyertya furatánál előzetesen eltávolítsa a port és egyéb apróságokat, nehogy a hengerbe essen. Szétszereléskor használja a gyújtógyertya hüvelyt, hogy szilárdan tartsa a gyújtógyertyát, a hüvely elfordításával vegye ki, és rendezze el őket.

A gyertya menetes részét beszerelés előtt ajánlott réz vagy alumínium tartalmú kenőanyaggal kezelni (pl. réz-spray), elsődlegesen azért, hogy a ki- és beszerelést megkönnyítsük, valamint a hőátadást javíthatjuk, mivel ezen a részen és a fölötte található tömítőgyűrűn keresztül távozik az alkatrészt érő hő több mint az 50%-a. A henger letömítéséhez és a jó hőátadáshoz, a gyertyát a hengerfejben megfelelően kell rögzíteni. Nem gyakori, de annál nagyobb hiba a nem megfelelő menethossz kiválasztása.

tags: #gyujtogyertya #elektroda #kifura #információ