Come funzionano le candele

Le candele sono una delle poche cose che un meccanico dilettante può riparare senza troppi problemi. Guarda le foto dei motori delle auto. Jonathan Ferrey / Getty Images

Man mano che i motori e la loro elettronica diventano più complessi, una delle poche cose lasciate agli hobbisti e agli appassionati di auto a cui piace un po 'di grasso sotto le unghie è la possibilità di cambiare la loro candele di accensione. Sebbene quasi tutte le altre riparazioni di auto disponibili richiedano un lettore di codici e una laurea per diagnosticare e riparare, le candele rimangono accessibili e facili da capire.

La prima candela affidabile è stata inventata nel 1903 da Oliver Lodge. Hanno anche un nome appropriato; le candele sono semplicemente candele isolate che vengono avvitate in un motore a combustione interna testata per erogare la scintilla che accende la miscela di aria e carburante nella camera di combustione. Le candele inoltre trasferiscono il calore lontano dalla camera di combustione.

Fondamentalmente, questo è ciò che accade: la candela si trova nella parte superiore della testata del cilindro. Il pistone percorre prima il cilindro, aspirando una miscela di carburante e aria. Il pistone quindi risale verso la candela, comprimendo la miscela. All'ultimo secondo, quando il pistone è al massimo della portata o punto morto superiore (PMS), la candela scintilla e accende la miscela. Il pistone viene spinto di nuovo verso il basso per creare potenza per il veicolo, quindi spinto di nuovo verso l'alto per eliminare lo scarico. A quel punto, il processo ricomincia da capo.

Un'auto a quattro cilindri avrà quattro candele; un'auto a sei cilindri ne avrà sei e così via (sebbene un motore HEMI abbia due candele per cilindro). Ora che abbiamo le basi, parliamo dei tipi di candele sugli scaffali del tuo negozio di ricambi locale.

Contenuti

1. Nozioni di base sulle candele
2. Parti delle candele: il tour dall'alto verso il basso
3. Sostituzione delle candele: una panoramica
4. Risoluzione dei problemi relativi alle candele

Sembra abbastanza ovvio che una candela fornisce la scintilla che brucia il carburante, ma il suo ruolo secondario come dissipatore di calore è altrettanto importante. La capacità di una candela di accensione di trasferire calore al sistema di raffreddamento dell'auto si basa sulla lunghezza del naso isolante e sui materiali utilizzati per l'elettrodo centrale e l'isolante.

Le candele standard nei motori moderni hanno un nucleo dell'elettrodo centrale in rame circondato da una lega di nichel, che puoi vedere sulla punta della candela. All'interno della spina, l'elettrodo centrale è rivestito in porcellana, che aiuta a trasferire il calore dal motore al sistema di raffreddamento. Le candele premium utilizzano metalli preziosi, come platino o iridio, al posto della lega di nichel. Questi metalli hanno punti di fusione più alti e prezzi più alti da abbinare.

Parlando di temperature, le candele sono disponibili in due varietà di base: fredda e calda. Spine fredde funzionano al meglio con motori ad alta compressione ad alta potenza. Hanno meno isolamento, quindi più calore può essere trasferito dalla camera di combustione all'esterno del motore. Non c'è da ridere: se la candela non è abbastanza fredda per una particolare applicazione, non può ottenere abbastanza calore dalla camera del pistone. Ciò può causare preaccensione, colpi e danni permanenti al motore. Se non sei sicuro di quale intervallo di calore della candela usare, usa una candela troppo fredda piuttosto che una candela troppo calda.

Tappi caldi hanno più isolamento e si trovano nella maggior parte dei motori standard. L'isolamento extra mantiene la temperatura della candela abbastanza alta da bruciare i depositi di carbonio, il che consente più tempo tra i cambi delle candele.

Poiché i prezzi del gas aumentano, sempre più produttori affermano che sostituire le vecchie candele con le loro candele premium aumenterà il chilometraggio del gas di qualsiasi auto. Questo è vero, ma solo fino a un certo punto. Il fatto è che le candele sporche, sporche di carbonio e che non funzionano correttamente ridurranno sicuramente il risparmio di carburante di un'auto e la loro sostituzione con candele nuove e lucide migliorerà sicuramente il risparmio di carburante. Se queste spine hanno metalli esotici o elettrodi centrali in lega di nichel non importa tanto quanto avere la resistenza termica appropriata e lo spazio tra l'elettrodo centrale e l'elettrodo di terra.

A proposito di queste lacune, quasi tutte le spine che puoi trovare nel negozio di ricambi per auto verranno pre-equipaggiate per il tuo motore. I giorni in cui si impostava il divario con un indicatore sono praticamente finiti, a meno che tu non stia spremendo fino all'ultimo bit di performance dalla tua hot rod del sabato sera. Le modifiche al motore spesso significano che è necessario dividere le nuove candele, ma i motori di serie con candele di ricambio pre-gappate approvate dalla fabbrica possono generalmente non essere regolate.

Ora che sappiamo come funziona una candela di accensione nel motore e i materiali di cui è fatta, scopriamo cosa c'è dentro questi piccoletti.

Contesa di invenzione

C'è qualche dibattito su chi ha inventato la candela. Una delle prime versioni possibili fu inventata da un afro-americano di nome Edmond Berger, secondo quanto riferito nel febbraio 1839. Gli scettici citano la scarsità di motori a combustione interna nel 1839, il che renderebbe l'invenzione di Berger più sperimentale che pratica.

Nella parte superiore della candela si trova il connettore, o terminale. Qui è dove si attacca il filo della candela. Il terminale si collega all'interno della spina al nucleo di rame dell'elettrodo centrale, che è circondato da isolamento.

Poi arriva il file Testa esagonale. Qui è dove si inserisce la chiave a tubo per serrare e allentare la spina nel suo foro nel motore. Appena sotto questa è una guarnizione che si comprime saldamente contro la testata. È anche conosciuto come rondella di schiacciamento o il posto a sedere. Alcuni tappi hanno una sede conica, senza guarnizione aggiuntiva. Questi sono generalmente utilizzati nelle testate dei cilindri in ferro, mentre i tappi con guarnizioni si trovano solitamente nelle testate dei cilindri in alluminio.

La metà inferiore del tappo è filettata. Questa è la parte che viene avvitata, delicatamente ma saldamente, in posizione. Una piccola parte dell'elettrodo centrale sporge dall'estremità inferiore del connettore. E il tutto è coronato da un file elettrodo di terra o cinghia di terra. La scintilla che fa girare il motore fa saltare lo spazio dall'estremità dell'elettrodo centrale all'elettrodo di massa. Questo è ciò che accende la miscela aria-carburante che è stata compressa dal pistone.

L'elettrodo di terra è in metallo, con opzioni che vanno dall'acciaio inossidabile al titanio. Può anche avere diverse forme, dagli elettrodi dentellati oa forma di Y agli elettrodi tripli con tre braccetti che sembrano raggiungere la punta dell'elettrodo centrale. Per quanto riguarda i materiali e la forma dell'elettrodo di terra, ottieni praticamente quello per cui paghi. Le candele di alta gamma realizzate con materiali esotici costeranno di più, ma forniranno anche una migliore conduttività e scintilla.

Successivamente, impareremo ciò che tutti vorremmo sapere: le regole di base per cambiare le candele.

Diesel è diverso

I motori diesel usano qualcosa chiamato candelette piuttosto che candele. I motori diesel non richiedono candele, ma si avviano più facilmente se l'aria nel cilindro è calda. È qui che entra in gioco la candeletta: assomiglia molto a una candela, ma invece di un elettrodo centrale, ha una bobina di riscaldamento che riscalda la camera di combustione.

Cambiare le candele non è troppo difficile, anche per chi non è meccanicamente incline. Se stai attento, dovresti avere pochi problemi.

Come fai a sapere se le tue spine devono essere cambiate? Il segno più sicuro è sul tuo contachilometri. Di solito le candele devono essere cambiate ogni 30.000 miglia (48.280 chilometri). Alcune spine ad alte prestazioni possono percorrere fino a 160.934 km prima della sostituzione. Se non sai quando il tuo è stato cambiato l'ultima volta o se hai un motore che funziona in modo approssimativo o ha recentemente mostrato una diminuzione del risparmio di carburante, beh, ciò potrebbe significare che il tuo motore potrebbe beneficiare di alcune scintille fresche e pulite. Come sempre, controlla il manuale del proprietario per vedere cosa funziona meglio per il tuo veicolo.

Avrai bisogno di un file presa della candela per la tua chiave a tubo e a misuratore di distanza. Puoi acquistare una chiave a bussola per candele realizzata appositamente per le candele della tua auto oppure puoi ottenere una chiave a bussola universale per candele realizzata per adattarsi alle dimensioni della testa esagonale più comuni. Come abbiamo già detto, probabilmente non avrai bisogno di separare le spine, ma potresti aver bisogno di un misuratore di distanza per ricontrollare che lo spazio tra l'elettrodo centrale e l'elettrodo di terra sia corretto.

Per trovare le spine, è sufficiente individuare i fili e seguirli. Di solito c'è solo una candela per cilindro, ma si attivano in un ordine specifico stabilito dal produttore. Scegli una spina per iniziare e rimuovi delicatamente solo quel filo. Cambiare una candela alla volta è molto più semplice che ripristinare il motore dopo aver sostituito i cavi nell'ordine sbagliato.

Ora tira fuori quella nuova presa della candela e mettila all'estremità della tua chiave. Le prese di corrente di solito hanno uno strato di schiuma all'interno per facilitare questo processo. (Afferra la candela.) Se la presa non ha una guarnizione, utilizzare un po 'di nastro isolante all'interno della presa per ottenere una presa migliore. Spazzola via i detriti mentre rimuovi la spina. Quando il tappo è svitato, è sufficiente estrarlo dal foro.

Se hai intenzione di divario, fallo ora. Il manuale del proprietario dovrebbe dirti dove dovrebbe essere impostato il divario; imposta il tuo calibro e fallo scorrere tra l'elettrodo di terra e l'elettrodo centrale. Vuoi che gli elettrodi tocchino il misuratore, ma non troppo strettamente.

Posizionare la nuova candela nel foro vuoto utilizzando la presa della candela. Se possibile, potresti anche voler rimuovere la chiave e stringere la candela con le dita. Per assicurarsi che le filettature siano correttamente allineate, dare all'otturatore un paio di giri in senso antiorario per posizionarlo in sede prima di serrare l'otturatore a mano. Una volta che la spina è serrata a mano, puoi terminare il lavoro con la chiave a tubo.

Collegare il filo della candela sciolto al terminale nella parte superiore della candela. Probabilmente sentirai il filo scattare saldamente. Quando hai finito di sostituire la prima candela e il cavo è tornato al suo posto, passa alla candela successiva della fila e ripeti l'intero processo.

È stato facile, vero? Facciamo comunque un po 'di risoluzione dei problemi.

Mentre sei lì ...

Finché hai scollegato i fili, potresti anche fare un'ispezione dell'isolamento. Controllare su tutta la lunghezza del filo eventuali rotture o crepe. Quando arrivi all'estremità del filo, dove si attacca alla candela, controlla che non ci siano punti scuri o bruciati. I fili non sono una parte in movimento e non si consumano spesso, ma un cattivo isolamento potrebbe privare il tuo motore di qualche scintilla utile.

Rimuovere le vecchie candele può dirti molto sulle condizioni della tua auto, specialmente intorno agli elettrodi sulla punta, dove si verifica la scintilla. Questo è ciò che intendono quei vecchi meccanici quando parlano di "leggere" la candela. Non preoccuparti, però: è molto meno mistico che guardare in una sfera di cristallo.

Leggere una candela può sollevare una serie di problemi e qui tratteremo i più comuni. Ad esempio, se la candela sembra solo un po 'sporca, va bene. Quella candela ha fatto il suo lavoro per almeno 30.000 miglia (48.280 km). Se sembra lucido, la candela potrebbe surriscaldarsi. Se è bianco, la candela è troppo calda per il motore. In altre parole, ha troppo isolamento per bruciare quei depositi. È facile rimediare con una candela più fredda e appropriata. Se la vecchia candela sembra oleosa, hai dei problemi: l'olio in qualche modo entra nella camera di combustione, dove non appartiene. Le candele di accensione possono essere un buon indicatore di questo, ma le nuove candele non sono la soluzione.

Fermati se scopri che le candele sono così strette nei loro fori che non puoi strapparle. Rompere una candela nella testata significa che devi trapanarla o fare un altro viaggio al negozio per uno strumento speciale per rimuovere la parte rotta. Nel peggiore dei casi, la testata del motore dovrebbe essere tirata e portata in un negozio per la riparazione. A volte puoi evitare questi mal di testa usando un olio penetrante come WD-40. Lascialo riposare per un'ora o due e prova a svitare nuovamente i tappi. Quando si sostituisce la spina con una nuova, ricordarsi di utilizzare un materiale antigrippaggio come Thread Magic per evitare di avere lo stesso problema in 30.000 miglia (48.280 km).

A volte, dopo aver sostituito le candele, potresti scoprire che l'auto si ritorce contro il fuoco o funziona molto male o non si avvia affatto. Questo di solito è perché non hai seguito i suggerimenti pratici sopra e hai rimesso i fili delle candele nell'ordine sbagliato. Controlla il manuale del proprietario per la soluzione all'errore.

Per ulteriori informazioni sulle candele e altre parti automobilistiche, vedere i collegamenti nella pagina successiva.

La sicurezza prima

La sostituzione delle candele non è un lavoro particolarmente pericoloso. Il primo ordine del giorno è il più ovvio: spegnere il motore. Aspetta che si raffreddi prima di lavorarci sopra per evitare di bruciare la tua carne sul metallo caldo. È anche una buona idea scollegare il terminale negativo della batteria ogni volta che lavori sul motore e quindi sostituirlo quando hai finito. È improbabile che tu riceva uno shock con esso collegato, ma è assolutamente impossibile se spegni quel terminale.

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fonti

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