Świeca żarowa pełni więcej funkcji niż myślisz

Kiedyś stosowano świece żarowe tylko w jednym celu, jakim było podgrzanie komory spalania do temperatury, która umożliwi samoczynny zapłon mieszanki i tym samym rozruch silnika. Jednak zarówno konstrukcja silników jak i świec żarowych zmieniła się przez ostatnie lata dość mocno. Świece przeszły znaczącą metamorfozę od prostych spiral grzejnych rozgrzewających się do ok. 850-900 stopni Celsjusza po 4-5 sekundach, umieszczonych w komorach wstępnych starszych silników, po osłonięte izolacją spiralki umieszczone bezpośrednio w komorze spalania silnika z wtryskiem bezpośrednim, zintegrowane nierzadko z czujnikami ciśnienia i osiągające nawet temperaturę 1350 stopni Celsjusza w ciągu 2-3 sekund. Współczesna świeca żarowa przypomina nieco świecę zapłonową, ale na jej końcu, czyli części umieszczonej w komorze spalania znajduje się spiralka izolowana ceramiką lub osłoną metalową, najczęściej w postaci palca. Prąd na spiralę przekazuje elektroda centralna umieszczona w korpusie świecy, połączona jednym przewodem z instalacją elektryczną.

Świece żarowe różnią się parametrami i wymiarami (zwłaszcza długością) nawet w jednym rodzaju silnika. Pod względem kryterium faz grzania możemy wyróżnić dwie grupy. Jedną z nich są świece dwufazowe, które działają tylko do momentu uruchomienia silnika. Grzeją przed rozruchem i podczas rozruchu, ale natychmiast wyłączają się gdy silnik zaczyna pracować. Dba o to jednostka sterująca, która musi odciąć dopływ prądu do świecy w odpowiednim momencie, ponieważ świeca taka pracuje przy niższym napięciu niż to, które generuje alternator.

Drugą grupą, stosowaną znacznie częściej w nowoczesnych silnikach Diesla są świece, które mogą grzać w dowolnym momencie zarówno przed uruchomieniem silnika, w trakcie jego uruchamiania jak i podczas jazdy. Takie świece noszą określenie trójfazowych. W starszych konstrukcjach tego typu, świece pracowały jeszcze przez kilka pierwszych minut po uruchomieniu silnika by ten miał odpowiednie warunki do osiągnięcia temperatury roboczej. Nowsze konstrukcje grzeją do momentu uzyskania optymalnej temperatury pracy silnika, a także okresowo również podczas jazdy. Ma to niebagatelny wpływ nie tylko na płynące wcześniej ciepło z nadmuchów wentylacji, ale także na zużycie paliwa, obniżenie emisji substancji szkodliwych oraz trwałość układu oczyszczania spalin. Stosowanie takich świec jest konieczne również ze względu na proces wypalania sadzy z filtrów cząstek stałych. Wówczas świeca żarowa podnosi temperaturę w komorze spalania i temperaturę spalin. Co więcej, przy dłuższym hamowaniu silnikiem, na przykład podczas zjazdu z górskich wzniesień następuje wychładzanie ścianek komór spalania spowodowane odcięciem wtrysku paliwa i brakiem zapłonów. Dzięki pracy świec żarowych efekt ten jest niwelowany, dzięki czemu ułatwiają powrót do procesu spalania po przywróceniu wtrysku paliwa.

Jak już wspomniałem, świece żarowe pomagają ograniczyć emisję substancji toksycznych, głównie NOx. Wpływ na ich emisję mają ciśnienie i temperatura szczytowa procesu spalania. Najczęściej stosuje się chwyt polegający na zmniejszeniu ciśnienia szczytowego poprzez obniżenie stopnia sprężania. Nowoczesne silniki zwane często wysokoprężnymi, powoli stają się więc niskoprężne i stopniem sprężania niedługo zrównają się z jednostkami benzynowymi, które dążą w kierunku wysokiego stopnia sprężania. Aby możliwy był zapłon mieszanki przy niskim stopniu sprężania w silniku Diesla, stosuje się odpowiednio sterowane świece żarowe, które podgrzewają komorę spalania zawsze wtedy, gdy jest to konieczne. Problemem jest oczywiście informacja zwrotna o ciśnieniu i temperaturze panującej w komorach spalania, która mogłaby być przekazywana przez odpowiednie czujniki. Jednak w nowoczesnych silnikach coraz częściej nie ma dla nich miejsca, co poskutkowało zaprojektowaniem świecy żarowej zintegrowanej z takim czujnikiem. Nie trzeba chyba mówić, że takie świece są zdecydowanie droższe od klasycznych.

Producenci poszli różnymi drogami podczas tworzenia takich świec. Jedni zastosowali otwory w obudowie świecy, których koniec jest umieszczony na stożkowej powierzchni uszczelnienia świecy żarowej w głowicy. Inni całkowicie zintegrowali czujnik ze świecą, gdzie pomiar ciśnienia odbywa się za pośrednictwem elementu grzejnego świecy i specjalnej membrany reagującej na ciśnienie. Niektórzy stosują też ruchomy pręt grzewczy, który pod wpływem nacisku przekazuje informację o panującym w komorze ciśnieniu. Są też świece typu Glow Plug Combustion Sensor, które nie mierzą bezpośrednio tych parametrów, ale mierzą odkształcenia głowicy, jakie powstają pod wpływem ciśnień panujących w cylindrach.

Pozytywnym skutkiem ubocznym stosowania silników o niskim stopniu sprężania jest wyraźna poprawa ich kultury pracy i szybkie rozgrzewanie się do optymalnej temperatury.

Jak zatem widzicie, świece żarowe to już nie są proste urządzenia potrzebne tylko w okresie zimowym, wręcz przeciwnie. Nowoczesny silnik z wtryskiem Common Rail w praktyce, przy europejskich temperaturach panujących zimą w ogóle nie potrzebuje świec żarowych do rozruchu, dlatego też główny skutek ich nieprawidłowego działania zniknął (trudny rozruch zimą), co sprawia, że użytkownik zdecydowanie później dowie się o konieczności ich wymiany. Serwisy są również w trudniejszej sytuacji podczas diagnostyki silnika i identyfikacji źródła problemów. Komunikat o problemie ze świecami żarowymi powinien pojawić się na tablicy wskaźników, ale nie zawsze tak jest.

Co gorsza, długo nie sprawdzane świece żarowe mogą się zapiekać, o tym wie każdy mechanik. Ale problem z nowoczesnymi silnikami jest taki, że dostęp do świec jest coraz trudniejszy. W przypadku urwania świecy koszt ich wymiany może sięgać 1000-2000 zł, jeżeli konieczne będzie wyjęcie silnika czy zdjęcie głowicy i jej naprawa lub wymiana. Szczególnie narażone na zapieczenie są świece z długim korpusem.

Niesprawne świece żarowe mogą spowodować innego rodzaju problemy niż dawniej. Już sam przebieg procesu spalania mieszanki jest częściowo kontrolowany świecami, co może przełożyć się na liczne problemy z samym silnikiem, a także układem doładowania czy oczyszczania spalin. Szczególnie ryzykowna jest eksploatacja auta z filtrem cząstek stałych i niesprawnymi świecami. Nie tylko filtr napełni się szybciej poprzez większą emisję sadzy, ale także nie wypali się skutecznie lub w ogóle.

A zatem, by ustrzec się przed kłopotami warto sprawdzać co jakiś czas świece żarowe, niezależnie od pory roku. Można to zrobić bez ich demontażu, ale dobrym pomysłem jest ich wykręcenie i ponowne wkręcenie, choćby ze względu na ograniczenie ryzyka ich późniejszego zapieczenia. Podczas wkręcania świecy czy to po sprawdzeniu czy podczas wymiany, konieczne jest stosowanie specjalnych smarów odpornych na wysoką temperaturę. Bezwzględnie należy dokręcać świece kluczem dynamometrycznym momentem wskazanym przez producenta samochodu.

Warto też mieć na uwadze fakt, że nie zawsze niesprawność świec żarowych to problem z samymi świecami. Nierzadko uszkodzeniu ulega również sterownik świec żarowych.

Ze względu na różne konstrukcje i parametry świec żarowych różnych typów i producentów, w silniku powinny być zamontowane wyłącznie takie same świece i zawsze zgodne z zaleceniami producenta samochodu. Warto wiedzieć, że różnice mogą wynika choćby z faktu stosowania lub niestosowania w tym samym silniku filtra DPF. Odstępstwa od tej zasady mogą doprowadzić do uszkodzenia sterownika, uszkodzenia samych świec, być przyczyną nieprawidłowej pracy silnika oraz nadmiernej emisji szkodliwych substancji. To wszystko może doprowadzić do uszkodzenia osprzętu lub w wyjątkowych sytuacjach samego silnika.

O to, jakie świece najlepiej kupować zapytaliśmy eksperta z iParts.pl:

Świece żarowe przeznaczone do konkretnych silników praktycznie nie różnią się między sobą parametrami pracy, ale przy wyborze warto kierować się renomą producenta. Koncerny motoryzacyjne podczas pierwszego montażu stosują świece żarowe firm: NGK, Bosch, Beru, Denso czy Champion. Sprzedawcy sklepu iParts.pl polecają swoim klientom także świece takich firm jak Meyle, Blue Print, Maxgear, Kager, Ashika, SWAG oraz Febi Bilstein.