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Come funzionano le candele


Le candele sono una delle poche cose che un meccanico dilettante può riparare senza troppi problemi. Guarda le immagini 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 le loro candele . Sebbene quasi tutte le altre riparazioni auto in circolazione richiedano un lettore di codici e una laurea per diagnosticare e riparare, le candele rimangono accessibili e facili da capire.

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

Fondamentalmente, questo è ciò che accade:la candela si trova nella parte superiore della testata. Il pistone percorre prima il cilindro, aspirando una miscela di carburante e aria. Il pistone poi risale verso la candela, comprimendo la miscela. All'ultimo secondo, quando il pistone è alla massima estensione o al punto morto superiore (TDC), la candela fa scintille e accende la miscela. Il pistone viene spinto indietro per creare potenza per il veicolo, quindi spinto di nuovo verso l'alto per liberare 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

>Nozioni di base sulle 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 trasferire calore al sistema di raffreddamento dell'auto si basa sulla lunghezza del naso dell'isolante e sui materiali utilizzati per l'elettrodo centrale e l'isolatore.

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 racchiuso 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 elevati e prezzi più elevati da abbinare.

Parlando di temperature, le candele sono disponibili in due varietà fondamentali:fredde e calde. Prese per il freddo funzionano meglio nei 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 della gamma di calore della candela da utilizzare, evita di utilizzare una candela troppo fredda piuttosto che una candela troppo calda.

Prese elettriche hanno più isolamento e si trovano nella maggior parte dei motori standard. L'isolamento aggiuntivo mantiene la temperatura della candela sufficientemente alta da bruciare i depositi di carbonio, il che consente più tempo tra le sostituzioni delle candele.

Con l'aumento dei prezzi del gas, 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 abbasseranno sicuramente il risparmio di carburante di un'auto e la loro sostituzione con candele nuove e lucide migliorerà sicuramente il risparmio di carburante. Se quelle spine hanno metalli esotici o elettrodi centrali in lega di nichel non importa tanto quanto avere la classificazione termica appropriata e lo spazio tra l'elettrodo centrale e l'elettrodo di terra.

Parlando di queste lacune, quasi tutte le spine che puoi trovare nel negozio di ricambi auto verranno pre-vuotate per il tuo motore. I giorni in cui hai impostato il divario con un misuratore sono praticamente finiti, a meno che tu non stia spremendo fino all'ultimo bit di prestazioni dalla tua hot rod del sabato sera. Le modifiche al motore spesso implicano la necessità di sostituire le candele nuove, ma i motori di serie con candele di ricambio pre-gap approvate dalla fabbrica di solito possono andare senza regolazioni.

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

Contesa per invenzione

C'è un po' di dibattito su chi abbia inventato la candela. Una delle prime versioni possibili fu inventata da un afroamericano 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.

>Parti delle candele:il tour dall'alto verso il basso

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

Poi viene la testa esagonale . È qui che si inserisce la chiave a tubo per serrare e allentare la spina nel suo foro nel motore. Appena sotto c'è una guarnizione che si comprime strettamente contro la testata. È anche conosciuta come lavatrice di frantumazione o il posto . Alcuni tappi hanno sede conica, senza guarnizione aggiuntiva. Questi sono generalmente utilizzati nelle teste dei cilindri in ferro, mentre i tappi con guarnizioni si trovano solitamente nelle testate dei cilindri in alluminio.

La metà inferiore della spina è filettata. Questa è la parte che viene avvitata, delicatamente ma saldamente, in posizione. Una piccola parte dell'elettrodo centrale sporge dall'estremità inferiore della spina. E il tutto è completato da un elettrodo di messa a terra o cinghia di messa a 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 realizzato in metallo, con opzioni che vanno dall'acciaio inossidabile al titanio. Può avere anche diverse forme, dagli elettrodi dentellati oa forma di Y agli elettrodi tripli con tre piccole braccia 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 accensione di fascia alta 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 la sostituzione delle candele.

Il diesel è diverso

I motori diesel utilizzano qualcosa chiamato candele a incandescenza 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 dell'elettrodo centrale ha una bobina di riscaldamento che riscalda la camera di combustione.

>Sostituzione delle candele:una panoramica

Cambiare le candele non è troppo difficile, anche per i meno inclini alla meccanica. 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. Le candele di solito devono essere cambiate ogni 30.000 miglia (48.280 chilometri). Alcune candele ad alte prestazioni possono arrivare fino a 100.000 miglia (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 irregolare 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 una presa per candele per la chiave a tubo e un indicatore di distanza . Puoi acquistare una chiave a bussola per candele realizzata appositamente per adattarsi alle 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 staccare 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, individua semplicemente i fili e seguili. 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. Sostituire 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 inglese. Le prese di corrente di solito hanno uno strato di schiuma all'interno per facilitare questo processo. (Afferra la candela.) Se la tua presa non ha una guarnizione, usa un po' di nastro isolante all'interno della presa per ottenere una presa migliore. Spazzola via tutti i detriti mentre rimuovi la spina. Quando il tappo è svitato, basta estrarlo dal foro.

Se hai intenzione di saltare, fallo ora. Il manuale del tuo proprietario dovrebbe dirti dove dovrebbe essere impostato il divario; impostare il misuratore e farlo scorrere tra l'elettrodo di massa 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 inglese e stringere la candela con le dita. Per assicurarsi che le filettature siano correttamente allineate, dare al tappo un paio di giri in senso antiorario per posizionarlo prima di serrare il tappo a mano. Una volta che la spina è serrata con le dita, puoi finire il lavoro con la chiave a tubo.

Collegare il filo allentato della candela al terminale nella parte superiore della candela. Probabilmente sentirai che il filo scatta in modo sicuro. Quando hai finito di sostituire la prima candela e il filo è tornato al suo posto, passa alla candela successiva nella riga e ripeti l'intero processo.

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

Mentre ci sei dentro...

Finché hai i fili staccati, potresti anche fare un'ispezione dell'isolamento. Controllare tutta la lunghezza del filo per strappi o crepe. Quando arrivi all'estremità del filo, dove si attacca alla candela, controlla se sono presenti punti scuri o bruciati. I cavi non sono una parte mobile e non si consumano spesso, ma un cattivo isolamento potrebbe privare il tuo motore di qualche scintilla utile.

>Risoluzione dei problemi relativi alle candele

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 dentro una sfera di cristallo.

La lettura di una candela può causare 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 lucida, la candela potrebbe essere surriscaldata. Se è bianca, la candela è troppo calda per il motore. In altre parole, ha troppo isolamento per bruciare quei depositi. Questo è facilmente rimediabile con una candela più fredda e più appropriata. Se il vecchio tappo sembra unto, hai dei problemi:l'olio sta entrando in qualche modo nella camera di combustione, dove non dovrebbe. Le candele possono essere un buon indicatore di questo, ma le nuove candele non sono la soluzione.

Fermati se trovi che le candele sono così strette nei loro fori che non puoi estrarle. Rompere una candela nella testata del cilindro significa che devi perforarla 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'officina per la riparazione. A volte puoi evitare questi mal di testa usando un olio penetrante come WD-40. Lascia riposare per un'ora o due e prova a svitare di nuovo i tappi. Quando sostituisci la spina con una nuova, ricorda di utilizzare un materiale antigrippaggio come Thread Magic per evitare di avere lo stesso problema a 48.280 km (30.000 miglia).

A volte, dopo aver sostituito le candele, potresti scoprire che l'auto si ritorce contro o funziona in modo molto irregolare o non si avvia affatto. Questo di solito è dovuto al fatto che non hai seguito i pratici suggerimenti di cui sopra e hai rimesso i cavi della candela nell'ordine sbagliato. Controlla il manuale dell'utente per la soluzione all'errore.

Per ulteriori informazioni sulle candele e altri componenti automobilistici, vedere i collegamenti nella pagina successiva.

La sicurezza prima di tutto

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 sia raffreddato prima di lavorarci sopra per evitare di bruciare la carne sul metallo caldo. È anche una buona idea scollegare il terminale negativo della batteria ogni volta che si lavora sul motore e poi sostituirlo quando hai finito. È improbabile che tu possa ricevere uno shock quando è collegato, ma è assolutamente impossibile se spegni quel terminale.

Pubblicato originariamente:3 agosto 2009

Domande frequenti sulle candele

Qual ​​è lo scopo di una candela?
Le candele sono candele isolate che si avvitano nella testata di un motore a combustione interna per fornire la scintilla che accende la miscela di aria e carburante nella camera di combustione.
Come funziona una candela?
La candela si trova nella parte superiore della testata. Il pistone percorre prima il cilindro, aspirando una miscela di carburante e aria. Il pistone poi risale verso la candela, comprimendo la miscela. All'ultimo secondo, quando il pistone è alla sua massima estensione o al punto morto superiore (PMS), la candela fa scintille e accende la miscela. Il pistone viene spinto indietro per creare potenza per il veicolo, quindi spinto di nuovo verso l'alto per liberare lo scarico.
Quanto spesso devi cambiare le candele?
Le candele di solito devono essere cambiate ogni 30.000 miglia.
Quanto costa una candela?
Le candele da sole (senza manodopera) costano circa $ 10. Le opzioni di fascia alta possono costare fino a $ 25.
Quanto costa sostituire le candele?
Puoi aspettarti di pagare il costo della candela e circa $ 100 a $ 200 in costi di manodopera. Il totale in genere è in media tra $ 200 e $ 300.

>Molte più informazioni

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>Fonti

  • Automedia.com. "Nozioni di base sulle candele". (visitato il 6 luglio 2008)http://www.automedia.com/Spark_Plugs/ccr20041201sp/1
  • CarBibles.com. "La Bibbia del carburante e del motore". (visitato il 23 giugno 2008)http://www.carbibles.com/fuel_engine_bible.html
  • Automobilismo. "Scelta della candela giusta per il tuo motore personalizzato." accesso il 14 luglio 2008 http://www.carcraft.com/howto/116_0703_spark_plug_guide/index.html
  • CarTalk.com. "Cari Tom e Ray." 10 febbraio 1996. (accesso il 26 giugno 2008)http://www.cartalk.com/content/columns/Archive/1996/February/10.html
  • Forum sulla tecnologia diesel. "Candele a incandescenza". (visitato il 6 luglio 2008)http://www.dieselforum.org/meet-clean-diesel/what-is-clean-diesel/new-technologies/glow-plugs/
  • Ganesan, V. "Motori a combustione interna". McGraw-Hill Inc. 1994.
  • Come cambiare le candele. "Come cambiare le candele in 10 semplici passaggi." (visitato il 26 giugno 2008)http://howtochangesparkplugs.weebly.com/index.html
  • Candele NGK. "Come faccio a leggere una candela?" (visitato il 6 luglio 2008)http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/faq/faqread2.asp
  • Candele NGK. "Informazioni tecniche - Panoramica sulle candele." (visitato il 6 luglio 2008)http://www.ngksparkplugs.com/techinfo/spark_plugs/techtips.asp?nav=31000&country=US
  • Il vecchio club di Burb. "Interpretare le tue candele." (visitato il 25 giugno 2008)http://www.classictruckshop.com/clubs/earlyburbs/projects/spark/plugs.htm
  • Candele.com. "Candela 411." (visitato il 6 luglio 2008)http://www.sparkplugs.com/faqmain.asp