Świece żarowe w dieslach: rodzaje, problemy, wymiana, koszty

Praktycznie każdy silnik wysokoprężny wyposażany jest konstrukcyjnie w świece żarowe, których głównym zadaniem jest ułatwianie rozruchu w niskich temperaturach. Jednak wraz z rozwojem jednostek Diesla świecom przybyło zadań, a ubyło miejsca - wymuszając zmniejszanie gabarytów świec. W efekcie trwałość świec znacznie spadła, a ponadto pojawiły się kłopoty z ich obsługą.

Kilka typów

Świece żarowe zmieniały się na przestrzeni lat. W starszych dieslach, konstrukcyjnie z pierwszej połowy lat 90. (np. 1.9 TDI), stosowane są normalnej wielkości świece żarowe, zwykle z podwójną spiralą.

Wraz z rozpowszechnieniem się wtrysku common rail zaczęto stosować świece o dużej szybkości nagrzewania (tzw. ISS - Instant Start System). Ich konstrukcja umożliwiała nagrzanie się do 1000°C w czasie zaledwie 2 sekund. Tu problemem zaczęły być małe gabaryty świec. Na początku ubiegłej dekady rozpowszechniły się bowiem diesle o czterech zaworach na cylinder i znacząco zmniejszyła się ilość miejsca w komorze spalania. To wymusiło stosowanie świec małogabarytowych, o średnicy zmniejszonej do 8 mm. Przez to stały się one bardziej delikatne i podatne na uszkodzenia przy wykręcaniu.

Kolejnym rozwiązaniem było wprowadzenie świec o rdzeniu ceramicznym. Umożliwiały one osiąganie w krótkim czasie temperatury nawet 1300°C. Niestety świece ceramiczne są bardzo delikatne i czasami dochodzi do ich uszkodzeń już na etapie montażu.

Najnowsze rozwiązanie to świece ze zintegrowanym czujnikiem ciśnienia. Umieszczany jest on w górnej części świecy i przesyła do sterownika silnika informacje, które mają pomóc w optymalizacji procesu spalania. Świece tego typu są nawet 20-krotnie droższe od konwencjonalnych.

Uszkodzeń długo nie widać

Ponieważ współczesne diesle z wtryskiem common rail mają same z siebie bardzo dobre własności rozruchowe i bez problemów można je uruchamiać przy temperaturach około zera stopni, toteż awarie świec żarowych mogą pozostawać długo niezauważone.

Niestety, nie każdej usterce świec żarowych towarzyszy świecenie się ich kontrolki.

---

Przy awarii np. jednej z czterech świec żarowych jedynym objawem bywa lekkie dymienie przy uruchamianiu i nieco gorsza kultura pracy. Tymczasem tolerowanie faktu awarii i jazda ze spaloną świecą żarową może doprowadzić do poważniejszych uszkodzeń. Czasami spalona świeca ulega skruszeniu i wpadając do cylindra niszczy silnik. Dlatego prewencyjnie należy kontrolować świece przynajmniej raz na dwa lata.

Problemy z demontażem

Kłopotem typowym dla wielu silników z czterozaworową głowicą są trudności z demontażem używanej świecy żarowej. Na zapiekanie się gwintu nakłada się ryzyko urwania świecy w trakcie wykręcania, co w przypadku świec małogabarytowych jest bardzo prawdopodobne. To typowy problem silników 220 CDI Mercedesa, 1.9 CDTI Opla czy 2.0 D-4D Toyoty.

Zapobiegawczo należy stosować na gwint specjalną pastę ceramiczną, a ponadto samo odkręcanie musi być przeprowadzane według ściśle określonej procedury. Przede wszystkim przed odkręcaniem silnik powinien być nagrzany do nominalnej temperatury pracy. To powoduje nieznaczne rozluźnienie połączenia gwintowego. Po drugie warto świecę spryskać środkiem penetrującym na kilka minut przed próbą odkręcania. Kolejny punkt to obowiązkowe używanie klucza dynamometrycznego podczas demontażu. O ile moment dokręcania świecy 8 mm wynosi około 12 Nm, o tyle już przy 35 Nm dochodzi do jej urwania. Używając klucza dynamometrycznego można zawczasu dostrzec problem zapieczenia i pozwolić na dłuższe działanie penetrantu oraz spróbować poruszyć gwint ruchami prawo-lewo.

Urwana świeca

W razie zerwania świecy wszelkie próby ręcznego rozwiercania jej resztek kończą się zwykle uszkodzeniem głowicy. Są mechanicy oferujący usługę wykręcania urwanej świecy poprzez zastosowanie specjalnych narzędzi. Koszt takiej operacji to od 300 zł za każdą urwaną świecę. Gdy jednak i to nie przyniesie skutku, to jedynym sposobem jest demontaż głowicy i oddanie jej do warsztatu obróbkowego, gdzie resztki świecy zostaną precyzyjnie usunięte na frezarce. Cena takiej operacji to około 300 zł plus koszt demontażu głowicy (ok. 1000 zł).

Świeca konwencjonalna

Stosowana jest w silnikach do Euro 4 włącznie. W zależności od typu silnika może mieć normalny rozmiar (10 lub 12 mm) albo być małogabarytowa (w silnikach 16V najczęściej 8 mm).

Element grzewczy wykonany jest w postaci podwójnej spirali schowanej w metalowej obudowie. Zasilana jest napięciem z akumulatora i może pracować jeszcze do trzech minut po rozruchu (tzw. dogrzewanie silnika).

Napięcie zasilania: 11 VCzas nagrzewania: 4 sTemperatura: 980-1030°CDogrzewanie po rozruchu: 180 s

Świeca szybkiego startu

Stosowana od połowy ubiegłej dekady. Występuje w wykonaniu standardowym (ze spiralą grzejną) lub w wersji ceramicznej.

Element grzejny jest zwykle mniejszej średnicy, co przyspiesza jego nagrzewanie. Zasilany jest niskim napięciem z odpowiedniego sterownika. Dlatego nie wolno jej podłączać celem sprawdzenia "na krótko" do akumulatora.

Napięcie zasilania: 4,4-7 VCzas nagrzewania: ok. 2 sTemperatura: 1030°C (ceramiczna do 1350°C)

Świeca z wbudowanym czujnikiem ciśnienia

Pojawiła się wraz z normami emisji Euro 6. Tego typu świece znaleźć można m.in. w niektórych silnikach Opla 2.0 CDTI oraz VW 2.0 TDI wytwarzanych od ok. 2008 r.

Piezoelektryczny czujnik ciśnienia umieszczony jest w górnej części świecy żarowej i przesyła sygnał ciśnienia do sterownika silnika w celu optymalizacji przebiegu procesu spalania i obniżenia emisji tlenków azotu.

Napięcie zasilania: 5,4 VCzas nagrzewania: 2,5 sTemperatura: 1250°C

[1] Kłopoty z odkręceniem

Jeśli świeca nie chce się odkręcić, należy użyć środka penetrującego i próbować rozruszać gwint prawo-lewo, przykładając ograniczony moment.

[2] Urwana świeca

Są firmy wyspecjalizowane w usuwaniu zerwanych świec na silniku (300-600 zł/ szt.). Gdy to nie pomoże, głowicę trzeba zdemontować i frezować.

Samodzielna wymiana jest możliwa w silnikach z konwencjonalnymi świecami żarowymi o łatwym dostępie. Przed wymianą świec silnik warto rozgrzać do normalnej temperatury pracy, co sprzyja rozluźnieniu gwintów świec w głowicy.

[1] Odłączenie przewodów zasilających umożliwi dostęp do świec żarowych.[2] Spryskanie penetrantem pozwoli na zluzowanie zapieczonych gwintów. [3] Sprężone powietrze pozwoli usunąć zanieczyszczenia i pozostałości penetrantu ze świec.

[4] Odkręcanie świec kluczem dynamometrycznym pozwala na kontrolowanie siły i uniknięcie urwania świecy. [5] Wymiana wymaga sprawdzenia gwintu starej świecy. Jeśli jest uszkodzony, gniazdo głowicy trzeba poprawić. [6] Smarowanie gwintu świec pastą lub sprejem ceramicznym zabezpiecza przed późniejszym zapiekaniem się połączenia. [7] Dokręcanie świec koniecznie musi być wykonane z określonym momentem. To gwarantuje szczelność i trwałość.

Tekst: Marcin Klonowski, zdjęcia: Paweł Tyszko, producenci, archiwum; "Motor" 5/2016

Typowe problemy diesli – EKSPLOATACJA

Układ wtryskowy diesla bez tajemnic – PORADY