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Tra le diverse parti del motore, la candela d’accensione risulta essere quella di più immediato approccio per il guidatore.
La candela d’accensione è difatti il dispositivo elettrico inserito in ognuno dei cilindri nei motori ad accensione comandata, atto a generare una scintilla che favorisca l’avvio della combustione della carica fresca.
Chi ha inventato la candela d’accensione
Al 1898 risalgono i primi brevetti che riguardino un sistema di sincronizzazione di accensione, tali brevetti furono fatti a nome di Nikola Tesla, Rochard Simms e Robert Bosch, ad ogni modo l’invenzione viene attribuita anche a Karl Benz. La finalità della candela è quella di generare una scintilla che avvii la combustione della carica fresca.
In età moderna nei motori a combustione spontanea, la combustione è invece avviata da una compressione, e le cosiddette candelette hanno il solo scopo di riscaldare il combustibile in una precamera di combustione (nei motori diesel di vecchia generazione, ovvero a iniezione indiretta) a differenza dei nuovi motori diesel a iniezione diretta (dove hanno un ruolo “secondario” grazie alla nebulizzazione del carburante dovuta alle pompe ad alta pressione, in questo modo facile da incendiare anche a temperature “basse”) durante gli avviamenti a freddo.
Le parti della candela
La candela si può schematizzare in varie parti:
1) Terminale: la parte superiore della candela presenta un terminale, che viene unito alla pipetta. La costruzione del terminale varia in funzione dell’impiego della candela stessa e generalmente ogni candela ha il terminale dotato di un adattatore che si svita, in modo da permettere l’adattamento del terminale a più tipi di pipetta. Questo terminale è collegato ad un estremo dell’anima metallica della candela, all’altro capo invece troviamo l’elettrodo centrale.
2) Corpo ceramico: formato da 2 candele d’accensione a confronto, una consumata regolarmente e l’altra con l’isolante ceramico rotto. Lo ritroviamo su tutta la lunghezza della candela, e a sua volta viene suddiviso in varie parti:
corpo – costituisce la parte superiore del corpo, realizzato in ceramica a base di ossido di alluminio presenta il tipico aspetto dotato di risalti circonferenziali smussati;
coste – migliorano il potere isolante e impediscono che una scarica elettrica si instauri tra il terminale e l’involucro metallico muovendosi parallelamente alla superficie del corpo isolante;
Isolatore – si trova nella parte inferiore del corpo ceramico per culminare alla base dell’elettrodo centrale ed è quindi all’interno della camera di combustione, per questo deve resistere fino a 1500 °C e 60.000 V. Le sue misure sono importanti per determinare il grado termico della candela.
3) Corpo metallico: due candele a confronto a sinistra una di alta qualità, a destra una di bassa qualità, a sinistra è possibile vedere il corpo ceramico munito di creste che ne migliora le caratteristiche isolanti, a destra il corpo metallico è ricavato da due elementi saldati, mentre a sinistra è un elemento unico e deformato successivamente all’introduzione del corpo ceramico, l’anello di tenuta a sinistra rimane più facilmente in posizione.
E’ importante perché all’interno della candela permette l’avvitamento della testata del motore e il collegamento di un elettrodo a massa, in questo modo è possibile generare la scintilla e supportare il corpo ceramico che ingloba l’altro elettrodo, esso è costituito anche da:
esagono – Costituisce la parte che garantisce l’applicazione della chiave per avvitare la candela e permettere il serraggio della stessa, le misure più comuni sono 21, 18 e 16.
filettatura – rappresenta la parte avvitata all’interno della testata, può avere diverse forme (cilindrica, conica e di diverse lunghezze e passo filettatura).
guarnizione – è situato tra il corpo metallico e la filettatura dello stesso, evita il trafilamento verso l’esterno dei gas dalla camera di combustione prevenendo così eventuali perdite di pressione.
4) Elettrodi. Gli elettrodi sono due:
elettrodo centrale – emerge dall’isolatore da dove parte la scintilla elettrica. Più grande è il suo diametro più lunga sarà la durata; restringendo questi valori si ha una maggiore affidabilità nello scoccare della scintilla a svantaggio della durata del pezzo. Elettrodi molto sottili fatti con leghe speciali sono utilizzati sui motori da competizione;
elettrodo di massa – viene saldato o ricavato dal corpo metallico; regolando la sua apertura o chiusura è possibile decidere la distanza dall’altro elettrodo.
Il grado termico della candela
E’ la il materiale isolante, la sua conformazione, la sua quantità, la sua qualità a determinare il grado termico della candela. Generalmente il materiale isolante è fatto in porcellana e ricopre l’elettrodo centrale.
Una candela può essere calda o fredda a seconda del suo grado termico. E’ calda se ha bassa attitudine a disperdere calore ed è idonea per motori di bassa potenza. E’ fredda se ha buona attitudine a disperdere calore ed è idonea per motori di elevata potenza.
La capacità di disperdere calore è fondamentale, perché con una candela troppo calda (un basso numero su scala NGK) il surriscaldamento derivante porterebbe a un decadimento delle prestazioni, fino ad arrivare a fenomeni di grippaggio o di autoaccensione in grado di danneggiare il cielo del pistone. Si tende ad avere inoltre un marcato effetto dieseling.
Viceversa in condizioni di candele con temperature troppo basse, avverrebbe un più difficile avviamento a motore freddo e formazioni di depositi sugli elettrodi, capaci di isolare elettricamente i due poli impedendo la scintilla.
Il valore numerico del codice riportato sulla candela identifica il grado termico. Per misurare la capacità di disperdere calore delle candele vengono usate scale differenti dai costruttori. Generalmente, all’aumentare del valore, indicano il maggior potere dissipante della candela: quindi, ad esempio su scala NGK, un valore basso indica una candela “calda”, mentre un valore alto indica una candela “fredda”.
La temperatura di esercizio di una candela è influenzata alla stessa maniera dal suo grado termico, che se inferiore a 450 gradi Centigradi non permetterà la corretta combustione e la pulizia degli elettrodi.
