Tecnica di indicizzazione per le candele

Nell’articolo precedente, abbiamo descritto le candele e il loro funzionamento in generale. Anche i lettori meno informati sui motori a combustione interna sanno che questa piccola parte e apparentemente insignificante ha un impatto significativo sulla qualità della combustione che avviene nel motore, e quindi sulla potenza erogata.

Non c’è da stupirsi se i progettisti cercano di utilizzare correttamente tutte le proprietà della candele, sviluppando soluzioni che potrebbero sembrare poco intuitive. Questo concetto si applica anche all’indicizzazione delle candele, che sarà descritto nell’articolo seguente.

La storia della candela

Per quanto strano possa sembrare strano, lo sviluppo della candela ha preceduto l’arrivo dell’autovettura. Come per le grandi invenzioni, la cronologia della nascita di un’idea è complicata.

Il francese Étienne Lenoir è ampiamente riconosciuto come l’inventore della candela poiché la utilizzò per la prima volta in un motore a combustione interna a pistoni nel 1860. Per quanto ne sappiamo, il fisico di Princeton Edmond Berger ha inventato le candele già nel 1839, ma non ha brevettato la sua idea.

La vera gara ebbe luogo alla fine del XIX secolo quando Nikola Tesla, Richard Simms e Robert Bosch depositarono domande di brevetto per la candela nello stesso anno (1898). Un dispositivo reale e funzionale fu finalmente sviluppato nel 1902 da Gottlob Harold, che era un ingegnere Bosch.

Costruzione, funzionamento

Si potrebbe dire che la grandezza di una candela sta nella sua semplicità. Di solito è composta da tre parti principali: alloggiamento, isolante e conduttore centrale. Oltre alla sua funzione di accensione, svolge anche un ruolo di tenuta, in quanto attraversa la parete della camera di combustione.

Le candele sono determinate da quattro parametri principali: dimensioni, filettatura, tipo di guarnizione e spinterometro. In Europa, erano comuni tre diverse filettature (cioè dimensioni del dado): versioni da 10, 14 e 18 mm.

Parti della candela:

• Connettore
• Isolante in ceramica
• Corpo in metallo
• Elettrodo centrale
• Messa a terra
• Rondella o guarnizione di tenuta
• Proiezione isolante
• Distanza tra gli elettrodi (questa è fondamentalmente la distanza tra l’elettrodo centrale e l’elettrodo del corpo)

Il compito della candela è, in sostanza, generare una scintilla al momento giusto, e quindi accendere la miscela aria-carburante nella camera del cilindro. L’energia necessaria per questo viene dalla bobina di accensione o dall’alta tensione generata dall’elettromagnete. Fondamentalmente, una scintilla non è altro che il superamento di un’improvvisa grande differenza di potenziale tra due elettrodi.

La fasatura dell’accensione è fondamentale. Inoltre, è necessario considerare che inizialmente non vi è scintilla alla candela. Ciò è dovuto al fatto che la miscela nell’area circostante nello spazio la candela funge da isolante sulla candela finché la tensione non sale abbastanza da cambiare la struttura del gas. Di conseguenza, la tensione supera la costante dielettrica della miscela e i gas si ionizzano.

Il gas ionizzato si comporta come un filo: ci vogliono almeno da 12.000 a 25.000 volt per far passare una corrente attraverso di esso.

Le candele moderne sono ora in grado di generare diverse scintille per ciclo di accensione, rendendo ancora più efficiente il processo di combustione nel cilindro.

Opzioni di ottimizzazione – valore termico

Non sorprende che la punta di una candela sia esposta a forti carichi termici durante il funzionamento – la sua temperatura è tipicamente di 5-800°C.

Tuttavia, la caratteristica davvero importante è la velocità con cui la candela può rilasciare il calore accumulato. Su questa base, distinguiamo tra candele “calde” e “fredde”. La logica di denominazione può variare, ma i numeri sono generalmente assegnati dai produttori. In passato, prima dell’era dell’iniezione di carburante a controllo elettronico, le candele “fredde” erano tipicamente utilizzate nelle city car e le candele “calde” nel traffico stradale. Questo è meno rilevante ora, ma non è raro che i motori da corsa utilizzino un set separato di candele per l’avviamento a freddo.

Indicizzazione

La maggior parte di noi difficilmente pensa molto al fatto che la geometria di una candela non è completamente simmetrica, o almeno non in molti aspetti. Inoltre, pochi sanno che questa caratteristica può influire sulle prestazioni e persino sulla funzionalità di un determinato cilindro.

Non importa dove sia posizionata la candela nel cilindro.

Il motore riceve una miscela aria-carburante in posizione fissa dalle valvole di aspirazione (anche se il carburante proviene da un iniettore separato). Idealmente, l’elettrodo del corpo dovrebbe essere il più lontano possibile dalla valvola o dalle valvole di aspirazione in modo da non ostacolare il flusso della miscela nello spazio tra gli elettrodi.

Tuttavia, se non contrassegniamo la candela, non possiamo essere completamente sicuri che sia effettivamente rivolta nella direzione giusta quando si trova sul piedistallo (almeno per un motore non aperto).

L’indicizzazione indica la dimensione della rondella che deve essere posta sotto la candela per assicurarsi che sia nella posizione corretta una volta avvitata.

Va notato che i fornitori di servizi hanno opinioni diverse su questo fenomeno, inclusa la ragione della sua esistenza.

Secondo alcuni di loro, è particolarmente importante nel caso di motori in cui la posizione errata della candela può addirittura farla entrare in contatto con il pistone. Questo di solito si applica ai progetti più vecchi, ma non causa alcuna perdita di prestazioni.

Tuttavia, altri esperti affermano che la posizione corretta della candela rappresenta almeno l’1% della potenza potenziale: non sembra molto, ma nel caso di un’auto da corsa da 500 CV significa 5 CV in più, e questo può già significare una differenza misurabile nei tempi sul giro.

Tuttavia, il consenso generale è che l’indicizzazione della candela è necessaria in alcuni casi, nei motori con un rapporto di compressione molto elevato, poiché è qui che è più probabile il contatto pistone-elettrodo.