Tutto sulle candele d accensione

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1 Tecnica Tecnologia d'avviamento Elettronica Sensorica d'accensione a freddo di motori diesel Ultra Ultra X Ultra X Platin Tutto sulle candele d accensione Informazione tecnica n 02 Perfezione integrata

2 2 Indice Il motore a ciclo Otto 3 Principio di funzionamento della candela d accensione nel motore a ciclo Otto 3 Requisiti di una moderna candela d'accensione 3 Struttura e tipologie delle candele d'accensione 4 Materiali 4 Distanza tra gli elettrodi 4 La candela d'accensione al dettaglio 4 Posizione e percorso della scintilla 5 Sede della guarnizione 5 Grado termico e conduzione termica 6 Grado termico 6 Influssi sul grado termico 6 Conduzione termica 6 Programma di candele d'accensione BERU 7 BERU Ultra X. Il programma per esigenze estremamente elevate 7 BERU la decisione dei costruttori di automobili 7 Candele d'accensione speciali 7 Espedienti per l'officina 8 Controllo delle candele d'accensione 8/9 Disfunzioni ed usura 10 Montaggio delle candele d'accensione 10 Ausili di montaggio BERU 11 Futuro 12 Il futuro delle candele d'accensione 12 Elevati requisiti delle nuove generazioni di candele d'accensione 12 Miglioramento delle proprietà ceramiche 13 Nuove geometrie per le candele d'accensione per una durata ancora maggiore 13 Ulteriore riduzione delle tolleranze di produzione 13 Recentissimi sistemi di misurazione ed applicazione 14 Produzione delle candele d'accensione 14 Dal pezzo greggio al componente di precisione 14 Test di durezza BERU 15 Standard di qualità BERU 15 Servizi BERU 15 La candela d'accensione il cuore del motore Disponibilità d avviamento, durata, potenza, consumo e comportamento dei gas scaricati dal motore questi importantissimi parametri vengono sostanzialmente influenzati dalla candela d'accensione. La parte della candela d'accensione determinante il funzionamento si trova nella camera di combustione del motore, solo un piccola parte dell'isolatore dell'elemento di collegamento sono visibili dall'esterno. Durante l'esercizio le candele d'accensione devono fornire il massimo rendimento: in ogni situazione devono garantire una sicura accensione, un corretto avviamento a freddo e un funzionamento privo di interruzioni anche in condizioni di massimo carico e dare il loro contributo affinché sia garantita una combustione ottimale e con ciò una ridotta emissione di sostanze nocive. Nella camera di combustione si producono temperature fino a C e una pressione di 50 bar. Inoltre, si verificano tensioni d'accensione fino a Volt. Ma anche gli influssi chimici rappresentano elevati requisiti di qualità. La candela d'accensione, dunque, deve compiere un enorme lavoro pesante per molte migliaia di chilometri. Le candele d'accensione BERU sono componenti di precisione altamente specializzati, che vengono fabbricati secondo i modelli dei costruttori di automobili su

3 3 Il motore a ciclo Otto Principio di funzionamento della candela d accensione nel motore a ciclo Otto Contrariamente ai motori diesel, i motori a ciclo Otto dipendono da un accensione dall'esterno: Nel ciclo di compressione la combustione della miscela compressa di carburante-aria viene realizzata per mezzo di una scintilla elettrica. Qui la funzione della candela d'accensione consiste nel produrre questa scintilla. Questa scintilla si forma dall'alta tensione prodotta dalla bobina d'accensione e si scarica tra gli elettrodi. Partendo dalla scintilla attraverso tutta la camera di combustione si diffonde una fiammata frontale, fino allo scoppio di tutta la miscela. Il calore in tal modo liberatosi aumenta rapidamente la temperatura e la pressione nel cilindro, in tal modo il pistone viene premuto verso il basso. Il movimento viene trasmesso attraverso la biella sull'albero a gomiti in questo modo attraverso la frizione e gli assi fornisce la forza motrice all'autoveicolo. Requisiti di una moderna candela d'accensione Affinché il motore possa funzionare costantemente con forza e in maniera ecologica, sono da soddisfare parecchi requisiti: deve essere disponibile la necessaria quantità di miscela di carburantearia da alimentare nel cilindro, la scintilla d'accensione ricca di energia deve scaricarsi tra gli elettrodi in un istante esattamente predefinito. Qui le candele d'accensione devono fornire il massimo rendimento: Ogni 500 e volte circa al minuto devono fornire una potente scintilla d'accensione e questo anche alla massima potenza per ore ma anche nel traffico stop-and-go. Perfino ad una temperatura di 20 C devono garantire che venga rapidamente raggiunta la temperatura d'esercizio. Le candele d'accensione ad alta tecnologia garantiscono una combustione con una ridotta emissione di sostanze nocive e uno sfruttamento ottimale del carburante senza mancate accensioni, che possono favorire una penetrazione di carburante non bruciato nel catalizzatore con la conseguenza di distruggerlo. Una moderna candela d'accensione deve dunque soddisfare i requisiti seguenti: La scintilla della candela d'accensione durante il ciclo di compressione incendia la miscela compressa di carburante-aria. Requisiti elettrici Sicura trasmissione di alta tensione anche in voltaggi d'accensione fino a Volt Elevata capacità isolante anche a temperature di C, prevenzione di scariche disruptive e di dissipazione Requisiti meccanici Chiusura della camera di combustione ermetica alla pressione e al gas, resistenza contro sbalzi di pressione fino a ca. 100 bar Elevata resistenza meccanica per un montaggio sicuro Requisiti termici Resistenza contro termoshoc (gas combusti bollenti aspirazione di miscela fredda) Buona conduzione termica del piede dell'isolatore e degli elettrodi Requisiti elettromeccanici Resistenza contro erosione da scintille, gas di combustione e residui Prevenzione di una formazione di depositi sull'isolatore Le candele d'accensione sviluppate dalla BERU e fabbricate con pregiati materiali resistono durevolmente a queste condizioni estreme. Sin dallo sviluppo dei motori, gli ingegneri della BERU collaborano strettamente con l'industria automobilistica, affinché le candele d'accensione siano configurate in maniera ottimale per soddisfare i rispettivi requisiti nella camera di combustione.

4 4 Struttura e tipologie delle candele d'accensione Materiali Ultra X Platin Al fine di poter fornire sempre la candela d'accensione ottimale e perfettamente configurata da soddisfare i numerosi requisiti di diversi motori e scopi l'applicazione, la BERU offre un assortimento completo di candele d'accensione. A tal fine per gli elettrodi centrali si utilizzano materiali del tutto svariati. Leghe speciali a base di nichel nonché elettrodi a nucleo di rame sono particolarmente caratterizzati da una buona dissipazione termica e da una elevata resistenza alla corrosione. Ma l'argento possiede una capacità di conduzione termica ancora più elevata. Il platino offre una resistenza ottimale contro la combustione e prolunga pertanto gli intervalli per il cambio. È altrettanto importante l'elettrodo di massa: la sua geometria influenza fra l'altro l'accessibilità della miscela, l'usura, la dissipazione termica e il fabbisogno di tensione d'accensione. A seconda della forma costruttiva della camera di combustione può presentare diverse configurazioni. Distanza tra gli elettrodi La distanza più breve tra l'elettrodo centrale e l'elettrodo di massa della candela d'accensione viene denominata distanza tra gli elettrodi. Qui deve scaricarsi la scintilla d'accensione. La rispettiva distanza ottimale tra gli elettrodi dipende tra l'altro dal motore e viene rilevata in una stretta collaborazione con i costruttori dei motori ossia degli autoveicoli. È molto importante garantire con la massima precisione il rispetto della distanza tra le elettrodi, infatti, una distanza errata può pregiudicare negativamente il funzionamento della candela e di conseguenza peggiorare notevolmente il rendimento del motore. Se la distanza tra le elettrodi è troppo piccola, la conseguenza potrebbe essere un'accensione insufficiente, una corsa in folle instabile e pessimi valori dei gas di scarico. Una distanza tra i elettrodi eccessiva può invece avere la conseguenza di mancate accensioni. Nelle candele munite di parecchi elettrodi non è necessario riaggiustare la distanza tra le elettrodi grazie alla posizione predefinita della scintilla (ad esempio Ultra X, tecnica ad aria/scarica superficiale) Collegamento per il connettore della candela (la figura mostra un recentissimo collegamento SAE, gli autoveicoli più vecchi sono equipaggiati con collegamenti M4). Conduce la tensione d'accensione all'elettrodo. Spina d'acciaio (ignitore) incluso ermeticamente al gas in vetro fuso conduttore, come collegamento con l'elettrodo centrale. L'isolatore è realizzato in ceramica di ossido d'alluminio e isola l'elettrodo centrale fino ad una tensione di Volt contro massa. Il corpo della candela nichelato viene collegato ermeticamente al gas tramite procedimento di termorestrizione con l'isolatore. La filettatura serve per fissare la candela nel blocco motore. Anello di tenuta esterno perenne, per la tenuta ermetica e l'abbattimento del calore. Collegamento elettrico dell'ignitore e dell'elettrodo centrale. Nei tipi (R-) schermati con vetro fuso resistivo. Mediante rispettive miscele aggiuntive, la massa fusa di vetro può essere provvista di una resistenza definita contro la bruciatura e per garantire le proprietà di schermatura. L'anello di tenuta interno stabilisce il collegamento ermetico al gas tra l'isolatore e il corpo metallico e serve altrettanto per abbattere il calore. L'elettrodo centrale è un nucleo di rame rivestito con nichel (nelle recentissime generazioni di autoveicoli con punta di platino), integrato dell'isolatore. L'isolatore sporge nella camera di combustione. Questi influenza sostanzialmente il valore termico della candela d'accensione. L'introduzione facilita notevolmente l'avvitatura della candela. La camera traspirante influisce il comportamento autopulente. Nel corpo della candela d'accensione vi sono saldati uno o parecchi elettrodi di massa, che costituiscono il percorso della scintilla con l'elettrodo centrale. Leghe a base di nichel specialmente sviluppate (nelle recentissime generazioni di autoveicoli con armatura di platino) aumentano notevolmente la resistenza contro la bruciatura dell'elettrodo di massa. Elettrodo centrale di platino Distanza tra gli elettrodi EA La candela d'accensione al dettaglio EA 4 Corpo della candela nichelato 1 Dado di collegamento SAE (passacavo) 2 Ignitore 3 Isolatore di ossido d'alluminio

5 5 Struttura e tipologie delle candele d'accensione Percorso della scintilla Posizione e percorso della scintilla Due fattori essenziali influiscono il funzionamento della candela d'accensione nella camera di combustione: la posizione della scintilla e il percorso della scintilla. La geometria definita dagli sviluppatori dei motori viene chiamata posizione della scintilla, cioè, la misura fino a quale si propaga la scintilla all'interno della camera di combustione. Nel percorso della scintilla è da distinguere: Percorso della scintilla nell'aria: traiettoria della scintilla tra gli elettrodi, per incendiare la miscela di carburante-aria nella camera di combustione. Percorso della scarica superficiale: traiettoria della scintilla dall'inizio della superficie fino alla punta dell'isolatore per scaricarsi quindi sul elettrodo di massa. Su questo percorso si bruciano fastidiosi depositi derivanti dai residui di combustione. Percorso dell aria/scarica superficiale: traiettorie delle scintille che possono propagarsi attraverso l'aria e l'isolatore. Grazie alla combinazione di traiettorie indipendenti tra di loro, cioè aria e scarica superficiale, è possibile ridurre il consumo degli elettrodi, con il vantaggio di ottenere una durata chiaramente maggiore delle candele d'accensione. Percorso della scintilla nell'aria Percorso della scarica superficiale Sede della guarnizione La candela d'accensione deve essere avvitata nella testata del cilindro in maniera ermetica al gas. A seconda della forma costruttiva del motore, sono da distinguere due tipi di guarnizione: Guarnizione piatta o guarnizione piana: Un anello di tenuta esterno imperdibile funge come guarnizione sul corpo della candela. Sede guarnizione corpo o sede guarnizione conica: La superficie a forma di cono del corpo della candela in una superficie d'appoggio appositamente modellata garantisce la tenuta ermetica della testata del cilindro. Apertura della chiave 16 In condizioni di montaggio ristrette (ad esempio motori con parecchie valvole) molto spesso si utilizzano candele d'accensione FineLine, che presentano aperture inferiori e dimensioni più fini. Sede guarnizione piatta con anello di tenuta Sede guarnizione conica senza anello di tenuta 5 Anello di tenuta esterno perenne 7 Guarnizione interna 10 Introduzione aggiuntiva 11 Camera traspirante 9 Piede dell'isolatore 12 Elettrodo di massa 8 Elettrodo centrale 6 Vetro fuso conduttore elettrico

6 6 Grado termico e conduzione termica Grado termico Il grado termico è una misura per la configurazione termica di una candela d'accensione. Questa misura indica la massima sollecitazione termica attendibile nella candela d'accensione in un equilibrio tra assorbimento ed erogazione di calore. Alla scelta di una candela d'accensione è da rispettare esattamente il grado termico: Se l'indice del grado termico è troppo alto (ad esempio 9), la candela non sarà in grado di dissipare con una sufficiente rapidità il calore prodotto. Ciò ha la conseguenza di accensioni per arroventamento; questo significa che non è la scintilla d'accensione ad incendiare la miscela di carburante, bensì la candela arroventata. Se invece l'indice del grado termico è troppo basso (ad esempio 5), con una ridotta potenza del motore non viene raggiunta la temperatura di combustione necessaria all'autopulizia della candela. La conseguenza: mancate accensioni, elevato consumo e maggiori emissioni O C 850 O C O C 400 O C Campo d'accensione per arroventamento Elevata usura degli elettrodi Campo operativo Limite di autocombustione Annerimento per fuliggine Influssi sul grado termico Nella maggior parte dei casi, più è alta la potenza di un motore, più aumenta anche in proporzione la temperatura della camera di combustione La candela d'accensione deve essere adattata a questa circostanza. La grandezza del piede dell'isolatore influenza in maniera determinante l'assorbimento termico, la dissipazione termica avviene, infatti, attraverso il piede dell'isolatore, l'elettrodo centrale e la guarnizione interna sul corpo della candela verso la testata del cilindro. Le candela d accensione con un piede dell'isolatore lungo assorbono più calore dalla camera di combustione. Ma dato che sulla lunga via verso il corpo della candela possono erogare meno calore, vengono chiamate candele accensione calde. Le candele d'accensione con un piede dell'isolatore corto assorbono meno calore. E dato che sulla breve via verso il corpo della candela possono erogare molto calore, vengono chiamate candele accensione fredde. ca. 30 % Vie di conduzione termica di una candela d'accensione ca. 20 % ca. 2% Conduzione termica Durante il processo di combustione nel cilindro a breve tempo si producono temperature di oltre C, che riscaldano anche la candela d'accensione stessa. La candela d'accensione eroga verso l'esterno circa l'80% di questo calore assorbito attraverso diverse vie di conduzione termica. Gran parte di questo calore viene trasmesso dal filetto della candela d'accensione direttamente sulla testata del cilindro. E proprio per questo motivo è necessario che la candela d'accensione venga sempre serrata con la coppia giusta. La miscela di carburante-aria in fase di passaggio assorbe solo il 20% del calore che viene quindi abbattuto. Grazie all'utilizzo di elettrodi composti, ad esempio elettrodi Ni con nucleo di rame, è possibile migliorare notevolmente l'abbattimento del calore. Con una posizione della scintilla estremamente avanzata nella camera di combustione è possibile raggiungere rapidamente la temperatura di autocombustione tramite uno speciale adattamento della sezione e della superficie assorbente il calore alla punta del piede dell'isolatore e una riduzione regolata della temperatura nel campo superiore sull'isolatore al di sotto di 900 C. In tal modo le candele d'accensione così configurate sono particolarmente indicate per camere di combustione con temperature relativamente basse ma anche per quelle con temperature molto alte. ca. 30 % ca. 18 %

7 7 Programma di candele d'accensione BERU BERU Ultra X. Il programma per esigenze estremamente elevate Minimo assortimento Massima copertura del mercato Estremamente innovativo: Tecnologie per primi equipaggiamenti 6 ULTRA X + 2 ULTRA X PLATIN = 8 POTENTI TIPI PER COPRIRE IL 93% DEL MERCATO! BERU Ultra X. L innovazione candele d accensione, che unisce le tecnologie per produttori di equipaggiamenti base. L'innovazione delle candele d'accensione Ultra X è stata sviluppata per gli automobilisti, che desiderano approfittare allo stesso tempo delle tecnologie per primi equipaggiamenti. BERU Ultra X Platin. La migliore Ultra X. Per automobilisti che hanno bisogno di potenza, senza compromessi. Nuovo: Elettrodo centrale di platino Nuovo: Ancora più percorsi delle scintille Nuovo: Elettrodi a corno Nuovo: Isolatore Duplex La Ultra X Platin è concepita per soddisfare gli elevati requisiti delle modernissime generazioni di motori ed offre all'automobilista sportivo senza compromessi e orientato all'ottimizzazione il plus attivo di potenza, sicurezza d'accensione ed affidabilità. BERU la decisione dei costruttori di automobili BERU Ultra. BERU Bi-Hex. Candele d'accensione altamente qualitative, proprio come quelle che vengono montate nei primi equipaggiamenti per numerosi motori di tipologia svariata e vari campi d'applicazione. Combustione ecologica: per risparmiare benzina e proteggere il catalizzatore Per una sicura accensione anche a temperature estreme Lunga durata, elevata durata utile Materiali affermati: elettrodo centrale bicomponente con nucleo di rame rivestito di nichel Tecnologia da 12 mm con apertura 14 Diametri ridotti dei filetti Lunghezza di filettatura 26,5 mm Sicurezza d'accensione grazie alla scarica Corona Candele d'accensione speciali La BERU produce candele d'accensione speciali per i più svariati campi d'applicazione: 1. Candele d accensione compatte per condizioni di spazio particolarmente ristrette in motoseghe e tosaerba 2. Candele d'accensione completamente schermate con mantello d'acciaio stabilite per elevati requisiti anti-interferenza, per esempio autoveicoli delle autorità 3. Candele d'accensione per motori di automezzi alimentati a gas e motori stazionari per applicazioni industriali 4. Candele d'accensione misuranti, specialmente per motori di test e sperimentali

8 8 Espedienti per l'officina Controllo delle candele d'accensione Nell'ambito del controllo visivo della candela d'accensione spesso si presentano diversi quadri di danneggiamento. Qui una panoramica con la descrizione delle cause, degli effetti e delle possibilità di rimedio: NORMALE (1) Ridotta distanza tra gli elettrodi e un piede dell'isolatore di colore grigio-bianco / grigio-giallo fino marrone rossiccio: Le regolazioni del motore sono corrette, anche il grado termico è giusto. ANNERIMENTO PER FULIGGINE (2) Piede dell'isolatore, elettrodi e corpo della candela d'accensione coperti di fuliggine nera vellutata. Causa: Regolazione della miscela errata: Miscela troppo grassa, filtro dell'aria fortemente sporco, dispositivo d'avviamento a freddo difettoso. Viaggi prevalentemente corti. Candela d'accensione troppo fredda, indice del grado termico troppo basso. Effetto: A causa delle correnti di perdita si verifica un pessimo comportamento d'avviamento a freddo e mancate accensioni. Di conseguenza non è da escludere una penetrazione di carburante non combusto nel catalizzatore e un conseguente danneggiamento. Rimedio: Regolare correttamente la miscela e il dispositivo d'avviamento a freddo, controllare il filtro dell'aria. IMBRATTAMENTO D'OLIO (3) Piede dell'isolatore, elettrodi e corpo della candela d'accensione ricoperti di un film d'olio annerito. Causa: Troppo olio nella camera di combustione, livello dell'olio troppo alto, fascette elastiche, cilindro e guide delle valvole fortemente usurati. Effetto: Mancate accensioni o perfino cortocircuito della candela d'accensione, guasto totale. Rimedio: Sottoporre il motore ad una revisione, utilizzare una corretta miscela di carburante-olio, montare nuove candele d'accensione di marca BERU. FORMAZIONE DI UNO STRATO SOTTILE DI SMALTO (4) Il piede dell'isolatore mostra uno strato sottile di smalto di colore parzialmente marrone-giallo, che si sfuma nel verdastro. Causa: Additivi nella benzina e nell'olio motore possono formare depositi cenerosi. Effetto: Questi depositi vengono fluidificati in un improvviso carico massimo del motore e diventano elettricamente conduttivi. Rimedio: Regolare esattamente la preparazione del carburante, montare nuove candele d'accensione originali di marca BERU. DEPOSITI (5) Forti depositi di additivi d'olio e carburante sul piede dell'isolatore e sul elettrodo di massa. Depositi simili a scorie (calamina). Causa: Componenti di leghe, in particolare di olio, possono formare dei residui, che si depositano di conseguenza nella camera di combustione e sulla candela d'accensione. Effetto: Può provocare accensioni per arroventamento con perdita di potenza e danneggiamento del motore. Rimedio: Verificare le regolazioni del motore. Montare nuove candele d'accensione originali di marca BERU, cambiare eventu-

9 9 Espedienti per l'officina ELETTRODO CENTRALE FUSO (6) Elettrodo centrale fuso, punta del piede dell'isolatore con bollicine, strutture spugnose e rammollite. Causa: Sovraccarico termico dovuto ad accensioni per arroventamento, ad esempio a causa di una regolazione precoce dell'accensione, presenza di residui nella camera di combustione, valvole difettose, spinterogeni danneggiati, insufficiente qualità del carburante, grado termico eventualmente troppo basso, coppia di serraggio non esattamente rispettata. Effetto: Mancate accensioni, perdita di potenza (danneggiamento del motore). Rimedio: Controllare il motore, l'accensione, la preparazione della miscela, le coppe di serraggio delle candele d'accensione. Montare nuove candele accensione originali di marca BERU con il grado termico giusto. ROTTURA DEL PIEDE DELL'ISOLATORE (7) Rotture nel piede dell'isolatore. Causa: Danneggiamento meccanico dovuto ad una manipolazione non appropriata. Riconoscibile solo come incrinatura capillare allo stadio iniziale. In casi estremi a causa di depositi di impurità tra l elettrodo centrale e il piede dell'isolatore particolarmente in seguito ad una durata d'esercizio eccessivamente lunga può scoppiare l'isolatore. Il cilindro picchia in testa. Effetto: Mancate accensioni, la scintilla d'accensione si scarica in punti che non vengono raggiunti con sicurezza dalla miscela fresca. Rimedio: Montare nuove candele d'accensione originali di marca BERU. La coppia di serraggio corretta è un presupposto molto importante per garantire un funzionamento perfetto della candela d'accensione. Una coppia di serraggio eccessiva può danneggiare la candela, mentre una troppo bassa provoca invece una pessima tenuta ermetica e un abbattimento di calore. In una corretta coppia di serraggio l'intensità di tenuta della candela d'accensione è compresa in un campo tra 1,29 e 1,59 mm (si veda alla tabella, le specifiche si riferiscono a candele con un filetto M14). Intensità di tenuta 1,61 mm 1,59 mm 1,29 mm 1,25 mm 1,24 mm 1,22 mm 1,20 mm 1,19 mm 1,17 mm 1,15 mm Coppia di serraggio applicata 10 Nm 20 Nm 30 Nm 40 Nm 50 Nm 60 Nm 70 Nm 80 Nm 90 Nm 100 Nm 9 FORTE USURA DEGLI ELETTRODI (8) L'elettrodo centrale e/o l elettrodo di massa presentano perdite di materiale visibili esternamente. Causa: Additivi aggressivi nel carburante e nell'olio. Effetti di flusso sfavorevoli nella camera di combustione, eventualmente dovuti a depositi di impurità. Il cilindro batte in testa, sovraccarico termico, montaggio di una candela sbagliata. Effetto: Mancate accensioni, particolarmente durante l'accelerazione (la tensione d'accensione non è più sufficiente per una grande distanza tra gli elettrodi). Pessimo comportamento di messa in moto. Rimedio: Montare nuove candele d'accensione originali di marca BERU. 10 ELETTRODI FUSI (9) Gli elettrodi presentano strutture a una forma di cavolfiore. Eventuali precipitazioni di materiali diversi da quelli della candela. Causa: Sovraccarico termico dovuto ad accensioni per arroventamento, ad esempio a causa di una regolazione precoce dell'accensione, presenza di residui nella camera di combustione, valvole difettose, spinterogeni danneggiati, insufficiente qualità del carburante, coppia di serraggio non esattamente rispettata. Effetto: Prima del guasto totale (danno del motore) si manifesta una perdita di potenza. Rimedio: Controllare il motore, l'accensione, la preparazione della miscela, le coppe di serraggio delle candele d'accensione. montare nuove candele d'accensione originali di marca BERU. CONNETTORE DELLA CANDELA D'ACCENSIONE SCREPOLATO (10) Causa: Sovraccarico termico, connettore invecchiato. Effetto: Mancate accensioni. Rimedio: Montare nuovi connettori e candele d'accensione originali di marca BERU, ingrassare il collo dell'isolatore con grasso per connettori BERU (si veda a pagina 11).

10 10 Espedienti per l'officina Disfunzioni ed usura Sovraccarico, carburante di pessima qualità, scelta di candele sbagliate e traffico stop-and-go sono solo un paio degli influssi che possono pregiudicare notevolmente il funzionamento di una candela d'accensione. Qui una breve lista di controllo che aiuta a riconoscere gli errori: Sintomo Causa Possibili danni conseguenti Elettroerosione, Sovraccarico termico Elettrodi fusi corrosione Carburante sbagliato Accensione per arroventamento o di pessima qualità Mancate accensioni (a causa di una Grado termico errato maggiore distanza tra gli elettrodi) Accensioni per Residui nella camera di combustione Danni al pistone arroventamento Valvole difettose Danni alle valvole Candele con grado termico errato Danni alle candele d'accensione Carburante con una insufficiente quantità di ottani Combustione Carburante con una insufficiente quantità di ottani Aumento incontrollato di pressione e temperatura battente Istante d'accensione sbagliato con la conseguenza di un possibile danneggia- Eccessiva compressione mento dei pistoni e delle candele d'accensione Il nostro suggerimento per le sollecitazioni più dure: BERU Ultra X Mancate Difetto, invecchiamento, mancata tenuta Scariche di scintille sull isolatore accensioni Del connettore della candela Ulteriori mancate accensioni La candela con tecnologia ad aria/scarica superficiale a nucleo di rame rivestito di nichel e 4 elettrodi di massa trasposti in coppia a forma di X offre la massima sicurezza d'accensione: La scintilla ha fino a 8 diverse possibilità di incendiare la miscela di aria-benzina! Montaggio delle candele d'accensione Poiché le candele d accensione sono concepite per determinati motori, fondamentalmente è necessario utilizzare sempre la candela giusta infatti, un grado termico sbagliato o una distanza non corretta tra gli elettrodi nonché una lunghezza sbagliata del filetto possono provocare una riduzione della potenza del motore o perfino danneggiare il motore e/o il catalizzatore. È altrettanto indispensabile un'accurata operazione di smontaggio e montaggio. All'operazione di smontaggio è necessario accertarsi che nella camera di combustione non pervenga della sporcizia. Pertanto, si raccomanda di allentare la candela prima di alcune spire, pulire il vano della candela con aria compressa o un pennello, e solo dopo svitare completamente la candela. I Applicare con un pennello del grasso speciale BERU sull'isolatore della candela d'accensione (codice ). All'operazione di montaggio il filetto della candela e il foro della testata del cilindro devono essere perfettamente puliti. Nelle candele d'accensione BERU il rivestimento di nichel del corpo della candela rende superfluo un ingrassaggio. Accertarsi sempre della giusta coppia di serraggio (si veda alla tabella). Attenzione: le candele d'accensione cadute a terra non devono essere più utilizzate, infatti, anche i danneggiamenti invisibili possono provocare delle mancate accensioni o danneggiare perfino il catalizzatore. Controllare l'usura del connettore della candela. Qualora fossero riconoscibili delle screpolature o fini incrinature capillari, sarà necessario sostituire il connettore. La candela d'accensione Ultra X, sostituita nell'ambito della revisione: Il piede dell'isolatore è privo di depositi, sia l'elettrodo di massa che l'elettrodo centrale presentano solo una ridotta usura.

11 11 Espedienti per l'officina zona da ingrassare IMPORTANTE ALL'OPERAZIONE DI MONTAGGIO: LA GIUSTA COPPIA DI SERRAGGIO Se nonostante una coppia di serraggio secondo le prescrizioni dovessero manifestarsi segni di usura o fusione sull elettrodo centrale, molto probabilmente la causa è attribuibile ad un ciclo di combustione incontrollato (ad esempio accensione per arroventamento oppure alta velocità). Possibili motivi: istante d'accensione sbagliato, valvola di scarico regolata troppo stretta, qualità di carburante non adatta, depositi di impurità della camera di combustione o miscela di carburante troppo magra. Ausili di montaggio BERU Per un facile e sicuro cambio delle candele d'accensione senza spanare la chiave e senza rompere l'isolatore, consigliamo l'utilizzo di utensili speciali. AUSILIO DI MONTAGGIO PER CANDELE D'ACCENSIONE BERU ZMH 001 il braccio prolungato del meccanico IL PROBLEMA Nel cofano motore maggiormente dominano condizioni di spazio ristrette. All'operazione di avvitatura e svitatura della candela d'accensione non solo possono verificarsi delle lesioni e scottature sulla mano dal motore, anche la candela d'accensione stessa può essere danneggiata, ad esempio se cade a terra. LA SOLUZIONE L'ausilio di montaggio per candele d'accensione BERU di gomma funziona come un braccio prolungato del meccanico : Questo utensile mantiene la candela d'accensione con sicurezza e consente in tal modo un allentamento o serraggio della candela in maniera molto delicata. AUSILIO DI MONTAGGIO PER CANDELE D'ACCENSIONE BERU ZMH 002 cambio sicuro delle candele d'accensione senza spanature IL PROBLEMA Attraverso l'apertura relativamente grande del vano della candela d'accensione, all'operazione di montaggio e smontaggio con una prolunga, persiste un imminente pericolo di puntare la chiave in diagonale rispetto alla filettatura con la conseguenza di danneggiare l'isolatore della candela d'accensione. La conseguenza: mancate accensioni dovute a scariche di tensione sull'isolatore frantumato della candela d'accensione possono distruggere il catalizzatore. LA SOLUZIONE L'utensile di montaggio BERU concepito per l'utilizzo in quasi tutti i modelli di autoveicoli viene semplicemente inserito nella prolunga della candela d'accensione da 3/8 e quindi premuto nel vano della candela d'accensione. In questo modo la chiave della candela d'accensione rimane in posizione parallela rispetto al vano e non può spanarsi. GRASSO SPECIALE BERU ZKF 001 Per prevenire un incollaggio del connettore con il collo della candela d'accensione e di conseguenza un danneggiamento dei labbri di tenuta, consigliamo di applicare con un pennello il grasso speciale BERU sul connettore prima del montaggio. In tal modo viene aumentata anche la resistenza contro scariche disruptive. 1 2 Coppie di serraggio in Nm, il filetto non deve essere ingrassato Filetto candela Testata cilindro Candele a guarnizione piatta: ghisa metallo leggero M 12x1, M 14x1, M 18x1, Candele a guarnizione conica: M 14x1, M 18x1, Codice BERU BERU Denominazione Abbr. no. No. ord. Ausilio di montaggio ZMH per candele d'accensione Codice BERU BERU Denominazione Abbr. no. No. ord. Ausilio di montaggio ZMH per candele d'accensione Codice BERU BERU Denominazione Abbr. no. No. ord. Grasso speciale BERU, ZKF Tubetto 10 g 1 Applicare il grasso per connettori BERU prima di avvitare la candela d'accensione direttamente sul connettore per prevenire screpolature e scariche di tensione e disruptive. 2 Segni di scariche di tensione e disruptive

12 12 Futuro Il futuro delle candele d'accensione Nello sviluppo di moderni motori a benzina, i trend tecnici vanno verso processi di combustione modificati e propulsori più piccoli altamente alimentati. Gli ingegneri della BERU a tal fine sviluppano le candele d'accensione ottimali in una stretta collaborazione con i costruttori di automobili internazionali. Minor consumo, emissioni ridotte, guida più rilassata: in base a questi semplici denominatori possiamo ora introdurre i trend tecnici nell evoluzione dei motori a ciclo Otto. Mentre il motore aspirato ha dominato per lungo tempo con il sistema ad iniezione e catalizzatore a tre vie, attualmente i costruttori di automobili stanno attraversando una seria fase di trasformazione. La variabilità parziale nell'esercizio delle valvole dovuto a cicli di fase o al controllo della corsa valvole nonché iniezione diretta con una combustione raffreddata a parete o ad aria oggigiorno sono uno standard della tecnica. La recentissima generazione dei sistemi ad iniezione con iniettore piezo-controllato estende ulteriormente il campo d'esercizio dei motori non strozzati e più sottili, e deve in tal modo garantire la riduzione del consumo e delle emissioni richiesta. Gli ingegneri della BERU in una stretta collaborazione con i costruttori di automobili internazionali sviluppano concetti innovativi per candele d'accensione di moderni motori a ciclo Otto. Ma di conseguenza risultano anche nuove aspettative alle candele d'accensione: Forme costruttive ridotte Elettrodi dei corpi posizionati (elettrodi di massa) Posizioni più esatte delle scintille nonché una una maggiore resistenza dielettrica e meccanica della ceramica della candela d'accensione Elevati requisiti delle nuove generazioni di candele d'accensione A causa dei nuovi sistemi ad iniezione diretta, la candela d'accensione oggi dispone di meno spazio nella testata del cilindro di un motore a ciclo Otto. Ciò premette a sua volta un filetto di avvitatura prolungato e/oppure una geometria modificata della candela d'accensione. Vengono più frequentemente utilizzate candele d'accensione M12, che devono, tuttavia, resistere alle sollecitazioni con uno spessore della parete ceramica ridotta, in confronto alle candele d'accensione M14. Le rivendicazioni contrarie spessori delle pareti più piccoli sull'isolatore e maggiore fabbisogno di tensione rendono necessarie nuove evoluzioni per i materiali, la geometria e i processi. Un ulteriore trend di sviluppo nei moderni motori a benzina è il cosiddetto Downsizing con carica. La conseguenza della maggiore densità di carica è un maggiore fabbisogno di tensione d'accensione, che rappresenta altrettanto maggiori aspettative alle proprietà dielettriche e meccaniche della ceramica delle candele d'accensione.

13 13 Futuro Miglioramento delle proprietà ceramiche Come materiale di isolamento per le candele d'accensione di automobili si è particolarmente affermata la ceramica a base di argilla, poiché questo materiale soddisfa le rivendicazioni elettriche e meccaniche dal punto di vista della rigidità dielettrica anche a temperature fino a C. La grandezza principale determinante le proprietà dell'attuale ceramica è la sua porosità residua. Per poterla chiaramente ridurre e migliorare in tal modo ulteriormente la rigidità dielettrica e meccanica delle candele d'accensione, gli sviluppatori della BERU hanno provveduto, tra l'altro, ad effettuare delle modifiche ai materiali inerti. Nuove geometrie per le candele d'accensione per una durata ancora maggiore Attualmente i costruttori di automobili nelle candele d'accensione M12 come pure nelle candele d'accensione M14 premettono un obiettivo di durata compreso tra e chilometri. Allo stesso tempo l'incremento del fabbisogno di tensione elettrica in seguito all'usura misurabile nella distanza tra gli elettrodi delle candele d'accensione deve essere il più ridotto possibile. A tal fine furono necessari sviluppi di geometrie di elettrodi, materiali e processi innovativi. Nelle candele d'accensione con elettrodi a base di lega di nichel si determina essenzialmente il meccanismo di usura in seguito all'ossidazione. Da qui deriva la rivendicazione di leghe di nichel dotate di uno strato di ossido resistente e durevole. Nelle candele d'accensione, i cui elettrodi sono corazzati con metallo nobile rinvigorito contro l'ossidazione, è soprattutto necessario garantire una connessione durevole del metallo nobile, ad esempio platino, sugli elettrodi a base di nichel delle candele d'accensione. Gli elettrodi a base di nichel della BERU per candele d'accensione Highend sono corazzati con metallo nobile rinvigorito contro l'ossidazione, ad esempio platino. Con l'ausilio di uno speciale processo di saldatura a laser, la BERU garantisce una connessione particolarmente durevole di ambedue i materiali (A). La copertura delle superfici di metallo nobile nell elettrodo centrale e sul corpo di almeno il 92% (B) consente prestazioni di corsa estremamente Ulteriore riduzione delle tolleranze di produzione Al fine di garantire una combustione sicura nei motori a ciclo Otto ad iniezione diretta a getto guidato è particolarmente importante utilizzare candele d'accensione fabbricate con la massima precisione e dotate di elettrodi posizionabili sul corpo. Ciò richiede sia condizioni di afflusso definite del percorso della scintilla che una riduzione delle tolleranze d'assegnazione dell'iniettore e della candela d'accensione in un punto della scintilla strettamente tollerato. Grazie ad una ottimizzazione dei processi di produzione e all'utilizzo di anelli di tenuta interni di spessore differente, la BERU è in grado di restringere le tolleranze nel punto di scintillio fino ad una misura tale da garantire una distanza tra gli elettrodi con una precisione di ±0,2 millimetri. L'orientamento definito del corpo dell'elettrodo è tanto importante quanto l'esatto punto di scintillio, affinché non venga impedita la formazione della miscela. Questo esatto posizionamento dell'elettrodo del corpo richiede altrettanto una filettatura definita nella testata del cilindro. Grazie all'orientamento, alla regolazione e al posizionamento del corpo per mezzo di un sistema di misurazione ottico, la BERU qui è in grado di raggiungere una tolleranza di ±15 gradi.

14 14 Futuro Recentissimi sistemi di misurazione ed applicazione Lo sviluppo di candele d'accensione specifiche ai motori richiede una stretta collaborazione con i costruttori di automobili e il fornitore delle candele d'accensione. Il presupposto di ciò sono possibilità tecniche ottimali per il rilevamento: di un valore termico adeguato, delle temperature degli elettrodi, del fabbisogno di tensione d'accensione, della disponibilità di tensione d'accensione, in un comportamento d'avviamento a freddo ottimale delle candele d'accensione. La BERU per tutti i rami ha sviluppato una speciale tecnica di misurazione, disponibile anche come sistema d'applicazione mobile. Il controllo delle caratteristiche d'avviamento a freddo delle candele d'accensione può essere effettuato nel centro di ricerca e sviluppo di Ludwigsburg secondo un ciclo di test definito nell'automezzo all'interno di una cella refrigerata con banco di prova a rulli. Sul banco di prova a rulli a due assi del centro di ricerca e sviluppo BERU di Ludwigsburg si testano le proprietà di avviamento a freddo delle candele d accensione. Produzione delle candele d'accensione Dal pezzo greggio al componente di precisione Le candele d'accensione originali di marca BERU vengono fabbricate nello stabilimento proprio su impianti di produzione computerizzati dalla preparazione ceramica fino alla produzione degli isolatori in pregiato ossido d'alluminio, fino al montaggio dell'anello di tenuta esterno. Controllo degli isolatori ad una tensione di Volt: Su banchi di prova le candele d'accensione BERU devono dimostrare la loro affidabilità prima di iniziare la produzione in serie. vetro conduttivo elettrodo centrale (nucleo di gomma con mantello di nichel) spina d'accensione nichelato ossido di granulato d'alluminio isolatore pressato levigato sinterato etichettato vetrinatura spruzzata cotto isolatore completo (fuso in vetro) anello di tenuta interno anello di tenuta esterno candela d'accensione precandela d'accensione con distanza elettrodi regolata pezzo grezzo livelli di estrusione a freddo 1-6 corpo girato e perforato elettrodo di massa saldato, filetto laminato elettrodo piegato, corpo letterizzato, nichelato, zincato o cromato

15 15 Produzione delle candele d'accensione Test di durezza BERU Sia nel traffico stop-and-go o in maratone autostradali che in condizioni di freddo tremendo o caldo soffocante una candela d'accensione BERU deve funzionare sempre. Per soddisfare costantemente gli elevati requisiti di qualità, le candele d'accensione BERU vengono sottoposte a diversi test sin dallo sviluppo che dopo la produzione. Standard di qualità BERU La qualità è il comandamento di massima per potersi affermare nei confronti della concorrenza internazionale. Gli stabilimenti del gruppo BERU sono certificati secondo norme di qualità valide in tutto il mondo, quali ad esempio DIN ISO 9001:2000. Inoltre, in Germania si soddisfano le rivendicazioni delle normative ISO/TS16949 e DIN EN ISO I certificati vengono aggiornati periodicamente e corrispondono rispettivamente allo stato recentissimo. Circa il 10% di tutti i dipendenti della BERU sono attivi nel ramo di sicurezza della qualità. Un principio fondamentale della filosofia relativa alla qualità BERU è: monitoraggio della produzione anziché controllo dei prodotti. Infatti, la qualità deve essere fabbricata e non controllata. A tal fine la BERU punta su dipendenti qualificati e modernissimi metodi computerizzati. Solo così è possibile garantire ai clienti le proprietà assicurate anche in ogni tipo di candela, e questo con la massima affidabilità. Ma l'assicurazione della qualità inizia sin dalla scelta dei fornitori e dei materiali: Partner affidabili e migliori materie prime sono i presupposti fondamentali per garantire una qualità senza compromessi. Servizi BERU Oggi la BERU a livello internazionale è uno degli offerenti leader nel ramo elettrauto. Come impresa di medio ceto, la BERU è molto flessibile e reagisce rapidamente, in particolare quando si tratta di soddisfare le richieste dei clienti. Circa 150 sviluppatori e costruttori lavorano ad una ottimizzazione permanente dei prodotti esistenti nonché all'evoluzione di innovazioni in uno stretto dialogo con il cliente operante nel ramo automobilistico e costruzione motori. Applicazioni speciali, appositamente armonizzate per i partner BERU, assicurano ai costruttori di automobili prodotti esattamente fatti su misura per le loro esigenze. La BERU offre sempre più soluzioni complete, anziché componenti singoli. Le candele d'accensione sono componenti soggetti ad usura, che devono essere sostituiti periodicamente. In caso contrario persiste un imminente pericolo di una combustione incompleta. Di conseguenza aumenta notevolmente il consumo di carburante e l'emissione di sostanze nocive. A causa di mancate accensioni si verifica inoltre una penetrazione di carburante incombusto nel catalizzatore, dove è poi soggetto ad una post-combustione, riscaldando per conseguenza il supporto del catalizzatore. Se queste mancate accensioni si verificano ripetutamente, prima o poi sarà completamente distrutto il catalizzatore e l'emissione di sostanze nocive si moltiplicherà 10 volte: In questo modo non si potrà mai superare il test dei gas di scarico prescritto ai sensi di legge. Pensando al fatto che, a seconda della quantità di cilindri e del tipo di candele utilizzate, un completo set di candele d'accensione di ricambio è disponibile già ad un prezzo da 12 Euro, mentre per la sostituzione del catalizzatore sono richiesti almeno 800 Euro, diventa subito chiara l'importanza di un periodico controllo delle candele d'accensione e di un tempestivo cambio. In generale si può affermare che, indipendentemente dal chilometraggio annuo, le candele d'accensione dovrebbero essere sostituite al più tardi dopo due anni per conservare la potenza del motore e per proteggere Banco di prova per il test di durata 2 Un'occhiata alla camera di refrigerazione del centro di ricerca e sviluppo BERU: Test del comportamento d'avviamento a freddo nella cella di refrigerazione ad una temperatura di -30 C.

16 Printed in Germany Bestell-Nr BERU AG Mörikestraße Ludwigsburg Germany Tel.: +49(0) Fax: +49(0)

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