La candela

Ho deciso di scrivere alcuni concetti di base su questo componente in quanto la candela pur essendo un componente molto semplice presenta diversi aspetti poco conosciuti.

DESCRIZIONE
Strutturalmente la candela è composta da un elettrodo centrale (polo caldo) che viene alimentato dalla bobina con impulsi ad alta tensione, generalmente dell'ordine dei 15 - 18 kV.
All'esterno abbiamo una parte ceramica che funge da isolatore ed un elettrodo "di raccolta" collegato a massa in quanto inserito, saldato o facente parte della carcassa filettata della candela.
Quando arriva un impulso A.T., se la distanza tra i due elettrodi è sufficientemente piccola l'aria si ionizza e perforandosi conduce l'elettricità verso l'elettrodo di raccolta (a massa) producendo la classica scintilla.
La perforazione dell'aria o meglio, del dielettrico dipende dal valore della tensione di picco applicata all'elettrodo, dalla distanza tra gli elettrodi e dal tipo di dielettrico.
Abbiamo parlato di aria, ma il dielettrico in un motore a scoppio è composto dalla miscela di aria-benzina che ha un coefficiente minore e quindi si ionizza + facilmente.
Il gioco sta nell'avere una situazione stabile per la quale si abbia sempre una scintilla regolare indipendentemente dalla temperatura, dal regime di giri e da una serie di altri fattori.
Se il circuito di accensione (pick-up + centralina + bobina) produce una tensione (non corrente!) scarsa, la scintilla potrebbe essere irregolare e/o potrebbe essere strappata dal flusso di gas che vengono compressi dal pistone.
Allo stesso modo se teniamo gli elettrodi troppo distanti si può avere una scintilla irregolare.
Se il dielettrico ha un coefficiente troppo basso (in pratica quando la moto si ingolfa) si ha una scintilla irregolare perchè la miscela è talmente conduttiva da disperdere la tensione su tutta la superficie dell'elettrodo anzichè in un punto solo rendendo la scintilla molto debole.
Ricordo che la corrente fluisce sempre percorrendo il tratto a minor resistenza, quindi se il dielettrico diventa conduttivo (quando si bagna la candela) il percorso + facile non passa + tra le due superfici affacciate degli elettrodi, ma avvengono scariche superficiali che vanno a massa attraversando la superficie della porcellana isolante (quella interna alla candela); si dice comunemente che la candela è "bruciata".
Per ridurre le probabilità di bruciare la candela i costruttori realizzano dei deflettori cosiddetti "rompitraccia" sulle superfici dell'isolatore interno; le candele NGK Iridium ad esempio, utilizzano questo concetto e dovrebbero bruciare + difficilmente (a parità di condizioni di esercizio).

CANDELE CON ELETTRODO A SEZIONE RIDOTTA
Attualmente vanno di moda le candele con elettrodi + piccoli rispetto allo standard.
In queste candele la scintilla scocca anche con tensioni inferiori rispetto alle candele standard.
Ora per concetto fondamentale, su una candela pulita la scintilla scocca per un certo rapporto tra tensione e distanza tra gli elettrodi e questo rapporto varia a seconda del coefficiente del dielettrico; se consideriamo costante questo coefficiente e costante la distanza tra gli elettrodi possiamo dire che il gradiente dielettrico aumenta riducendo la superficie degli elettrodi e quindi a parità di tutto il resto la scintilla scocca con una tensione applicata + bassa.
Inoltre essendo inferiore la sezione di passaggio, le superfici si riscaldano di + aiutando la ionizzazione del dielettrico.

GRADO TERMICO Il grado termico della candela è la capacità che la candela possiede di trasmettere e disperdere calore e dipende unicamente dal tipo costruttivo.
Spesso si sente parlare di candele "calde" e candele "fredde"; questo è appunto riferito al grado termico.
Più il grado termico è alto e più la candela disperde facilmente calore.
In un dato motore il grado termico della candela viene scelto dai progettisti durante le fasi di sviluppo tecnico del motore e relative prove al banco.
Il criterio per la scelta del grado termico è abbastanza semplice.
La candela per funzionare correttamente deve lavorare entro un certo range di temperature.
Se la temperatura è troppo alta (oltre gli 850 °C) il

metallo degli elettrodi tende a fondere, iniziano ad innescarsi fenomeni di autoaccensione ed anche il cielo del pistone inizia a fondere, con ovvie conseguenze.
Se la temperatura è troppo bassa (sotto i 500 °C) i residui carboniosi non bruceranno completamente ed una certa parte di essi resterà depositata sulla superficie dell'isolatore che ricopre l'elettrodo centrale.
Questi depositi carboniosi sono conduttivi ed il loro accumulo provoca una progressiva riduzione della resistenza d'isolamento fino a far "bruciare" la candela, come spiegato in precedenza.
Se un motore non viene profondamente modificato la sua temperatura in camera di scoppio resterà più o meno quella prevista dal progettista e quindi non è necessario modificare il grado termico della candela.
Ho sentito gente che cambia grado termico in base alle temperature stagionali, o altri che sopperiscono ad una carburazione grassa mettendo una candela più calda.
Personalmente ritengo errate entrambi le cose.

MANUTENZIONEUna candela al platino se fatta funzionare correttamente ha una notevolissima durata.
Dopo parecchio tempo le superfici degli elettrodi tendono ad usurarsi ed a questo punto conviene sostituire la candela.
Ogni tanto con l'occasione di controllare l'aspetto della candela per valutare la carburazione conviene pulirla eliminando i residui carboniosi accumulati tra il corpo metallico e l'isolatore dell'elettrodo centrale.
Questa pulizia si può fare agevolmente utilizzando un semplice attrezzo:
Si taglia da un vecchio cavo frizione un pezzetto lungo 6-7 cm. e si apre ad una estremità separando i fili elementari per una lunghezza di circa 1,5 cm.
L'estremità opposta la si gira a formare un occhiello e si arrotola la punta sulla parte dritta del filo aiutandosi con una pinza.
Per non pungersi durante l'utilizzo conviene avvolgerci sopra qualche giro di nastro isolante.
A questo punto si infilano i conduttori elementari nello spazio interno della candela e si spazzolano le superfici, con particolare riguardo alla zona sotto l'elettrodo di massa.
Una soffiata e la candela è pronta ad essere rimontata.
E' assolutamente sconsigliabile usare tela abrasiva di qualsiasi grana per ravvivare le superfici degli elettrodi.
Sconsiglio pure la sabbiatura delle candele, che è molto più critica di quanto può sembrare.

RECUPERO DI CANDELE "BRUCIATE"
Come già detto una candela "brucia" quando perde l'isolamento tra l'elettrodo centale e la massa.Questo isolamento in casi molto particolari può venire meno a causa di fessurazioni nel materiale ceramico, mentre di solito la perdita di isolamento è dovuta all'accumulo di morchie sulla sua superficie.
Nel primo caso la candela può solo essere buttata, mentre nel secondo caso essa può essere ripristinata con gioia per il nostro portafogli.
Purtroppo nessuno si è mai azzardato a spiegare come fare.
Onde evitare insuccessi il ripristino di queste candele deve essere fatto con una certa attenzione. Dopo aver lavato queste candele con diluente nitro ed averle asciugate con aria compressa devono essere riscaldate e mantenute a circa 500 °C per una decina di minuti.
Io da sempre, nonstante gli improperi della madre prima e della moglie poi, continuo ad usare il fornello della cucina a gas, che è la soluzione più semplice.
Sul più piccolo dei 4 fuochi si mettono le candele appoggiando l'elettrodo di massa sul piattello spargifiamma ed il nipplo filettato sul piano esterno.
In questo modo la fiamma investe esattamente la zona tra i due elettrodi.
Dopo una decina di minuti le candele vanno girate di 180° e dopo altri 10 minuti si spegne il fornello e si lasciano
raffreddare.
A questo punto si puliscono con l'attrezzino sopra descritto fino ad eliminare completamente i residui carboniosi.
Negli ultimi anni ho ulteriormente migliorato la procedura verificando il risultato ottenuto mediante un misuratore d'isolamento a 2500 Vcc.
Tanto per dare un po' di valori, ecco i risultati ottenuti da alcune misure effettuate:

Candela nuova = > 100 GOhm
Candela usata funzionante = valori da 18 a 200 MOhm
Candela bruciata = > 20 MOhm
Candela ripristinata = > 10 GOhm

Riassumendo, se dopo il ripristino si trova un valore di resistenza d'isolamento inferiore ai 20 MOhm conviene ripetere la pulizia o buttare la candela.
Se il valore di resistenza d'isolamento risulta superiore ai 20 MOhm la candela può essere riutilizzata.
Sottolineo che il valore della tensione di prova non deve essere inferiore ai 2000 Volt (cc).

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