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La candela: introduzione e principi di funzionamento



La candela in qualsiasi motore a 2tempi o 4tempi è di necessaria importanza sia esso preparato per uso pista sia semplicemente per uso stradale quotidiano. La sua funzione non influenza le prestazioni perché è considerata un “organo passivo”, da questo punto di vista, ma è di fondamentale importanza per la vita del motore in quando permette l’accensione ma anche il raffreddamento della camera di scoppio; si parlerà appunto anche di ciò nell’articolo. Prima di iniziare la parte teorica riguardante i principi di funzionamento della candela e della sua importanza è necessaria una precisazione: la candela nei 4t tempi e nei 2tempi funziona allo stesso modo e quindi non saranno trattati i vari casi ma si parlerà solo a riguardo dei motori scooterstici 2tempi; la fondamentale differenza tra le due tipologie di candele è il consumo, infatti in un motore preparato da pista 2t la candela durerà di sicuro pochissimo per tutte le incrostazioni che si depositeranno su di essa, mentre in una candela per motori 4t durerà molto di più (il doppio o anche il triplo se trattata con cura). Di seguito verrà descritto questo componente.



Sommario:
1)Struttura della candela e suo funzionamento
2)Differenza tra tipi diversi di candele


Struttura della candela e suo funzionamento

Come detto precedentemente la candela è un organo molto importante ed ora si cercherà di spiegare brevemente come funziona e a cosa serve. Molti motociclisti sanno che la candela serve ad accendere il motore e questo è corretto, infatti, la sua funzione è quella di far scoccare la scintilla all’interno della camera di scoppio che a sua volta permette la combustione della miscela benzina-aria-olio che è stata introdotta all’interno del cilindro. Per questo motivo non bisogna sottovalutare il suo compito in quanto estremamente incidente sul motore. Di seguito si descriverà brevemente la struttura ed i componenti della candela. Come si può vedere nella seguente immagine (fornita dalla ditta NGK): la candela è composta principalmente da un corpo isolate di ceramica che ad una estremità ha il serrafilo e nell’altra un corpo metallico.



Il serrafilo permette di far arrivare la corrente dalla bobina alla spina centrale della candela (con alcuni tipi di pipette candela è necessario svitarlo per compatibilità di attacchi diversi), successivamente la corrente arriva all’elettrodo centrale per far scoccare la scintilla con l’elettrodo di massa. La scintilla avviene per un preciso effetto fisico che permette una scarica elettrica tra due elettrodi in posizione opposta distanti alcuni decimi di millimetro e quando ciò avviene si viene a creare una differenza di potenziale, o tensione, molto elevata, all’incirca di 10-20 mila volt. Per precisare ancora si può aggiungere che l’elettrodo centrale è positivo mentre l’altro elettrodo, a contatto con la testa del cilindro attraverso il corpo metallico filettato va a massa (quindi di è di segno negativo) questa differenza di polarità permette lo scoccare delle scintille. La tensione che si genera tra i due elettrodi è influenzata da molti fattori che sono illustrati schematicamente nella seguente immagine.



Se la quantità di volt che passano attraverso gli elettrodi può stupire, di seguito verrà illustrato qualche altro dato relativo alle temperature raggiunte dalla candela: elettrodo centrale (quello si segno negativo) al massimo in configurazione standard può arrivare a circa 800°C, l’elettrodo positivo al massimo a circa 600°C, mentre il corpo isolante al massimo a circa 500°C.
Ora che è stato illustrato come funziona una candela si può capire perché i motori 2tempi e 4tempi sono catalogati col nome AS, questa sigla significa accensione per scintilla che è appunto dovuta al lavoro svolto della candela, i motori diesel invece sono catalogati col nome di AC, accensione per compressione, metodo completamente diverso.


Differenza tra tipi diversi di candele

Esistono innumerevoli tipi di candele, esse si differenziano per la lunghezza del filetto per le dimensioni, per le gradazioni e per i materiali impiegati.
Cerchiamo ognuna di queste sfaccettature.
La lunghezza del filetto: esso è catalogato solitamente negli scooter 2 tempi con passo corto per mezzi raffreddati ad aria(lunghezza del filetto di 13mm) o lungo (solitamente 19mm) per mezzi raffreddati a liquido questa differenza è dovuta a niente di più che alla lunghezza del tratto filettato che si trova nella testa del motore. Quindi non è possibile scambiare una candela con una di un altro tipo in quanto si potrebbero generare inconveniente più o meno gravi (se più lunga del previsto può andare a toccare anche il cielo del pistone riuscendo in certi casi anche a bucarlo, se invece è più corta del necessario in alcuni casi è quasi impossibile la messa in moto del motore) perciò viene raccomandata la massima attenzione nella scelta della lunghezza del filetto. Da notare che in commercio esistono moltissime candele con lunghezza del filetto diversa, in base alle esigenze ed al tipo di motore utilizzato
Le dimensioni: negli scooter in genere sono standard: diametro filettatura da 14mm, passo del filetto 1,25mm, da notare però che al difuori del mondo scooteristico esistono molte candele di dimensioni diverse ad esempio alcuni motori giapponesi utilizzano candele da 10-12mm di diametro, perciò anche questo particolare va tenuto in considerazione durante l’acquisto di una nuova candela.
La gradazione della candela: tutti i giovani appassionati sono al corrente dell’esistenza di candele fredde e candele calde, è necessario puntualizzare però che ciò non significa che esistono candele da utilizzare nel periodo estivo e candele da utilizzare nel periodo invernale come in molti credono, la differenza tra candele calde e fredde invece è più delicata un esempio può chiarire le idee, un motore di un 50cc originale necessiterà di una candela più calda rispetto ad un motore preparato da pista come quelli impegnati nei trofei in quanto il motore da pista avrà il motore più caldo di quello originale, questa definizione è solo parziale, in quanto il significato è più profondo ma aiuta nell’introduzione della definizione vera e propria. Ogni candela ha un campo di temperature di utilizzo abbastanza ampio che va dai 400° circa dove i residui carboniosi derivati dalla combustione tendono a depositarsi sulla sua superficie e circa 850° dove iniziano a crearsi residui solforosi che corrodono gli elettrodi della candela in breve tempo, questo ci fa capire che una candela normale deve lavorare all’interno di questi limiti. Si può discriminare tra candele calde e fredde semplicemente guardando l’isolante dell’elettrodo centrale, più l’elettrodo è ricoperto di porcellana più la candela è calda (la porcellana è un pessimo conduttore di calore).
I materiali utilizzati: le candele possono essere composte da materiali più pregiati (come oro,, platino, palladio e loro leghe specifiche) rispetto a quelli utilizzati comunemente questi materiali permettono il raggiungimento di temperature più alte, vicine ai 900°, queste candele però vanno utilizzate su motori specifici.

Nell'immagine seguente possiamo vedere una tabella di corrispondenze tra varie case produttrici di candele. Questo vi può servire se un vostro rivenditore non possiede la marca della candela citato nel libretto del vostro veicolo, così voi potrete prendere un’altra con le medesime caratteristiche.

Possibili problemi dovuti alla candela

Ora si può affermare che la candela svolge un ruolo fondamentale quindi ad un suo problema è sempre collegato un problema di tutto il motore. Di seguito sono illustrati brevemente ed in linea teorica i problemi dovuti alla candela.
Uno dei più banali ma spesso sottovalutati è la distanza che vi si trova tra gli elettrodi, infatti se quest’ ultima non è corretta avremo un problema del motore agli alti regimi esso infatti borbotterà e farà scintille irregolari che non permetteranno le massime prestazioni.
La candela può aiutare quando si cerca una buona carburazione, essa possiede diverse proprietà in base alla carburazione adottata. Se l’elettrodo della candela è troppo nero la carburazione risulta grassa, se tendente al bianco risulterà magra, se invece tende al color nocciola chiaro risulterà buona, questo fenomeno è valido però solo per gli alti regimi.
La candela può essere inoltre imbrattata di olio e questo per due motivi: o la carburazione è grassa o il miscelatore non lavora adeguatamente e c’è quindi troppo olio nella miscela con la benzina.
Se un elettrodo della candela invece risulterà fuso si dovrà controllare il grado termico della candela che potrebbe essere troppo elevato.
Infine se la candela presenta molteplici ed evidenti incrostazioni bisogna sostituirla con una di grado diverso possibilmente più alto.