Bohater zapłonu silników

Specjalistyczna wiedza w dziedzinie ceramiki

NGK SPARK PLUG, czołowy producent świec zapłonowych na świecie, wywodzi się z firmy produkującej ceramikę. Pomysł zaangażowania się w produkcję świec zapłonowych pojawił się, gdy Magoemon Ezoe, dyrektor generalny firmy, w 1920 r. odwiedził USA. Ezoe początkowo zamierzał przyjrzeć się funkcjonowaniu amerykańskiej branży produkcji izolatorów. Ale podczas swojej podróży służbowej miał również okazję odwiedzić fabrykę świec zapłonowych w Detroit.

Wzbudziło to zainteresowanie Ezoe tym tematem. Wrócił do swojej rodzinnej Japonii przekonany, że doświadczenie jego firmy w dziedzinie ceramiki będzie dodatkowym atutem w produkcji świec zapłonowych. Nie mylił się. NGK SPARK PLUG powstała jako odrębny podmiot w latach 30-tych dwudziestego wieku. Dzięki zaangażowaniu w innowacje, które zaczęło się już wtedy, firma w znacznym stopniu przyczyniła się do rozwoju tej integralnej części układu zapłonowego.

Niezmienna zasada projektowania

Mocna świeca zapłonowa jest kluczowym elementem zapłonu od momentu jej powstania na początku XX w., powodując zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w silnikach. W wyniku procesu spalania tłoki zostają popchnięte w dół. Przed powstaniem tego wynalazku w procesie zapłonu stosowano otwarty płomień i lampy jarzeniowe. Sposoby te były jednak zawodne stanowiąc coś, co Carl Benz określił jako „podstawową przeszkodę” na wczesnym etapie rozwoju motoryzacji.

Świeca zapłonowa z łatwością pokonała tę przeszkodę. Odniosła taki sukces, że pierwotne założenie projektowe zastosowane przez NGK SPARK PLUG w latach 30-tych XX w. nie uległo zmianie. „Podobnie jak silnik czterosuwowy, podstawowa zasada działania świec zapłonowych nie zmieniła się, odkąd po raz pierwszy zostały użyte w samochodach” - mówi Kai Wilschrei, Senior Manager Technical Services Aftermarket EMEA w NGK SPARK PLUG EUROPE. „Świeca zapłonowa jest nadal wkręcana i  składa się przede wszystkim z gwintu, metalowego korpusu, elektrod i izolatora ceramicznego”.

Jednak od dziesięcioleci tempo rozwoju innowacji w przemyśle motoryzacyjnym jest szybkie, co ma wpływ na sposób wytwarzania świec zapłonowych. „Świece zapłonowe, które produkujemy dzisiaj muszą wytrzymać znacznie wyższe napięcia, ciśnienia i temperatury, a także mieć zdolność do większego rozpraszania ciepła” - mówi.

Innowacje są kluczowe

Aby poprawić wydajność świec zapłonowych w 1965 r. firma rozpoczęła produkcję szerokiej gamy świec zapłonowych z rdzeniem miedzianym, które stały się nowatorskim produktem w branży motoryzacyjnej. „Dodanie rdzenia miedzianego do elektrody masy zapewniało niezwykle skuteczne  odprowadzanie ciepła do świecy zapłonowej, ponieważ miedź jest lepszym przewodnikiem ciepła niż metal” - wyjaśnia Wilschrei.

Kolejną ważną innowacją w technologii świec zapłonowych było zastosowanie nacięcia w kształcie V w 1979 roku nazwanego tak ze względu na środkową elektrodę w kształcie litery V. Nacięcie w kształcie V wymusza pojawienie się iskry na zewnętrznej krawędzi elektrody, dzięki czemu mieszanka paliwowo-powietrzna łatwiej się zapala, a jednocześnie zmniejsza się napięcie potrzebne do wytworzenia iskry. Ze względu na lepsze właściwości zapłonowe świece z nacięciem w kształcie V nadal są bardzo częstym wyborem na rynku części zamiennych.

Metale szlachetne: wielki skok w rozwoju technologii świec zapłonowych

Wielkim skokiem dla NGK SPARK PLUG było wprowadzenie do asortymentu świec wykonanych z metalu szlachetnego: platynowych (1982) i irydowych (1996). Oferowana przez firmę linia świec zapłonowych z zastosowaniem metali szlachetnych „zapewnia lepsze właściwości zapłonowe i dłuższą żywotność w porównaniu ze standardowymi świecami zapłonowymi. Wynika to z wyższych temperatur topnienia w stosunku do tradycyjnych metali, takich jak nikiel ” - mówi Wilschrei.

Znacznie wyższe temperatury topnienia pozwalają zmniejszyć średnicę elektrody środkowej z 2,5 mm przy użyciu niklu do 0,6 mm przy użyciu irydu lub platyny. „Z tego powodu możliwe jest pełniejsze spalanie, co przekłada się na lepsze przyspieszenie i mniejsze zużycie paliwa, a także bardziej płynną pracę na biegu jałowym” - wyjaśnia ekspert.

Dzisiaj firma produkuje dwa rodzaje irydowych świec zapłonowych: świece „Laser Iridium” dostępne zarówno jako oryginalne wyposażenie i bezpośredni zamiennik na rynku wtórnym oraz „Iridium IX”, najnowszą wersję dostępną na rynku wtórnym dla silników, które były oryginalnie wyposażone w standardowe niklowe świece zapłonowe. „W 2009 roku wprowadziliśmy na rynek również LPG LaserLine -  najnowocześniejszą świecę zapłonową z metalu szlachetnego, pierwszą zaprojektowaną specjalnie z myślą o silnikach napędzanych gazem” - mówi Wilschrei.

Wyścigi: najbardziej wymagająca arena testowa

Świece zapłonowe z metali szlachetnych są również stosowane w świecie sportów motorowych, gdzie firma szczyci się długoletnią wspaniałą historią. Partnerstwa z zespołami we wszystkich formach sportów motorowych, takich jak Formuła 1, WRC, MotoGP, WSBK i MXGP, pozwoliły firmie udowodnić, że jej świece zapłonowe sprawdzają się w najbardziej ekstremalnych warunkach. „Same badania laboratoryjne i próby drogowe nie wystarczą. Aby dostarczać stale ulepszane podzespoły silnika, które sprawdzają się w najtrudniejszych warunkach jazdy, trzeba je sprawdzić na najwyższym poziomie w sportach motorowych, ponieważ to zapewnia najbardziej wymagające testy ” - mówi Wilschrei.

Udział firmy w wyścigach samochodowych i motocyklowych, co w wielu przypadkach zaowocowało opracowaniem specjalnie zaprojektowanych podzespołów wyścigowych dla konkretnych zespołów, wywołał efekt domina poza torem szybkiej jazdy. „Wykorzystujemy naszą wiedzę na temat sportów motorowych w naszych produktach w branży oryginalnego wyposażenia i przeznaczonych na rynek wtórny, aby przynosić korzyści klientom i zwykłym kierowcom. Na przykład, nasze świece z metali szlachetnych najpierw zastosowano w F1, ale obecnie są powszechnym oryginalnym wyposażeniem w samochodach osobowych, zapewniając  nam wszystkim korzyści w zakresie  prowadzenia pojazdu i dla środowiska naturalnego” - ujawnia ekspert.

Zdaniem Wilschrei’a takie przykłady, jak zaangażowanie firmy w wyścigi samochodowe i motocyklowe lub stworzenie gamy świec zapłonowych dla paliw niszowych, na przykład gazu, doskonale odzwierciedlają wartości firmy. „Bez względu na rodzaj silnika, jesteśmy zaangażowani w produkcję idealnie dopasowanej do niego świecy zapłonowej. Dlatego produkujemy ponad 1500 różnych rodzajów świec zapłonowych ” - mówi.