Il funzionamento delle candele può essere spesso una delle principali fonti di malfunzionamento del motore a causa di piombo, olio, grafite, incrostazioni di carbonio ed erosione del gap della candela. La maggior parte di questi guasti, che di solito accompagnano il normale funzionamento delle candele, possono essere minimizzati da buone pratiche operative e di manutenzione. Una candela è considerata sporca se ha smesso di permettere alla scintilla di colmare il gap completamente o a intermittenza.
Il carbon fouling delle candele
Il carbon fouling da carburante è associato a miscele che sono troppo ricche per bruciare o a miscele che sono così magre da causare accensioni intermittenti. Ogni volta che una candela non si accende, il carburante grezzo e l’olio si raccolgono sugli elettrodi non accesi e sull’isolatore del naso. Queste difficoltà sono quasi invariabilmente associate a una regolazione impropria della miscela al minimo, a un innesco che perde, o a malfunzionamenti del carburatore che causano una miscela troppo ricca al minimo. Una miscela aria-carburante ricca viene rilevata dalla fuliggine o dal fumo nero che esce dallo scarico e da un aumento del numero di giri quando la miscela aria-carburante al minimo viene regolata per ottenere la massima potenza. La fuliggine che si forma come risultato di miscele carburante-aria troppo ricche al minimo si deposita all’interno della camera di combustione perché il calore del motore e la turbolenza nella camera di combustione sono lievi. A velocità e potenze del motore più elevate, tuttavia, la fuliggine viene spazzata via e non si condensa dalla carica nella camera di combustione.
Oil Fouling of Spark Plugs
Anche se la miscela carburante-aria al minimo è corretta, c’è la tendenza a far entrare l’olio nel cilindro oltre le fasce elastiche, le guide valvole e gli anelli di tenuta dell’albero motore. A bassi regimi, l’olio si combina con la fuliggine nel cilindro per formare un solido che è in grado di mandare in corto circuito la candela. Le candele che sono bagnate o coperte di olio lubrificante sono di solito messe a terra durante l’avvio del motore. In alcuni casi, queste candele possono ripulirsi e funzionare correttamente dopo un breve periodo di funzionamento del motore.
L’olio motore che è stato in servizio per un certo periodo di tempo tiene in sospensione minuscole particelle di carbonio che sono capaci di condurre una corrente elettrica. Così, una candela non inarca il gap tra gli elettrodi quando la candela è piena d’olio. Invece, l’impulso ad alta tensione scorre attraverso l’olio da un elettrodo all’altro senza una scintilla, come se un conduttore fosse posto tra i due elettrodi. La combustione nel cilindro interessato non avviene fino a quando, a un numero di giri più alto, l’aumento del flusso d’aria ha portato via l’olio in eccesso. Poi, quando inizia lo sparo intermittente, la combustione aiuta ad emettere l’olio rimanente. In pochi secondi, il motore gira pulito con fumi bianchi di olio che evapora e brucia provenienti dallo scarico.
Lead Fouling of Spark Plugs
Lead fouling of aviation spark plugs is a condition likely to occur in any engine using leaded fuels. Il piombo viene aggiunto al carburante per aviazione per migliorare le sue qualità antidetonanti. Il piombo, tuttavia, ha l’effetto indesiderato di formare ossido di piombo durante la combustione. Questo ossido di piombo si forma come un solido con vari gradi di durezza e consistenza. I depositi di piombo sulle superfici della camera di combustione sono buoni conduttori elettrici ad alte temperature e causano un’accensione errata. A basse temperature, gli stessi depositi possono essere buoni isolanti. In entrambi i casi, le formazioni di piombo sulle candele degli aerei ne impediscono il normale funzionamento. Per minimizzare la formazione di depositi di piombo, il dibromuro di etilene viene aggiunto al carburante come agente spazzino che si combina con il piombo durante la combustione.
La sporcizia di piombo può verificarsi a qualsiasi impostazione di potenza, ma forse l’impostazione di potenza più favorevole alla sporcizia di piombo è la crociera con miscele magre. A questa potenza, la temperatura della testa del cilindro è relativamente bassa e c’è più ossigeno del necessario per consumare tutto il carburante nella miscela aria-carburante. L’ossigeno, quando è caldo, è molto attivo e aggressivo. Quando tutto il combustibile è stato consumato, parte dell’ossigeno in eccesso si unisce con parte del piombo e parte dell’agente spazzino per formare composti di piombo o bromo o entrambi. Alcuni di questi composti di piombo indesiderati si solidificano e si accumulano in strati quando entrano in contatto con le pareti relativamente fredde dei cilindri e le candele. Anche se il fouling di piombo può verificarsi a qualsiasi impostazione di potenza, l’esperienza indica che l’accumulo di piombo è generalmente limitato a una specifica gamma di temperature di combustione. Le temperature di combustione al di fuori di questo intervallo specifico minimizzano la tendenza al fouling da piombo.
Se il fouling da piombo viene rilevato prima che le candele si sporchino completamente, il piombo può essere solitamente eliminato o ridotto con un forte aumento o una forte diminuzione della temperatura di combustione. Questo impone uno shock termico alle parti del cilindro, facendole espandere o contrarre. Poiché c’è una diversa velocità di espansione tra i depositi e le parti metalliche su cui si formano, i depositi si scheggiano o si allentano e poi vengono espulsi dalla camera di combustione dallo scarico o vengono bruciati nel processo di combustione.
Sono usati diversi metodi per produrre uno shock termico sulle parti del cilindro. Il metodo utilizzato dipende dall’equipaggiamento accessorio installato sul motore. Un forte aumento delle temperature di combustione può essere ottenuto su tutti i motori facendoli funzionare a piena potenza di decollo per circa 1 minuto. Quando si usa questo metodo per eliminare le incrostazioni, il comando dell’elica deve essere messo in basso passo, o ad alto numero di giri, e l’acceleratore deve essere fatto avanzare lentamente per produrre i giri di decollo e la pressione del collettore. Il movimento lento del comando dell’acceleratore fornisce una ragionevole libertà dal ritorno di fiamma nei cilindri interessati durante l’applicazione della potenza.
Un altro metodo per produrre uno shock termico è l’uso di miscele carburante-aria eccessivamente ricche. Questo metodo raffredda improvvisamente la camera di combustione perché il carburante in eccesso non contribuisce alla combustione; invece, assorbe il calore dalla zona di combustione. Alcune installazioni di carburatori usano controlli manuali della miscela a due posizioni che forniscono un’impostazione di miscela magra per l’economia di crociera e un’impostazione di miscela più ricca per tutte le potenze superiori alla crociera. Nessuna delle due impostazioni del controllo manuale della miscela in questo tipo di configurazione è in grado di produrre una miscela carburante-aria eccessivamente ricca. Anche quando il motore viene fatto funzionare in auto-rich a potenze in cui un’impostazione auto-lean sarebbe del tutto soddisfacente, la miscela non è abbastanza ricca.
Imbrattamento da grafite delle candele
Come risultato di un’applicazione incauta ed eccessiva di lubrificante per filetti, chiamato composto antigrippaggio, alla candela, il lubrificante scorre sopra gli elettrodi e causa un corto circuito. Il cortocircuito si verifica perché la grafite è un buon conduttore elettrico. L’eliminazione delle difficoltà di servizio causate dalla grafite spetta al tecnico dell’aereo. Fare attenzione quando si applica il lubrificante per assicurarsi che le dita imbrattate, gli strofinacci o le spazzole non entrino in contatto con gli elettrodi o con qualsiasi altra parte del sistema di accensione ad eccezione delle filettature delle candele. Non applicare mai alla prima serie di filetti.
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