Cavi candele

Funzioni dei cavi candele

I cavi del sistema di accensione hanno la funzione di condurre alla candela la tensione (U) necessaria per lo scoccare della scintilla, possibilmente in assenza di perdite.

A seconda della tipologia del veicolo, questa funzione può essere svolta grazie a:

• un distributore di accensione meccanico;
• un modulo di accensione interamente elettronico;
• bobine direttamente cablate sulla candela o tramite un sistema a scintilla derivata.

I valori della tensione di accensione (U) sono sempre molto elevati e in alcuni casi possono superare i 30.000 Volt; per questa ragione i cavi candele devono essere molto resistenti e devono garantire la massima tenuta alle scariche di tensione a massa prevenendo così fenomeni di mancate accensioni.

Sviluppo degli impianti di accensione

Fino ai primi anni 90, i sistemi di accensione più comuni erano costituiti da una bobina che forniva l'elevata tensione alla candela interessata all'accensione grazie al supporto di un distributore meccanico dotato di un apposito rotore.

Alla fine degli anni 80 hanno cominciato a diffondersi i sistemi di distribuzione a bassa usura dotati di puntine e ruttore. Questo sistema garantiva un controllo più accurato della scintilla. Successivamente hanno cominciato a diffondersi largamente i distributori AT elettronici che hanno soppiantato il classico sistema di distribuzione meccanico a rotore o puntine. Questo tipo di distribuzione è anche detto “accensione totalmente elettronica”. La gestione della scintilla è affidata totalmente all’Unità di Controllo del Motore (ECU) che comanda, tra l’altro, le bobine di accensione. Una variante particolare è rappresentata dalla "bobina a doppia scintilla": in questo caso due cilindri sono alimentati da un'unica bobina.

Compatibilità elettromagnetica (EMC)

In ogni sistema caratterizzato dal passaggio di corrente si creano campi elettromagnetici; i più noti sono quelli dei telefoni cellulari e delle onde radio.

Campi elettromagnetici di questo tipo si formano anche durante il meccanismo dell'accensione per mezzo di scintilla. L'intensità del campo magnetico aumenta notevolmente nell'istante in cui la scintilla scocca tra gli elettrodi della candela.

I campi elettromagnetici possono causare interferenze e disturbi nei dispositivi elettronici del veicolo (autoradio centraline di controllo e gestione del motore, del cambio e dell'ABS); è quindi necessario mantenerli entro certi limiti non dannosi.

Per questa ragione i cavi del sistema di accensione e le candele dispongono di resistenze elettriche utili a contenere i picchi di tensione nell'istante in cui scocca la scintilla.

Tipologie di cavi candela

Esistono tre diverse tipologie di cavi candele che si differenziano in base ai materiali conduttori utilizzati e alla tipologia di resistenza impiegata per la soppressione delle interferenze.

• Cavi candele in rame con resistore
• Cavi candele con resistenza al carbonio
• Cavi con reattanza induttiva

Tutte le versioni elencate dispongono di una guaina in gomma siliconica, materiale molto più tenace e resistente nei confronti dell'usura rispetto al più comune PVC. Queste caratteristiche di resistenza vengono mantenute anche a temperature elevate fino a 220 °C ed in presenza di olio o benzina.

La gomma siliconica rientra quindi nella categoria dei materiali alla massima classe di resistenza termica secondo la Norma ISO 3808 (classe F, fino a 220 °C).

Cavi con anima in rame

I cavi con anima sono largamente diffusi. Il rame è un materiale noto come ottimo conduttore, ma, al tempo stesso è molto soggetto al fenomeno della corrosione. L'anima che corre all'interno di questi cavi subisce un processo di zincatura così da renderla maggiormente resistente al fenomeno dell'ossidazione.

L'anima in rame è avvolta da una guaina in silicone che conferisce al cavo maggiore rigidità e funge da isolatore elettrico.

L'isolamento esterno in gomma siliconica resiste a temperature fino a 220 °C, all'azione chimica dei componenti di benzina e olio.

I cavi con anima in rame non hanno un resistore integrato; al suo posto, la resistenza è integrata nei connettori del cavo e della bobina sotto forma di un elemento in vetro con componenti conduttivi. A seconda del cavo, la resistenza è compresa tra 1 e 6,5 kΩ.

Cavi candele con resistenza al carbonio

All'interno di un cavo con resistenza al carbonio è presente una treccia di fibra di vetro rivestita di polvere di carbonio.

Questo nucleo in vetroresina è circondato da due strati di silicone e tessuto di fibra di vetro. L'isolamento interno in silicone conferisce al cavo maggiore rigidità e funge da isolatore elettrico. Il tessuto di fibra di vetro rende il cavo più resistente alla trazione. L'isolamento esterno in gomma siliconica resiste a temperature fino a 220 °C, alla benzina e all'olio.

Nei cavi con resistenza al carbonio, la resistenza si calcola in termini lineari grazie alla corrispondenza seguente: 1 m di cavo competono 10 kΩ - 23 kΩ.

Cavi con reattanza induttiva

All'interno di questa tipologia di cavi è presente un nucleo in fibra di vetro avvolto da uno strato di silicone conduttivo e magnetico. Il tutto è racchiuso da un filo di acciaio inox avvolto a spirale. Come in una bobina, al passaggio della corrente, in questo cavo si crea una tensione induttiva (fenomeno elettromagnetico).

Questi cavi generano un campo magnetico indotto generato dalla tensione accumulata nella bobina di accensione.

La resistenza di questi cavi varia in base al numero di giri del motore ed è chiamata tecnicamente "reattanza induttiva". i cavi con reattanza induttiva sono circondati da due strati di silicone e tessuto di fibre di vetro che conferiscono al cavo maggiore rigidità e ne aumentano la capacità d'isolamento.

Il tessuto di fibra di vetro lo rende più resistente alla trazione. L'isolamento esterno in gomma siliconica resiste fino a temperature di 220 °C, all'azione aggressiva dei componenti della benzina e dell'olio.

Un metro di cavo di questo tipo può avere una resistenza compresa tra 1,8 kOhm e 2,2 kOhm.

Consigli per il montaggio

1. Tutti i collegamenti dell'impianto di accensione devono essere disconnessi a vettura spenta.
2. Per estrarre correttamente il cavo candela si dovrebbe utilizzare un'apposita pinza. In caso di assenza dell'utensile si dovrebbe agire direttamente sul cappuccio della candela facendo molta attenzione a non danneggiarlo.
3. Prima di staccare il cappuccio è consigliabile ruotarlo di un quarto di giro.
4. Staccare sempre il connettore dalla candela tirando in direzione rettilinea e senza piegarlo, onde evitare che la ceramica possa subire danni.
5. Fare attenzione a non piegare o comprimere il cavo durante l'installazione. Evitare inoltre ogni contatto con parti calde del motore.
6. Ogni cavo ha una lunghezza ben precisa; per questo si deve assolutamente fare attenzione a disporlo nel modo giusto.

Step di montaggio - indietro - avanti

Usura

A causa della loro posizione di montaggio, i cavi candele sono esposti a forti sollecitazioni. Con il trascorrere del tempo, i contatti in ottone e acciaio inox si ossidano. La resistenza elettrica del cavo aumenta e con essa il rischio di mancate accesioni. Anche il rivestimento è soggetto all'invecchiamento. Con il tempo potrebbe infragilirsi a causa della dispersione dei componenti plastici. Le temperature elevate e il contatto con l'olio o i vapori di carburante possono accelerare questo processo o addirittura provocare lo scioglimento della plastica.

I danni nell'isolamento provocano un deflusso della tensione di accensione sulla massa motore. Le conseguenze sono mancate accensioni, funzionamento impreciso del motore dovuto alla penetrazione del carburante incombusto nel catalizzatore e danni a quest'ultimo durante la post combustione.

Per questa ragione, i cavi candele dovrebbero essere controllati regolarmente e sostituiti ai primi segni di invecchiamento.

Processo d'invecchiamento

1. Nuovo
2. Vecchio

Test dei cavi candele

Per prima cosa, il cavo candela dovrebbe essere sottoposto a un attento esame visivo. Se è poroso o se presenta incrinature capillari, contatti ossidati o altri tipologie di problemi deve essere sostituito.

Se il cavo candela è esternamente in ordine, si può misurare il suo funzionamento con un multimetro.

1. Impostare il multimetro a 20 kΩ.
2. Applicare un contatto a ciascuna delle estremità del cavo.
3. Leggere la resistenza.

Le resistenze consentite sono:

• Cavo con anima in rame: da 1 a 6,5 kΩ
• Reattanza induttiva e resistenza al carbonio: il valore si calcola a partire dalla resistenza per metro moltiplicata per la lunghezza del cavo, più il margine di tolleranza. Qui troverete un esempio di calcolo.

Animazione - Prova dei cavi di accensione