Tecnica:

NGK: il mondo in una scintilla


Avatar Redazionale , il 03/08/09

12 anni fa - Compie 30 anni la sede europea del marchio leader per la produzione di candele nel mondo. Tre lettere che tutti conoscono e che nascondono dietro ad un piccolo pezzo di ferro, rame e ceramica una tecnologia impressionante.

Compie 30 anni la sede europea del marchio leader per la produzione di candele nel mondo. Tre lettere che tutti conoscono e che nascondono dietro ad un piccolo pezzo di ferro, rame e ceramica una tecnologia impressionante.


Semplice fuori,
complicata dentro
CHE VITACCIA Immaginate che vi prendano vi strizzino e vi costringano a stare in un posto buio e molto caldo. I piedi sono in un posto dove ci sono fuoco e fiamme e la temperatura arriva anche a 2500 gradi in testa vi mettono un elettrodo e vi danno mediamente 2.500 scosse da 25.000 volt ogni minuto. Un lavoro veramente di emme eh? Come minimo c'è da andare dai sindacati. E pensare che c'è chi da anni lo fa e nemmeno si lamenta, anzi lo fa talmente bene che prima che chieda il cambio passano almeno 20.000 chilometri. La candela è uno di quegli elementi tanto fondamentali quanto "sconosciuti" che lavorano nel nostro motore. Nessuno si ricorda di lei, tranne quando si rompe.

COSA C'È DIETRO? Eppure dietro a questo piccolo oggetto da pochi Euro si nasconde una tecnologia davvero incredibile. Per farcelo capire meglio NGK ci ha portato fino a Dusseldorf, sede europea del colosso nipponico leader assoluto del mercato. L'occasione era quella del trentesimo compleanno della NGK Europe che, casualmente, coincide con i 90 anni della Bergamaschi, azienda che le candele NGK le importa in Italia da ancor prima che nascesse la sede europea. Non sprecherò decine di righe per raccontarvi quanti titoli mondiali hanno vinto le candele giapponesi, perché praticamente hanno vinto tutto in qualsiasi campionato.

MONOPOLIO DI FATTO La qualità delle candele NGK è, infatti, tale da aver creato di fatto un regime di monopolio, se ne avete voglia provate a controllare che candele avete sula vostra auto/moto: al 90 % saranno NGK. Un monopolio di fatto quindi creato non per la mancanza di concorrenti validi ma per la capacità di essere partner di chi i motori li costruisce. Nella sede europea, infatti, nascono le sinergie che portano alla creazione dei motori partendo dalla candela più adatta.


Uno dei
banchi prova
NGK a Dusseldorf
TUTTE LE PROVE DEL MONDO Ci sono i banchi prova più disparati, sale climatizzate capaci di andare da -35° a + 50° e qui si fanno prove di durata, test di resistenza, accensione. Tutti i marchi di auto e moto (almeno gli europei perché i giapponesi lo fanno direttamente in Giappone) sono passati di qui e tanto per dare un'idea dell'importanza che questo elemento ha nel funzionamento di un motore vi basti sapere che parte dello sviluppo del motore della Desmosedici da Moto GP è passato per i laboratori di Dusseldorf alla ricerca della candela ideale.

COSA DEVE FARE Spiegare le problematiche che ci sono attorno alla progettazione di una candela non è cosa semplice, tenteremo quindi di semplificare al massimo le cose. Vi basti sapere che deve resistere a pressioni e temperature elevatissime (fino a 100 bar e 2500 gradi) alla corrosione chimica delle benzine e alla erosione causata dalle continue scintille che consumano gli elettrodi. Deve saper accendere la miscela aria benzina anche a temperature proibitive, aiutare a dissipare il calore, e non mancare nemmeno una scintilla.


COME È FATTA Ma come è fatta una candela? Prima di tutto c'è la ceramica, il vero punto di forza della NGK che è leader proprio nella produzione/lavorazione di questo tipo di materiale (altri settori dell'azienda producono utensili in ceramica). La funzione della parte ceramica è principalmente quella di isolare dalla corrente che passa attraverso la candela e far si che tutta la tensione arrivi agli elettrodi. La corrente, infatti, deve passare dalla pipetta all'elettrodo (attraversando l'anima in ferro e rame) senza dispersioni, per evitare le mancate accensioni che sono disastrose per un motore moderno. Lo scopo di quelle zigrinature lungo la parte alta della ceramica (denominate coste), è proprio quello di rendere la vita difficile alla corrente che, dovendo fare un percorso più lungo per scaricarsi all'esterno, preferisce passare all'interno.

VIA IL CALDO Allo stesso modo il calore deve essere dissipato il più rapidamente possibile. Questa capacità di dispersione del calore rende possibile già una prima catalogazione delle candele secondo il cosiddetto "grado termico" che indica appunto la capacità di disperdere il calore. Le candele cosiddette "fredde" sono infatti quelle che riescono a disperdere meglio il calore, quelle cosiddette "calde" invece lo disperdono meno.


La candela all'iridio
è al momento
lo stato dell'arte
LA GIUSTA GRADAZIONE Trovare il grado termico corretto è fondamentale (ed è una delle prime cose che si studia quando si sviluppa un motore nuovo) una candela troppo fredda, infatti, tenderebbe ad imbrattarsi, a mancare le accensioni e di conseguenza a durare poco. Una troppo calda invece non riuscendo a dissipare bene il calore non riuscirebbe a raffreddare bene gli elettrodi che tenderebbero a diventare incandescenti causando autoaccensione e la conseguente distruzione del pistone. Meglio evitare…

SI ACCENDE O NON SI ACCENDE? L'altra caratteristica delle candele è l'accendibilità ovvero la capacità di innescare la combustione. In soldoni, una candela con bassa accendibilità funziona bene quando il motore è a pieno regime (e molto caldo) ma non quando si parzializza il gas e si viaggia a basso regime. È qui che arrivano le mancate accensioni.

SVILUPPO CONTINUO In questo campo sembra si sia detto già tutto quello che si doveva dire. In realtà lo sviluppo è continuo, soprattutto per migliorare l'accendibilità. È qui che entrano in campo i metalli preziosi e ultraresistenti come il platino o l'iridio. Grazie a loro si riescono a costruire elettrodi più piccoli che migliorano l'accendibilità e rendono possibile innescare la combustione anche con le miscele magrissime dei motori attuali.

IL FUTURO È ALL'IRIDIO Le candele all'iridio sono al momento lo stato dell'arte, e sono sempre più diffuse come primo equipaggiamento, hanno un costo superiore (e non di poco, fino a 5 volte di più) ma che si recupera facilmente con il miglior rendimento del motore (+3% in alcuni casi e non è poco) e i minori consumi, perché una combustione migliore porta inevitabilmente a un rendimento maggiore. Inoltre hanno una vita più lunga, (resistono meglio all'erosione e alla corrosione) si cambiano meno spesso. Alla fine quindi la convenienza c'è, per cui quando dovete cambiare le candele fate i vostri conti.

RICHIESTE STRANE La cosa curiosa è che la qualità di queste candele è arrivata ad un punto tale e la vita è talmente lunga che talvolta in NGK si sentono richiedere dai costruttori (di auto soprattutto) candele meno pregiate che costino meno ma che durino anche meno. Perché anche il costo dei tagliandi, si sa influisce sulla scelta di una vettura e avere un tagliando più "leggero" è importante.


La candela
racing non ha
elettrodo di massa
RACING I principi fin qui descritti valgono anche per le candele racing (NGK fornisce tutti i team di MotoGP e quasi tutti quelli di F1) con un'unica differenza: la resistenza meccanica. L'elettrodo negativo (quello ricurvo saldato alla filettatura) è, infatti, il vero punto debole delle candele. Un elemento che quando sottoposto a stress meccanici notevoli può anche staccarsi con conseguenze ben immaginabili. Per questo le candele racing non hanno l'elettrodo di massa, la scintilla scocca direttamente dall'elettrodo centrale verso la corona filettata. La controindicazione è una scarsa accendibilità, ma sui motori da gara importa poco, tanto quando mai sono giù di giri?

SEMPRE PIÙ PICCOLE L'evoluzione, in ogni caso continua, e la strada da percorrere porta a candele sempre più piccole (occupano meno spazio in camera di scoppio lasciando più spazio per valvole più grandi e più verticali a vantaggio della linearità dei condotti) con filettature sempre più lunghe (per dissipare meglio il calore) ed elettrodi sempre più sottili in metallo pregiato. Un gran lavoro quindi, tutto per un piccolo componente, destinato a fare una vita d'inferno…


Pubblicato da Stefano Cordara, 03/08/2009
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