Pillole di tecnologia: candela iridio (prima parte)

Spesso capita di sentir parlare di candele all’iridio. Alcune moto le adottano di primo equipaggiamento, alcuni sedicenti esperti le consigliano come modifica aftermarket per incrementare le prestazioni del motore, altri sostengono, invece, che sono adattate solo all’uso agonistico e che per strada non servono, o sono addirittura dannose… dove sta la verità?

LE BASI - Per capirlo dobbiamo prima avere chiaro cos’è una candela di accensione. I primi brevetti per sistemi di “sincronizzazione dell’accensione” risalgono addirittura a fine ottocento, ad ogni modo si sono diffuse con la produzione su larga scala del motore a ciclo Otto, e servono per innescare all’interno della camera di scoppio una scintilla che avvii la combustione della miscela aspirata. Il principio di funzionamento è abbastanza semplice: la candela ha due elettrodi, un anodo ed un catodo separati da una distanza di circa un millimetro o più. A questi elettrodi viene applicata una differenza di tensione estremamente elevata, parliamo di migliaia di volt forniti dalla bobina, così che l’aria - anzi la miscela aria/benzina che normalmente è isolante - inizia a ionizzarsi; e nel momento in cui viene vinta la sua resistenza dielettrica si genera una breve ed intensa scarica elettrica, proprio come un fulmine fra cielo e terra, che serve per avviare la combustione.

FIN QUI TUTTO SEMPLICE - Il problema, però, è che le prestazioni del motore dipendono tantissimo dalla forma e dalla “vivacità”, passateci il termine, di questo arco voltaico. I progettisti devono operare delle scelte di compromesso: l’ideale sarebbe avere elettrodi parecchio distanti, in modo da creare un arco molto lungo, capace di offrire maggiori garanzie di un corretto innesco della combustione. Elettrodi molto distanti, però, rendono più difficoltoso l’innesco della scintilla. Per gli stessi motivi possono generarsi ritardi di innesco rispetto all’istante desiderato e, su motori che magari fanno 16.000 giri minuto, questo ritardo diventa un problema, un millesimo di secondo prima o dopo può veramente fare la differenza. Questo per farvi capire di che ordine di misura stiamo parlando.

DUE ASPETTI SU CUI LAVORARE - Per avere elettrodi lontani e la certezza dello scocco della scintilla (come detto, i due fattori fondamentali), bisogna ottenere una condizione ben precisa, una differenza di potenziale il più possibile alta fra i due elettrodi. A questo risultato si arriva lavorando su due aspetti: da un alto aumentando la tensione in uscita dalla bobina (una bobina standard, ad esempio, produce circa 24.000 Volt, mentre una bobina racing esattamente il doppio); poi bisogna sfruttare un particolare fenomeno che si verifica sui conduttori detto “potere disperdente delle punte”.

DA NON PERDERE - I NOSTRI APPROFONDIMENTI

IL COMPROMESSO - Con questa definizione si descrive la concentrazione di un campo elettrico su un conduttore che risulta maggiore nelle zone in cui la superficie presenta il raggio di curvatura minore. Non è un caso infatti che i fulmini si scarichino su guglie, alberi o… parafulmini! Insomma bisogna realizzare i due elettrodi, o almeno uno, l’anodo, il più possibile a punta. Succede però che più un elettrodo è appuntito, più si deteriora velocemente a causa delle temperature locali altissime, che letteralmente mangiano (più correttamente: ossidano) l’anodo. In questo modo la candela deve essere sostituita più spesso. Su veicoli di produzione una candela deve durare almeno qualche decina di migliaia di chilometri, per questo gli elettrodi, se realizzati in lega di acciaio nichel, oppure in Inconel, hanno l’anodo di un diametro di circa 2,5mm, una soluzione di compromesso per assicurare economicità e durata a patto di non avere chissà quali pretese in termini di qualità di scintilla.

DIOSSIDO DI IRIDIO - Sui motori più spinti e su tutti i motori da competizione vengono adottate candele con elettrodo centrale appuntito (Ø<0.6mm) - qui durata e costi sono secondari - ma da anni si osserva l’introduzione di candele con elettrodo sottile anche sui veicoli ad alte prestazioni di normale produzione. Inizialmente, per garantire sufficiente durata della candela, venne utilizzato come materiale per l’elettrodo il platino, ma ancora migliori sono i risultati che si ottengono realizzando elettrodi in iridio (per essere precisi in diossido di iridio), il metallo (quindi conduttore) che meglio resiste alla corrosione ed alle alte temperature. Soluzioni più economiche si ottengono con elettrodi placcati in diossido di iridio, resta però il fatto che non appena il rivestimento superficiale si usura, il decadimento prestazionale è praticamente verticale.

MA IN DEFINITIVA QUESTE CANDELE SERVONO? - La risposta è certamente sì, se il motore è stato progettato prevedendone l’utilizzo; insomma, non si può tornare indietro per risparmiare qualcosa. Il passaggio contrario, invece, cioè l’installazione aftermarket di una candela platino iridio, sicuramente non fa danni, ma non è detto che migliori le performance del motore: nell’utilizzo a regimi medio-bassi e con carichi parzializzati non si avvertirà nessun miglioramento. In compenso ne risentirà il portafoglio, al momento dell’acquisto e non è nemmeno detto che si raggiungano intervalli di manutenzione più dilatati.

Nella prossima pillola parleremo dei diversi gradi termici delle candele, a cosa servono e come si comportano.