Federal-Mogul: ecco la Candela SureFire Plus con tecnologia ceramica avanzata

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La divisione Powertrain di Federal-Mogul Corporation ha introdotto una nuova e molto performante tecnologia ceramica per le candele, in grado di soddisfare le crescenti richieste termiche e di tensione dei moderni motori a benzina ad elevate prestazioni. Denominata SureFire Plus, la nuova tecnologia ceramica assicura tensioni più elevate, è più longeva e occupa meno spazio nelle teste cilindro sempre più affollate dei motori downsized plurivalvole.

La  SureFire  Plus  rappresenta  una  notevole  evoluzione  tecnologica  e  deriva  dalla  candela SureFire lanciata nel 2008. La ceramica dell’isolatore, realizzata con materiali frutto della più avanzata ricerca, consentono alle candele SureFire Plus di lavorare con tensioni superiori ai

42kV, rispetto ai precedenti 36kV. La possibilità di lavorare con tensioni maggiori consente l’utilizzo di miscele più magre, migliorando le performance del motore, e/o di ridurre i consumi e le conseguenti emissioni di CO2. Una ceramica più performante permette inoltre di ridurre le dimensioni della candela, da 14 mm a 12mm o 10mm, a seconda delle richieste del costruttore dei motori.

“L’isolatore ceramico è l’unica barriera isolante tra gli elettrodi. Costringe la scintilla ad oltrepassare  il gap  esistente  tra l’elettrodo  centrale  e quello  di massa”  spiega  Rich  Keller, director of product ignition engineering, Bearings & Ignition, Federal-Mogul Powertrain. “Il livello di prestazioni senza precedenti che abbiamo ottenuto con la ceramica SureFire Plus consente di ottenere una nuova generazione di sistemi di accensione in grado di garantire maggiore energia e durata, con un ingombro ridotto.”

Gli isolatori di una candela sono normalmente composti per il 95% da allumina (un ossido di alluminio), con la parte restante in vetro, che aiuta in fase di realizzazione  ma ne limita le proprietà meccaniche ed elettriche. L’isolatore della SureFire Plus viene realizzato con una formulazione brevettata contenente il 99% di allumina, mentre la parte rimanente contiene una combinazione di vari ossidi studiati per aumentare la resistenza di isolamento alle alte temperature, minimizzando le perdite di corrente attraverso la ceramica. Per poter cambiare la composizione  del  materiale,  Federal-Mogul  sta  adottando  una  nuovo  processo  produttivo, capace di raggiungere le pressioni di compattazione più elevate che l’industria sia oggi in grado di ottenere durante un processo di stampaggio della ceramica.

Tensioni più elevate

La tendenza dei  moderni  motori  ad  andare  verso  minori  emissioni  di CO2   con  prestazioni sempre superiori e maggiore durata è resa possibile grazie ai miglioramenti ottenuti nella tecnologia  dei  componenti.  Motori  ‘downsized’,  sovralimentati,  producono  temperature  e pressioni di picco estremamente elevate durante il processo di combustione, mentre miscele più magre e combustibili alternativi sono più difficili da accendere. Tutti questi fattori aumentano la richiesta energetica e conseguentemente le tensioni richieste alla candela.

Minor ingombro

Motori downsized  implicano  cilindri più piccoli,  spesso con 4 valvole  invece  delle 2 che si avevano in passato. I motori a benzina a iniezione diretta devono inoltre ospitare l’iniettore del carburante  all’interno  della  camera  di  combustione,  mentre  il maggiore  output  richiede  più spazio per il passaggio del refrigerante. Questi fattori si combinano limitando il diametro della candela, costringendo a una sezione trasversale dell’isolatore più sottile e aumentando il rischio di perforazione elettrica (break down).

“Lo sviluppo di una microstruttura in ceramica maggiormente resistente al fenomeno del breakdown di alta tensione era uno step essenziale durante la fase progettuale iniziale, ma il rendere la SureFire Plus una realtà dal punto di vista produttivo ha richiesto un’innovazione tecnologica legata al processo di compattazione” afferma Keller. “Questo è l’approccio con il quale Federal-Mogul è in grado di ribadire la propria leadership tecnologica: combinare materiali allo stato dell’arte con tecniche manifatturiere avanzate.”

L’inizio della produzione di serie della SureFire Plus è prevista nel mese di maggio del 2014. La società si aspetta che il nuovo materiale possa trovare applicazioni anche al di fuori del mercato automotive, come quelle sui motori a benzina per l’heavy duty.