W silnikach z zapłonem samoczynnym do zainicjowania procesu spalania w cylindrach nie jest potrzebna iskra wytwarzana przez świece zapłonowe. W silnikach tej konstrukcji, przy normalnych (dodatnich) temperaturach otoczenia, zapłon paliwa w cylindrach następuje samoczynnie w chwili wtryśnięcia go w odpowiednim momencie i pod wymaganym, wysokim ciśnieniem do cylindrów, w których znajduje się nagrzane powietrze sprężone przez tłoki.

Uzyskanie zapłonu samoczynnego przy wtrysku paliwa w tej konstrukcji silników jest utrudnione przy ujemnych temperaturach otoczenia, ponieważ warunkiem uzyskania zapłonu jest temperatura powietrza w cylindrze wynosząca minimum 350°C. W związku z tym konstrukcje silników z zapłonem samoczynnym muszą być wyposażone w świece żarowe, umiejscowione w każdej z komór spalania, gwarantujące podgrzanie powietrza napływającego do cylindra w trakcie zimnego rozruchu.
Świece żarowe wykonane są w formie specjalnych grzejników punktowych, które mają przewód grzejny (często w postaci spirali) umieszczony w obudowie metalowej lub ceramicznej. Prąd do spirali doprowadzany jest przez elektrodę umieszczoną w korpusie świecy, która jest połączona przewodami z instalacją elektryczną.
Odpowiednia konstrukcja świecy żarowej umożliwia zamianę dostarczonej do niej energii elektrycznej na energię cieplną. Spirala grzejna świecy żarowej rozgrzewana jest w ten sposób do temperatury od 850 do 1350°C, w zależności od rodzaju i konstrukcji świecy.
Świeca żarowa umieszczona jest w każdym z cylindrów silnika z zapłonem samoczynnym w miejscu powstawania mieszanki. Konstrukcje świec żarowych, w związku z bardzo ciężkimi warunkami pracy panującymi wewnątrz komór spalania, muszą być odporne na:
- bardzo wysokie temperatury (nawet do 350°C),
- działanie spalin i składników oleju napędowego,
- drgania wywołane w chwili zapłonu.

Ze względu na różne fazy grzania wszystkie świece żarowe można podzielić na dwie grupy:
- dwufazowe – działające tylko do momentu uruchomienia silnika. Grzeją one wyłącznie przed rozruchem silnika i w jego trakcie. Wyłączają się natychmiast po uruchomieniu silnika;
- trójfazowe – grzejące przed uruchomieniem silnika, w trakcie jego uruchamiania oraz podczas jazdy. Tego typu świece grzeją aż do momentu uzyskania optymalnej temperatury pracy silnika, a także okresowo podczas jazdy.

Działanie świecy żarowej również podczas jazdy ma istotne znaczenie ze względu na obniżenie emisji substancji toksycznych do atmosfery oraz na trwałość układu oczyszczania silnika.
Konstrukcyjnie świece żarowe można podzielić na dwie grupy:
- dwubiegunowe z odsłoniętą spiralą grzejną,
- jednobiegunowe z osłoniętą spiralą grzejną.

Dwubiegunowe świece żarowe z odsłoniętą spiralą grzejną mają wystający element grzejny, który wykonany jest w formie spirali lub pętli. Obudowa, osłona i elektroda odizolowane są od siebie stopionym proszkiem szklanym, który gwarantuje odpowiednią wytrzymałość mechaniczną świecy i szczelność.
Osadzenie świecy (wkręcenie jej) w gnieździe głowicy silnika możliwe jest dzięki stalowej obudowie zaopatrzonej w gwint i sześciokąt do klucza. Po wkręceniu świecy żarowej do wnętrza komory spalania pozostaje w komorze nieosłonięta spirala grzejna, która wykonana jest z grubego drutu wytworzonego ze stopów oporowych (kanthalowych).
Świece żarowe są zasilane napięciem znamionowym 0,9-1,7 V, przy prądzie rzędu 30-40 A. Te świece zapewniają uzyskanie temperatury roboczej w zakresie 900-1100°C w ciągu 30-50 sekund od chwili włączenia. Tego typu konstrukcje świec żarowych mają mniejszą trwałość, dlatego też stosowane są coraz rzadziej.
Świece żarowe jednobiegunowe mają osłoniętą spiralę grzejną. Ze względu na cylindryczny kształt elementu grzejnego nazywane są trzpieniowymi. W tej konstrukcji elementem grzejnym jest zamknięta rurka, w której umieszczona jest właściwa spirala grzejna. Świece żarowe jednobiegunowe charakteryzują się większą powierzchnią wymiany ciepła elementu grzejnego i mniejszym poborem prądu. Ze względu na lepszą izolację termiczną, odporną na zmienne temperatury gazów, i mniejszą wrażliwość na oddziaływanie chemiczne świece te mają większą trwałość.
Obecnie stosowane świece jednobiegunowe charakteryzują się krótkim czasem nagrzewania się (od 2 do 7 sekund). Możliwe jest to dzięki wykorzystaniu dwuczęściowej spirali żarowej. Produkowane świece żarowe zapewniają obecnie trwałość gwarantującą przeprowadzenie co najmniej 15 000 cykli rozruchowych oraz przejechanie od 100 000 do 200 000 km.
W razie problemów z rozruchem zimnego silnika, wskazujących na uszkodzenie którejś ze świec żarowych, można wizualnie ocenić jej pracę zarówno po jej demontażu, jak i bez niego.
W przypadku sprawdzania bez demontażu należy wykręcić wtryskiwacz i włączyć układ podgrzewania wstępnego. Następnie przez otwór po wykręconym wtryskiwaczu obserwować część świecy wystającą w komorze spalania. W wypadku sprawnej świecy jej końcówka powinna się żarzyć na czerwono po kilku sekundach od załączenia. W sytuacji, gdy świeca nie żarzy się lub jest mniej czerwona niż pozostałe, należy sprawdzić jej połączenia, a następnie jej rezystancję oraz ciągłość.
Przy ocenie wizualnej świecy po jej wymontowaniu należy najpierw obejrzeć ją pod kątem uszkodzeń mechanicznych (opaleń). W przypadku, gdy jej stan mechaniczny jest dobry, sprawdza się ją pod względem elektrycznym. Następnie uaktywnia się ją poprzez podanie napięcia 12 V i sprawdzenie, czy podgrzewa się równomiernie i w odpowiednim czasie.

mgr Andrzej Kowalewski