Przynajmniej część użytkowników samochodów zdaje się sądzić, że przewód zapłonowy to element o banalnie prostej budowie. Może dlatego, iż niegdyś w powszechnym użyciu znajdowały się kable wysokiego napięcia niespecjalnie skomplikowanej konstrukcji, bo w postaci wiązki miedzianych nitek otoczonych tworzywem o właściwościach izolujących. Dziś przewody tego typu też co prawda się jeszcze spotyka (aczkolwiek w zasadniczy sposób różnią się one jakością warstwy izolacyjnej), znacznie częściej jednak stosowane są kable, których budowa jest dużo bardziej złożona. Co zatem kryje się we wnętrzu nowoczesnego przewodu zapłonowego?

Rdzeń syntetyczny
W samym jego środku znajduje się wiązka włókien szklanych i poliamidowych. Nieprzypadkowo stosuje się tu właśnie taką kombinację materiałów, gdyż rdzeń powinien cechować się:
- odpornością na rozciąganie nie większą niż 100 kG,
- rozszerzalnością termiczną zerową lub ujemną,
- wielką zdolnością pochłaniania wibracji,
- dużą odpornością na ciągłe zginanie (zmęczenie),
- jak największą odpornością na czynniki chemiczne.

Materiał ferromagnetyczny
Dalej… idąc od środka, mamy warstwę składającą się z przypominających piasek cząsteczek (ziaren) materiału ferromagnetycznego, które połączone są specjalnym spoiwem (lepiszczem) oraz osadzone na rdzeniu syntetycznym, mającym za zadanie utrzymywanie tej warstwy. Dodać trzeba, że dobór wielkości ziaren oraz jakość i ilość samego materiału są niezwykle ważne, gdyż od tego zależą tak istotne cechy przewodu, jak jego niewielka rezystancja oraz niska emisja zakłóceń elektromagnetycznych. Tu pojawia się jednak problem, że niektórzy producenci próbują oszczędzać na materiale ferromagnetycznym, co wpływa na pogorszenie wskaźnika tłumienia zakłóceń ich kabli.

Przewodnik
Tak spreparowany podwójny rdzeń otoczony jest przewodnikiem, najlepiej z materiału nieulegającego korozji, a więc np. ze stali nierdzewnej. Sporządzony z niej drut zostaje zatem gęsto nawinięty na rdzeń (ok. 50 zwojów na każdy centymetr długości kabla). Z jednej strony zapewnia to dobre przewodzenie prądu wysokiego napięcia płynącego do świec, z drugiej zaś – za sprawą ukształtowania drutu w formie gęstej spirali – pole magnetyczne powstające przy przepływie tegoż prądu utrzymane jest we wnętrzu kabla, przez co następuje redukcja zakłóceń emitowanych przez przewód. W tym miejscu należy koniecznie wspomnieć, iż w stosowanym przez niektórych wytwórców rdzeniu z włókien kevlarowych (czyli węglowych), uzupełnionych cienkim drutem stalowym, po pewnym czasie węgiel się wypala, przez co istotnie rośnie oporność kabla. Rzecz jasna, z braku materiału ferromagnetycznego przewód taki jest też źródłem znacznie większych zakłóceń elektromagnetycznych.

Izolacja
Kolejna warstwa to powłoka z materiału o silnych własnościach dielektrycznych (izolacyjnych), bo pełniąca rolę głównej bariery zapobiegającej upływowi prądu do masy, czyli tzw. przebiciom. Materiał, z którego jest sporządzona, musi cechować się również:
- wysoką elastycznością i giętkością,
- odpornością na skręcanie we wszystkich kierunkach (nie może pękać przy wielokrotnym zginaniu),
- odpornością na wysokie temperatury.

Najlepiej warunki te spełnia syntetyczny elastomer, z niego więc w dobrych przewodach powłoka ta jest wykonywana.

Oplot
Powłokę izolacyjną otacza oplot, do wytwarzania którego znów wykorzystuje się włókna szklane, a także poliestrowe, dzięki czemu jest trudny do rozdarcia. Stanowi on rodzaj sieci, która „więzi” i chroni powłokę izolacyjną, a jednocześnie uniemożliwia wydłużanie kabla, nie zmniejszając w najmniejszym stopniu jego elastyczności. Ponadto stosuje się go w celu dobrego trzymania się blaszek na kablu.

Powłoka zewnętrzna
Doszliśmy do powłoki zewnętrznej, która ma chronić kabel. Musi więc być odporna na niskie i wysokie temperatury, a także na wodę, sól oraz produkty ropopochodne (olej, benzynę itp.) i jednocześnie cechować się jak największą wytrzymałością mechaniczną (odpornością na uszkodzenia). Wymagania te trudno ze sobą pogodzić, dochodzi więc do pewnych kontrowersji co do tego, jaki materiał najlepiej je spełnia.
Część producentów uparcie obstaje, że tworzywem tym jest silikon, który wyparł wcześniej stosowaną izolację gumową. I faktycznie silikon, będący jednym z przełomowych odkryć końca XX wieku, jest dobrym rozwiązaniem, ale pod warunkiem, że przewód nie ma kontaktu z rozgrzanymi elementami silnika. Ponadto przy dużych różnicach temperatur, a w komorze silnikowej mamy niestety z nimi do czynienia, okazuje się on mało odporny na uszkodzenia mechaniczne. Jest także, co w dzisiejszych czasach odgrywa coraz większe znaczenie, nieprzyjazny dla środowiska naturalnego, bo nie ulega biodegradacji, z trudem poddaje się też recyklingowi.
Współczesna inżynieria materiałowa proponuje więc w zamian tworzywo na miarę XXI wieku, a mianowicie elastomery spełniające wszystkie warunki doskonałej izolacji. Charakteryzują się one bowiem:
- hermetyczną szczelnością,
- dużą odpornością na zmiany temperatury,
- wielką odpornością chemiczną i mechaniczną,
- dużą stabilnością parametrów w czasie (nie „starzeją się”),
- łatwością ich powtórnego przerobu (poddają się recyklingowi, są więc przyjazne środowisku naturalnemu).

Zalety ferrytu
Podsumowując, można stwierdzić, iż tylko przewód o opisanej konstrukcji gwarantuje, że na świecach zapłonowych pojawiać się będzie bardzo mocna i odpowiednio długo trwająca iskra. Jednocześnie należy jednak zauważyć, iż jakiekolwiek zmiany w budowie poszczególnych warstw kabla czy niefrasobliwość w doborze surowców powodują istotne pogorszenie parametrów przewodu. Ta ostatnia uwaga dotyczy szczególnie użytego materiału ferromagnetycznego, bo bywa, że w jego miejsce stosowana jest mieszanka o małej zawartości ferrytu, przy której nie sposób uzyskać odpowiednio niską rezystancję przewodu oraz skuteczne tłumienie zakłóceń. Tym samym kabel taki nie powinien być wykorzystywany w instalacji zapłonowej pojazdów zasilanych płynnym gazem. Trzeba jeszcze raz podkreślić, że spiralnie zwinięty, nierdzewny przewodnik spełnia swoją rolę tylko i wyłącznie wtedy, gdy nawinięty jest na rdzeń ferrytowy. Jedynie ferryt dzięki swym własnościom fizycznym sprawia bowiem, że pole elektromagnetyczne powstające na skutek przepływu prądu kumuluje się w środku kabla. Efektu tego nie ma w przypadku rdzenia węglowego (kevlarowego), do tego rdzeń taki, jak już również zostało wspomniane, z biegiem czasu ulega wypalaniu. W rezultacie przewód kevlarowy, nawet jeśli w swej konstrukcji zawiera drut stalowy, nie zapewni stabilności parametrów, a tym samym i jego pracy. Wybierając wiązkę przewodów wysokiego napięcia do swojego pojazdu, warto zatem zdawać sobie sprawę, że przewody słabej jakości nie tylko mogą być powodem dużych zakłóceń w odbiorze stacji radiowych lub negatywnie wpływać na działanie rozmaitych urządzeń elektronicznych, ale też, co chyba najistotniejsze, bywają przyczyną pogorszonego zapłonu.

Małgorzata Kluch
GG Profits