Nickel, Platinum, Iridium? Så skiljer sig tändstift åt

Fördelar med multielektroder

Tändstift med två, tre eller fyra elektroder har längre livslängd, men de ökar inte prestandan.

Tändstift med flera jordelektroder – till exempel tre – används i många fordon. Den främsta anledningen till att använda flera jordelektroder är att förlänga livslängden. Eftersom gnistan endast hoppar till en elektrod åt gången, och aldrig till flera samtidigt, kan livslängden på tändstift enkelt och effektivt ökas med flera elektroder. Nickel‑multielektroder erbjuder två till tre gånger längre livslängd än enelektrodsstift, utan att prestandan ökar. För många eftermarknadsapplikationer är de därför en ekonomiskt rimlig lösning. Tre nickelelektroder är billigare än en iridium‑ eller platinalösning och enklare att tillverka.

Ej lämpliga för moderna motorer

Flera elektroder innebär dock nya utmaningar för motorutvecklare: För stift med tre jordelektroder är det oförutsägbart till vilken av de tre gnistan kommer att hoppa. Tändpunkten varierar därför något. Den exakta positionen för tändningspunkten kan inte tydligt definieras, vilket gör riktad förbränningsoptimering svår. Därför betraktas multielektrodkonstruktioner idag som föråldrade. För moderna fordon som måste uppfylla strikta emissions‑ och prestandakrav är multielektrod‑tändstift olämpliga på grund av deras oprecisa tändningstidpunkt. Därför använder alla moderna motorer platin‑ eller iridiumlegeringar för att uppfylla kraven på lång livslängd.

Platina- eller iridiumelektroder?

Platinatändstift är betydligt mer hållbara. De utgör ett mellanting mellan ekonomi (nickel) och topprestanda (iridium).

Ett steg över enkla tändstift med nickelelektroder är de med ett platinachip: För att förlänga livslängden svetsas ett litet platinachip på nickelelektroden, som absorberar största delen av den erosion som orsakas av gnisturladdningar. Denna konstruktion skyddar elektroden mot mekaniskt och termiskt slitage och säkerställer jämn tändningsprestanda under en längre period.

Tändstift med platinachip på jordelektroden kombineras alltid med en centrumelektrod av platina eller iridium. Denna materialkombination säkerställer stabil tändning även under krävande driftförhållanden. Ur ett tändningsperspektiv är detta en betydligt bättre lösning än en konventionell nickelmulte­lektrod. Platinachippet erbjuder optimerad gniststyrning och minskar slitaget på jordelektroden – en fördel som är särskilt värdefull vid längre serviceintervall.

Iridium – supertändning

Iridiumtändstift har extremt fina centrum‑ och jordelektroder. Detta möjliggör kraftiga gnistor under alla förhållanden.

För applikationer med de högsta kraven på tändningsprestanda har DENSO utvecklat super ignition plug‑teknologi. Denna teknik använder en extremt fin iridium‑centrumelektrod med en diameter på endast 0,4 mm. På jordelektroden finns en exakt formad nål av iridium eller platina med en diameter mellan 0,7 och 1,0 mm, vilket skapar en punkt‑till‑punkt‑tändning. Fördelen ligger i den reducerade massa som tändspolen behöver ladda: Gnistan hoppar endast över ett mycket litet område, vilket innebär att även små energimängder räcker för att generera tillförlitlig tändning. Dessutom möjliggör den mycket fina jordelektroden en unik minskning av släckningseffekten och säkerställer obehindrad flam­tillväxt. Detta förbättrar tändningsstabiliteten, särskilt vid kallstarter eller under hög belastning.

Denna kombination av fin centrumelektrod och nålstruktur på jordelektroden är ett kännetecken för DENSOs Iridium TT‑tändstift, som utvecklats specifikt för eftermarknaden. Det kombinerar OE‑teknologi med bred fordonskompatibilitet och finns tillgängligt för ett stort antal modeller.

Kontroll av elektrodgapet behövs inte längre

En annan positiv bieffekt rör elektrodgapet. Med konventionella nickeltändstift var det standardpraxis att noggrant kontrollera avståndet mellan centrum‑ och jordelektroden före montering och vid behov justera det med bladmått – ofta ner till en tiondels millimeter. Denna justering var avgörande för stabil tändning, särskilt i äldre fordon.

Moderna iridiumtändstift som DENSO Iridium TT är betydligt mer toleranta i detta avseende. Den höga energitätheten från tändspolen räcker för att säkerställa en tillförlitlig gnista även vid något varierande gap, vilket förenklar installationen och minskar risken för fel. Dessutom avråder tillverkaren från att justera gapen på dessa iridiumtändstift, eftersom detta kan skada de känsliga elektroderna.

Jämförelse av material

Laboratorietester visar olika hastigheter för flammans utbredning under i övrigt identiska förhållanden.

Placeringen av tändstiftets elektroder direkt i förbränningskammaren utsätter dem för extrema termiska och mekaniska påfrestningar. Höga temperaturer, trycktoppar och snabba växlingar kräver material som fungerar tillförlitligt under miljontals förbränningscykler – upp till 180 000 kilometer för vissa tändstiftstyper.

Stegvis materialstrategi

Nickel är det beprövade standardmaterialet med en typisk elektroddiameter på 2,5 mm. Det erbjuder stabil tändningsprestanda och är kostnadseffektivt, men når sina gränser vid ökande termiska krav.

Platina kännetecknas av hög temperaturbeständighet och god oxidationsresistens. En påsvetsad platinatopp gör det möjligt att minska elektroddiametern till cirka 1,1 mm och förlänger livslängden avsevärt jämfört med nickel. Platinlösningar var särskilt vanliga under 1980‑ och 1990‑talen, men har i allt större utsträckning ersatts av iridiumlösningar. Iridium är det hårdaste och mest temperaturbeständiga material som någonsin har använts i tändstift.

DENSO använder en patenterad iridium‑rodium‑legering som erbjuder jämförbar oxidationsresistens med platina. Tack vare innovativa tillverkningstekniker, inklusive en 360°‑laser­svetsprocess, kan centrumelektroder med diametrar på endast 0,7 mm, 0,55 mm eller till och med 0,4 mm tillverkas. Dessa fina elektrodgeometrier möjliggör exakt punkt­tändning med reducerad energiförbrukning. Samtidigt hindras flam­utbredningen mindre och värmeavledningen från pilotflamman minimeras, vilket reducerar den så kallade släckningseffekten och förbättrar förbränningseffektiviteten.

Ytterligare en fördel: De ädelmetaller som används har mycket låg elektrisk resistans som förblir konstant även under tuffa driftförhållanden. Detta säkerställer att tändspolen pålitligt kan generera en stark gnista under hela tändstiftets livslängd, även vid hög motorbelastning och krävande körförhållanden.

www.denso-am.eu