نظام الاشتعال بالسيارة

أنظمة الإشعال

يمكن تصنيف أنظمة الإشعال المختلفة لمحركات الانفجار وفقًا لقسطتين رئيسيتين: الأنظمة التي تخزن الطاقة المراد تفريغها ، في المجال الكهرومغناطيسي ، والأنظمة التي تخزن الطاقة في مجال إلكتروستاتيكي. في هذا الكتيب ، يُسمى النوع الأول باختصار اشتعال التفريغ الكهرومغناطيسي: جهاز "التخزين" الخاص به عبارة عن ملف ؛ النوع الآخر ، المسمى اشتعال التفريغ الكهروستاتيكي للسبب نفسه ، يستخدم مكثفًا. يمكن التحكم في كلا النظامين وتشغيلهما بواسطة قاطع تلامس تقليدي ، أو بواسطة أنواع أخرى من الأجهزة ؛ لذلك يمكن الحصول على عدد كبير من التركيبات.

اشتعال تقليدي بملف SZ.

 هذا هو أبسط نظام إشعال. يتم التحكم في الأنظمة من خلال جهات الاتصال. هذا يعني أن التيار المتقاطع مع ملف الإشعال متصل ميكانيكيًا وفصله من خلال جهة اتصال في موزع الإشعال.

 

عند إغلاق قاطع الإشعال ، يتقاطع التيار مع الملف الأولي لملف الإشعال ، مع وجود محاثة L ومقاومة R ، متصلة في سلسلة بالبطارية وبملامسات القاطع. يجعل المحاثة أن التيار يقضي وقتًا محددًا ودقيقًا قبل أن يصل إلى قيمته القصوى المشروطة فقط بالمقاومة R ؛ الآن يمكن حساب الطاقة المخزنة في الملف من خلال الصيغة 1/2 · L · I².

عندما تفتح النقطة مرة أخرى ، ينخفض ​​التدفق في الملف ، مما يولد جهدًا عاليًا في الملف الثانوي الذي يحتوي على عدد كبير من المنعطفات. ثم يعمل الملف كمحول ذاتي حيث تكون نسبة المنعطفات بين اللفات الأولية والثانوية حوالي 1: 100. لسوء الحظ ، يتم تطوير عدة مئات من الفولتات في وقت واحد عبر التلامس المفتوح (للحمل الاستقرائي) ؛ هذه الظاهرة والتيار العالي الذي يتم تبديله ، يثيران تآكلًا وأكسدة سريعًا إلى حد ما للنقاط. ثم يتم توصيل مكثف مناسب عبر جهات الاتصال لتشكيل ما يشبه دائرة الرنين مع الملف ، من أجل الحد من هذا غير المريح وأيضًا لإحداث فسخ أسرع للتدفق داخل الملف (وهذا يطور جهدًا ثانويًا أعلى). يتم إرسال الجهد العالي المستحث في المرحلة الثانوية ، عبر البرج المركزي لموزع الإشعال الدوار ، إلى شمعة الإشعال المعنية ثم يولد التفريغ على القابس ، أي شرارة إطلاق النار. الجهد العالي متحيز بحيث يكون القطب المركزي لشمعة الإشعال سالبًا فيما يتعلق بكتلة السيارة ، لتقليل متطلبات الجهد.

في ارتفاع دورة في الدقيقة القيم ، خاصة في المحركات التي تحتوي على عدد كبير من الأسطوانات حيث يجب أن يكون معدل التفريغ مرتفعًا ، ولا يوجد وقت كافٍ حتى يصل التيار الأولي إلى قيمته القصوى بين شرارتين متتاليتين ، وبالتالي كمية الطاقة التي يمكن تخزينها بين شرارتين يتم تقليله. علاوة على ذلك ، في السرعات العالية ، يمكن أن تؤدي الزنبركات التي تجبر جهات الاتصال على الفتح والإغلاق إلى إثارة الارتداد فور الإغلاق. يمكن أن يؤدي الجمع بين هذين السببين إلى إثارة الإزعاج المعروف للاشتعال والفعالية. هناك اعتبار مهم آخر يتعلق بصعوبات بدء تشغيل مركبة بنظام الإشعال التقليدي في الظروف الجوية الباردة والرطبة.

مع الطقس البارد ، تكون الطاقة اللازمة لبدء تشغيل محرك متوقف عن العمل عالية إلى حد ما ، ويمكن لمحرك بدء التشغيل أن يمتص الكثير من التيار من البطارية ، بحيث ينخفض ​​الجهد المتوفر بشكل كبير: والنتيجة هي أن الطاقة المتاحة للملف تكون تقريبًا فقط ثلث قيمته القصوى (انخفاض الجهد والتيار في نفس الوقت). علاوة على ذلك ، عند سرعة منخفضة جدًا للمحرك ، تفتح نقاط التلامس ببطء ويكون وقت ارتفاع الجهد الثانوي طويلاً. عندما يتم الجمع بين كل هذه الشروط ، فإن الخسارة الصغيرة تكفي لمنع أي احتمال للاشتعال تمامًا.

شمعات الاحتراق

يمكن تمثيل "شمعة الإشعال" المعروفة ، أي الجهاز الذي يضرب الشرارة بين نهاياته داخل حجرة الانفجار ، كنقطتين على مسافة معينة ، والتي يتوافق معها جهد التفريغ المحدد جيدًا Vb ؛ هذا متصل بالتوازي مع المكثفات الموزعة المختلفة Cp. تعتمد قيمة Vb على المسافة بين الأقطاب الكهربائية وضغط ودرجة حرارة الخليط ؛ أثقل الظروف هي: ارتفاع ضغط ، تباعد واسع ودرجة حرارة منخفضة.

من الواضح أن كمية الطاقة التي تساوي 1/2 · Cp · Vb² ضرورية لشحن السعة الشاردة Cp إلى الجهد Vb ؛ إذا تعذر الوصول إلى هذه القيمة ، فلن تضرب الشرارة. بمجرد حدوث التفريغ في الفراغ بين النقطتين ، يتأين هذا ويبدأ في التشغيل.

تبلغ قيمة الجهد النموذجي التي تتطلبها شمعة الإشعال العادية 15 كيلو فولت على الأقل للحصول على عملية مرضية. علاوة على ذلك ، يجب أن تكون كمية الطاقة الدنيا بحوالي 20 مللي جول متوفرة في الشرارة لضمان انتشار لهب مستقر ناتج عن الشرارة. تعتمد القيم الدقيقة للجهد والطاقة المطلوبة في جميع ظروف الاستخدام على عدة عوامل. 

موزع الإشعال

يرسل هذا الجهاز الطاقة المخزنة إلى شمعات الإشعال. يتكون بشكل أساسي من ذراع دوار يدور بمعدل يقابل نصف دورة في الدقيقة. قيمة عمود القيادة. يتم إرسال الجهد العالي المتولد في ملف الإشعال إلى الموزع من خلال البرج المركزي. يقوم قضيب الكربون المركب على زنبرك بين الفرشاة والبرج المركزي بعمل التلامس بين الغطاء الثابت وذراع الدوار. تبدأ طاقة الاشتعال من النقطة المركزية لذراع الدوار وتصل إلى قطب نفس الدوار ، ثم تنتقل إلى القطب الخارجي المدمج في الغطاء ؛ ثم يتم إرساله إلى شمعات الإشعال من خلال بعض الكابلات.