Yurii Mongol
0 
5156
415
Zobacz zdjęcia silnika samochodu.
Silnik spalinowy to niesamowita maszyna, która ewoluowała przez ponad 100 lat. Nadal ewoluuje, ponieważ producenci samochodów z każdym mijającym rokiem potrafią wycisnąć trochę więcej wydajności lub trochę mniej zanieczyszczeń. Rezultatem jest niezwykle skomplikowana, zaskakująco niezawodna maszyna.
Inne artykuły wyjaśniają mechanikę silnika i wiele jego podsystemów, w tym układ paliwowy, układ chłodzenia, wałki rozrządu, turbosprężarki i przekładnie. Można argumentować, że sytem zapłonu jest miejscem, w którym wszystko się łączy, z idealnie zgraną iskrą.
W przyszłym
|
W tym artykule dowiemy się o układach zapłonowych, zaczynając od regulacji zapłonu. Następnie przyjrzymy się wszystkim komponentom, które składają się na iskrę, w tym świecom zapłonowym, cewkom i dystrybutorom. I na koniec porozmawiamy o niektórych nowszych systemach, które używają komponentów półprzewodnikowych zamiast dystrybutora.
Układ zapłonowy w Twoim samochodzie musi idealnie współdziałać z resztą silnika. -Celem jest rozpalenie paliwa dokładnie we właściwym czasie, aby rozprężające się gazy mogły wykonać maksymalną ilość pracy. Jeśli układ zapłonowy odpali w niewłaściwym czasie, moc spadnie, a zużycie gazu i emisje mogą wzrosnąć.
Kiedy pali się mieszanka paliwowo-powietrzna w cylindrze, temperatura wzrasta, a paliwo zamienia się w spaliny. Ta transformacja powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia w cylindrze i zmusza tłok do dołu.
Aby uzyskać jak największy moment obrotowy i moc z silnika, celem jest maksymalizacja ciśnienia w cylindrze podczas skok mocy. Maksymalizacja ciśnienia zapewni również najlepszą wydajność silnika, co bezpośrednio przekłada się na lepsze przebiegi. Moment iskry ma kluczowe znaczenie dla sukcesu.
Występuje niewielkie opóźnienie od momentu powstania iskry do momentu, w którym pali się cała mieszanka paliwowo-powietrzna i ciśnienie w cylindrze osiąga maksimum. Jeśli iskra pojawi się zaraz po osiągnięciu przez tłok szczytu suwu sprężania, tłok przesunie się już częściowo w dół do swojego suwu mocy, zanim gazy w cylindrze osiągną najwyższe ciśnienie.
Aby jak najlepiej wykorzystać paliwo, iskra powinna pojawić się zanim tłok osiągnie szczyt suwu sprężania, tak więc zanim tłok rozpocznie swój suw pracy, ciśnienie jest wystarczająco wysokie, aby rozpocząć wykonywanie użytecznej pracy.
Praca = Siła * Odległość
W cylindrze:
- Siła = Ciśnienie * Powierzchnia tłoka
- Dystans = Długość skoku
Więc kiedy mówimy o cylindrze, praca = ciśnienie * powierzchnia tłoka * długość skoku. A ponieważ długość skoku i obszar tłoka są stałe, jedynym sposobem na maksymalizację pracy jest zwiększenie ciśnienia.
Ważny jest moment zapłonu i może być albo zaawansowane lub niedorozwinięty w zależności od warunków.
Czas spalania paliwa jest mniej więcej stały. Ale prędkość tłoków rośnie wraz ze wzrostem prędkości silnika. Oznacza to, że im szybciej pracuje silnik, tym wcześniej musi zajść iskra. To się nazywa iskra do przodu: Im większa prędkość obrotowa silnika, tym większy jest wymagany postęp.
Inne cele, takie jak minimalizacja emisji, mają pierwszeństwo, gdy maksymalna moc nie jest wymagana. Na przykład, opóźniając rozrząd zapłonu (przesuwając iskrę bliżej szczytu suwu sprężania), można obniżyć maksymalne ciśnienie w cylindrze i temperaturę. Obniżenie temperatury pomaga zmniejszyć tworzenie się tlenków azotu (NOx), które są substancjami zanieczyszczającymi objętymi regulacjami. Opóźnienie pomiaru czasu może również wyeliminować stukanie; niektóre samochody wyposażone w czujniki stuków będą to robić automatycznie.
Następnie przejdziemy przez komponenty, które tworzą iskrę.
Świeca zapłonowa znajduje się pośrodku czterech zaworów w każdym cylindrze.
-Plik świeca jest dość proste w teorii: zmusza elektryczność do łuku elektrycznego w szczelinie, podobnie jak piorun. Energia elektryczna musi mieć bardzo wysokie napięcie, aby przejść przez szczelinę i wytworzyć dobrą iskrę. Napięcie na świecy zapłonowej może wynosić od 40 000 do 100 000 woltów.
Świeca zapłonowa musi mieć izolowany kanał, aby to wysokie napięcie mogło dotrzeć do elektrody, gdzie może przeskoczyć przez szczelinę, a stamtąd zostać doprowadzone do bloku silnika i uziemione. Wtyczka musi również wytrzymywać ekstremalne ciepło i ciśnienie wewnątrz cylindra i musi być zaprojektowana tak, aby na korku nie osadzały się osady z dodatków do paliwa.
Świece zapłonowe używają a wkład ceramiczny odizolować wysokie napięcie na elektrodzie, zapewniając, że iskra pojawi się na końcu elektrody, a nie nigdzie indziej na wtyczce; ta wkładka spełnia podwójną funkcję, pomagając wypalać osady. Ceramika jest dość słabym przewodnikiem ciepła, więc materiał bardzo się nagrzewa podczas pracy. To ciepło pomaga wypalić osady z elektrody.
Niektóre samochody wymagają gorąca wtyczka. Ten typ wtyczki posiada ceramiczną wkładkę, która ma mniejszą powierzchnię styku z metalową częścią wtyczki. Zmniejsza to przenoszenie ciepła z ceramiki, sprawiając, że staje się ona cieplejsza, a tym samym wypala więcej osadów. Zimne wtyczki są zaprojektowane z większą powierzchnią styku, dzięki czemu działają chłodniej.
Różnica między „gorącą” a „zimną” świecą zapłonową polega na kształcie ceramicznej końcówki.
Producent samochodów dobierze odpowiednią wtyczkę temperatury do każdego samochodu. Niektóre samochody z wysokowydajnymi silnikami w naturalny sposób wytwarzają więcej ciepła, więc potrzebują zimniejszych wtyczek. Jeśli świeca zapłonowa zbytnio się nagrzeje, może zapalić paliwo przed zapłonem iskry; dlatego ważne jest, aby trzymać się odpowiedniego typu wtyczki do swojego samochodu.
Następnie dowiemy się o cewce, która generuje plik wysokie napięcia wymagane do stworzenia iskry.
Cewka jest prostym urządzeniem - zasadniczo transformatorem wysokiego napięcia składającym się z dwóch cewek drutu. Jedna cewka drutu nazywa się cewka pierwotna. Wokół niego jest owinięty cewka wtórna. Cewka wtórna ma zwykle setki razy więcej zwojów drutu niż cewka pierwotna.
Prąd płynie z akumulatora przez uzwojenie pierwotne cewki.
Prąd cewki pierwotnej może zostać nagle przerwany przez punkty łamania, lub przez urządzenie półprzewodnikowe w elektronicznym zapłonie.
Jeśli myślisz, że cewka wygląda jak elektromagnes, masz rację - ale jest to również cewka indukcyjna. Kluczem do działania cewki jest to, co się dzieje, gdy obwód zostaje nagle przerwany przez punkty. Pole magnetyczne cewki pierwotnej gwałtownie zanika. Cewka wtórna jest otoczona silnym i zmiennym polem magnetycznym. Pole to indukuje prąd w cewkach - prąd o bardzo wysokim napięciu (do 100 000 woltów) ze względu na liczbę cewek w uzwojeniu wtórnym. Cewka wtórna podaje to napięcie do rozdzielacza poprzez bardzo dobrze izolowany przewód wysokiego napięcia.
Wreszcie układ zapłonowy potrzebuje dystrybutora.
Plik dystrybutor obsługuje kilka zadań. Jego pierwszym zadaniem jest dystrybucja wysokiego napięcia z cewki do odpowiedniego cylindra. Odbywa się to przez czapka i wirnik. Cewka jest połączona z wirnikiem, który obraca się wewnątrz nasadki. Wirnik obraca się obok szeregu styków, po jednym na cylinder. Gdy końcówka wirnika przechodzi przez każdy styk, z cewki wychodzi impuls wysokiego napięcia. Impuls przechodzi przez małą szczelinę między wirnikiem a stykiem (w rzeczywistości nie styka się), a następnie biegnie dalej wzdłuż przewodu świecy zapłonowej do świecy zapłonowej na odpowiednim cylindrze. Kiedy robisz dostrajanie, jedną z rzeczy, które wymieniasz w silniku, jest pokrywa i wirnik - te ostatecznie zużywają się z powodu łuku. Ponadto przewody świec zapłonowych w końcu ulegają zużyciu i tracą część izolacji elektrycznej. Może to być przyczyną bardzo tajemniczych problemów z silnikiem.
 |
Starsze rozdzielacze z punktami przerywacza mają inną sekcję w dolnej połowie rozdzielacza - ta sekcja wykonuje zadanie przerywania prądu do cewki. Strona uziemienia cewki jest połączona z punktami wyłącznika.
 |
 |
Krzywka w środku dystrybutora popycha dźwignię połączoną z jednym z punktów. Za każdym razem, gdy krzywka popycha dźwignię, otwiera punkty. To powoduje, że cewka nagle traci masę, generując impuls wysokiego napięcia.
Punkty kontrolują również synchronizację iskry. Mogą mieć posuw próżni lub a odśrodkowy postęp. Mechanizmy te przyspieszają rozrząd proporcjonalnie do obciążenia silnika lub prędkości obrotowej silnika.
Czas zapłonu jest tak istotny dla osiągów silnika, że większość samochodów nie używa punktów. Zamiast tego używają czujnika, który informuje jednostkę sterującą silnika (ECU) o dokładnym położeniu tłoków. Następnie komputer silnika steruje tranzystorem, który otwiera i zamyka prąd do cewki.
W następnej sekcji przyjrzymy się nowemu rozwiązaniu w nowoczesnych układach zapłonowych: zapłonowi bezrozdzielaczowemu.
Zamiast jednej cewki głównej, zapłonniki bezrozdzielaczowe mają cewkę dla każdej świecy zapłonowej, umieszczoną bezpośrednio na samej świecy zapłonowej.
-W ostatnich latach być może słyszałeś o samochodach, które wymagają pierwszego tuningu na dystansie 100 000 mil. Jedną z technologii umożliwiających tak długi okres konserwacji jest zapłon bezrozdzielaczowy.
Cewka w tego typu układzie działa tak samo jak większe, centralnie umieszczone cewki. Sterownik silnika steruje tranzystorami, które przerywają masę obwodu, który generuje iskrę. Daje to ECU pełną kontrolę nad synchronizacją zapłonu.
Takie systemy mają kilka istotnych zalet. Po pierwsze, nie ma dystrybutora, który w końcu się zużywa. Nie ma również przewodów świec zapłonowych wysokiego napięcia, które również się zużywają. I wreszcie, pozwalają na bardziej precyzyjną kontrolę czasu zapłonu, co może poprawić wydajność, emisje i zwiększyć całkowitą moc samochodu..
Aby uzyskać więcej informacji na temat układów zapłonowych i powiązanych tematów, zapoznaj się z linkami na następnej stronie.
Powiązane artykuły
- Quiz o układzie zapłonowym
- Jak działają silniki samochodowe
- Quiz Corner: Engine Quiz
- Jak działają systemy wtryskowe Fu-el
- Jak działają samochodowe systemy chłodzenia
- Jak działają wałki rozrządu
- Jak działają katalizatory
- Jak działają turbosprężarki
- Jak działa siła, moc, moment obrotowy i energia
Więcej świetnych linków
- Charles Kettering: Wynalazca układu zapłonowego
- Motoryzacja 101: Układ zapłonowy
- Problem z układem zapłonowym, który od dłuższego czasu oszukiwał Misterfixit
- Układ zapłonowy ciągnika Fordson F.
- Wczesny elektroniczny układ zapłonowy Chryslera