Vlad Krasen
0 
4678
400
Podívejte se na obrázky motoru motoru.
Spalovací motor je úžasný stroj, který se vyvinul více než 100 let. Stále se vyvíjí, protože výrobcům automobilů se v každém dalším roce podaří vytlačit o něco vyšší účinnost nebo o něco méně znečištění. Výsledkem je neuvěřitelně komplikovaný, překvapivě spolehlivý stroj.
Další články vysvětlují mechaniku motoru a mnoho jeho subsystémů, včetně palivového systému, chladicího systému, vačkových hřídelů, turbodmychadel a převodových stupňů. Dalo by se argumentovat, že zapalovací systém je místo, kde se to všechno spojuje, s dokonale načasovanou jiskrou.
Nahoru Další
|
V tomto článku se dozvíme o zapalovacích systémech, počínaje časováním jisker. Pak se podíváme na všechny komponenty, které se podílejí na výrobě jiskry, včetně zapalovacích svíček, cívek a distributorů. A konečně si povíme o některých novějších systémech, které místo distributora používají komponenty v pevné fázi.
Zapalovací systém na vašem automobilu musí fungovat dokonale ve shodě se zbytkem motoru. - Cílem je zapálit palivo ve správný čas, aby expandující plyny mohly vykonávat maximální množství práce. Pokud zapalovací systém vystřelí ve špatnou dobu, poklesne výkon a může se zvýšit spotřeba plynu a emise.
Když směs paliva a vzduchu ve válci shoří, teplota stoupne a palivo se převede na výfukové plyny. Tato transformace způsobuje dramatické zvýšení tlaku ve válci a tlačí píst dolů.
Cílem je maximalizovat točivý moment a výkon z motoru, cílem je maximalizovat tlak ve válci během moc mrtvice. Maximalizace tlaku také zajistí nejlepší účinnost motoru, což se přímo promítne do lepšího počtu najetých kilometrů. Načasování jiskry je rozhodující pro úspěch.
Od doby jiskry do doby, kdy směs paliva se vzduchem všechno hoří a tlak ve válci dosáhne svého maxima, existuje malé zpoždění. Pokud se jiskra objeví hned, jakmile píst dosáhne vrcholu kompresního zdvihu, píst se již posunul dolů po část cesty do svého silového zdvihu, než plyny ve válci dosáhnou nejvyššího tlaku.
Pro co nejlepší využití paliva, jiskra by měla nastat dříve, než píst dosáhne vrcholu kompresního zdvihu, takže v době, kdy píst začíná do svého silového zdvihu, jsou tlaky dostatečně vysoké na to, aby začaly produkovat užitečnou práci.
Práce = Síla * Vzdálenost
Ve válci:
- Platnost = Tlak * Plocha pístu
- Vzdálenost = Délka tahu
Takže když mluvíme o válci, work = tlak * plocha pístu * délka zdvihu. A protože délka zdvihu a oblast pístu jsou pevné, jediným způsobem, jak maximalizovat práci, je zvýšení tlaku.
Načasování jiskry je důležité a načasování může být pokročilý nebo retardovaný v závislosti na podmínkách.
Doba, kterou palivo potřebuje ke spálení, je zhruba konstantní. Rychlost pístů se však zvyšuje se zvyšováním otáček motoru. To znamená, že čím rychleji motor jede, tím dříve musí dojít k jiskře. Tomu se říká zážeh: Čím vyšší jsou otáčky motoru, tím více je třeba dopředu.
Další cíle, jako minimalizaci emisí, mít přednost, pokud není vyžadován maximální výkon. Například zpomalením načasování jiskry (posunutím jiskry blíže k vrcholu kompresního zdvihu) lze snížit maximální tlaky a teploty válce. Snížení teploty pomáhá snižovat tvorbu oxidů dusíku (NOX), které jsou regulovanou znečišťující látkou. Zpoždění načasování může také eliminovat klepání; některá auta, která mají senzory klepání, to budou dělat automaticky.
Dále projdeme komponenty, které vytvářejí jiskru.
Zapalovací svíčka je ve středu čtyř ventilů v každém válci.
- zapalovací svíčka je teoreticky docela jednoduchý: nutí elektřinu k oblouku přes mezeru, stejně jako blesk. Elektrická energie musí být na velmi vysokém napětí, aby mohla cestovat přes mezeru a vytvořit dobrou jiskru. Napětí na zapalovací svíčce může být kdekoli od 40 000 do 100 000 voltů.
Zapalovací svíčka musí mít izolovaný průchod, aby se toto vysoké napětí mohlo pohybovat dolů k elektrodě, kde může přeskočit mezeru a odtud vést do bloku motoru a uzemnit. Zátka musí také odolat extrémnímu teplu a tlaku uvnitř válce a musí být navržena tak, aby se na zátce nevytvářely usazeniny z přísad paliva..
Zapalovací svíčky používají keramická vložka izolovat vysoké napětí na elektrodě a zajistit, aby k jiskře došlo na špičce elektrody a nikde jinde na zástrčce; Tato vložka umožňuje dvojí povinnost tím, že pomáhá spálit usazeniny. Keramika je docela špatný tepelný vodič, takže se materiál během provozu zahřívá. Toto teplo pomáhá spálit usazeniny z elektrody.
Některá auta vyžadují horká zástrčka. Tento typ zátky je navržen s keramickou vložkou, která má menší kontaktní plochu s kovovou částí zátky. Tím se snižuje přenos tepla z keramiky, díky čemuž je horkější a tím se spálí více usazenin. Studené svíčky jsou navrženy s větší kontaktní plochou, takže běží chladněji.
Rozdíl mezi „horkou“ a „studenou“ zapalovací svíčkou je ve tvaru keramické špičky.
Výrobce automobilů vybere pro každý vůz správnou teplotu. Některá auta s vysoce výkonnými motory přirozeně generují více tepla, takže potřebují chladnější zátky. Pokud je zapalovací svíčka příliš horká, mohlo by dojít ke vznícení paliva před zapálením jiskry; proto je důležité držet se správného typu zástrčky pro vaše auto.
Dále se dozvíme o cívce, která generuje vysoké napětí nutné k vytvoření jiskry.
Cívka je jednoduché zařízení - v podstatě vysokonapěťový transformátor složený ze dvou cívek drátu. Jedna cívka drátu se nazývá primární cívka. Omotal kolem něj je sekundární cívka. Sekundární cívka má obvykle stokrát více závitů drátu než primární cívka.
Proud teče z baterie primárním vinutím cívky.
Proud primární cívky může být náhle přerušen přerušovací body, nebo polovodičovým zařízením v elektronickém zapalování.
Pokud si myslíte, že cívka vypadá jako elektromagnet, máte pravdu - ale je to také induktor. Klíčem k činnosti cívky je to, co se stane, když je obvod náhle přerušen body. Magnetické pole primární cívky se rychle zhroutí. Sekundární cívka je pohlcena silným a měnícím se magnetickým polem. Toto pole indukuje proud v cívkách - velmi vysokonapěťový proud (až 100 000 voltů) kvůli počtu cívek v sekundárním vinutí. Sekundární cívka dodává toto napětí do rozvaděče velmi dobře izolovaným vysokonapěťovým drátem.
Konečně zapalovací systém potřebuje distributora.
distributor zpracovává několik úloh. Jeho první úlohou je distribuovat vysoké napětí z cívky do správného válce. To se provádí pomocí víčko a rotor. Cívka je připojena k rotoru, který se točí uvnitř víčka. Rotor se točí kolem řady kontaktů, jeden kontakt na válec. Když špička rotoru prochází každým kontaktem, přichází z cívky vysokonapěťový impulz. Impulzní oblouky přes malou mezeru mezi rotorem a kontaktem (ve skutečnosti se nedotýkají) a poté pokračují drátem zapalovací svíčky k zapalovací svíčce na příslušném válci. Když vyladíte, jednou z věcí, kterou vyměníte na svém motoru, je víčko a rotor - tyto se nakonec opotřebují kvůli oblouku. Dráty zapalovací svíčky se nakonec opotřebují a ztratí část své elektrické izolace. To může být příčinou některých velmi záhadných problémů s motorem.
 |
Starší rozvaděče s přerušovacími body mají v dolní polovině rozvaděče další sekci - tato sekce provádí práci s přerušením proudu do cívky. Zemní strana cívky je spojena s přerušovacími body.
 |
 |
Vačka ve středu rozdělovače tlačí páku spojenou s jedním z bodů. Kdykoli vačka stiskne páku, otevře body. To způsobí, že cívka náhle ztratí zem a vytvoří vysokonapěťový impuls.
Body také řídí načasování jiskry. Mohou mít vakuový postup nebo a odstředivý postup. Tyto mechanismy posunují časování v poměru k zatížení motoru nebo otáčkám motoru.
Načasování jisker je tak důležité pro výkon motoru, že většina aut nepoužívá body. Místo toho používají snímač, který sděluje řídicí jednotce motoru (ECU) přesnou polohu pístů. Počítačový počítač potom řídí tranzistor, který otevírá a uzavírá proud do cívky.
V další části se podíváme na pokrok v moderních zapalovacích systémech: zapalování bez rozdělovače.
Namísto jedné hlavní cívky mají zapalovače bez rozdělovače cívku pro každou zapalovací svíčku, která je umístěna přímo na samotné zapalovací svíčce.
-V r-ecent letech jste možná slyšeli o autech, která potřebují jejich první vyladění na 100 000 mil. Jednou z technologií, která umožňuje tento dlouhý interval údržby, je zapalování bez rozdělovače.
Cívka v tomto typu systému funguje stejně jako větší, centrálně umístěné cívky. Řídicí jednotka motoru řídí tranzistory, které přerušují zemnící stranu obvodu, čímž se vytváří jiskra. To dává ECU úplnou kontrolu nad časováním jisker.
Systémy jako tyto mají některé podstatné výhody. Za prvé, neexistuje žádný distributor, což je položka, která se nakonec vyčerpá. Také neexistují žádné vysokonapěťové vodiče zapalovací svíčky, které se také opotřebují. A konečně umožňují přesnější kontrolu načasování jisker, což může zlepšit účinnost, emise a zvýšit celkový výkon automobilu.
Další informace o zapalovacích systémech a souvisejících tématech naleznete v odkazech na následující stránce.
Související články
- Kvíz zapalovacího systému
- Jak fungují automobilové motory
- Kvízový roh: Kvíz motoru
- Jak fungují vstřikovací systémy Fu-el
- Jak fungují systémy chlazení automobilů
- Jak fungují vačkové hřídele
- Jak fungují katalyzátory
- Jak turbodmychadla fungují
- Jak síla, síla, točivý moment a energie fungují
Další skvělé odkazy
- Charles Kettering: Vynálezce zapalovacího systému
- Automobilový průmysl 101: Systém zapalování
- Problém se zapalovacím systémem, který Misterfixita chvilku oklamal
- Zapalovací systém Fordson F
- Elektronický systém včasného zapalování Chrysler