Gyújtástechnika
Részvény
A gyújtás a sűrített gázok gyújtása a motor égőkamrájában. A keverék elégetésének, amely kémiai reakciónak tekinthető a szénhidrogénben lévő szén (benzin vagy dízel) és a levegőben lévő oxigén között, meg kell felelnie bizonyos adagolási, keverési és hőmérsékleti feltételeknek (> 600-700 ° C).
A motoroknak két kategóriája van:
- Vezérelt elektromos szikragyújtású (vagy szikragyújtású) motorok, amelyekben az üzemanyagot általában levegővel keverik, mielőtt az égéstérbe vezetnék;
- lassú égésű gyújtású motorok (dízel), amelyekben az üzemanyagot (dízel) nagy sűrített levegőbe juttatják.
Az első esetben a gyújtást egy szikra okozza, amelyet a robbanókamrába helyezett gyújtógyertya elektródái közötti összenyomás végén hajtanak ki. A szikra elég forró ahhoz, hogy a keverék gyorsan megégjen. A második esetben az égéstérben a magas nyomás jelentős hőmérsékletemelkedést okoz (> 600 ° C).
A kompresszió végén az üzemanyagot (dízelolaj) finom részecskékbe fecskendezik, amelyek forró levegővel érintkezve spontán meggyulladnak. Mindezen motortípusoknál a gyújtás az égési jelenség kezdeti fázisa, amely aztán egy jellegzetes időtartam alatt zajlik le.
A benzinmotorokban a keverék koncentrikus rétegekben gyullad meg, a tágulás nem azonnal megtörténik, és bizonyos előrelépést kell biztosítani a gyújtáshoz, amely figyelembe veszi az égés időtartamát. Azzal, hogy a dugattyú eléri a gyújtást, mielőtt eléri a TDC-t (felső holtpont), az utóbbira kifejtett erő a legnagyobb, amint meghaladja azt. A szikra felszakadásának és a TDC-nek az alsó holtponthoz (TDC) vagy a TDC-hez viszonyított időintervallum határozza meg a gyújtás előrehaladását.
A dízelmotorokban vannak olyan eszközök, amelyek megkönnyítik a hidegindítást: ezek kisméretű tekercsek vagy speciális gyújtógyertyák, amelyek az elektromos áram által izzanak a levegő szívócsatornájában lévő levegőt hevítve, és amelyek hatása megszűnik, amint a motor jár. Van egy injektálási előrelépés is, amely a gyújtás késleltetésétől függ.
A gyújtásrendszer valószínűleg a legkényesebb része a benzinmotornak. Rendszerek százait tanulmányozták, és az óriási haladás nem állította le a kutatásokat.
A múltban a legbosszantóbb problémák a beindítás nehézségei voltak, amikor a keverék a rendszeres gyújtáshoz a legkevésbé kedvező körülmények között van; ma olyan berendezéseket vizsgálunk, amelyek képesek biztosítani az állandó gyújtást nagy sebességgel.
Az égőtől a szikráig
A múlt században elfogadott első rendszerek megelőzték a belső égésű motorok és a dízelmotorok megkülönböztetését. A gyújtást ezután láng hajtotta végre, katalitikus erővel felruházott anyag, platina huzal, amelyet az elektromos áram izzóan tartott, vagy végül kis csövek, mindig platinában, égőknek hívták, és az égéstérbe helyezték. Bunsen-égő lángja (a Daimler által kitalált és 1883-ban iktatott rendszer) lánggal égett el.
Az ezzel a készülékkel felszerelt autók közül megemlíthetjük a Daimlert, a Peugeot-t, valamint a Panhardot és a Levassort.
Ezekkel a rendszerekkel a gyújtás bizonytalan és az égés szabálytalan volt. Az elektromos szikra használata az égés gyújtóelemeként azonnal a leghatékonyabbnak és a legegyszerűbb megoldásnak bizonyult. Ez egy olyan fejezet kezdete volt, amely ma folytatódik, mert nincsenek alternatívák.
Kitalálták elképzelni a legkülönfélébb rendszereket az elektromos szikra előállítására;
- egyenáramú vagy váltakozó áramú elektromos rendszerek,
- elektromágneses rendszerek,
- elektrosztatikus,
- elektronikus,
- elektromos ellenállásokkal,
- piezoelektromos. és a lista kétségtelenül még hosszabb lesz.
A század elején két rendszert különböztettek meg: elektromos gyújtást vibrátorral és elektromágneses megszakítóval.
Először egy Ruhmkorff tekercset (a jelenlegi tekercset) használtak, amelyet akkumulátor hajtott és vibrátor vezérelt, úgynevezett shaker. Ez a készülék a motor forgásától függetlenül ezernyi feszültségű szikrákat generált.
Ezek a gyújtónak nevezett eszköz pólusai közé ugrottak, a jelenlegi gyertya ősei. Az akkori motorok alacsony fordulatszáma lehetővé tette, hogy a sok elvesztett szikra közül kiválasszák azt, amelyik a megfelelő pillanatban a gyújtást okozza.
Ezt a rendszert gyorsan elhagyták a szikra rövid időtartama és a gyújtógyertyák gyakori meghibásodása miatt.
A második rendszer egy puha vasra tekercselt tekercsből állt, amelyet váltakozva oszcilláltak, vagy akár el is forgattak a mágnes pólusai között. Így indukcióval néhány voltos váltakozó áramot kaptunk. Az égőkamra belsejében egy kis megszakítónak nevezett kalapács létrehozta az áramkör kinyitásával néhány száz volt indukált áramot, amely szikrát okozott.
Az indukált áram egy átmeneti hatás, amely mindig tekercsekben kialakult áramkörökben nyilvánul meg. Ez a feszültség pillanatnyi és hirtelen növekedését eredményezi. Összehasonlítható azzal a túlnyomással, amely egy hosszú, nagy áramlású csőben fordul elő, amikor a víz áramlását hirtelen megszakítja egy szelep. Ennek a rendszernek a fő hátránya az érintésvezérlő eszköz bonyolultsága volt. Ezenkívül a létrehozott feszültség alacsony volt. A telepítés nem függött az akkumulátortól, és ez a függetlenség volt a rendszer egyetlen előnye.
A magneto és a gyújtó
A tartós akkumulátorok hiánya és annak szükségessége, hogy a gyújtási rendszert az elemektől függetlenné tegyék, meghatározta a magneto tartós sikerét. Ezt az 1905 előtt feltalált készüléket ma is használják egyhengeres motoroknál és bizonyos motorkerékpárokon. A magneto úttörői a német Robert Bosch és az angol Frédérick Richard Simms voltak.
Kétféle magneto létezik: a kisfeszültségű (LV) és a nagyfeszültségű (HV).
Az első ötvözi a fent leírt extraáramú rendszert egy nagyfeszültségű transzformátorral vagy tekerccsel. Az érintkezők kinyitásakor keletkező áram a tekercsre kerül, amely nagyfeszültségű árammá alakítja.