Yurii Mongol
0 
2253
572
Se bilmotorbilder.
Förbränningsmotorn är en fantastisk maskin som har utvecklats i mer än 100 år. Det fortsätter att utvecklas när biltillverkare lyckas pressa ut lite mer effektivitet, eller lite mindre föroreningar, med varje år som går. Resultatet är en otroligt komplicerad, förvånansvärt pålitlig maskin.
Andra artiklar förklarar motorens mekanik och många av dess delsystem, inklusive bränslesystem, kylsystem, kamaxlar, turboladdare och växlar. Man kan hävda att tändningssystem är där allt kommer samman, med en perfekt tidsinställd gnista.
Strax
|
I den här artikeln kommer vi att lära oss om tändningssystem, börjar med gnisttiming. Då tittar vi på alla komponenter som går till att skapa gnisten, inklusive tändstift, spolar och distributörer. Och slutligen pratar vi om några av de nyare systemen som använder fast tillståndskomponenter istället för distributören.
Tändningssystemet på din bil måste fungera i perfekt konsert med resten av motorn. -Målet är att antända bränslet på exakt rätt tid så att de expanderande gaserna kan göra det maximala arbetet. Om tändningssystemet avfyras vid fel tid kommer kraften att falla och gasförbrukningen och utsläppen kan öka.
När bränslet / luftblandningen i cylindern brinner, stiger temperaturen och bränslet omvandlas till avgaser. Denna omvandling gör att trycket i cylindern ökar dramatiskt och tvingar kolven ner.
För att få mest vridmoment och effekt från motorn är målet att maximera trycket i cylindern under kraftslag. Maximeringstrycket ger också den bästa motoreffektiviteten, vilket direkt översätts till bättre körsträcka. Gnistets tidpunkt är avgörande för framgång.
Det är en liten fördröjning från gnisttiden till den tid då bränslet / luftblandningen helt bränner och trycket i cylindern når sitt maximum. Om gnisten inträffar rätt när kolven når toppen av kompressionsslaget, kommer kolven redan ha rört sig ner en del av vägen in i sitt kraftslag innan gaserna i cylindern har nått sitt högsta tryck.
För att utnyttja bränslet på bästa sätt, gnisten ska uppstå innan kolven når toppen av kompressionsslaget, så när kolven börjar ner i sin kraftslag är trycket tillräckligt höga för att börja producera användbart arbete.
Arbeta = kraft * avstånd
I en cylinder:
- Tvinga = Tryck * Kolvets område
- Distans = Slaglängd
Så när vi pratar om en cylinder, arbete = tryck * kolvområdet * slaglängd. Och eftersom slaglängden och kolvens yta är fast är det enda sättet att maximera arbetet genom att öka trycket.
Gnistornas tidpunkt är viktig och tidpunkten kan antingen vara Avancerad eller retarderad beroende på förhållanden.
Tiden som bränslet tar att bränna är ungefär konstant. Men kolvarns hastighet ökar när motorvarvtalet ökar. Detta betyder att ju snabbare motorn går, desto tidigare måste gnisten uppstå. Det här kallas gnista framåt: Ju snabbare motorvarvtalet, desto mer framåt krävs.
Andra mål, som minimera utsläpp, prioritera när maximal effekt inte behövs. Genom att fördröja gnisttidsinställningen (flytta gnistan närmare toppen av kompressionsslaget) kan till exempel maximalt cylindertryck och temperaturer minskas. Genom att sänka temperaturer minskar bildningen av kväveoxider (NOx), som är ett reglerat förorenande ämne. Fördröjning av tidtagningen kan också eliminera knackning; vissa bilar som har knacksensorer gör detta automatiskt.
Därefter går vi igenom komponenterna som gör gnisten.
Tändstiftet är i mitten av de fyra ventilerna i varje cylinder.
-De tändstift är ganska enkelt i teorin: Det tvingar elektricitet att bågas över ett gap, precis som en blixtbult. Elen måste ha en mycket hög spänning för att resa över springan och skapa en god gnista. Spänningen vid tändstiftet kan vara mellan 40 000 och 100 000 volt.
Tändstiftet måste ha en isolerad passage för att denna högspänning ska kunna röra sig ner till elektroden, där den kan hoppa över springan och därifrån ledas in i motorblocket och jordas. Pluggen måste också tåla den extrema värmen och trycket inuti cylindern och måste utformas så att avlagringar från bränsletillsatser inte byggs upp på pluggen.
Tändstift använder a keramisk insats att isolera högspänningen vid elektroden, se till att gnisten inträffar vid spetsen av elektroden och inte någon annanstans på kontakten; den här insatsen gör dubbeltull genom att hjälpa till att bränna avlagringar Keramik är en ganska dålig värmeledare, så materialet blir ganska varmt under drift. Denna värme hjälper till att bränna avlagringar från elektroden.
Vissa bilar kräver a het plugg. Denna typ av plugg är utformad med en keramisk insats som har en mindre kontaktyta med stickproppens metalldel. Detta minskar värmeöverföringen från keramiken, vilket gör att den blir varmare och därmed förbränner fler avlagringar. Kallproppar är utformade med mer kontaktyta så att de blir svalare.
Skillnaden mellan en "varm" och en "kall" tändstift är i form av den keramiska spetsen.
Biltillverkaren väljer rätt temperaturplugg för varje bil. Vissa bilar med högpresterande motorer genererar naturligtvis mer värme, så de behöver kallare pluggar. Om tändstiftet blir för varmt kan det tända bränslet innan gnisten tänds. så det är viktigt att hålla sig till rätt typ av kontakt för din bil.
Därefter lär vi oss den spole som genererar höga spänningar krävs för att skapa en gnista.
Spolen är en enkel enhet - i huvudsak en högspänningstransformator som består av två trådspolar. En trådspole kallas primärspole. Inslaget runt är det sekundärspole. Den sekundära spolen har normalt hundratals gånger fler trådvarv än den primära spolen.
Ström flyter från batteriet genom spolens primära lindning.
Den primära spolens ström kan plötsligt störas av brytare poäng, eller med en solid-state-enhet i en elektronisk tändning.
Om du tror att spolen ser ut som en elektromagnet har du rätt - men det är också en induktor. Nyckeln till spolens funktion är vad som händer när kretsen plötsligt bryts av punkterna. Primärspolens magnetfält kollapsar snabbt. Den sekundära spolen är uppslukad av ett kraftfullt och föränderligt magnetfält. Detta fält inducerar en ström i spolarna - en mycket högspänningsström (upp till 100 000 volt) på grund av antalet spolar i sekundärlindningen. Sekundärspolen matar denna spänning till distributören via en mycket välisolerad högspänningstråd.
Slutligen behöver ett tändningssystem en distributör.
De distributör hanterar flera jobb. Det första jobbet är att distribuera högspänningen från spolen till rätt cylinder. Detta görs av keps och rotor. Spolen är ansluten till rotorn, som snurrar inuti locket. Rotorn snurrar förbi en serie kontakter, en kontakt per cylinder. När rotorns spets passerar varje kontakt kommer en högspänningspuls från spolen. Pulsen bågar över det lilla spalten mellan rotorn och kontakten (de rör inte faktiskt) och fortsätter sedan ner tändstiftstråden till tändstiftet på rätt cylinder. När du gör en inställning är en av de saker du byter ut motorn locket och rotorn - dessa slits slutligen på grund av bågen. Tändstiftstrådarna slits så småningom ut och förlorar en del av sin elektriska isolering. Detta kan vara orsaken till några mycket mystiska motorproblem.
 |
Äldre distributörer med brytare har ytterligare ett avsnitt i den nedre halvan av distributören - det här avsnittet gör jobbet med att bryta strömmen till spolen. Spolens botten sida är ansluten till brytarpunkterna.
 |
 |
En kam i mitten av fördelaren trycker på en spak som är ansluten till en av punkterna. När kammen trycker på spaken öppnar den punkterna. Detta gör att spolen plötsligt tappar marken och genererar en högspänningspuls.
Punkterna styr också gnistets tidpunkt. De kan ha en vakuumförskott eller a centrifugalförskott. Dessa mekanismer förflyttar timingen i proportion till motorbelastning eller motorvarvtal.
Gnisttidsinställning är så kritisk för motorns prestanda att de flesta bilar inte använder poäng. Istället använder de en sensor som säger motorns styrenhet (ECU) den exakta positionen för kolvarna. Motordatorn styr sedan en transistor som öppnar och stänger strömmen till spolen.
I nästa avsnitt tar vi en titt på ett framsteg i moderna tändningssystem: det distribueringslösa antändningen.
Istället för en huvudspole har distribueringslösa tändningar en spole för varje tändstift, som ligger direkt på själva tändstiftet.
-I r-ecent år har du kanske hört talas om bilar som behöver sin första inställning på 100 000 miles. En av teknologierna som möjliggör detta långa underhållsintervall är distribuerbar tändning.
Spolen i denna typ av system fungerar på samma sätt som de större, centralt placerade spolarna. Motorns styrenhet styr transistorerna som bryter kretsens jordkant, vilket genererar gnistan. Detta ger ECU total kontroll över gnisttiming.
System som dessa har några väsentliga fördelar. För det första finns det ingen distributör, vilket är en artikel som så småningom sliter ut. Det finns inte heller några högspännings-tändstiftskablar som också slits ut. Och till slut möjliggör de en mer exakt kontroll av gnisttidsinställningen, vilket kan förbättra effektiviteten, utsläppen och öka den totala kraften i en bil.
För mer information om tändningssystem och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.
Relaterade artiklar
- Ignition System Quiz
- Hur bilmotorer fungerar
- Quiz Corner: Engine Quiz
- Hur Fu-el-injektionssystem fungerar
- Hur bilkylsystem fungerar
- Hur kamaxlar fungerar
- Hur katalytiska omvandlare fungerar
- Hur turboladdare fungerar
- Hur kraft, kraft, moment och energi fungerar
Fler bra länkar
- Charles Kettering: Uppfinnar av tändningssystem
- Automotive 101: Tändningssystemet
- Problemet med tändningssystemet som lurade Misterfixit ganska länge
- Fordson F Traktorantändningssystem
- Tidigare Chrysler elektroniska tändningssystem