ما هو الاشتعال المسبق؟

تعمل محركات البنزين على إشعال خليط الوقود والهواء من خلال الشرارة المنبعثة من شمعة الإشعال. تشير الدورة النظرية إلى أن لحظة إنتاج هذه الشرارة هي عندما يكون المكبس في الأعلى. أي مع المزيج مضغوط بالكامل. ومع ذلك ، ليس هذا هو الحال في الممارسة العملية ، لأن الوقود لا يشتعل بشكل كامل على الفور. هذا هو سبب وجود ما يعرف بـ تقدم الاشتعال.

مشكلة دورة نظرية الذي يفسر عمل المحرك ، هو أنه لا يأخذ بعين الاعتبار بعض الاعتبارات التي تعطينا إياها الفيزياء. الوقت الذي يستغرق المزيج وقتًا ليحترق حول 2 مللي ثانية. قد يبدو الوقت ضئيلًا ، لكن هذا كثير إذا أخذنا في الاعتبار السرعة الكبيرة التي تحدث بها الأشياء في غرف الاحتراق.

أعمال كومو

لإعطائك فكرة واضحة عن مدى سرعة تحرك المحرك ، عندما يدور بسرعة 2.000 دورة في الدقيقة ، يرتفع المكبس لأعلى ولأسفل حوالي 33 مرة في الثانية. وهذا يعني أن لديك العمود المرفقي يأخذ حول 30 جزء من الألف من الثانية لإكمال دورة. لذلك ، يستغرق المكبس حوالي 15 جزءًا من الألف ليصعد لأعلى أو لأسفل.

إذا كان هذا يبدو سريعًا بالنسبة لك ، فتخيل مقدار الوقت الذي يتم تقليله إذا كان المحرك يصل إلى 4.000 دورة في الدقيقة أو 6.000 دورة في الدقيقة أو أكثر. في الفيديو التالي يمكنك مشاهدة ملف أعمدة الكامات من محرك يتحول من الخمول إلى 14.000 دورة في الدقيقة (نظام نموذجي للفورمولا 1):

مع العلم بهذا ، لا يبدو أن الألف جزء الذي يستغرقه الوقود ليحترق هو وقت قصير. خاصة إذا كنت ترغب في الاستفادة من الدافع الذي يمنحه كل انفجار. لهذا السبب ، يعد تقدم الإشعال تقنية مهمة للغاية ، وهي ليست أكثر من بدء حرق تخلط عندما مكبس لا يزال يرتفع.

يتقدم الاشتعال بالدرجات

الطريقة التي يتم بها قياس تقدم اشتعال المحرك ليست بالملي ثانية. في الواقع ، لمعايرتها جيدًا يقاس بدرجات دوران العمود المرفقي.. نذكرك أنه عندما ينخفض ​​المكبس بسبب الانفجار ، يدور العمود المرفقي 180 درجة.

El لحظة مثالية لخليط الوقود والهواء لإنهاء الاحتراق بين 17 درجة و 23 درجة من الدوران. لذا لكي يتحقق هذا في الوقت المحدد ، يجب عليك ذلك تقدم الاشتعال بضع درجات قبل أن يكون المكبس في Top Dead Center (TDC). بمعنى آخر ، قبل أن يكون العمود المرفقي عند 0º للدوران.

لكن ... لا يمكننا أن نذهب بعيدًا أيضًا ، لأننا إذا فعلنا ذلك في وقت مبكر جدًا ، فإن الانفجار سيدفع المكبس قبل الوصول إلى TDC ، وبالتالي سيحاول جعل المحرك يدور في الاتجاه المعاكس الذي كان يسير فيه. يُعرف هذا الموقف الذي يكون فيه تقدم الإشعال كبيرًا جدًا (بالدرجات) باسم مفروم من ربط قضبان، والتي تظهر من خلال تلك الأصوات المعدنية المميزة. أثر ضار للغاية يسبب اختلالات واهتزازات شديدة الضرر للأجزاء الداخلية. في الحالات القصوى ، قد يرتد المكبس إلى أسفل. شيء غير محتمل في المحركات متعددة الأسطوانات ، بسبب القصور الذاتي الذي تحمله ، ولكن في أسطوانة واحدة أو أسطوانتين يمكن أن يتسبب في أضرار بالغة الخطورة.

أنظمة الإشعال المتقدمة

نظرًا لأن المحرك لا يدور دائمًا بنفس السرعة ، فإنه يتطلب بعضًا النظام الذي يعدل تقدم الإشعال حسب الضرورة. في الماضي ، تم استخدام عناصر معقدة إلى حد ما لتحقيق ذلك ميكانيكيًا ، على الرغم من أن كل شيء اليوم يتم التحكم فيه بواسطة كمبيوتر السيارة. هناك ثلاثة أنواع أساسية من الآليات المسؤولة عن القيام بذلك:

تقدم الإشعال الإلكتروني

نبدأ معه ، لأن المحركات الحالية إنهم يعملون بفضل الإلكترونيات وتركوا وراءهم العديد من الأجهزة الميكانيكية التي لم تعد ضرورية. الشخص المسؤول عن اختيار لحظة الاشتعال هو كمبيوتر السيارة ، الذي يتلقى العديد من البيانات للتخمين بدقة: درجة الحرارة ، وكمية الهواء ، وسرعة المحرك بفضل مستشعر العمود المرفقي ، إلخ.

المادة ذات الصلة:

التشغيل الأساسي لوحدة التحكم في المحرك (ECU)

تقدم الاشتعال الفراغي

EN 1 النظام القديم تستخدم لضبط تقدم الإشعال بناءً على كمية الهواء التي يتلقاها المحرك. كلما قل الهواء الذي تحصل عليه ، كلما استغرق اشتعال الخليط وقتًا أطول ، لذلك تحتاج إلى الشرارة قبل ذلك بقليل لتحقيق أقصى استفادة من الانفجار.

إنه يعمل عن طريق استخدام الفراغ ، أو ليكون الاكتئاب أكثر دقة ، الذي يتم إنشاؤه في مشعب السحب. يؤثر هذا الاكتئاب ترهل الغشاء مع فرق الضغط على كلا الجانبين. يؤدي هذا إلى تحريك زنبرك يغير معايرة الشرارة المسبقة. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما تحتوي على كاميرتين ، واحدة مسؤولة عن تقدم الإشعال والأخرى عن التأخير إذا لزم الأمر.

المادة ذات الصلة:

طرق الاشتعال الذاتي والتفجير وربط قضيب

تقدم الاشتعال بالطرد المركزي

هذا النظام فقط يضبط تقدم الإشعال وفقًا للثورات التي لديها محرك في جميع الأوقات. كلما زاد عدد الدورات في الدقيقة ، يجب أن تتوقع اشتعال شمعات الإشعال أكثر ، بحيث ينتهي الوقود من الاحتراق في الوقت المناسب.

يعمل بفضل اثنين من الأوزان الطاردة المركزية أو بلاتينوم. كلما تم تدوير العنصر الموجود فيه بشكل أسرع ، زاد تحركه للخارج. يحدد موقعها مدى تقدم الإشعال في الموزع.

عواقب تأخر الاشتعال

إذا اشتعل خليط الوقود والهواء متأخرًا ، سيتم استخدام طاقة حركية أقل من التهاب الغاز. لفهم هذا ، يمكن إجراء مقارنة بالدراجة: إذا استخدمنا القوة فقط عندما تكون الدواسة بعيدة جدًا بالفعل ، فلن نحصل على أي زخم. ومع ذلك ، إذا ضغطنا على الدواسة عندما تكون أعلى ، فسنحصل على سرعة أكبر بكثير.

ومع ذلك، هذا ليست النتيجة الوحيدة من تأخر الاشتعال. حيث ظل الانفجار على حاله رغم أننا لا نستفيد منه بشكل جيد ، تنتقل الحرارة المتولدة بدرجة أكبر إلى جدران الأسطوانة. بمعنى آخر ، يعني الحصول على طاقة حركية أقل من الانفجار نقل المزيد من الطاقة الحرارية. ما يسمى في الهندسة ب أقل الأداء الحراري.

أيضًا ، إذا كان تأخير الإشعال واضحًا جدًا ، فقد لا يزال هناك اللهب عند فتحها صمامات العادم ، الذي يبعث حرارة زائدة في الأماكن التي لا يفترض أن تكون. شيء يمكن أن يلحق أضرارًا جسيمة بالمحرك.

العيوب والمشاكل

• في المحركات الحالية حيث تسود الإلكترونيات ، عادةً ما يكون سبب الفشل في تقدم الإشعال هو أ عطل في جهاز الاستشعار هذا التقرير إلى الكمبيوتر. سواء كان ذلك هو الذي يحسب دورات العمود المرفقي ، أو تلك التي تقيس القيم المتعلقة بالهواء ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك. يمكن أن يكون أيضًا بسبب أ البرمجة السيئة من PBX في حال أنه تم تغيير القيم من القماش.
• عندما نتحدث عن المحركات القديمة، قد تكون المشاكل بسبب فشل أو سوء تعديل العناصر الميكانيكية من سيستيما دي encendido. على سبيل المثال ، فإن الإعداد غير الصحيح للسلف الثابت أن التاجر لديه. أي قبل أن يعمل أي نظام متقدم للإشعال بالفراغ أو بالطرد المركزي. التقدم الثابت هو الذي يحافظ على تشغيل المحرك في وضع الخمول ، ليتم تعديله لاحقًا حسب الحاجة. في تقدم الإشعال الإلكتروني ، ستكون برمجة سيئة للتقدم الثابت.
• مشاكل حدبة الكسارة. هذا هو ، الكاميرا التي تجعل الاتصال لإرسال التيار إلى المقابس تالف أو تم ضبطه بشكل سيء أو شكله خاطئ. مربع لمحركات أربع أسطوانات ، سداسي لستة ، مثمن لثمانية ، اثنا عشري الأضلاع لـ 12 ، إلخ. كما يمكنك أن تتخيل ، في الحالة الأخيرة ، سيتجاوز عدم توازن المحرك مشكلة في تقدم الإشعال. أيضًا ، حتى إذا كانت الكاميرا صحيحة ومعايرة جيدًا ، فقد يكون هناك ملف تغيير في المسافة التي تفصل بين جهات اتصال القاطع.
• La سلسلة o حزام يحافظ على تناسق نظام الإشعال مع باقي أجزاء المحرك امتدت. لذلك ، لا يتم تنسيق التقدم ويعمل المحرك بشكل غير طبيعي.
• في أنظمة تقدم الاشتعال الفراغي أن سوء التوافق عنصر تقدم هوائي الغشاء. هذا العنصر مصنوع من المطاط ، لذلك يمكن أن يتلف بمرور الوقت.
• في أنظمة تقدم الاشتعال بالطرد المركزي, أن الجماعتين التي وصفناها أعلاه لا تتحرك بحرية وبالتالي لا تستجيب بشكل جيد لسرعة الدوران. لذلك عليك المضي قدما في تعديل البلاتين.

تقدم الاشتعال والوقود

خصوصية أخرى هي أن يؤثر الوقود المستخدم على مدى تقدم الاشتعال (واحصل على المزيد من القوة). 98 وقود أوكتان لديهم ميل أقل للاحتراق ، لذلك ، بينما يتم ضغط الخليط عند ارتفاع المكبس ، فإنها تميل إلى التفجير الذاتي بشكل أقل. لذلك ، يمكن تطبيق تقدم اشتعال أعلى ، دون انفجار الوقود قبل Top Dead Center (TDC).

بالمناسبة وبالروايات المتناقلة ، فإن E85 له تصنيف أوكتان قدره 105، مما سيسمح بزيادة نسبة الضغط في المحركات المستقبلية ، لكنني سأشرح هذا في يوم آخر. على الرغم من أن هذا يجب أن يمر من خلال القبول الواسع لهذا الوقود في السوق. بالإضافة إلى ذلك ، الوقود مع 97 y 100 أوكتان بدلاً من الأوكتان 95 و 98 التقليدي. مع ما يمكن تحقيقه تقدم اشتعال أكبر أو مزايا أخرى ، مثل نسبة ضغط أعلى.

الصور - كيفن ريس ، روبرت كوس-بيكر ، إميليو كوفر ، إدواردو أوتوبو