Co je předstih zapalování?

Benzínové motory zapalují směs paliva a vzduchu prostřednictvím jiskry ze zapalovací svíčky. Teoretický cyklus ukazuje, že okamžikem k vytvoření této jiskry je, když je píst nahoře. Tedy s plně stlačenou směsí. V praxi tomu tak ale není, protože palivo se plně nezapálí okamžitě. Proto existuje to, co je známé jako předstih zapalování.

Problém teoretický cyklus to vysvětluje fungování motoru, je to, že nebere v úvahu některé úvahy, které nám dává fyzika. Ten čas trvá to, než se směs spálí je kolem 2 milisekund. Čas, který se může zdát zanedbatelný, ale to je hodně, vezmeme-li v úvahu velkou rychlost, s jakou se věci v spalovací komory.

COMO práce

Abyste měli jasnou představu o tom, jak rychle se motor pohybuje, když se otáčí rychlostí 2.000 33 ot./min, píst se pohybuje nahoru a dolů asi XNUMXkrát za sekundu. To znamená, že vaše klikový hřídel bere kolem sebe 30 tisícin sekundy na dokončení zatáčky. Pístu proto trvá nahoru nebo dolů asi 15 tisícin.

Pokud vám to zní rychle, představte si, jak moc se časy zkrátí, když motor vytočí až 4.000 6.000 ot./min, XNUMX XNUMX ot./min nebo ještě více. V následujícím videu můžete vidět Vačkové hřídele motoru točícího se z volnoběhu na 14.000 1 ot./min (režim typický pro Formuli XNUMX):

S vědomím toho se 2 tisíciny potřebné ke spálení paliva nezdají být tak krátká doba. Zvláště pokud chcete využít impuls, který každý výbuch dává. Z tohoto důvodu je předstih zapalování velmi důležitou technikou, která není ničím jiným než zahájením hoření míchat, když píst pořád to jde nahoru.

Předstih zapalování ve stupních

Způsob, jakým se měří předstih zážehu motoru, není v milisekundách. Vlastně, abych to dobře zkalibroval Měří se ve stupních rotace klikového hřídele.. Připomínáme, že když píst klesne v důsledku exploze, klikový hřídel se otočí o 180º.

El ideální okamžik pro dohoření směsi paliva a vzduchu je mezi 17º a 23º rotace. Takže abyste toho dosáhli včas, musíte předstih zapalování o několik stupňů předtím, než je píst v horní úvrati (TDC). Jinými slovy, předtím, než se klikový hřídel otočí o 0°.

Ale...ani nemůžeme zajít příliš daleko, protože pokud to uděláme příliš brzy, exploze zatlačí píst před dosažením TDC, a proto se pokusí otočit motor opačným směrem, než mířil. Tato situace, kdy je předstih zážehu příliš velký (ve stupních), je známá jako mletý z spojovací tyče, což je znázorněno těmi charakteristickými kovovými zvuky. Velmi škodlivý účinek, který způsobuje nerovnováhu a vibrace, které velmi poškozují vnitřní části. V extrémních případech může píst odskočit směrem dolů. Něco nepravděpodobného u víceválcových motorů, kvůli setrvačnosti, kterou nesou, ale v jednom nebo dvou válcích to může způsobit velmi vážné škody.

systémy předstihu zapalování

Protože se motor netočí vždy stejnou rychlostí, vyžaduje nějaké systém, který podle potřeby upravuje předstih zapalování. Dříve se toho mechanicky dosahovalo více či méně složitými prvky, i když dnes vše řídí počítač auta. Za to jsou zodpovědné především tři typy mechanismů:

Elektronický předstih zapalování

Začínáme s ním, protože aktuální motory fungují díky elektronice a zanechaly za sebou mnoho mechanických zařízení, která již nejsou nutná. Ten, kdo má na starosti výběr okamžiku zážehu, je počítač automobilu, který přijímá množství dat, aby mohl přesně odhadnout: teplotu, množství vzduchu, otáčky motoru díky snímači klikového hřídele atd.

Související článek:

Základní obsluha řídicí jednotky motoru (ECU)

Předstih vakuového zapalování

V jednom starý systém slouží k nastavení předstihu zapalování na základě množství vzduchu přijímaného motorem. Čím méně vzduchu dostanete, tím déle trvá, než se směs vznítí, takže je potřeba jiskřit o něco dříve, abyste z výbuchu vytěžili maximum.

Funguje tak, že využívá vakuum, nebo přesněji deprese, která se v ní vytváří sběratel obdivu. Tato deprese ovlivňuje prověšená membrána s rozdílem tlaků na obou stranách. Tím se pohybuje pružina, která mění kalibraci předstihu jiskry. Kromě toho má obvykle dvě kamery, jedna má na starosti předstih zážehu a druhá v případě potřeby zpoždění.

Související článek:

Samovznícení, detonace a klepání ojnice

Odstředivý předstih zapalování

Pouze tento systém upravuje předstih zapalování podle otáček které mají vždy motor. Čím více otáček, tím více musíte předvídat zapálení zapalovacích svíček, aby palivo dohořelo ve správný čas.

Funguje to díky dvě odstředivá závaží nebo platiny. Čím rychleji se prvek, ve kterém se nacházejí, otáčí, tím více se vysouvají. Jeho poloha určuje, jak daleko postoupí zapalování v rozdělovači.

Důsledky opožděného zapalování

Pokud se směs paliva a vzduchu vznítí pozdě, bude spotřebováno méně kinetické energie zánětu plynu. Abychom tomu porozuměli, můžeme provést srovnání s jízdním kolem: pokud použijeme sílu pouze tehdy, když je pedál již hodně dole, sotva dosáhneme nějaké hybnosti. Pokud však pedál sešlápneme, když je výše, dostaneme mnohem větší rychlost.

Nicméně, toto není jediným důsledkem opožděného zapalování. Protože exploze zůstává stejná, i když ji nevyužíváme dobře, vzniklé teplo se ve větší míře přenáší na stěny válce. Jinými slovy, získat méně kinetické energie z exploze znamená přenést více tepelné energie. To, co se ve strojírenství nazývá a méně tepelný výkon.

Také, pokud je zpoždění zapalování velmi výrazné, stále může být plameny, když se otevřou ventily výfuk, který posílá extra teplo tam, kde nemá být. Něco, co může vážně poškodit motor.

závady a problémy

• U současných motorů, kde převládá elektronika, jsou poruchy předstihu zapalování obvykle způsobeny a porucha snímače které hlásí do počítače. Ať už je to ten, který počítá otáčky klikového hřídele, nebo jiné, které měří hodnoty související se vzduchem, teplotou atd. Může to být také způsobeno a špatné programování z PBX v případě že hodnoty byly změněny z látky.
• Když o tom mluvíme starší motory, problémy mohou být způsobeny selhání nebo špatné seřízení mechanických prvků del Systém zapalování. Například nesprávné nastavení pevného předstihu které prodejce má. Tedy dříve, než zareaguje jakýkoli vakuový nebo odstředivý systém předstihu zapalování. Pevný předstih je ten, který udržuje motor v chodu na volnoběh, který lze později upravit podle potřeby. U elektronických předstihů zapalování by šlo o špatné naprogramování pevného předstihu.
• Problémy s vačkou jističe. To znamená, že vačka, která naváže kontakt, aby poslala proud do zástrčky je poškozený, špatně seřízený nebo má nesprávný tvar. Čtvercový pro čtyřválcové motory, šestiúhelníkový pro šest, osmihranný pro osm, dvanáctihranný pro 12 atd. Jak si dokážete představit, v druhém případě bude nevyváženost motoru přesahovat problém s předstihem zapalování. Také, i když je vačka správná a dobře zkalibrovaná, může dojít k a změna vzdálenosti, která odděluje kontakty vypínače.
• La řetěz o řemen, který udržuje zapalovací systém koordinovaný se zbytkem motoru bylo nataženo. Předstih tedy není harmonizován a motor pracuje abnormálně.
• V systémech vakuový předstih zapalování že nepřizpůsobení pneumatický předsuvný prvek membrána. Tento prvek je vyroben z gumy, takže se může časem poškodit.
• V systémech odstředivý předstih zážehu, že ty dvě masy které jsme popsali výše nepohybujte se volně a proto nereagují dobře na rychlost otáčení. Musíte tedy přistoupit k platinové úpravě.

předstih zapalování a palivo

Další zvláštností je, že použité palivo ovlivňuje, jak daleko lze zapalování posunout (a získat více síly). 98 paliv oktan mají menší tendenci hořet, a proto, zatímco je směs stlačena, když píst stoupá, mají menší sklon k samodetonaci. Proto lze použít vyšší předstih zážehu, aniž by palivo explodovalo před horní úvratí (TDC).

Mimochodem a neoficiálně, E85 má oktanové číslo 105, což umožní zvýšení kompresního poměru v budoucích motorech, ale to vysvětlím jindy. I když to by muselo projít širokým přijetím tohoto paliva na trhu. Kromě toho paliva s 97 y 100 oktanové číslo, namísto tradičních 95 a 98 oktanů. S čím by bylo možné dosáhnout většího předstihu zážehu nebo jiných výhod, jako je a vyšší kompresní poměr.

Obrázky – Kevin Rheese, Robert Couse-Baker, Emilio Küffer, Eduardo Otubo