Apa itu pengapian muka?

Mesin bensin menyalakan campuran bahan bakar-udara melalui percikan dari busi. Siklus teoritis menunjukkan bahwa momen untuk menghasilkan percikan ini adalah ketika piston berada di atas. Artinya, dengan campuran dikompresi sepenuhnya. Namun, dalam praktiknya tidak demikian, karena bahan bakar tidak langsung menyala sepenuhnya. Itulah mengapa ada apa yang dikenal sebagai muka pengapian.

Masalah siklus teoritis yang menjelaskan pengoperasian mesin, adalah bahwa itu tidak memperhitungkan beberapa pertimbangan yang diberikan fisika kepada kita. Waktu itu butuh waktu untuk membakar campuran ada di sekitar 2 milidetik. Waktu yang mungkin tampak sepele, tetapi itu banyak jika kita memperhitungkan kecepatan luar biasa yang terjadi di dunia. ruang bakar.

Como funciona

Untuk memberi Anda gambaran yang jelas tentang seberapa cepat mesin bergerak, ketika berputar pada 2.000 rpm, piston naik dan turun sekitar 33 kali per detik. Artinya, bahwa Anda poros engkol mengambil sekitar 30 seperseribu detik untuk menyelesaikan satu putaran. Oleh karena itu, piston membutuhkan waktu sekitar 15 per seribu untuk naik atau turun.

Jika itu terdengar cepat bagi Anda, bayangkan berapa banyak waktu yang berkurang jika putaran mesin hingga 4.000 rpm, 6.000 rpm atau bahkan lebih. Dalam video berikut Anda dapat melihat Camshaft dari putaran mesin dari idle ke 14.000 rpm (rezim khas Formula 1):

Mengetahui hal ini, seperseribu yang dibutuhkan untuk bahan bakar untuk membakar tidak tampak seperti waktu yang singkat. Terutama jika Anda ingin memanfaatkan dorongan yang diberikan setiap ledakan. Untuk alasan ini, gerak maju pengapian adalah teknik yang sangat penting, yang tidak lebih dari memulai pembakaran campur ketika piston masih naik.

Pengapian maju dalam derajat

Cara mengukur kemajuan pengapian mesin tidak dalam milidetik. Sebenarnya, untuk mengkalibrasinya dengan baik Itu diukur dalam derajat rotasi yang dibuat oleh poros engkol.. Kami mengingatkan Anda bahwa ketika piston turun karena ledakan, poros engkol berputar 180º.

El momen ideal untuk campuran bahan bakar-udara untuk menyelesaikan pembakaran adalah antara 17º dan 23º rotasi. Jadi agar ini tercapai tepat waktu, Anda harus memajukan pengapian beberapa derajat sebelum piston berada pada titik mati atas (TDC). Dengan kata lain, sebelum poros engkol berada pada putaran 0º.

Tapi…tidak boleh berlebihan juga, karena jika terlalu dini, ledakan akan mendorong piston sebelum mencapai TMA dan karena itu akan mencoba membuat mesin berputar berlawanan arah. Situasi di mana kemajuan pengapian terlalu besar (dalam derajat) dikenal sebagai cincang dari batang penghubung, yang ditunjukkan oleh suara-suara metalik yang khas itu. Efek yang sangat merusak yang menyebabkan ketidakseimbangan dan getaran yang sangat merusak bagian dalam. Dalam kasus ekstrim, piston mungkin terpental ke bawah. Sesuatu yang tidak mungkin terjadi pada mesin multi-silinder, karena inersia yang dibawanya, tetapi dalam satu atau dua silinder dapat menyebabkan kerusakan yang sangat serius.

sistem pengapian muka

Karena motor tidak selalu berputar pada kecepatan yang sama, diperlukan beberapa sistem yang memodifikasi gerak maju pengapian seperlunya. Di masa lalu, elemen yang kurang lebih kompleks digunakan untuk mencapai ini secara mekanis, meskipun saat ini semuanya dikendalikan oleh komputer mobil. Ada tiga jenis mekanisme yang bertanggung jawab untuk melakukan ini:

Kemajuan pengapian elektronik

Kita mulai dengan dia, karena mesin saat ini mereka bekerja berkat elektronik dan telah meninggalkan banyak perangkat mekanis yang tidak lagi diperlukan. Yang bertanggung jawab untuk memilih momen penyalaan adalah komputer mobil, yang menerima banyak data untuk ditebak secara akurat: suhu, jumlah udara, kecepatan mesin berkat sensor poros engkol, dll.

Artikel terkait:

Pengoperasian dasar Unit Kontrol Mesin (ECU)

Muka pengapian vakum

Dalam satu sistem lama digunakan untuk mengatur gerak maju pengapian berdasarkan jumlah udara yang diterima oleh mesin. Semakin sedikit udara yang Anda dapatkan, semakin lama waktu yang dibutuhkan campuran untuk menyala, jadi Anda perlu menyalakan api sedikit lebih awal untuk mendapatkan hasil maksimal dari ledakan.

Ia bekerja dengan menggunakan ruang hampa, atau lebih tepatnya depresi, yang dihasilkan di intake manifold. Depresi ini mempengaruhi membran kendur dengan perbedaan tekanan di kedua sisi. Ini menggerakkan pegas yang mengubah kalibrasi gerak maju percikan. Selain itu, biasanya memiliki dua kamera, satu bertugas untuk memajukan pengapian dan satu lagi untuk penundaan jika perlu.

Artikel terkait:

Penyalaan sendiri, detonasi, dan ketukan batang penghubung

Pengapian sentrifugal muka

Sistem ini saja menyesuaikan kemajuan pengapian sesuai dengan putaran yang memiliki mesin setiap saat. Semakin banyak rpm, semakin Anda harus mengantisipasi penyalaan busi, agar bahan bakar selesai terbakar di waktu yang tepat.

Ini bekerja berkat dua bobot sentrifugal atau platinum. Semakin cepat elemen di mana mereka berada diputar, semakin banyak mereka bergerak keluar. Posisinya menentukan seberapa jauh kemajuan pengapian di distributor.

Konsekuensi pengapian tertunda

Jika campuran bahan bakar-udara terlambat menyala, lebih sedikit energi kinetik yang akan digunakan dari peradangan gas. Untuk memahami ini, perbandingan dapat dibuat dengan sepeda: jika kita hanya menerapkan gaya ketika pedal sudah sangat jauh ke bawah, kita hampir tidak akan mendapatkan momentum. Namun, jika kita menekan pedal saat lebih tinggi, kita akan mendapatkan kecepatan yang jauh lebih tinggi.

Namun, ini bukan satu-satunya konsekuensi dari pengapian tertunda. Karena ledakannya tetap sama meskipun kita tidak memanfaatkannya dengan baik, panas yang dihasilkan ditransmisikan ke tingkat yang lebih besar ke dinding silinder. Dengan kata lain, mendapatkan lebih sedikit energi kinetik dari ledakan berarti mentransfer lebih banyak energi panas. Apa yang dalam rekayasa disebut a kecil kinerja termal.

Juga, jika penundaan pengapian sangat terasa, mungkin masih ada api saat dibuka katup knalpot, yang mengirimkan panas ekstra di tempat yang tidak seharusnya. Sesuatu yang dapat merusak mesin secara serius.

kesalahan dan masalah

• Dalam mesin saat ini di mana elektronik berlaku, kegagalan dalam pengapian di muka biasanya disebabkan oleh: kerusakan sensor yang melaporkan ke komputer. Apakah itu yang menghitung putaran poros engkol, atau yang lain yang mengukur nilai yang terkait dengan udara, suhu, dll. Bisa juga karena pemrograman yang buruk dari papan tombol dalam hal itu nilai telah diubah dari kain.
• Saat kita bicarakan mesin yang lebih tua, masalah mungkin karena kegagalan atau penyesuaian elemen mekanis yang buruk itu Sistem pengapian. Misalnya, pengaturan yang salah dari uang muka tetap yang dimiliki dealer. Artinya, sebelum sistem gerak maju pengapian vakum atau sentrifugal bekerja. Muka tetap adalah yang membuat mesin tetap berjalan saat idle, untuk kemudian dimodifikasi sesuai kebutuhan. Dalam kemajuan pengapian elektronik, itu akan menjadi program yang buruk dari kemajuan tetap.
• Masalah kamera pemutus. Artinya, cam yang membuat kontak untuk mengirim arus ke colokan rusak, tidak dapat diatur dengan baik atau memiliki bentuk yang salah. Kotak untuk mesin empat silinder, heksagonal untuk enam, segi delapan untuk delapan, dodecagonal untuk 12, dll. Seperti yang dapat Anda bayangkan, dalam kasus terakhir ketidakseimbangan mesin akan melampaui masalah dengan kemajuan pengapian. Juga, bahkan jika cam sudah benar dan terkalibrasi dengan baik, mungkin ada perubahan jarak yang memisahkan kontak pemutus.
• La tali o sabuk yang menjaga sistem pengapian terkoordinasi dengan bagian mesin lainnya telah diregangkan. Oleh karena itu, gerak maju tidak selaras dan motor bekerja tidak normal.
• Dalam sistem kemajuan pengapian vakum itu ketidakmampuan menyesuaikan diri elemen muka pneumatik dari selaput. Elemen ini terbuat dari karet, sehingga bisa rusak seiring waktu.
• Dalam sistem muka pengapian sentrifugal, bahwa dua massa yang telah kami jelaskan di atas jangan bergerak bebas dan karena itu tidak merespon dengan baik terhadap kecepatan rotasi. Jadi, Anda harus melanjutkan ke penyesuaian platinum.

pengapian muka dan bahan bakar

Keunikan lainnya adalah bahan bakar yang digunakan mempengaruhi seberapa jauh pengapian dapat dimajukan (dan dapatkan lebih banyak kekuatan). 98 bahan bakar oktan mereka memiliki kecenderungan yang lebih kecil untuk terbakar, oleh karena itu, sementara campuran dikompresi ketika piston naik, mereka cenderung lebih sedikit meledak sendiri. Oleh karena itu, pengapian muka yang lebih tinggi dapat diterapkan, tanpa bahan bakar meledak sebelum Top Dead Center (TDC).

Kebetulan dan anekdot, E85 memiliki peringkat oktan 105, yang akan memungkinkan rasio kompresi ditingkatkan di mesin masa depan, tetapi saya akan menjelaskannya di lain hari. Meskipun itu harus melalui penerimaan yang luas dari bahan bakar ini di pasaran. Selain itu, bahan bakar dengan 97 y 100 oktan, bukan 95 dan 98 oktan tradisional. Dengan apa yang bisa dicapai lebih besar pengapian muka atau keuntungan lain, seperti: rasio kompresi yang lebih tinggi.

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