Bujie: mai mult decât o scânteie

Esența bujiei într-un motor cu aprindere prin scânteie pare evidentă. Acesta este un dispozitiv simplu în care partea cea mai importantă sunt cei doi electrozi între care sare scânteia de aprindere. Puțini dintre noi știu că la motoarele moderne, bujia a căpătat o nouă funcție.

Motoarele moderne sunt controlate aproape exclusiv electronic. Controlor, cunoscut sub numele de „calculator” colectează o serie de date privind funcționarea unității (menționăm aici, în primul rând, viteza arborelui cotit, gradul de „apăsare” a pedalei de accelerație, presiunea aerului atmosferic și în galeria de admisie, temperatura lichidului de răcire, a combustibilului și a aerului, precum și compoziția gazelor de eșapament din sistemul de evacuare înainte și după curățarea acestora de către convertizoarele catalitice), iar apoi, comparând aceste informații cu cele stocate în memoria sa, emite comenzi. la sistemele de control al procesului de aprindere și injecție de combustibil, precum și poziția clapetei de aer. Cert este că punctul de aprindere și doza de combustibil pentru ciclurile individuale de funcționare trebuie să fie optime din punct de vedere al eficienței, economiei și ecologice în fiecare moment al funcționării motorului.

CITEȘTE ȘI

Bujii incandescente

Jocul merită lumânarea

Printre datele necesare controlului funcționării corecte a motorului se numără și informații despre prezența (sau absența) arderii prin detonare. Amestecul aer-combustibil aflat deja în camera de ardere deasupra pistonului trebuie să ardă rapid, dar treptat, de la bujie până la capătul cel mai îndepărtat al camerei de ardere. Dacă amestecul se aprinde în întregime, adică „explodează”, eficiența motorului (adică capacitatea de a utiliza energia conținută în combustibil) scade brusc și, în același timp, sarcina asupra componentelor importante ale motorului crește, ceea ce poate duce la eșec. Prin urmare, nu ar trebui permis un fenomen de detonare constantă, dar, pe de altă parte, setarea instantanee a aprinderii și compoziția amestecului combustibil-aer ar trebui să fie astfel încât procesul de ardere să fie relativ apropiat de aceste detonații.

Prin urmare, de câțiva ani, motoarele moderne sunt echipate cu așa-numitele. senzor de baterie. În varianta tradițională, acesta este de fapt un microfon specializat care, înșurubat în blocul motor, răspunde doar la vibrații cu o frecvență corespunzătoare unei arderi tipice de detonare. Senzorul trimite informații despre posibilele ciocăniri către computerul motorului, care reacționează prin schimbarea punctului de aprindere, astfel încât să nu se producă ciocănirea.

Cu toate acestea, detectarea arderii cu detonare poate fi efectuată în alt mod. Deja în 1988, compania suedeză Saab a lansat producția unei unități de aprindere fără distribuitor numită Saab Direct Ignition (SDI) în modelul 9000. În această soluție, fiecare bujie are propria bobină de aprindere încorporată în chiulasa, iar „calculatorul”. ” alimentează doar semnale de control. Prin urmare, în acest sistem, punctul de aprindere poate fi diferit (optim) pentru fiecare cilindru.

Cu toate acestea, mai important într-un astfel de sistem este pentru ce este folosită fiecare bujie atunci când nu produce o scânteie de aprindere (durata scânteii este de doar zeci de microsecunde pe ciclu de funcționare și, de exemplu, la 6000 rpm, un motor ciclul de funcționare este de două sutimi de secunde). S-a dovedit că aceiași electrozi pot fi folosiți pentru a măsura curentul ionic care curge între ei. Aici a fost folosit fenomenul de autoionizare a moleculelor de combustibil și aer în timpul arderii unei sarcini deasupra pistonului. Ionii separați (electroni liberi cu sarcină negativă) și particulele cu sarcină pozitivă permit curentului să circule între electrozii plasați în camera de ardere, iar acest curent poate fi măsurat.

Este important de reținut că gradul de ionizare a gazului indicat în cameră arderea depinde de parametrii de ardere, adică în principal asupra presiunii și temperaturii curente. Astfel, valoarea curentului ionic conține informații importante despre procesul de ardere.

Datele de bază obținute de sistemul Saab SDI au furnizat informații despre loviri și posibile rateuri de aprindere și, de asemenea, au permis determinarea timpului de aprindere necesar. În practică, sistemul a oferit date mai fiabile decât un sistem de aprindere convențional cu un senzor de detonare tradițional și a fost, de asemenea, mai ieftin.

În prezent, așa-numitul sistem fără distribuție cu bobine individuale pentru fiecare cilindru este utilizat pe scară largă, iar multe companii folosesc deja măsurarea curentului ionic pentru a colecta informații despre procesul de ardere din motor. Sistemele de aprindere adaptate la aceasta sunt oferite de cei mai importanti furnizori de motoare. De asemenea, se dovedește că evaluarea procesului de ardere într-un motor prin măsurarea curentului ionic poate fi o modalitate importantă de a studia performanța motorului în timp real. Vă permite să detectați direct nu numai arderea necorespunzătoare, ci și să determinați dimensiunea și poziția (calculată în grade de rotație a arborelui cotit) a presiunii maxime reale deasupra pistonului. Până acum, o astfel de măsurare nu era posibilă la motoarele de serie. Folosind software-ul adecvat, datorită acestor date, este posibil să se controleze cu exactitate aprinderea și injecția într-o gamă mult mai largă de sarcini și temperaturi ale motorului, precum și să se ajusteze parametrii de funcționare ai unității la proprietățile specifice ale combustibilului.