In this article we will discuss about:- 1. Introduction to Ignition Systems 2. Introduction to Ignition Systems. Sytytysjärjestelmätyypit 3. Elektroninen sytytysjärjestelmä.

Esittely sytytysjärjestelmiin:

Tiedämme, että polttomoottoreissa ilman ja polttoaineen palaminen tapahtuu moottorin sylinterissä ja palamistuotteet laajenevat tuottaen männän edestakaista liikettä. Tämä männän edestakainen liike muunnetaan puolestaan kampiakselin pyörimisliikkeeksi yhdystangon ja kampiakselin kautta.

Tätä kampiakselin pyörivää liikettä käytetään puolestaan generaattoreiden käyttämiseen tehon tuottamiseksi.

Tiedämme myös, että on olemassa 4-toimintasykliä eli imu; puristus; voimantuotanto ja pakokaasu.

Nämä toiminnot suoritetaan joko männän 2-tahti- tai 4-tahti-iskujen aikana ja vastaavasti niitä kutsutaan 2-tahtisyklimoottoreiksi ja 4-tahtisyklimoottoreiksi.

Bensiinimoottoreissa imutoiminnon aikana otetaan sisään ilmaa ja bensiinipolttoainetta. Puristuksen aikana tämä panos puristetaan ylöspäin liikkuvan männän avulla. Juuri ennen puristuksen päättymistä ilma- ja bensiinipolttoainelataus syttyy sytytystulpan tuottaman kipinän avulla. Sytytysjärjestelmä tuottaa kipinän kipinäsytytysmoottoreissa.

Bensamoottoreissa käytettävä sytytystulppa koostuu pääasiassa keskielektrodista ja metallikielestä. Keskielektrodi on päällystetty posliinisella eristysmateriaalilla. Sytytystulppa asennetaan metalliruuvin avulla sylinterin pään tulppaan. Kun kipinän elektrodien yli kytketään noin 30000 voltin suurjännite, virta siirtyy elektrodilta toiselle ja synnyttää kipinän.

Kun taas dieselmoottoreissa (puristussytytys-CI) vain ilma imetään imutoiminnon aikana ja puristetaan puristustoiminnon aikana ja juuri ennen puristuksen loppua, kun dieselpolttoainetta ruiskutetaan, se syttyy ilman puristuslämmön vaikutuksesta.

Kun panos on syttynyt, palaminen alkaa ja palamistuotteet laajenevat eli pakottavat männän liikkumaan alaspäin eli tuottavat tehoa, ja tehon tuottamisen jälkeen kaasut poistuvat pakokaasun aikana.

Sytytysjärjestelmätyypit:

Periaatteessa konvektiosytytysjärjestelmiä on 2 tyyppiä:

1. Akku- tai kelan sytytysjärjestelmä

2. Magneeton sytytysjärjestelmä

Kumpikin näistä perinteisistä, sytytysjärjestelmistä toimii keskinäisen sähkömagneettisen induktion periaatteella. Akkusytytysjärjestelmää käytettiin yleensä nelipyöräisissä ajoneuvoissa, mutta nykyään sitä käytetään yleisemmin myös kaksipyöräisissä ajoneuvoissa (esim. napin käynnistys, kaksipyöräiset ajoneuvot kuten Pulsar. Kinetic Honda; Honda-Activa, Scooty, Fiero jne.). Tässä tapauksessa 6 V:n tai 12 V:n akku syöttää tarvittavan virran ensiökäämitykseen.

Tällöin magneetto tuottaa ja syöttää virtaa ensiökäämitykseen. Magneettisytytysjärjestelmässä magneetti korvaa siis akun.

I. Akku- tai kelasytytysjärjestelmä:

Kuvassa 29.2 on esitetty 4-sylinterisen bensiinimoottorin akkusytytysjärjestelmän linjakaavio. Se koostuu pääasiassa 6 tai 12 voltin akusta, ampeerimittarista, sytytyskytkimestä, automuuntajasta (korotusmuuntajasta), kosketuskatkaisijasta, kondensaattorista, jakajan roottorista, jakajan kosketuspisteistä, sytytystulpista jne.

Huomaa, että kuvassa 29.2 on esitetty 4-sylinterisen bensiinimoottorin sytytysjärjestelmä, jossa on 4 sytytystulppaa ja kontaktin katkaisijan nokassa on 4 kulmaa. (Jos kyseessä on 6-sylinterinen moottori, siinä on 6 kipinätulppaa ja kontaktin katkaisijan nokka on täydellinen kuusikulmio).

Sytytysjärjestelmä on jaettu 2-piireihin:

(i) Primääripiiri:

Se koostuu 6 tai 12 V:n akusta, ampeerimittarista, sytytyskytkimestä, ensiökäämityksestä – siinä on 200-300 kierrosta 20 SWG (Sharps Wire Gauge) -mittalangasta, kosketinkatkaisijasta, kondensaattorista.

(ii) Toisiopiiri:

Se koostuu toisiokäämityksestä. Toisiokäämitys koostuu noin 21000 kierrosta 40 (SWG) vahvuisesta langasta. Sen alapää on kytketty ensiön alapäähän ja toisiokäämin yläpää on kytketty jakelijan roottorin keskipisteeseen. Jakotukin roottori pyörii ja koskettaa kosketuspisteitä, ja se on kytketty sylinterin päähän (moottorin maahan) asennettuihin sytytystulppiin.

(iii) Toiminta:

Kun sytytysvirtakytkin suljetaan ja moottori käynnistetään, heti kun kosketuskatkaisija sulkeutuu, ensiökäämin läpi virtaa pienjännitevirta. On myös huomattava, että koskettimen nokka avaa ja sulkee virtapiirin 4 kertaa (4 sylinteriä varten) yhden kierroksen aikana. Kun koskettimen katkaisija avaa kontaktin, magneettikenttä alkaa romahtaa. Tämän luhistuvan magneettikentän vuoksi virta indusoituu toisiokäämitykseen. Koska sekundäärikäämityksessä on enemmän kierroksia (21000 kierrosta), jännite nousee 28000-30000 volttiin.

Tämä suurjännitevirta johdetaan jakelijan roottorin keskelle. Jakotukin roottori pyörii ja syöttää tämän korkeajännitevirran oikeaan tulppaan moottorin sytytysjärjestyksestä riippuen. Kun korkeajännitevirta hyppää sytytystulppavälin yli, se synnyttää kipinän ja lataus syttyy – palaminen alkaa – palamistuotteet laajenevat ja tuottavat tehoa.

Huomautus:

(1) Kondensaattorin tehtävänä on vähentää valokaarien syntymistä kosketuskatkaisijan (CB) pisteissä. Myös CB:n avautuessa magneettikenttä primäärikäämityksessä alkaa romahtaa. Kun magneettikenttä luhistuu, kondensaattori latautuu täyteen, minkä jälkeen se alkaa purkautua ja auttaa jännitteen muodostumisessa toisiokäämiin.

(2) Kontaktin katkaisijan nokka ja jakajan roottori on asennettu samalle akselille.

Kaksitahtisissa syklimoottoreissa näitä pyöritetään samalla moottorin kierrosluvulla. Ja 4-tahtisissa syklimoottoreissa niitä pyöritetään puolella moottorin kierrosluvusta.

II. Magneettisytytysjärjestelmä:

Tällöin magneetto tuottaa ja syöttää tarvittavan virran ensiökäämitykseen. Tässä tapauksessa, kuten kuvassa on esitetty, meillä voi olla pyörivä magneetto, jossa on kiinteä käämi, tai pyörivä käämi, jossa on kiinteä magneetto tuottamassa ja syöttämässä virtaa ensiökäämitykseen, muu järjestely on sama kuin akkusytytysjärjestelmässä.

Elektroninen sytytysjärjestelmä:

Elektroninen sytytysjärjestelmä on seuraava:

1. Kapasitanssipurkaussytytysjärjestelmä:

Se koostuu pääasiassa 6-12 V:n akusta, sytytyskytkimestä, DC-DC-muuntimesta, latausvastuksesta, säiliökondensaattorista, piiohjatusta tasasuuntaajasta (SCR, Silicon Controlled Rectifier), SCR-laukaisulaitteesta, nousumuuntajasta, sytytystulpista.

6-12 voltin akku liitetään tasavirtamuuntimeen eli virtapiiriin sytytyskytkimen kautta, joka on suunniteltu antamaan tai nostamaan jännite 250-350 volttiin. Tätä korkeaa jännitettä käytetään lataamaan säiliökondensaattori (tai lauhdutin) tähän jännitteeseen latausvastuksen kautta. Latausvastus on myös suunniteltu siten, että se ohjaa SCR:ssä tarvittavaa virtaa.

Moottorin sytytysjärjestyksestä riippuen aina kun SCR:n laukaisulaite lähettää pulssin, primäärikäämin läpi kulkeva virta pysäytetään. Ja magneettikenttä alkaa romahtaa. Tämä luhistuva magneettikenttä indusoi tai tehostaa korkeajännitevirtaa toisiojännitteessä, joka sytytystulppaväliä hyppäämällä tuottaa kipinän, ja ilma-polttoaineseoksen lataus syttyy.

2. Transistorisytytysjärjestelmä (TAC):

Hyötyjä:

1. Pieni katkaisijavirta takaa pidemmän käyttöiän.

2. Pienempi rako ja kevyempi pistekokoonpano lisäävät viipymäaikaa, minimoivat kontaktin pomppimisen ja parantavat toisiojännitteen toistettavuutta.

3. Pieni primääri-induktanssi vähentää primääri-induktanssin pienentää primäärivirran laskua suurilla nopeuksilla.

Haitat:

1. Kuten perinteisessä järjestelmässä, mekaaniset katkaisupisteet ovat tarpeen kipinän ajoittamiseksi.

2. Sytytysjärjestelmän kustannukset nousevat.

3. Jännitteen nousuaika sytytystulpassa on suunnilleen sama kuin aiemmin.

3. Piezoelektrinen sytytysjärjestelmä:

Synteettisten pietsosähköisten materiaalien kehittäminen, jotka tuottavat noin 22 kV:n jännitteen pienen kiteen mekaanisella kuormituksella, johti joidenkin yksisylinteristen moottoreiden sytytysjärjestelmien kehittämiseen. Näitä järjestelmiä ei kuitenkaan ole pystytty kehittämään, koska mekaanista kuormitusta tarvitaan noin 500 kg:n suuruusluokkaa, koska sen oikea-aikaista hallintaa ja riittävän jännitteen tuottamista on vaikea hallita ja koska ne eivät ole kyenneet tuottamaan riittävää jännitettä.

4. Texacon sytytysjärjestelmä:

Koska pakokaasupäästöjen valvontaan on kiinnitetty yhä enemmän huomiota, pakokaasujen takaisinkierrätysjärjestelmiä ja laihoja polttoaine-ilmaseoksia kohtaan on herännyt äkillinen kiinnostus.

Laihojen seosten palamiseen liittyvien ongelmien välttämiseksi on kehitetty Texacon sytytysjärjestelmä. Se tuottaa kipinän, jonka kesto on säädetty, mikä tarkoittaa, että kipinän kesto kampikulma-asteina voidaan tehdä vakioksi kaikilla moottorin kierrosluvuilla. Kyseessä on vaihtovirtasytytysjärjestelmä. Järjestelmä koostuu kolmesta perusyksiköstä – tehoyksiköstä, ohjausyksiköstä ja jakeluanturista.

Tällä järjestelmällä voidaan saada aikaan vakaa sytytys jopa 24 : 1:n A/F-suhteisiin asti.