In questo articolo parleremo di:- 1. Introduzione ai sistemi di accensione 2. Tipi di sistema di accensione 3. Sistema di accensione elettronica.

Introduzione ai sistemi di accensione:

Sappiamo che nel caso dei motori a combustione interna (IC), la combustione di aria e carburante avviene all’interno del cilindro del motore e i prodotti della combustione si espandono per produrre il moto alternativo del pistone. Questo moto alternativo del pistone è a sua volta convertito in moto rotatorio dell’albero motore attraverso la biella e la manovella.

Questo moto rotatorio dell’albero a gomito è a sua volta utilizzato per azionare i generatori per generare energia.

Sappiamo anche che ci sono 4 cicli di operazioni: aspirazione; compressione; generazione di energia e scarico.

Queste operazioni sono eseguite o durante i 2 tempi del pistone o durante i 4 tempi del pistone e di conseguenza sono chiamati motori a ciclo a 2 tempi e motori a ciclo a 4 tempi.

Nel caso dei motori a benzina, durante l’operazione di aspirazione, viene presa una carica di aria e carburante. Durante la compressione questa carica viene compressa dal pistone che si muove verso l’alto. E poco prima della fine della compressione, la carica d’aria e di benzina si accende per mezzo della scintilla prodotta per mezzo di una candela. E il sistema di accensione svolge la funzione di produrre la scintilla nel caso di motori ad accensione comandata.

La candela usata nei motori a benzina consiste principalmente di un elettrodo centrale e di una linguetta metallica. L’elettrodo centrale è coperto da materiale isolante in porcellana. Attraverso la vite metallica la candela viene inserita nel tappo della testa del cilindro. Quando la tensione ad alta tensione dell’ordine di 30000 volt è applicata attraverso gli elettrodi della scintilla, la corrente salta da un elettrodo all’altro producendo una scintilla.

Poiché nel caso dei motori diesel (Compression Ignition-CI) solo l’aria viene presa durante l’operazione di aspirazione e compressa durante l’operazione di compressione e appena prima della fine della compressione, quando il gasolio viene iniettato si accende a causa del calore di compressione dell’aria.

Una volta che la carica è accesa, la combustione inizia e i prodotti della combustione si espandono, cioè costringono il pistone a muoversi verso il basso, cioè producono potenza e dopo aver prodotto la potenza i gas vengono scaricati durante l’operazione di scarico.

Tipi di sistema di accensione:

Fondamentalmente i sistemi di accensione a convezione sono di 2 tipi:

1. Battery o Coil Ignition System

2. Magneto Ignition System

Entrambi questi sistemi di accensione convenzionali, lavorano sul principio di induzione elettromagnetica reciproca. Il sistema di accensione a batteria è stato generalmente utilizzato in 4 ruote, ma al giorno d’oggi è più comunemente usato in 2 ruote anche (cioè, Button start, 2 ruote come Pulsar. Kinetic Honda; Honda-Activa, Scooty, Fiero ecc.) In questo caso la batteria da 6 V o 12 V fornirà la corrente necessaria all’avvolgimento primario.

In questo caso il magnete produrrà e fornirà corrente all’avvolgimento primario. Quindi nel sistema di accensione a magnete il magnete sostituisce la batteria.

I. Sistema di accensione a batteria o a bobina:

La figura 29.2 mostra lo schema del sistema di accensione a batteria per un motore a benzina a 4 cilindri. Consiste principalmente in una batteria da 6 o 12 volt, un amperometro, un interruttore di accensione, un autotrasformatore (trasformatore di step up), un interruttore di contatto, un condensatore, un rotore del distributore, punti di contatto del distributore, candele, ecc.

Nota che la Fig. 29.2 mostra il sistema d’accensione per il motore a benzina a 4 cilindri, qui ci sono 4 candele e la camma dell’interruttore di contatto ha 4 angoli. (Se è per un motore a 6 cilindri avrà 6 candele e la camma dell’interruttore di contatto sarà un esagono perfetto).

Il sistema di accensione è diviso in 2 circuiti:

(i) Circuito primario:

Consiste in una batteria da 6 o 12 V, un amperometro, un interruttore di accensione, un avvolgimento primario con 200-300 giri di filo di 20 SWG (Sharps Wire Gauge), un interruttore di contatto, un condensatore.

(ii) Circuito secondario:

Consiste nell’avvolgimento secondario. L’avvolgimento secondario consiste di circa 21000 giri di filo di calibro 40 (SWG). La cui estremità inferiore è collegata all’estremità inferiore del primario e l’estremità superiore dell’avvolgimento secondario è collegata al centro del rotore del distributore. I rotori del distributore ruotano e fanno contatti con i punti di contatto e sono collegati alle candele che sono montate nelle teste dei cilindri (terra del motore).

(iii) Funzionamento:

Quando l’interruttore di accensione è chiuso e il motore a gomito, non appena l’interruttore di contatto si chiude, una corrente a bassa tensione scorre attraverso l’avvolgimento primario. Bisogna anche notare che la camma dell’interruttore di contatto apre e chiude il circuito 4 volte (per 4 cilindri) in un giro. Quando l’interruttore di contatto apre il contatto, il campo magnetico comincia a collassare. A causa di questo collasso del campo magnetico, la corrente sarà indotta nell’avvolgimento secondario. E a causa di più giri (@ 21000 giri) del secondario, la tensione sale a 28000-30000 volt.

Questa corrente ad alta tensione è portata al centro del rotore del distributore. Il rotore dello spinterogeno ruota e fornisce questa corrente ad alta tensione alla spina giusta a seconda dell’ordine di accensione del motore. Quando la corrente ad alta tensione salta il gap della candela, produce la scintilla e la carica si accende – la combustione inizia – i prodotti della combustione si espandono e producono potenza.

Nota:

(1) La funzione del condensatore è di ridurre la formazione di archi ai punti dell’interruttore di contatto (CB). Anche quando il CB si apre il campo magnetico nell’avvolgimento primario comincia a collassare. Quando il campo magnetico collassa, il condensatore si carica completamente e poi inizia a scaricarsi e aiuta a costruire la tensione nell’avvolgimento secondario.

(2) La camma dell’interruttore di contatto e il rotore del distributore sono montati sullo stesso albero.

Nei motori a ciclo a 2 tempi questi sono azionati alla stessa velocità del motore. E nei motori a ciclo a 4 tempi sono azionati a metà della velocità del motore.

II. Sistema di accensione a magnete:

In questo caso il magnete produce e fornisce la corrente necessaria all’avvolgimento primario. In questo caso, come mostrato, possiamo avere magnete rotante con bobina fissa o bobina rotante con magnete fisso per produrre e fornire corrente al primario, la disposizione rimanente è uguale a quella di un sistema di accensione a batteria.

Sistema di accensione elettronica:

Il sistema di accensione elettronica è il seguente:

1. Sistema di accensione a scarica di capacità:

Si compone principalmente di batteria da 6 – 12 V, interruttore di accensione, convertitore da CC a CC, resistenza di carica, condensatore del serbatoio, raddrizzatore controllato al silicio (SCR), dispositivo di innesco SCR, trasformatore step up, candele.

Una batteria da 6 – 12 volt è collegata al convertitore DC to DC cioè al circuito di alimentazione attraverso l’interruttore di accensione, che è progettato per dare o aumentare la tensione a 250-350 volt. Questa alta tensione è usata per caricare il condensatore del serbatoio (o condensatore) a questa tensione attraverso la resistenza di carica. La resistenza di carica è anche progettata in modo da controllare la corrente richiesta nell’SCR.

A seconda dell’ordine di accensione del motore, ogni volta che il dispositivo di attivazione dell’SCR invia un impulso, la corrente che scorre nell’avvolgimento primario viene interrotta. E il campo magnetico comincia a collassare. Questo campo magnetico che crolla indurrà o aumenterà la corrente ad alta tensione nel secondario, che saltando la fessura della candela produce la scintilla, e la carica della miscela aria-carburante si accende.

2. Sistema d’accensione a contatto assistito da transistor (TAC):

Svantaggi:

1. La bassa corrente dell’interruttore assicura una maggiore durata.

2. Il gap più piccolo e l’assemblaggio del punto più leggero aumentano il tempo di permanenza, minimizzano il rimbalzo del contatto e migliorano la ripetibilità della tensione secondaria.

3. La bassa induttanza primaria riduce la caduta della corrente primaria alle alte velocità.

Svantaggi:

1. Come nel sistema convenzionale, i punti di rottura meccanici sono necessari per la temporizzazione della scintilla.

2. Il costo del sistema d’accensione aumenta.

3. Il tempo di salita della tensione alla candela è circa lo stesso di prima.

3. Sistema di accensione piezoelettrico:

Lo sviluppo di materiali sintetici piezoelettrici che producono circa 22 kV tramite caricamento meccanico di un piccolo cristallo ha portato ad alcuni sistemi di accensione per motori monocilindrici. Ma a causa delle difficoltà di un’alta necessità di carico meccanico dell’ordine di 500 kg di controllo tempestivo e la capacità di produrre una tensione sufficiente, questi sistemi non sono stati in grado di venire su.

4. Il sistema di accensione Texaco:

A causa della maggiore enfasi sul controllo delle emissioni di scarico, c’è stato un improvviso interesse per i sistemi di ricircolo dei gas di scarico e per le miscele magre carburante-aria.

Per evitare i problemi di combustione delle miscele magre, è stato sviluppato il sistema Texaco Ignition. Esso fornisce una scintilla di durata controllata, il che significa che la durata della scintilla in gradi di angolo di manovella può essere resa costante a tutti i regimi del motore. È un sistema a corrente alternata. Questo sistema consiste di tre unità di base – un’unità di potenza, un’unità di controllo e un sensore del distributore.

Questo sistema può dare un’accensione stabile fino a rapporti A/F di 24 : 1.