În acest articol vom discuta despre: – 1. Introducere în sistemele de aprindere 2. Sisteme de aprindere. Tipuri de sisteme de aprindere 3. 4. Sistemul de aprindere electronică.

Introducere la sistemele de aprindere:

Știm că în cazul motoarelor cu ardere internă (CI), arderea aerului și a combustibilului are loc în interiorul cilindrului motorului, iar produsele de ardere se dilată pentru a produce mișcarea alternativă a pistonului. Această mișcare alternativă a pistonului este, la rândul ei, transformată în mișcare de rotație a arborelui cotit prin intermediul bielii și al manivelei.

Această mișcare de rotație a arborelui cotit este, la rândul ei, utilizată pentru a acționa generatoarele pentru a produce energie.

Știm, de asemenea, că există 4 cicluri de funcționare, și anume: aspirație; compresie; generare de energie și evacuare.

Aceste operații sunt efectuate fie în timpul celor 2 curse ale pistonului, fie în timpul celor 4 curse ale pistonului și, în consecință, se numesc motoare cu ciclu în 2 timpi și motoare cu ciclu în 4 timpi.

În cazul motoarelor pe benzină, în timpul operației de aspirație, se preia o încărcătură de aer și combustibil pe benzină. În timpul comprimării, această încărcătură este comprimată de către pistonul care se deplasează în sus. Și chiar înainte de sfârșitul compresiei, încărcătura de aer și combustibilul pe benzină va fi aprinsă prin intermediul scânteii produse cu ajutorul pentru bujie. Iar sistemul de aprindere are rolul de a produce scânteia în cazul motoarelor cu aprindere prin scânteie.

Bujia de aprindere utilizată la motoarele pe benzină este formată în principal dintr-un electrod central și o limbă metalică. Electrodul central este acoperit cu ajutorul unui material izolator din porțelan. Prin intermediul șurubului metalic bujia de aprindere este montată în bujia capului cilindrului. Când tensiunea de înaltă tensiune de ordinul a 30000 de volți este aplicată între electrozii de scânteie, curentul sare de la un electrod la altul producând o scânteie.

În timp ce în cazul motoarelor diesel (cu aprindere prin compresie-CI) doar aerul este aspirat în timpul operației de aspirație și comprimat în timpul operației de compresie și chiar înainte de sfârșitul compresiei, atunci când este injectat motorina, aceasta se aprinde datorită căldurii de compresie a aerului.

După aprinderea încărcăturii, începe combustia, iar produsele de combustie se dilată, adică forțează pistonul să se deplaseze în jos, adică produc putere și, după producerea puterii, gazele sunt evacuate în timpul operațiunii de evacuare.

Tipuri de sisteme de aprindere:

În principiu, sistemele de aprindere prin convecție sunt de 2 tipuri:

1. Sistemul de aprindere cu baterie sau bobină

2. Sistemul de aprindere cu magneto

Ambele sisteme de aprindere, convenționale, funcționează pe principiul inducției electromagnetice reciproce. Sistemul de aprindere cu baterii a fost utilizat în general la mașinile pe 4 roți, dar în zilele noastre este mai frecvent utilizat și la mașinile pe 2 roți (de exemplu, pornire cu buton, mașini pe 2 roți precum Pulsar. Kinetic Honda; Honda-Activa, Scooty, Fiero etc.). În acest caz, bateria de 6 V sau 12 V va furniza curentul necesar în înfășurarea primară.

În acest caz, magneto va produce și furniza curent în înfășurarea primară. Așadar, în sistemul de aprindere magneto, magneto înlocuiește bateria.

I. Sistem de aprindere cu baterie sau bobină:

Figura 29.2 prezintă schema liniară a sistemului de aprindere cu baterie pentru un motor pe benzină cu 4 cilindri. Acesta constă în principal dintr-o baterie de 6 sau 12 volți, un ampermetru, un comutator de aprindere, un autotransformator (transformator ridicător), un întrerupător de contact, un condensator, rotorul distribuitorului, punctele de contact ale distribuitorului, bujiile de aprindere etc.

Rețineți că în Fig. 29.2 este prezentat sistemul de aprindere pentru motorul pe benzină cu 4 cilindri, aici există 4 bujii de aprindere și camele întrerupătorului de contact au 4 colțuri. (Dacă este pentru un motor cu 6 cilindri, acesta va avea 6 bujii de aprindere, iar camele de rupere a contactului vor fi un hexagon perfect).

Sistemul de aprindere este împărțit în 2 circuite:

(i) Circuitul primar:

Se compune din baterie de 6 sau 12 V, ampermetru, comutator de aprindere, înfășurarea primară – are 200-300 de spire de sârmă de calibru 20 SWG (Sharps Wire Gauge), întrerupător de contact, condensator.

(ii) Circuitul secundar:

Constituie o înfășurare secundară. Înfășurarea secundară este formată din aproximativ 21000 de spire de sârmă de calibru 40 (SWG). Al cărui capăt inferior este conectat la capătul inferior al primarului, iar capătul superior al înfășurării secundare este conectat la centrul rotorului distribuitorului. Rotoarele distribuitorului se rotesc și realizează contacte cu punctele de contact și sunt conectate la bujiile de aprindere care sunt montate în capetele cilindrilor (pământul motorului).

(iii) Funcționare:

Când comutatorul de aprindere este închis și motorul este pornit, de îndată ce întrerupătorul de contact se închide, un curent de joasă tensiune va trece prin înfășurarea primară. De asemenea, trebuie remarcat faptul că camele de la ciocanul de contact deschid și închid circuitul de 4 ori (pentru 4 cilindri) într-o revoluție. Atunci când întrerupătorul de contact deschide contactul, câmpul magnetic începe să se prăbușească. Din cauza acestui câmp magnetic care se prăbușește, curentul va fi indus în înfășurarea secundară. Și din cauza numărului mai mare de spire (@ 21000 de spire) ale secundarului, tensiunea urcă până la 28000-30000 de volți.

Acest curent de înaltă tensiune este adus în centrul rotorului distribuitorului. Rotorul distribuitorului se rotește și furnizează acest curent de înaltă tensiune către bujia de aprindere corespunzătoare, în funcție de ordinea de aprindere a motorului. Când curentul de înaltă tensiune sare peste distanța bujiei, produce scânteia și încărcătura se aprinde – începe combustia – produsele combustiei se extind și produc putere.

Nota:

(1) Funcția condensatorului este de a reduce arcul electric la punctele întrerupătorului de contact (CB). De asemenea, atunci când se deschide CB, câmpul magnetic din înfășurarea primară începe să se prăbușească. Când câmpul magnetic se prăbușește, condensatorul se încarcă complet și apoi începe să se descarce și ajută la creșterea tensiunii în înfășurarea secundară.

(2) Camele întrerupătorului de contact și rotorul distribuitorului sunt montate pe același arbore.

La motoarele cu ciclu în 2 timpi, acestea sunt acționate la aceeași turație a motorului. Iar la motoarele cu ciclu în 4 timpi acestea sunt acționate la jumătate din turația motorului.

II. Sistemul de aprindere magneto:

În acest caz, magneto va produce și va furniza curentul necesar înfășurării primare. În acest caz, așa cum se arată, putem avea un magneto rotativ cu bobină fixă sau o bobină rotativă cu magneto fixă pentru producerea și alimentarea curentului la primar, restul aranjamentului fiind același cu cel al unui sistem de aprindere cu baterie.

Sistemul de aprindere electronică:

Sistemul de aprindere electronică este după cum urmează:

1. Sistemul de aprindere prin descărcare de capacitate:

Se compune în principal din baterie de 6 – 12 V, întrerupător de aprindere, convertor de curent continuu în curent continuu, rezistență de încărcare, condensator de rezervor, redresor controlat cu siliciu (SCR), dispozitiv de declanșare SCR, transformator de amplificare, bujii de aprindere.

O baterie de 6 – 12 volți este conectată la convertorul de curent continuu la curent continuu, adică la circuitul de alimentare prin intermediul comutatorului de aprindere, care este proiectat să dea sau să crească tensiunea la 250-350 volți. Această tensiune ridicată este utilizată pentru a încărca condensatorul rezervorului (sau condensatorul) la această tensiune prin intermediul rezistenței de încărcare. De asemenea, rezistența de încărcare este concepută astfel încât să controleze curentul necesar în SCR.

În funcție de ordinea de aprindere a motorului, ori de câte ori dispozitivul de declanșare a SCR, trimite un impuls, atunci curentul care circulă prin înfășurarea primară este oprit. Iar câmpul magnetic începe să se prăbușească. Acest câmp magnetic care se prăbușește va induce sau va intensifica curentul de înaltă tensiune în secundar, care, în timp ce sare peste distanța dintre bujii, produce scânteia, iar încărcătura amestecului aer-combustibil se aprinde.

2. Sistemul de aprindere cu contact asistat tranzistorizat (TAC):

Avantaje:

1. Curentul redus al întrerupătorului asigură o durată de viață mai lungă.

2. Întrefierul mai mic și ansamblul de puncte mai ușoare măresc timpul de așteptare, minimizează săriturile de contact și îmbunătățesc repetabilitatea tensiunii secundare.

3. Inductanța primară redusă reduce inductanța primară reduce căderea curentului primar la viteze mari.

Dezvantaje:

1. Ca și în sistemul convențional, pentru sincronizarea scânteii sunt necesare puncte de întrerupere mecanice.

2. Costul sistemului de aprindere este crescut.

3. Timpul de creștere a tensiunii la bujie este aproximativ același ca înainte.

3. Sistemul de aprindere piezo-electrică:

Dezvoltarea materialelor sintetice piezoelectrice care produc aproximativ 22 kV prin încărcarea mecanică a unui mic cristal a dus la realizarea unor sisteme de aprindere pentru motoare cu un singur cilindru. Dar din cauza dificultăților legate de necesitatea unei încărcări mecanice mari, de ordinul a 500 kg, a controlului în timp util și a capacității de a produce o tensiune suficientă, aceste sisteme nu au putut fi realizate.

4. Sistemul de aprindere Texaco:

Datorită accentului sporit pus pe controlul emisiilor de gaze de eșapament, a existat un interes brusc pentru sistemele de recirculare a gazelor de eșapament și pentru amestecurile carburant-aer sărace.

Pentru a evita problemele de ardere a amestecurilor sărace, a fost dezvoltat sistemul de aprindere Texaco Ignition. Acesta furnizează o scânteie cu durată controlată, ceea ce înseamnă că durata scânteii în grade de unghi al manivelei poate fi făcută constantă la toate turațiile motorului. Este un sistem de curent alternativ. Acest sistem este format din trei unități de bază – o unitate de putere, o unitate de control și un senzor de distribuție.

Acest sistem poate oferi o aprindere stabilă până la rapoarte A/F de până la 24 : 1.