Оптималният ефект на сместа въздух-гориво се постига само ако сместа се запали в правилния момент. В допълнение, надеждното запалване при всякакви условия е предпоставка за перфектната работа на катализатора. Ако възникне неправилно запалване, катализаторът може да бъде повреден или дори напълно унищожен поради прегряване по време на доизгарянето на неизгорялата смес.
Процесът на запалване е сложен процес. Например, ако двигателят на вашия A4 се върти с честота от 3000 оборота в минута, тогава около 50 запалителни искри се разпределят към отделните цилиндри с голяма точност в секунда. Не само времето, но и енергията на запалване на горимата смес трябва да съответства: най-малко 0,2 mJ на запалване при благоприятно съотношение между въздух и гориво и повече от 0,3 mJ в случай на богата или бедна смес. Ако няма достатъчно енергия, тогава горимата смес не се запалва и възникват фатални прекъсвания на запалването.
Управление на запалването
От запалването до пълното изгаряне на сместа минават две милисекунди. При същия състав на сместа това време остава постоянно. Поради тази причина искрата за запалване трябва да се появи навреме, така че да се осигури оптимално налягане на горене във всеки режим на работа на двигателя.
Задачата за определяне на точния момент на запалване е на контролното устройство, което контролира и работата на системата за запалване. Процесорът е програмиран за различен момент на запалване за различните режими на работа на двигателя. За да се избере подходящ момент на запалване от паметта, управляващото устройство получава данни за режима на работа на двигателя. Блокът за управление оценява данните, получени от отделните сензори, като данни за температурата и оборотите на двигателя, както и позицията на дроселовата клапа и разпределителния вал.
Оптимален момент на запалване
Моментът на запалване трябва да бъде избран по такъв начин, че да бъдат изпълнени следните четири изисквания:
- максимална мощност на двигателя,
- икономичен разход на гориво,
- предотвратяване на детонация на двигателя,
- възможно най-чисти отработени газове.
Например при леко натискане на педала на газта (частично натоварване) сместа в горивните камери изгаря по-бавно. В този случай, за да се гарантира, че енергията на горивото се използва напълно въпреки това, управляващото устройство започва запалването по-рано. Най-добрите стойности се задават, когато сместа въздух-гориво се запали в момента на максимална компресия. При четиритактовия двигател това е точката, в която буталото започва да преминава от движение нагоре (такт на компресия) към движение надолу (такт на мощност).
Запалване и горене
Моментът на запалване обаче не съвпада точно с горната мъртва точка, тъй като горивните частици се нуждаят от три хилядни от секундата, за да се запалят. Следователно искрата за запалване започва своята работа още по време на движението на буталото нагоре (предварително запалване). Напротив, налягането на горене се задава веднага след като буталото премине горната мъртва точка. Тъй като запалването на въздушно-горивната смес винаги отнема едно и също време, запалването става по-рано с увеличаване на оборотите на двигателя.
Позиция на коляновия вал и буталото в момента на запалване с ранно запалване Z
Промяна на налягането в горивната камера:
1. Zt: запалване в подходящия момент,
2. ZB: твърде ранно запалване (детонационно горене),
3. Zc: твърде късно запалване.
Детонационно горене
При двигатели с принудително запалване при определени условия могат да възникнат необичайни процеси на горене. Тези процеси ограничават растежа на мощността и ефективността. Този нежелан процес на горене се нарича детонационно горене. Проявява се под формата на мигновено изгаряне на частици смес, които все още не са обхванати от фронта на пламъка. В този случай моментът на запалване е твърде далеч в посоката на ранно запалване.
В този случай скоростта на разпространение на пламъка може да достигне 2000 m/s, докато при нормално горене скоростта на пламъка е само 30 m/s. Ако светкавичното горене с прекомерно повишаване на налягането продължи дълго време, уплътнението на главата на цилиндъра, буталата, лагерите и запалителните свещи може да се повредят.
Сензорите за детонация регистрират колебания при неравномерно горене, а контролното устройство измества момента на запалване към късно запалване. Благодарение на антидетонационния контрол, двигателят, който е проектиран за бензин Super, може да работи известно време с обикновен бензин.
Коментари на посетители