Optymalne działanie mieszanki paliwowo-powietrznej uzyskuje się tylko wtedy, gdy mieszanka jest zapalana w odpowiednim momencie. Ponadto niezawodny zapłon w każdych warunkach jest warunkiem doskonałej pracy katalizatora. W przypadku wystąpienia przerw w zapłonie katalizator może zostać uszkodzony lub nawet całkowicie zniszczony na skutek przegrzania podczas dopalania niespalonej mieszanki.
Proces zapłonu jest procesem złożonym. Na przykład, jeśli silnik twojego A4 obraca się z częstotliwością 3000 obrotów na minutę, to około 50 iskier zapłonowych jest rozprowadzanych do poszczególnych cylindrów z dużą dokładnością na sekundę. Musi odpowiadać nie tylko czas, ale także energia zapłonu palnej mieszanki: co najmniej 0,2 mJ na zapłon przy korzystnym stosunku powietrza do paliwa i więcej niż 0,3 mJ w przypadku mieszanki bogatej lub ubogiej. Jeśli nie ma wystarczającej ilości energii, palna mieszanka nie zapala się i dochodzi do śmiertelnych przerw w zapłonie.
Kontrola zapłonu
Od zapłonu do całkowitego spalenia mieszanki trwa dwie milisekundy. Przy tym samym składzie mieszanki czas ten pozostaje stały. Z tego powodu iskra zapłonowa musi pojawić się w odpowiednim czasie, aby zapewnić optymalne ciśnienie spalania w każdym trybie pracy silnika.
Zadanie określenia dokładnego momentu zapłonu spoczywa na urządzeniu sterującym, które steruje również pracą układu zapłonowego. Procesor jest zaprogramowany na różne czasy zapłonu dla różnych trybów pracy silnika. W celu wybrania z pamięci odpowiedniego kąta wyprzedzenia zapłonu, urządzenie sterujące odbiera dane o trybie pracy silnika. Jednostka sterująca ocenia dane otrzymane z poszczególnych czujników, takie jak dane dotyczące temperatury i prędkości obrotowej silnika, a także położenie przepustnicy i wałka rozrządu.
Optymalny czas zapłonu
Czas zapłonu musi być dobrany w taki sposób, aby spełnione były następujące cztery wymagania:
- maksymalna moc silnika,
- ekonomiczne zużycie paliwa,
- zapobieganie stukaniu silnika
- tak czyste spaliny, jak to tylko możliwe.
Na przykład, jeśli lekko wciśniesz pedał przyspieszenia (obciążenie częściowe) mieszanka w komorach spalania spala się wolniej. W takim przypadku, aby pomimo tego zapewnić pełne wykorzystanie energii paliwa, urządzenie sterujące uruchamia zapłon wcześniej. Najlepsze wartości są ustawiane, gdy mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się w momencie maksymalnego sprężenia. W silniku czterosuwowym tłok zaczyna przechodzić z ruchu do góry (skok kompresji) przesuwać się w dół (cykl pracy).
Zapłon i spalanie
Jednak czas zapłonu nie pokrywa się dokładnie z górnym martwym punktem, ponieważ cząstki paliwa potrzebują trzech tysięcznych sekundy, aby się zapalić. Dlatego iskra zapłonowa rozpoczyna swoją pracę już podczas ruchu tłoka w górę (wcześniejszy zapłon). Wręcz przeciwnie, ciśnienie spalania jest ustawiane natychmiast po przejściu tłoka w górny martwy punkt. Ponieważ zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej zawsze trwa tyle samo, zapłon następuje wcześniej wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika.
Położenie wału korbowego i tłoka w chwili zapłonu z zapłonem wczesnym Z
Zmiana ciśnienia w komorze spalania:
1. Zt: zapłon w odpowiednim czasie,
2. ZB: zbyt wczesny zapłon (spalanie detonacyjne),
3. Zc: zbyt późny zapłon.
Spalanie detonacyjne
W silnikach o zapłonie iskrowym w pewnych warunkach mogą wystąpić nieprawidłowe procesy spalania. Procesy te ograniczają wzrost mocy i wydajności. Ten niepożądany proces spalania nazywa się spalaniem detonacyjnym. Występuje w postaci chwilowego spalania cząstek mieszanki, które nie są jeszcze objęte czołem płomienia. W takim przypadku kąt wyprzedzenia zapłonu jest zbyt daleko w kierunku wczesnego zapłonu.
W tym przypadku prędkość rozprzestrzeniania się płomienia może osiągnąć 2000 m/s, podczas gdy podczas normalnego spalania prędkość płomienia wynosi zaledwie 30 m/s. Jeżeli spalanie błyskawiczne przy nadmiernym wzroście ciśnienia trwa przez dłuższy czas, może dojść do uszkodzenia uszczelki głowicy cylindrów, tłoków, łożysk i świec zapłonowych.
Czujniki spalania stukowego rejestrują wahania w nierównomiernym spalaniu, a urządzenie sterujące przesuwa kąt wyprzedzenia zapłonu w kierunku późnego zapłonu. Dzięki regulacji przeciwstukowej silnik, który został zaprojektowany do klasy benzynowej «Super», może przez pewien czas pracować na normalnej benzynie.
Komentarze gości