Оптимальна дія паливоповітряної суміші досягається лише в тому випадку, якщо запалювання суміші провадиться у відповідний момент. Крім того, надійно працююче за будь-яких умов запалення є передумовою бездоганної роботи каталітичного нейтралізатора. Якщо виникають пропуски запалення, то нейтралізатор через перегрівання при допалюванні незгорілої суміші може бути пошкоджений або навіть повністю зруйнований.
Процес запалення є складним процесом. Наприклад, якщо двигун Вашого А4 обертається з частотою 3000 оборотів на хвилину, то окремими циліндрами з великою точністю за секунду розподіляється близько 50 іскор запалювання. Відповідати повинен не тільки час, але й енергія запалювання паливної суміші: не менше 0,2 мДж на одне запалення при сприятливому співвідношенні між повітрям та паливом та більше 0,3 мДж у разі багатої або збідненої суміші. Якщо енергії не вистачає, то горюча суміш не спалахує, і виникає фатальні пропуски в запаленні.
Керування запаленням
Від займання до повного згоряння суміші проходить дві мілісекунди. При постійному складі суміші цей час залишається незмінним. Тому іскра запалювання повинна виникати своєчасно так, щоб оптимальний тиск згоряння забезпечувався при будь-якому режимі роботи двигуна.
Завдання визначення точного моменту запалення лежить на керуючому пристрої, який контролює роботу системи запалювання. Процесор запрограмований різні моменти запалювання для різних режимів роботи двигуна. Щоб з пам'яті був обраний відповідний момент запалювання, у пристрій, що управляє, надходять дані про режим роботи двигуна. Керуючий пристрій оцінює дані, що надійшли з окремих датчиків, наприклад, дані про температуру і частоту обертання двигуна, а також про положення дросельної заслінки і розподільного валу.
Оптимальний момент запалювання
Момент запалювання повинен вибиратися таким чином, щоб виконувались такі чотири вимоги:
- максимальна потужність двигуна,
- економічна витрата палива,
- запобігання стуканню в двигуні,
- якнайчистіші відпрацьовані гази.
Наприклад, при несильному натисканні на педаль акселератора (часткове навантаження) суміш у камерах згоряння згоряє повільніше. У цьому випадку для того, щоб, незважаючи на це, енергія палива використовувалася повністю, керуючий пристрій запускає запалення раніше. Найкращі значення встановлюються тоді, коли паливно-повітряна суміш запалюється в момент найбільшого стиснення. У чотиритактний двигун це той момент, коли поршень починає переходити від руху вгору (такт стиснення) до руху вниз (робочий такт).
Запалювання та згоряння
Однак момент запалення не зовсім збігається з верхньою мертвою точкою, тому що частинкам палива для займання необхідні три тисячні секунди. Тому іскра запалювання починає свою роботу вже під час руху поршня вгору (раніше запалення). Навпаки, тиск згоряння встановлюється відразу після того, як поршень проходить верхню мертву точку. Так як для займання паливоповітряної суміші завжди необхідно один і той же час, зі збільшенням частоти обертання двигуна запалювання здійснюється раніше.
Положення колінчастого валу та поршня в момент запалення при ранньому запаленні Z
Зміна тиску в камері згоряння:
1. Zt: запалення у відповідний момент часу,
2. ZB: надто раннє запалювання (детонаційне згоряння),
3. Zc: занадто пізнє запалення.
Детонаційне згоряння
У двигунах із примусовим запалюванням за певних умов можуть виникати ненормальні процеси згоряння. Ці процеси обмежують зростання потужності та коефіцієнт корисної дії. Такий небажаний процес згоряння називається детонаційним згорянням. Він відбувається у вигляді миттєвого згоряння частинок суміші, що ще не охоплені фронтом полум'я. І тут момент запалення розташовується занадто далеко у напрямку раннього запалення.
У цьому швидкість поширення полум'я може досягати 2000 м/сек, тоді як із нормальному згорянні швидкість полум'я становить лише 30 м/сек. Якщо миттєве згоряння з занадто сильним підвищенням тиску продовжується протягом тривалого часу, то може бути пошкоджено прокладання головки блоку циліндрів, поршні, підшипники та свічки запалювання.
Датчики детонаційного згоряння реєструють коливання нерівномірного згоряння, і пристрій, що управляє, зрушує момент запалення в бік пізнього запалювання. Завдяки антидетонаційному регулюванню двигун, який був сконструйований під бензин класу «Супер», протягом деякого часу можна експлуатувати зі звичайним бензином.
Коментарі відвідувачів