Съдържание: Контрол на запалването ↓ Оптимален момент на запалване ↓ Запалване и горене ↓ Детонационно изгаряне ↓
При бензиновия двигател системата за запалване запалва гориво-въздушната смес в горивните камери на цилиндрите. В този момент започва изгарянето на сместа. Запалването се получава от електрическа искра, т.е. краткотраен дъгов разряд, който възниква между електродите на запалителните свещи.
Оптимална работа на сместа гориво-въздух се постига само ако сместа се запали в правилния момент. В допълнение, надеждното запалване при всякакви условия е предпоставка за безупречната работа на катализатора. Ако възникнат прекъсвания на запалването, неутрализаторът може да бъде повреден или дори напълно унищожен поради прегряване по време на изгаряне на неизгорялата смес.
Процесът на запалване е сложен процес. Например, ако вашият двигател A4 се върти с 3000 оборота в минута, тогава около 50 искри се разпределят към отделните цилиндри в секунда с голяма прецизност. Не само времето, но и енергията на запалване на горимата смес трябва да бъде подходяща: не по-малко от 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, горимата смес не се запалва и възникват фатални прекъсвания на запалването.
Контрол на запалването
От запалването до пълното изгаряне на сместа са необходими две милисекунди. При непроменен състав на сместа това време остава постоянно. Поради тази причина искрата за запалване трябва да се появи своевременно, така че да се осигури оптимално налягане на горене при всякакви условия на работа на двигателя.
Задачата за определяне на точния момент на запалване е на контролното устройство, което също така следи работата на системата за запалване. Процесорът е програмиран за различни моменти на запалване за различните режими на работа на двигателя. За да изберете подходящ момент на запалване от паметта, данните за режима на работа на двигателя се изпращат към устройството за управление. Блокът за управление оценява данните, получени от отделни сензори, като температура и скорост на двигателя, както и позицията на дроселната 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 чукване на двигателя,
- възможно най-чистите изгорели газове.
Например при леко натискане на педала на газта (частично натоварване) сместа в горивните камери гори по-бавно. В този случай, за да се гарантира, че енергията на горивото се използва напълно, устройството за управление започва запалването по-рано. Най-добрите стойности се постигат, когато сместа въздух-гориво се запали в момента на най-голяма компресия. При четиритактовия двигател това е точката, в която буталото започва да преминава от движение нагоре (такт на компресия) да се движи надолу (работен ход).
Запалване и горене
Моментът на запалване обаче не съвпада точно с горната мъртва точка, тъй като горивните частици изискват три хилядни от секундата, за да се запалят. Следователно искрата на запалването започва своята работа още по време на движението на буталото нагоре (ранно запалване). Обратно, налягането на горене се установява веднага след като буталото премине горната мъртва точка. Тъй като винаги е необходимо едно и също време за запалване на гориво-въздушната смес, 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 в налягането в горивната камера:
1. Zt: запалване в подходящия момент,
2. ZB: твърде ранно запалване (детонационно изгаряне),
3. Zc: времето за запалване е твърде късно.
Детонационно изгаряне
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 от сместа, които все още не са обхванати от фронта на пламъка. В този случай моментът на запалване е позициониран твърде далеч в посоката преди запалването.
В този случай скоростта на разпространение на пламъка може да достигне 2000 m/sec, докато при нормално горене скоростта на пламъка е само 30 m/sec. Ако бързото горене с твърде високо налягане продължи дълго време, уплътнението на главата на цилиндъра, буталата, лагерите и запалителните свещи може да се повредят.
Сензорите за детонация откриват неравномерни колебания на горенето и контролното устройство измества времето за запалване към късно запалване. Благодарение на антидетонационния контрол, двигателят, който е проектиран за бензин клас "Супер", може да работи известно време с обикновен бензин.