A levegő-üzemanyag keverék optimális hatása csak akkor érhető el, ha a keveréket megfelelő időben meggyújtják. Ezenkívül a minden körülmények között megbízható gyújtás előfeltétele a katalizátor tökéletes működésének. Ha gyújtáskimaradás lép fel, a katalizátor megsérülhet, vagy akár teljesen megsemmisülhet az el nem égett keverék utóégetése során bekövetkező túlmelegedés miatt.
A gyújtási folyamat összetett folyamat. Például, ha az A4-es motorja percenként 3000 fordulatszámmal forog, akkor körülbelül 50 gyújtószikra osztódik el az egyes hengereken másodpercenként nagy pontossággal. Nemcsak az időnek, hanem az éghető keverék gyújtási energiájának is meg kell felelnie: gyújtásonként legalább 0,2 mJ a levegő és az üzemanyag kedvező aránya mellett, és több, mint 0,3 mJ dús vagy sovány keverék esetén. Ha nincs elegendő energia, akkor az éghető keverék nem gyullad meg, és végzetes gyújtáskimaradások lépnek fel.
Gyújtásvezérlés
A gyújtástól a keverék teljes égéséig két ezredmásodperc tart. A keverék azonos összetételével ez az idő állandó marad. Emiatt a gyújtószikrának időben fel kell lépnie, hogy a motor bármely üzemmódjában az optimális égési nyomás biztosítva legyen.
A gyújtás pillanatának pontos meghatározásának feladata a vezérlőberendezésé, amely a gyújtásrendszer működését is vezérli. A processzor különböző gyújtási időzítésekre van programozva a motor különböző üzemmódjaihoz. Annak érdekében, hogy a megfelelő gyújtási időzítést a memóriából ki lehessen választani, a vezérlőkészülék adatokat kap a motor működési módjáról. A vezérlőegység kiértékeli az egyes érzékelőktől kapott adatokat, például a hőmérsékletre és a motor fordulatszámára vonatkozó adatokat, valamint a fojtószelep és a vezérműtengely helyzetét.
Optimális gyújtási időzítés
A gyújtás időzítését úgy kell megválasztani, hogy az alábbi négy követelmény teljesüljön:
- maximális motorteljesítmény,
- gazdaságos üzemanyag-fogyasztás,
- motor kopogás megelőzése
- a lehető legtisztább kipufogógázok.
Például, ha enyhén megnyomja a gázpedált (részleges terhelés) az égésterekben a keverék lassabban ég. Ebben az esetben annak érdekében, hogy az üzemanyag energiáját ennek ellenére maradéktalanul felhasználják, a vezérlőkészülék korábban elindítja a gyújtást. A legjobb értékeket akkor állítják be, ha a levegő-üzemanyag keveréket a maximális kompresszió pillanatában meggyújtják. Négyütemű motorban ekkor kezd el a dugattyú felfelé mozdulni (kompressziós löket) lefelé mozogni (munkaciklus).
Gyulladás és égés
A gyújtás időzítése azonban nem esik pontosan egybe a felső holtponttal, mivel az üzemanyagrészecskék három ezredmásodperc kell ahhoz, hogy meggyulladjanak. Ezért a gyújtószikra már a dugattyú felfelé irányuló mozgása során megkezdi munkáját (korábbi gyújtás). Éppen ellenkezőleg, az égési nyomást közvetlenül azután állítják be, hogy a dugattyú áthaladt a felső holtponton. Mivel a levegő-üzemanyag keverék begyújtása mindig ugyanannyi időt vesz igénybe, a gyulladás a motor fordulatszámának növekedésével korábban történik.
A főtengely és a dugattyú helyzete gyújtáskor korai gyújtással Z
Nyomásváltozás az égéstérben:
1. Zt: gyújtás a megfelelő időben,
2. ZB: túl korai gyújtás (detonációs égés),
3. Zc: túl késői gyújtás.
Detonációs égés
Szikragyújtású motorokban bizonyos körülmények között rendellenes égési folyamatok léphetnek fel. Ezek a folyamatok korlátozzák a teljesítmény és a hatékonyság növekedését. Ezt a nem kívánt égési folyamatot detonációs égésnek nevezik. Ez a lángfront által még nem borított keverékrészecskék pillanatnyi égése formájában jelentkezik. Ebben az esetben a gyújtás időzítése túl messze van a korai gyújtás irányától.
Ebben az esetben a láng terjedési sebessége elérheti a 2000 m/s-ot, míg normál égésnél a láng sebessége mindössze 30 m/s. Ha a villanó égés túlzott nyomásnövekedéssel hosszú ideig folytatódik, a hengerfej tömítés, a dugattyúk, a csapágyak és a gyújtógyertyák megsérülhetnek.
A kopogásérzékelők érzékelik az egyenetlen égés ingadozásait, és a vezérlőkészülék a gyújtás időzítését a késői gyújtás felé tolja el. A kopogásgátló szabályozásnak köszönhetően a motort benzinosztályra tervezték «Szuper», normál benzinnel is üzemeltethető egy ideig.
Látogatói megjegyzések