Tændrør: ikke bare en gnist

Essensen af ​​tændrøret i en gnisttændingsmotor virker indlysende. Dette er en simpel enhed, hvor den vigtigste del er de to elektroder, mellem hvilke tændingsgnisten springer. De færreste af os ved, at tændrøret i moderne motorer har fået en ny funktion.

Moderne motorer styres næsten udelukkende elektronisk. Controller, populært kendt som en "computer" indsamler en række data om driften af ​​enheden (vi vil først og fremmest nævne krumtapakslens hastighed, graden af ​​"tryk" på gaspedalen, det atmosfæriske tryk af luft og i indsugningsmanifolden, temperaturen af ​​kølevæsken, brændstoffet og luften, og også sammensætningen af ​​udstødningsgasserne i udstødningssystemet før og efter deres rensning med katalysatorer), og derefter sammenligne disse oplysninger med dem, der er lagret i dets hukommelse, udsender kommandoer til systemerne til styring af tænding og brændstofindsprøjtningsprocessen samt luftspjældets position. Faktum er, at flammepunktet og brændstofdosis for de enkelte driftscyklusser skal være optimal med hensyn til effektivitet, økonomi og miljøvenlighed i hvert øjeblik af motordrift.

LÆS OGSÅ

Glød stik

Spillet er værd at lyset er værd

Blandt de data, der er nødvendige for at kontrollere den korrekte drift af motoren, er der også information om tilstedeværelsen (eller fraværet) af detonationsforbrænding. Luft-brændstofblandingen, der allerede er i forbrændingskammeret over stemplet, skal brænde hurtigt, men gradvist, fra tændrøret til det yderste af forbrændingskammeret. Hvis blandingen antændes i sin helhed, det vil sige "eksploderer", falder motorens effektivitet (dvs. evnen til at bruge energien i brændstoffet) kraftigt, og samtidig øges belastningen af ​​vigtige motorkomponenter, hvilket kan føre til fiasko. Derfor bør et konstant detonationsfænomen ikke tillades, men på den anden side bør den øjeblikkelige antændelsesindstilling og sammensætningen af ​​brændstof-luftblandingen være sådan, at forbrændingsprocessen er relativt tæt på disse detonationer.

Derfor har man i flere år nu været udstyret med moderne motorer med såkaldte. bankesensor. I den traditionelle version er der faktisk tale om en specialiseret mikrofon, der skruet ind i motorblokken kun reagerer på vibrationer med en frekvens svarende til en typisk detonationsforbrænding. Sensoren sender information om mulig bankning til motorcomputeren, som reagerer ved at ændre tændingspunktet, så der ikke bankes.

Detekteringen af ​​detonationsforbrænding kan dog udføres på anden måde. Allerede i 1988 lancerede det svenske firma Saab produktionen af ​​en distributørløs tændingsenhed kaldet Saab Direct Ignition (SDI) i modellen 9000. I denne løsning har hvert tændrør sin egen tændspole indbygget i topstykket, og "computeren" ” leverer kun styresignaler. Derfor kan tændingspunktet i dette system være forskelligt (optimalt) for hver cylinder.

Men vigtigere i et sådant system er, hvad hvert tændrør bruges til, når det ikke producerer en tændingsgnist (varigheden af ​​gnisten er kun 6000 mikrosekunder pr. driftscyklus, og f.eks. én motor ved XNUMX omdr./min. driftscyklus er to hundrededele sekunder). Det viste sig, at de samme elektroder kan bruges til at måle ionstrømmen, der flyder mellem dem. Her blev fænomenet selvionisering af brændstof og luftmolekyler under forbrændingen af ​​en ladning over stemplet brugt. Separate ioner (frie elektroner med negativ ladning) og partikler med positiv ladning tillader strøm at flyde mellem elektroderne placeret i forbrændingskammeret, og denne strøm kan måles.

Det er vigtigt at bemærke, at graden af ​​indikeret gasionisering i kammeret forbrænding afhænger af forbrændingsparametre, dvs. hovedsageligt på det aktuelle tryk og temperatur. Således indeholder værdien af ​​ionstrømmen vigtig information om forbrændingsprocessen.

Baseline-dataene indhentet af Saab SDI-systemet gav information om bankning og mulige fejltændinger og gjorde det også muligt at bestemme den nødvendige tændingstidspunkt. I praksis gav systemet mere pålidelige data end et konventionelt tændingssystem med en traditionel bankesensor, og det var også billigere.

Det såkaldte fordelerløse system med separate spoler til hver cylinder er nu meget brugt, og mange virksomheder bruger allerede ionstrømmåling til at indsamle information om forbrændingsprocessen i en motor. Tændingssystemer tilpasset dette tilbydes af de vigtigste motorleverandører. Det viser sig også, at evaluering af forbrændingsprocessen i en motor ved at måle ionstrømmen kan være en vigtig måde at studere motorens ydeevne i realtid. Det giver dig mulighed for direkte at opdage ikke kun forkert forbrænding, men også bestemme størrelsen og positionen (beregnet i grader af rotation af krumtapakslen) af det faktiske maksimale tryk over stemplet. Indtil nu har en sådan måling ikke været mulig i seriemotorer. Ved hjælp af den passende software, takket være disse data, er det muligt nøjagtigt at styre tændingen og indsprøjtningen i et meget bredere område af motorbelastninger og temperaturer, samt justere enhedens driftsparametre til specifikke brændstofegenskaber.