Свечка запальвання: не проста іскра

Сутнасць працы свечкі запальвання ў рухавіку са іскравым запальваннем здаецца відавочнай. Гэтая простая прылада, у якім найболей важнай часткай з'яўляюцца два электрода, паміж якімі праскоквае іскра запальвання. Мала хто з нас ведае, што ў сучасных рухавіках свечка набыла новую функцыю.

Сучасныя рухавікі кіруюцца амаль выключна электронным спосабам. Кантролер, вядомы ў народзе як «кампутар» збірае шэраг дадзеных аб працы агрэгата (згадаем тут, перш за ўсё, частату кручэння каленчатага вала, ступень «націску» на педаль газу, атмасферны ціск паветра і ў впускной калектара, тэмпературу астуджальнай вадкасці, паліва і паветра, а таксама склад выхлапных газаў у выхлапной сістэме да і пасля іх ачысткі каталітычнымі нейтралізатарамі), а затым, параўноўваючы гэтую інфармацыю з якія захоўваюцца ў яго памяці, выдае каманды сістэмам кіраванне працэсам запальвання і ўпырску паліва, а таксама становішчам паветранай засланкі. Справа ў тым, што кропка ўзгарання і доза паліва для асобных працоўных цыклаў павінны быць аптымальнымі з пункта гледжання эканамічнасці, эканамічнасці і экалагічнасці ў кожны момант працы рухавіка.

ЧЫТАЙЦЕ ТАКСАМА

свечкі напальвання

Гульня вартая свечак

Сярод дадзеных, неабходных для кантролю правільнай працы рухавіка, ёсць і звесткі аб наяўнасці (ці адсутнасці) детонационного гарэнні. Паліўна-паветраная сумесь ужо ў камеры згарання над поршнем павінна згараць хутка, але паступова, ад іскры свечкі запальвання да самых далёкіх участкаў камеры згарання. Калі сумесь запальваецца ва ўсім сваім аб'ёме, т. е. «узрываецца», ККД рухавіка (т. е. здольнасць выкарыстоўваць энергію, якая змяшчаецца ў паліве) рэзка падае, і ў той жа час узрастае нагрузка на важныя вузлы рухавіка, што можа прывесці да няўдачы. Таму нельга дапушчаць сталай з'явы дэтанацыі, але, з іншага боку, імгненная пастаноўка запальвання і склад паліўна-паветранай сумесі павінны быць такімі, каб працэс гарэння быў адносна блізкі да гэтых дэтанацый.

Таму ўжо некалькі гадоў сучасныя рухавікі абсталёўваюцца т.зв. датчык детонационного гарэння. У традыцыйным варыянце гэта фактычна спецыялізаваны мікрафон, які, ушрубаваны ў блок рухавіка, рэагуе толькі на вібрацыі з частатой, якая адпавядае тыповаму детонационному згаранню. Датчык перадае інфармацыю аб магчымых дэтанацыях на кампутар рухавіка, які рэагуе зменай кропкі запальвання такім чынам, што дэтанацыі не адбываецца.

Аднак выяўленне детонационного гарэння можна ажыццявіць і па-іншаму. Ужо ў 1988 годзе шведская кампанія Saab наладзіла вытворчасць безразмеркавальнага блока запальвання пад назвай Saab Direct Ignition (SDI) у мадэлі 9000. У гэтым рашэнні кожная свечка запальвання мае ўласную шпульку запальвання, убудаваную ў галоўку блока цыліндраў. кіруючыя сігналы. Таму ў гэтай сістэме кропка ўзгарання можа быць рознай (аптымальнай) для кожнага цыліндру.

Аднак важнейшым у такой сістэме з'яўляецца тое, для чаго выкарыстоўваецца кожная свечка запальвання, калі яна не дае іскры запальвання (працягласць іскры складае ўсяго дзясяткі мікрасекунд за працоўны цыкл, а, напрыклад, пры 6000 аб/мін адна праца рухавіка цыкл складае дзве сотыя дзелі секунды). Аказалася, што аднымі і тымі ж электродамі можна вымяраць іённы ток, які праходзіць паміж імі. Тут выкарыстоўвалася з'ява самаіянізацыі малекул паліва і паветра пры згаранні зарада над поршнем. Асобныя іёны (вольныя электроны з адмоўным зарадам) і часціцы з дадатным зарадам дазваляюць току працякаць паміж электродамі, змешчанымі ў камеру згарання, і гэты ток можна вымераць.

Важна адзначыць, што ступень названай іянізацыі газу ў камеры гарэнне залежыць ад параметраў гарэння, г.зн. у асноўным ад бягучых ціску і тэмпературы. Такім чынам, велічыня іённага току змяшчае важную інфармацыю аб працэсе гарэння.

Базавыя дадзеныя, атрыманыя сістэмай Saab SDI, падалі інфармацыю аб детонационном згаранні і магчымых «асечках» запальвання, а таксама дазволілі вызначыць патрабаваны кут апярэджання запальвання. На практыцы сістэма давала больш надзейныя дадзеныя, чым звычайная сістэма запальвання з традыцыйным датчыкам дэтанацыі, а таксама была таннейшай.

У наш час так званая шырока выкарыстоўваецца безразмеркавальная сістэма з асобнымі шпулькамі для кожнага цыліндру, і шматлікія кампаніі ўжо выкарыстаюць вымярэнне іённага току для збору інфармацыі аб працэсе згарання ў рухавіку. Сістэмы запальвання, адаптаваныя да гэтага, прапануюцца найболей важнымі пастаўшчыкамі камплектавалых для рухавікоў. Таксама аказваецца, што ацэнка працэсу згарання ў рухавіку шляхам вымярэння іённага току можа стаць найважнейшым спосабам вывучэння працы рухавіка ў рэжыме рэальнага часу. Ён дазваляе непасрэдна выяўляць не толькі няправільнае згаранне, але і вызначаць памер і становішча (разлічанае ў градусах павароту каленчатага вала) фактычнага максімальнага ціску над поршнем. Да гэтага часу такое вымярэнне было немагчыма ў серыйных рухавіках. Выкарыстоўваючы якое адпавядае праграмнае забеспячэнне, дзякуючы гэтым дадзеным можна сапраўды кіраваць запальваннем і ўпырскам у значна шырэйшых дыяпазонах нагрузак і тэмператур рухавіка, а таксама падладжваць параметры працы агрэгата пад пэўныя ўласцівасці паліва.