Poisson Fish
Сегодня 11:57
Почему в четырёхтактных двигателях искра расходуется впустую?
Это просто пришло мне в голову. В типичном четырёхтактном двигателе с чётным количеством цилиндров свечи зажигания срабатывают попарно. Это означает, что происходит холостой выстрел, когда один цилиндр находится на этапе выпуска, а другой фактически срабатывает в момент максимальной компрессии.
Я понимаю, что это, вероятно, сделано для экономии места под капотом, поскольку в этом случае количество необходимых катушек зажигания удвоилось бы. Это также позволяет сэкономить на первоначальной покупке и замене. Однако они не занимают много места и стоят недорого (по крайней мере, для моего 4-цилиндрового автомобиля).
Мой вопрос: Почему бы не удвоить количество катушек зажигания, чтобы искра не пропадала зря? Хотя это потребует больше места и дополнительных затрат на катушки, это, безусловно, в некоторой степени снизит износ свечей зажигания, а также проводов свечей зажигания и, возможно, генератора. Это сократит количество искр на каждой свече зажигания вдвое, поскольку их можно настроить так, чтобы они срабатывали только при такте сжатия.
Я уверен, что соображения, связанные с пространством и затратами, отвечают на этот вопрос, но я надеялся услышать и другие мнения о преимуществах и недостатках системы, которая позволяет избежать потери искры.
Дополнительный вопрос: в двухцилиндровых двигателях искра обычно возникает в обоих цилиндрах одновременно? Или она возникает в каждом цилиндре отдельно?
Бонусный вопрос 2: есть ли в двигателях с нечётным количеством цилиндров холостой ход? Я так не думаю.
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/19697/why-the-wasted-spark-in-four-stroke-motors
Прошу прощения, если мой ответ окажется слишком длинным. Ответ на этот вопрос скорее исторический, чем какой-либо другой, но сначала немного предыстории.
В системе сдвоенных свечей зажигания катушка зажигания имеет два выхода для свечей зажигания, в отличие от других систем, где выход только один. Каждая катушка зажигания подключена к двум свечам зажигания. Эти свечи зажигания находятся в двух противоположных цилиндрах, то есть поршни движутся вверх и вниз одновременно. Таким образом, один цилиндр находится на такте сжатия, а другой — на такте выпуска. Когда катушка срабатывает, обе свечи зажигания дают искру одновременно: одна в цилиндре с топливом, а другая — в цилиндре с выхлопными газами. Искра в цилиндре с выхлопными газами называется паразитной искрой.
Когда система «детонационная искра» только появилась, она была на пике популярности. Она была отличной заменой распределителю зажигания, но в конечном счёте представляла собой компромиссное решение. Основная причина популярности системы «детонационная искра» заключалась в том, что она требовала меньше вычислительных мощностей. Автомобильные компьютеры в то время только зарождались, и они просто не могли обрабатывать данные, необходимые для зажигания отдельных катушек. Об этом свидетельствует тот факт, что в то же время были очень популярны многоточечные системы впрыска топлива. Форсунки срабатывали все вместе, как одна большая форсунка, в отличие от последовательного впрыска топлива, при котором форсунки срабатывали по отдельности в порядке зажигания. Это также подтверждается использованием модулей зажигания, как в автомобилях GM, и EDIS в автомобилях Ford. Эти модули выполняли некоторые необходимые вычисления, освобождая от этой задачи PCM.
Упомянутый вами износ свечей зажигания преувеличен, поскольку отработанная свеча всегда находится в потоке выхлопных газов, который наполнен горячим ионизированным газом, через который очень легко проскочить. На самом деле больше всего изнашивается свеча, которая работает в обратном направлении (от бокового электрода к центральному).
Большинство производителей автомобилей в конечном счёте перешли на индивидуальные катушки зажигания для каждого цилиндра. Такая система называется «катушка на свече» или «катушка рядом со свечой». Это более совершенная система, поскольку можно регулировать время срабатывания и опережение зажигания для каждого отдельного цилиндра. Несмотря на то, что эти системы очень современные, в них всё ещё прослеживаются их корни. Например, в двигателе Ford V8 с катушкой зажигания на свече, если датчик положения распределительного вала перестанет работать, двигатель будет использовать только датчик положения коленчатого вала и вернется к использованию паразитной искры и последовательной работе форсунок. Это режим «довезу до гаража». Кроме того, некоторые производители до сих пор используют паразитную искру даже в современных двигателях. Например, в 4-цилиндровом двигателе GM Ecotec все еще используется паразитная искра.
Наконец-то вы задали вопрос о двухцилиндровом двигателе. Это действительно зависит от конструкции двигателя. Если цилиндры расположены оппозитно, как в V-образном двигателе, то да, в них используется обратная искра, но в таких двигателях обычно используется система магнето, которая всегда воспламеняет одну и ту же свечу зажигания в выпускном коллекторе, и с этим ничего не поделаешь. Если это оппозитный двигатель, как в некоторых мотоциклах, то в нём не используется эта система, потому что ход цилиндров противоположен.
P.S. Двигатели с нечётным количеством цилиндров (больше одного) настолько редки, что вопрос о том, какие системы зажигания в них использовались, скорее является исключением, чем правилом.