Robert S. Barnes
Вчера 23:22
Как система зажигания контролирует энергию искры?
Автомобильная система зажигания должна обеспечивать определённое количество энергии для правильного воспламенения топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Энергия = напряжение * сила тока * продолжительность.
Необходимо выработать определённое количество энергии чтобы преодолеть эффект гашения, присутствующий в среде камеры сгорания, и создать жизнеспособное ядро пламени, которое разовьётся в фронт пламени, распространяющийся с достаточной скоростью для обеспечения эффективного и своевременного сгорания.
В издании «Основы автомобилестроения» 2000 года, глава 8 «Системы зажигания», стр. 122, отмечается, что в старых системах зажигания для снижения входного напряжения используется резистор
примерно до 9,5 вольт при нормальной работе двигателя
Далее в нем говорится:
На высоких скоростях, когда требуется более горячая искра, катушка получает полное напряжение от аккумулятора.
Затем в нем отмечается , что:
Большинство современных электронных систем зажигания постоянно работают при полном напряжении аккумулятора.
Всё это вызывает ряд вопросов. Когда в книге говорится о необходимости hotter spark на высоких скоростях, речь может идти либо об искре с более высоким напряжением, силой тока или продолжительностью, либо о чём-то другом. Насколько я понимаю, продолжительность искры обычно составляет примерно 1/1000 секунды, так что речь идёт либо о напряжении, либо о силе тока.
Теперь я знаю, что напряжение, необходимое для пробоя искрового разрядника, в целом может варьироваться в зависимости как от степени сжатия, так и от состава топливно-воздушной смеси. Чем беднее смесь и выше степень сжатия, тем больше требуется напряжение. Всё это основано на применении закона Пашена для определения напряжения пробоя. Однако степень сжатия практически не меняется, и при нормальной работе, даже на высоких скоростях, коэффициент A/F меняется не так сильно (за исключением случаев, когда дроссельная заслонка полностью открыта или нагрузка очень высока, что требует меньшего напряжения, если я правильно понимаю).
Поэтому, когда они говорят о необходимости hotter spark, я могу только предположить, что они имеют в виду более мощную искру с более высоким напряжением, что и подводит меня к вопросу.
Как система зажигания в современном автомобиле, выпущенном за последние 20 лет, контролирует выходную мощность искры (напряжение * силу тока) и что, кроме катушки зажигания, проводов и свечей, может негативно влиять на мощность?
Вот пример схемы системы зажигания из этой книги о топливной эффективности:
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/27426/how-does-the-ignition-system-control-the-energy-of-the-spark
Большинство электронных систем зажигания в современных автомобилях являются индуктивными. Энергия, необходимая для возникновения искры, накапливается в магнитном поле катушки. Эта энергия высвобождается при размыкании цепи катушки. Старые механические прерыватели были заменены на полупроводниковые переключатели. Энергия пропорциональна квадрату силы тока до насыщения. Таким образом, до определённого момента чем больше сила тока, тем больше энергия искры. Для накопления тока в первичной обмотке требуется время. Накопление происходит по экспоненте с ограничением из-за конечного сопротивления первичной обмотки постоянному току. Таким образом, чем больше времени, тем больше первичный ток, а значит, больше энергия искры. Время горения может регулировать энергию искры.
В системах зажигания с емкостным разрядом или CDI энергия искры накапливается в конденсаторе, а не в катушке. Энергия, накопленная в конденсаторе, пропорциональна квадрату напряжения. Напряжение, до которого заряжается колпачок перед сбросом, может варьироваться для изменения энергии искры.
Плохая надёжность в 1970-х годах, перекрёстное воспламенение и низкая эффективность работы на бедной смеси — вот основные причины, по которым вы не встретите систему CDI на автомобилях. Она отлично подходит для запуска маслянистых свечей зажигания, поэтому популярна на двухтактных двигателях.