Bugi: không chỉ là một tia lửa

Bản chất của bugi trong động cơ đánh lửa có vẻ hiển nhiên. Đây là một thiết bị đơn giản, trong đó bộ phận quan trọng nhất là hai điện cực mà giữa đó tia lửa đánh lửa sẽ nhảy. Ít ai trong chúng ta biết rằng trong các động cơ hiện đại, bugi đã có thêm một chức năng mới.

Động cơ hiện đại được điều khiển gần như hoàn toàn bằng điện tử. Bộ điều khiển, phổ biến được biết đến như một "máy tính" thu thập một loạt dữ liệu về hoạt động của thiết bị (chúng tôi đề cập ở đây, trước hết là tốc độ của trục khuỷu, mức độ "nhấn" vào bàn đạp ga, áp suất không khí và trong ống nạp, nhiệt độ của chất làm mát, nhiên liệu và không khí, và cả thành phần của khí thải trong hệ thống xả trước và sau khi làm sạch chúng bằng bộ chuyển đổi xúc tác), và sau đó, so sánh thông tin này với những thông tin được lưu trữ trong bộ nhớ của nó, đưa ra lệnh tới hệ thống điều khiển quá trình đánh lửa và phun nhiên liệu, cũng như vị trí của van điều tiết khí. Thực tế là điểm chớp cháy và liều lượng nhiên liệu cho các chu kỳ hoạt động riêng lẻ phải tối ưu về hiệu quả, tính kinh tế và thân thiện với môi trường tại mọi thời điểm hoạt động của động cơ.

ĐỌC C

Phích cắm phát sáng

Trò chơi đáng giá nến

Trong số các dữ liệu cần thiết để kiểm soát hoạt động chính xác của động cơ, có cả thông tin về sự hiện diện (hoặc vắng mặt) của quá trình đốt nổ. Hỗn hợp nhiên liệu-không khí đã có trong buồng đốt phía trên piston phải cháy nhanh nhưng dần dần, từ bugi đến nơi xa nhất của buồng đốt. Nếu hỗn hợp bốc cháy toàn bộ, tức là "nổ", thì hiệu suất của động cơ (tức là khả năng sử dụng năng lượng có trong nhiên liệu) giảm mạnh, đồng thời, tải trọng lên các bộ phận quan trọng của động cơ tăng lên, điều này có thể dẫn đến thất bại. Do đó, không được để xảy ra hiện tượng kích nổ liên tục, nhưng ngược lại, việc thiết lập đánh lửa tức thời và thành phần của hỗn hợp nhiên liệu - không khí phải sao cho quá trình cháy diễn ra tương đối gần với các kích nổ này.

Vì vậy, trong vài năm nay, các động cơ hiện đại đã được trang bị cái gọi là. gõ cảm biến. Ở phiên bản truyền thống, đây thực chất là một chiếc micro chuyên dụng, được vặn vào khối động cơ, chỉ phản hồi các rung động có tần số tương ứng với quá trình đốt cháy nổ thông thường. Cảm biến gửi thông tin về tiếng gõ có thể xảy ra đến máy tính của động cơ, máy tính này sẽ phản ứng bằng cách thay đổi điểm đánh lửa để không xảy ra tiếng gõ.

Tuy nhiên, việc phát hiện quá trình đốt nổ có thể được thực hiện theo một cách khác. Ngay từ năm 1988, công ty Saab của Thụy Điển đã ra mắt sản xuất thiết bị đánh lửa không cần phân phối có tên là Saab Direct Ignition (SDI) ở kiểu máy 9000. Trong giải pháp này, mỗi bugi có cuộn dây đánh lửa riêng được tích hợp vào đầu xi lanh và "máy tính "nguồn cấp dữ liệu chỉ các tín hiệu điều khiển. Do đó, trong hệ thống này, điểm đánh lửa có thể khác nhau (tối ưu) cho từng xi lanh.

Tuy nhiên, điều quan trọng hơn trong một hệ thống như vậy là mỗi bugi được sử dụng để làm gì khi nó không tạo ra tia lửa điện (khoảng thời gian của tia lửa điện chỉ là hàng chục micro giây cho mỗi chu kỳ hoạt động, và, ví dụ, ở tốc độ 6000 vòng / phút, một động cơ chu kỳ hoạt động là hai phần trăm giây). Hóa ra là các điện cực giống nhau có thể được sử dụng để đo dòng ion chạy giữa chúng. Ở đây, người ta sử dụng hiện tượng tự ion hóa các phân tử nhiên liệu và không khí trong quá trình đốt cháy điện tích phía trên piston. Các ion riêng biệt (các điện tử tự do mang điện tích âm) và các hạt mang điện tích dương cho phép dòng điện chạy qua giữa các điện cực đặt trong buồng đốt và có thể đo được dòng điện này.

Điều quan trọng cần lưu ý là mức độ ion hóa khí được chỉ định trong buồng quá trình đốt cháy phụ thuộc vào các thông số đốt cháy, tức là chủ yếu là áp suất và nhiệt độ hiện tại. Vì vậy, giá trị của dòng ion chứa thông tin quan trọng về quá trình cháy.

Dữ liệu cơ bản do hệ thống Saab SDI thu được đã cung cấp thông tin về tiếng gõ và các đám cháy có thể xảy ra, đồng thời cho phép xác định thời điểm đánh lửa cần thiết. Trên thực tế, hệ thống này cung cấp dữ liệu đáng tin cậy hơn hệ thống đánh lửa thông thường với cảm biến tiếng nổ truyền thống và cũng rẻ hơn.

Hiện nay, cái gọi là Hệ thống không phân phối với các cuộn dây riêng lẻ cho mỗi xi lanh được sử dụng rộng rãi và nhiều công ty đã sử dụng phép đo dòng điện ion để thu thập thông tin về quá trình đốt cháy trong động cơ. Các hệ thống đánh lửa thích ứng với điều này được cung cấp bởi các nhà cung cấp động cơ quan trọng nhất. Nó cũng chỉ ra rằng đánh giá quá trình đốt cháy trong động cơ bằng cách đo dòng ion có thể là một cách quan trọng để nghiên cứu hiệu suất động cơ trong thời gian thực. Nó cho phép bạn trực tiếp phát hiện không chỉ quá trình đốt cháy không đúng mà còn xác định kích thước và vị trí (được tính bằng độ quay của trục khuỷu) của áp suất tối đa thực tế phía trên piston. Cho đến nay, phép đo như vậy không thể thực hiện được trong động cơ nối tiếp. Sử dụng phần mềm thích hợp, nhờ vào dữ liệu này, có thể kiểm soát chính xác quá trình đánh lửa và phun trong phạm vi rộng hơn nhiều về tải và nhiệt độ của động cơ, cũng như điều chỉnh các thông số vận hành của đơn vị theo đặc tính nhiên liệu cụ thể.