Aprinderea amestecului carburant la motoarele cu aprindere prin scinteie

APRINDEREA AMESTECULUI CARBURANT LA

MOTOARELE CU APRINDERE PRIN SCINTEIE

Aprinderea amestecului carburant in motoarele cu ardere interna se face fie prin scinteie electrica (la motoarele cu carburator = m.a.s.), fie prin autoaprindere (la motoarele diesel).

La m.a.s., aprinderea are loc sub forma unei descarcari electrice in mediu gazos cu ajutorul curentului de inalta tensiune. Scinteia electrica pentru aprinderea amestecului carburant se produce sub forma unui arc electric, intre electrozii unei bujii la sfirsitul cursei de compresie, cind presiunea in cilindru atinge (10 . 12) 10⁵ N/m².

Daca intre electrozii bujiei se aplica o tensiune electrica, va aparea si un cimp electric, care va dirija miscarea ionilor - ionii pozitivi la electrodul negativ, iar cei negativi la electrodul pozitiv.

Marindu-se tensiunea intre electrozii bujiei, viteza ionilor creste, astfel incit, vor sparge moleculele cu care se intilnesc, disociindu-le in ioni si electroni, care vor fi si ei atrasi de electrozii bujiei. Astfel, se obtine ionizarea aerului si a particulelor de combustibil dintre electrozii bujiei, circuitul inchizindu-se printr-o scinteie de strapungere, deoarece amestecul ionizat isi pierde proprietatile de izolator.

Moleculele disociate de combustibil intra in reactie cu moleculele disociate de oxigen si incepe arderea amestecului.

Valoarea tensiunii care trebuie creata intre electrozii bujiei pentru producerea scinteii depinde de mai multi factori, cei mai importanti fiind distanta dintre electrozii bujiei, presiunea si temperatura amestecului carburant. Tensiunea care provoaca ionizarea amestecului, si deci scinteia, trebuie sa aiba valori de 7 000 - 8 000 V. In practica, pentru a mari siguranta functionarii instalatiei, se foloseste o tensiune de 10 000 - 20 000 V.

Curentul de inalta tensiune necesar aprinderii este obtinut in doua feluri:

prin transformarea curentului de joasa tensiune de la bateria de acumulatoare, cu ajutorul unei bobine de inductie;

direct de la magnetou, fara sa mai fie nevoie de baterie de acumulatoare pentru aprindere.

La unele motoare s-a introdus aprinderea electronica, in special cea cu tranzistoare, datorita avantajelor pe care le prezinta, in comparatie cu aprinderea clasica, mai ales pentru motoarele cu turatii mari si cu rapoarte de comprimare ridicate.

Instalatia de aprindere de la bateria de acumulatoare este compusa din:

bateria de acumulatoare (legata in paralel cu generatorul);

bobina de inductie, care transforma curentul de joasa tensiune al bateriei de acumulatoare in curent de inalta tensiune;

ruptorul, care intrerupe curentul circuitului primar al bobinei de inductie;

distribuitorul, care distribuie curentul de inalta tensiune la bujiile montate in chiulasa cilindrilor;

condensatorul, montat intre contactele ruptorului, care acumuleaza efectele daunatoare ale curentului de autoinductie;

rezistenta suplimentara, care, montata in serie cu circuitul de joasa tensiune al bobinei de inductie, prin scurtcircuitarea la pornire, da posibilitatea obtinerii unei scintei mai puternice intre electrozii bujiei;

releul de pornire;

intreruptorul aprinderii sau contactul;

ampermetru.

Cu ajutorul bobinei de inductie, curentul de joasa tensiune al bateriei de acumulatoare este transformat in curent de inalta tensiune si repartizat la bujiile cilindrilor, in ordinea de aprindere a motorului, de catre distribuitor. Curentul de inalta tensiune se produce prin inductie in infasurarea secundara a bobinei de inductie, in momentul in care curentul de joasa tensiune este intrerupt de catre ruptor. Condensatorul, legat in paralel cu ruptorul, contribuie la marirea vitezei de variatie a cimpului magnetic produs de infasurarea primara a bobinei de inductie si in acelasi timp micsoreaza fenomenul de aparitie a scinteilor intre contactele ruptorului.

In instalatia de aprindere se gasesc doua circuite: unul prin care circula curentul de joasa tensiune, denumit si circuitul primar, si altul prin care circula curentul de inalta tensiune, denumit si circuitul secundar.

Circuitul de joasa tensiune cuprinde: bateria de acumulatoare, intreruptorul aprinderii, infasurarea primara a bobinei de inductie, ruptorul si legatura la masa.

Circuitul de inalta tensiune cuprinde: infasurarea secundara a bobinei de inductie, distribuitorul si bujiile. De la bujii, curentul trece prin masa si se intoarce la infasurarea secundara, trecind prin bateria de acumulatoare, intreruptorul de aprindere si infasurarea primara. Inchiderea circuitului de inalta tensiune prin circuitul de joasa tensiune reduce numarul de iesiri ale bobinei de inductie; unul din capetele infasurarii de inalta tensiune se leaga la infasurarea de joasa tensiune.

Bobina de inductie are rolul de a transforma curentul de joasa tensiune de 6 sau 12 V in curent de inalta tensiune de aproximativ 15 000 V. Bobina de inductie functioneaza pe baza fenomenului de inductie electromagnetica.

Componente: miezul pe care se gasesc doua infasurari: infasurarea primara, cu un numar redus de spire din sirma groasa, si infasurarea secundara, formata dintr-un numar mare de spire din sirma subtire. In scopul anularii actiunilor daunatoare ale curentului de autoinductie, se foloseste un condensator care se leaga in paralel cu contactele ruptorului. In momentul deschiderii circuitului infasurarii primare, curentul de autoinductie incarca condensatorul, iar viteza de reducere a curentului in infasurarea primara creste mult si deci creste si viteza de variatie a cimpului magnetic, iar tensiunea care se induce in infasurarea secundara este suficient de inalta pentru obtinerea scinteii intre electrozii bujiei. In acelasi timp, condensatorul protejeaza contactele ruptorului, deoarece micsoreaza fenomenul de aparitie a arcului electric intre contacte.

Unele bobine de inductie sunt prevazute cu o infasurare primara suplimentara, cuplata in serie numai in timpul pornirii motorului; dupa ce motorul a pornit, infasurarea suplimentara este scoasa din circuit.

Bujia are rolul de a aprinde amestecul carburant, prin scinteia care se produce intre cei doi electrozi.

Bujiile sunt demontabile si nedemontabile.

Bujia se compune din:

corpul metalic = constituie suportul bujiei si are la partea inferioara o portiune filetata care se insurubeaza in chiulsa motorului, iar la partea superioara o portiune in forma hexagonala pentru stringerea cu cheia;

izolatorul = de forma cilindrica, fiind confectionat dintr-o ceramica speciala si serveste la izolarea electrodului central de cel lateral. Capatul izolatorului, fixat in corpul metalic, are o forma de trunchi de con, denumit ciocul izolatorului;

doi electrozi, izolati unul fata de celalalt:

electrodul central = fixat in izolator; de capatul superior al electrodului central se fixeaza capatul terminal al conductorului de inalta tensiune cu ajutorul unei piulite,

electrodul lateral = de masa, care este fixat prin sudura de corpul metalic al bujiei.

Caracteristicile cele mai importante ale bujiei sunt: diametrul filetului de insurubare a corpului, distanta dintre electrozi si valoarea termica.

Ruptorul - distribuitor are rolul de a inchide si deschide circuitul primar al aprinderii in mod automat si de a distribui la cilindrii motorului curentul de inalta tensiune care ia nastere in acest fel.

Ruptorul - distribuitor reuneste intr-un singur ansamblu ruptorul curentului de joasa tensiune, distribuitorul curentului de inalta tensiune, dispozitivele de corectare automata a unghiului de avans la aprindere si a corectorului octanic.

Ruptorul are rolul de a inchide si deschide circuitul primar al instalatiei de aprindere; el este compus din: un contact fix (nicovala) legat direct la masa, un contact mobil (ciocanelul) izolat de masa si legat la circuitul de joasa tensiune, cama, arcul care produce inclinarea contactelor ruptorului izolat si el de masa, si, pirghia izolata fata de cama prin calciiul izolator.

Distribuitorul are rolul de a distribui curentul de inalta tensiune de la bobina de inductie la bujiile cilindrilor, in conformitate cu ordinea de aprindere; el este compus din: rotorul pe care se gasesc lama metalica, bornele laterale cu contactele respective si, peria de carbune apasata pe lama metalica de catre un arc.

Condensatorul acumuleaza curentul de autoinductie, micsoreaza scinteile, prin aceasta marind tensiunea electromotoare in infasurarea secundara, si protejeaza contactele impotriva oscilarii. Condensatorul este montat in paralel cu ruptorul.

Condensatoarele echipamentului de aprindere sunt confectionate din doua foite de staniol, izolate intre ele printr-un dielectric (hirtie), infasurate in forma de sul si introduse intr-un tub (carcasa) metalic. Una din armaturile condensatorului se leaga la masa prin intermediul carcasei, iar cealalta la contactul mobil al ruptorului.