Svjećica: više od iskre

Suština svjećice u motoru sa svjećicom čini se očitom. Ovo je jednostavan uređaj u kojem su najvažniji dio dvije elektrode između kojih skače iskra za paljenje. Malo nas zna da je u modernim motorima svjećica dobila novu funkciju.

Moderni motori se kontroliraju gotovo isključivo elektronski. Kontroler, popularno poznat kao "kompjuter" prikuplja niz podataka o radu agregata (ovdje spominjemo, prije svega, brzinu radilice, stepen "pritiska" na papučicu gasa, atmosferski pritisak i u usisnu granu, temperaturu rashladne tečnosti, goriva i vazduha, kao i sastav izduvnih gasova u izduvnom sistemu pre i posle njihovog čišćenja katalitičkim konvertorima), a zatim, upoređujući ove podatke sa onima pohranjenim u njegovoj memoriji, izdaje komande na sisteme za kontrolu procesa paljenja i ubrizgavanja goriva, kao i na položaj vazdušne klapne. Činjenica je da tačka paljenja i doza goriva za pojedinačne cikluse rada moraju biti optimalni u smislu efikasnosti, ekonomičnosti i ekološke prihvatljivosti u svakom trenutku rada motora.

PROČITAJTE TAKOĐE

Žarnice

Igra je vrijedna svijeće

Među podacima potrebnim za kontrolu ispravnog rada motora, nalaze se i informacije o prisutnosti (ili odsustvu) detonacijskog sagorijevanja. Smjesa zraka i goriva koja se već nalazi u komori za sagorijevanje iznad klipa mora sagorijevati brzo, ali postepeno, od svjećice do najudaljenijih dometa komore za izgaranje. Ako se smjesa u cijelosti zapali, odnosno "eksplodira", efikasnost motora (tj. sposobnost korištenja energije sadržane u gorivu) naglo opada, a istovremeno raste opterećenje važnih komponenti motora, što može dovesti do neuspjeha. Stoga se ne bi smjela dopustiti pojava konstantne detonacije, ali, s druge strane, trenutna postavka paljenja i sastav mješavine goriva i zraka trebaju biti takvi da proces sagorijevanja bude relativno blizak ovim detonacijama.

Stoga su već nekoliko godina moderni motori opremljeni tzv. senzor detonacije. U tradicionalnoj verziji, ovo je zapravo specijalizirani mikrofon koji, ušrafljen u blok motora, reagira samo na vibracije s frekvencijom koja odgovara tipičnom detonacijskom sagorijevanju. Senzor šalje informaciju o mogućem kucanju kompjuteru motora, koji reaguje promjenom tačke paljenja kako do kucanja ne bi došlo.

Međutim, detekcija detonacijskog sagorijevanja može se provesti i na drugi način. Već 1988. godine švedska kompanija Saab pokrenula je proizvodnju jedinice za paljenje bez distributera pod nazivom Saab Direct Ignition (SDI) u modelu 9000. U ovom rješenju svaka svjećica ima svoju zavojnicu za paljenje ugrađenu u glavu cilindra, a „kompjuter " hrani samo kontrolne signale. Stoga, u ovom sistemu, tačka paljenja može biti različita (optimalna) za svaki cilindar.

Međutim, važnije u takvom sistemu je za šta služi svaka svjećica kada ne proizvodi iskru za paljenje (trajanje varnice je samo desetine mikrosekundi po radnom ciklusu, a npr. pri 6000 o/min jedan motor radni ciklus je dvije stotinke sekunde). Ispostavilo se da se iste elektrode mogu koristiti za mjerenje jonske struje koja teče između njih. Ovde je korišćen fenomen samojonizacije molekula goriva i vazduha prilikom sagorevanja punjenja iznad klipa. Odvojeni joni (slobodni elektroni sa negativnim nabojem) i čestice sa pozitivnim nabojem omogućavaju struji da teče između elektroda postavljenih u komori za sagorevanje, a ta struja se može meriti.

Važno je napomenuti da je naznačen stepen jonizacije gasa u komori sagorevanje zavisi od parametara sagorevanja, tj. uglavnom na trenutnom pritisku i temperaturi. Dakle, vrijednost jonske struje sadrži važne informacije o procesu sagorijevanja.

Osnovni podaci dobijeni od strane Saab SDI sistema dali su informacije o kucanju i mogućim prekidima paljenja, a takođe su omogućili određivanje potrebnog vremena paljenja. U praksi, sistem je davao pouzdanije podatke od konvencionalnog sistema paljenja sa tradicionalnim senzorom detonacije, a bio je i jeftiniji.

Trenutno se široko koristi takozvani Distributionless sistem sa pojedinačnim zavojnicama za svaki cilindar, a mnoge kompanije već koriste mjerenje jonske struje za prikupljanje informacija o procesu sagorijevanja u motoru. Sisteme paljenja prilagođene ovome nude najvažniji dobavljači motora. Takođe se ispostavilo da procena procesa sagorevanja u motoru merenjem jonske struje može biti važan način za proučavanje performansi motora u realnom vremenu. Omogućava vam da direktno otkrijete ne samo nepravilno sagorijevanje, već i odredite veličinu i položaj (izračunato u stupnjevima rotacije radilice) stvarnog maksimalnog pritiska iznad klipa. Do sada takvo mjerenje nije bilo moguće u serijskim motorima. Koristeći odgovarajući softver, zahvaljujući ovim podacima, moguće je precizno kontrolisati paljenje i ubrizgavanje u mnogo širem rasponu opterećenja i temperatura motora, kao i prilagoditi radne parametre jedinice specifičnim svojstvima goriva.