การจุดระเบิดล่วงหน้าคืออะไร?

เครื่องยนต์เบนซินจุดประกายส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศผ่านประกายไฟจากหัวเทียน วัฏจักรทางทฤษฎีระบุว่าช่วงเวลาที่ทำให้เกิดประกายไฟนี้คือเมื่อลูกสูบอยู่ด้านบนสุด นั่นคือด้วยส่วนผสมที่ถูกบีบอัดอย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติไม่เป็นเช่นนั้น เนื่องจากเชื้อเพลิงจะจุดไฟได้ไม่เต็มที่ในทันที จึงมีสิ่งที่เรียกว่า การจุดระเบิดล่วงหน้า.

ปัญหาของ วัฏจักรทฤษฎี ที่อธิบายการทำงานของเครื่องยนต์คือไม่คำนึงถึงข้อพิจารณาบางประการที่ฟิสิกส์มอบให้เรา เวลาที่ ใช้เวลาในการเผาส่วนผสม อยู่รอบ ๆ 2 มิลลิวินาที. เวลาที่อาจจะดูเล็กน้อยแต่ก็มากถ้าเราคำนึงถึงความเร็วอันยิ่งใหญ่กับสิ่งที่เกิดขึ้นใน ห้องเผาไหม้.

funciona โคโม

เพื่อให้คุณเห็นภาพได้ชัดเจนว่าเครื่องยนต์เคลื่อนที่ได้เร็วเพียงใด เมื่อหมุนที่ 2.000 รอบต่อนาที ลูกสูบจะขึ้นและลงประมาณ 33 ครั้งต่อวินาที กล่าวคือ ของคุณ เพลาข้อเหวี่ยง ใช้เวลาประมาณ 30 ในพันของวินาทีเพื่อจบเทิร์น. ดังนั้นลูกสูบจะใช้เวลาประมาณ 15 ส่วนในการขึ้นหรือลง

หากฟังดูเร็วสำหรับคุณ ลองนึกดูว่าเวลาจะลดลงแค่ไหนหากเครื่องยนต์รอบสูงสุด 4.000 รอบต่อนาที 6.000 รอบต่อนาที หรือมากกว่านั้น ในวิดีโอต่อไปนี้คุณจะเห็น เพลาลูกเบี้ยว ของเครื่องยนต์ที่เปลี่ยนจากรอบเดินเบาเป็น 14.000 รอบต่อนาที (ระบอบการปกครองตามแบบฉบับของสูตร 1):

เมื่อรู้อย่างนี้ เชื้อเพลิง 2 ในพันที่ใช้เผาดูเหมือนจะไม่นานนัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าคุณต้องการใช้ประโยชน์จากแรงกระตุ้นที่การระเบิดแต่ละครั้งมอบให้ ด้วยเหตุนี้ การจุดระเบิดล่วงหน้าจึงเป็นเทคนิคที่สำคัญมาก ซึ่งก็ไม่มีอะไรมากไปกว่าการเริ่มการเผาไหม้ของ ผสมเมื่อ ลูกสูบ มันยังคงขึ้น.

การจุดระเบิดล่วงหน้าเป็นองศา

วิธีวัดการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ไม่ใช่หน่วยมิลลิวินาที ที่จริงแล้ว การสอบเทียบมันให้ดี วัดเป็นองศาการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง. เราเตือนคุณว่าเมื่อลูกสูบลดระดับลงเนื่องจากการระเบิด เพลาข้อเหวี่ยงจะหมุน 180º

El ช่วงเวลาที่เหมาะ สำหรับส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะเผาไหม้จนเสร็จคือ ระหว่าง 17º และ 23º ของการหมุน. ดังนั้นเพื่อให้สำเร็จได้ทันเวลา คุณต้อง เร่งการจุดระเบิดสองสามองศา ก่อนที่ลูกสูบจะอยู่ที่ Top Dead Center (TDC) กล่าวอีกนัยหนึ่งก่อนที่เพลาข้อเหวี่ยงจะอยู่ที่0ºของการหมุน

แต่...เราไม่สามารถไปได้ไกลเช่นกัน เพราะถ้าเราทำเร็วเกินไป การระเบิดจะดันลูกสูบก่อนจะถึง TDC ดังนั้นมันจะพยายามทำให้เครื่องยนต์หมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับที่มันกำลังจะไป สถานการณ์ที่การจุดระเบิดล่วงหน้ามากเกินไป (เป็นองศา) นี้เรียกว่า สับจาก ก้านสูบซึ่งแสดงโดยเสียงโลหะที่มีลักษณะเฉพาะเหล่านั้น ผลกระทบที่สร้างความเสียหายอย่างมากซึ่งทำให้เกิดความไม่สมดุลและการสั่นสะเทือนซึ่งสร้างความเสียหายอย่างมากต่อชิ้นส่วนภายใน ในกรณีที่รุนแรง ลูกสูบอาจกระดอนลงได้ สิ่งที่ไม่น่าเป็นไปได้ในเครื่องยนต์หลายสูบเนื่องจากความเฉื่อยที่บรรทุก แต่ในหนึ่งหรือสองสูบอาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงได้

ระบบจุดระเบิดล่วงหน้า

เนื่องจากมอเตอร์ไม่ได้หมุนด้วยความเร็วเท่ากันเสมอไป จึงต้องใช้บ้าง ระบบที่ปรับเปลี่ยนการจุดระเบิดล่วงหน้าตามความจำเป็น. ในอดีตมีการใช้องค์ประกอบที่ซับซ้อนมากหรือน้อยเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ แม้ว่าทุกวันนี้ทุกอย่างจะถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์ในรถก็ตาม มีกลไกหลักสามประเภทที่รับผิดชอบในการทำเช่นนี้:

การจุดระเบิดด้วยไฟฟ้าล่วงหน้า

เราเริ่มต้นด้วยเขาเพราะว่า เครื่องยนต์ปัจจุบัน พวกเขาทำงานด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทิ้งอุปกรณ์ทางกลจำนวนมากที่ไม่จำเป็นอีกต่อไป ผู้รับผิดชอบในการเลือกช่วงเวลาการจุดระเบิดคือคอมพิวเตอร์ของรถยนต์ ซึ่งรับข้อมูลจำนวนมากเพื่อให้เดาได้อย่างแม่นยำ เช่น อุณหภูมิ ปริมาณอากาศ ความเร็วของเครื่องยนต์ด้วยเซ็นเซอร์เพลาข้อเหวี่ยง ฯลฯ

การจุดระเบิดด้วยสุญญากาศล่วงหน้า

ในหนึ่ง ระบบเก่า ใช้ในการปรับการจุดระเบิดล่วงหน้าตามปริมาณอากาศที่เครื่องยนต์ได้รับ ยิ่งคุณได้รับอากาศน้อยลงเท่าไร ส่วนผสมก็จะยิ่งใช้เวลานานขึ้นเท่านั้น ดังนั้นคุณจึงต้องจุดประกายให้เร็วขึ้นเล็กน้อยเพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดจากการระเบิด

มันทำงานโดยใช้สุญญากาศหรือเป็นภาวะซึมเศร้าที่แน่นอนมากขึ้นซึ่งสร้างขึ้นใน ท่อร่วมไอดี. ภาวะซึมเศร้านี้ส่งผลต่อ เยื่อที่หย่อนคล้อย โดยมีความแตกต่างของแรงดันทั้งสองด้าน สิ่งนี้จะย้ายสปริงซึ่งจะเปลี่ยนการปรับเทียบล่วงหน้าของประกายไฟ นอกจากนี้ โดยปกติแล้วจะมีกล้องสองตัว ตัวหนึ่งมีหน้าที่ในการจุดระเบิดล่วงหน้า และอีกตัวสำหรับหน่วงเวลาหากจำเป็น

การจุดระเบิดด้วยแรงเหวี่ยงล่วงหน้า

ระบบนี้เท่านั้น ปรับการจุดระเบิดล่วงหน้าตามรอบการหมุน ที่มีเครื่องยนต์อยู่ตลอดเวลา ยิ่งมีรอบต่อนาทีมากเท่าไร คุณก็ยิ่งต้องคาดคะเนการจุดระเบิดของหัวเทียนมากเท่านั้น เพื่อที่เชื้อเพลิงจะเผาไหม้เสร็จในเวลาที่เหมาะสม

มันใช้งานได้ขอบคุณ ตุ้มน้ำหนักแบบแรงเหวี่ยงหรือแพลตตินั่มสองตัว. ยิ่งองค์ประกอบที่พวกมันอยู่ถูกหมุนเร็วเท่าไหร่ก็ยิ่งเคลื่อนออกมากเท่านั้น ตำแหน่งของมันจะกำหนดระยะการจุดระเบิดในผู้จัดจำหน่าย

ผลที่ตามมาของการจุดระเบิดล่าช้า

หากส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศติดไฟช้า พลังงานจลน์จะถูกใช้น้อยลง ของการอักเสบของแก๊ส เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งนี้ เราสามารถเปรียบเทียบจักรยานกับจักรยานได้: ถ้าเราออกแรงเมื่อเหยียบแป้นเหยียบลงไปมากแล้ว เราก็แทบจะไม่ได้รับโมเมนตัมเลย แต่ถ้าเราเหยียบคันเร่งตอนสูงก็จะได้ความเร็วมากขึ้น

อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ ไม่ใช่ผลที่ตามมาเท่านั้น ของการจุดระเบิดล่าช้า เนื่องจากการระเบิดยังคงเหมือนเดิมแม้ว่าเราจะใช้ประโยชน์จากมันได้ไม่ดีนัก ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกส่งไปยังผนังกระบอกสูบมากขึ้น. กล่าวอีกนัยหนึ่ง การได้รับพลังงานจลน์จากการระเบิดน้อยลงหมายถึงการถ่ายเทพลังงานความร้อนมากขึ้น ในทางวิศวกรรมเรียกว่า น้อยกว่า ประสิทธิภาพการระบายความร้อน.

นอกจากนี้ หากการหน่วงเวลาการจุดระเบิดเด่นชัดมาก อาจยังมี เปลวไฟเมื่อเปิด วาล์ว ไอเสียซึ่งส่งความร้อนพิเศษในที่ที่ไม่ควรจะเป็น สิ่งที่สามารถสร้างความเสียหายให้กับเครื่องยนต์ได้อย่างร้ายแรง

ข้อบกพร่องและปัญหา

• ในเครื่องยนต์ปัจจุบันที่มีระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นหลัก ความล้มเหลวในการจุดระเบิดล่วงหน้ามักเกิดจากa เซ็นเซอร์ทำงานผิดปกติ ที่รายงานไปยังคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นตัวที่นับรอบการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง หรืออื่นๆ ที่วัดค่าที่เกี่ยวข้องกับอากาศ อุณหภูมิ ฯลฯ นอกจากนี้ยังอาจเกิดจาก a การเขียนโปรแกรมไม่ดี จาก แผงสวิตช์ ในกรณีที่ ค่านิยมเปลี่ยนไป ของผ้า
• เมื่อเราพูดถึง เครื่องยนต์รุ่นเก่า, ปัญหาอาจเกิดจาก ความล้มเหลวหรือการปรับองค์ประกอบทางกลที่ไม่ดี เดล ระบบของ encendido. ตัวอย่างเช่น การตั้งค่าล่วงหน้าคงที่ไม่ถูกต้อง ที่ตัวแทนจำหน่ายมี นั่นคือก่อนที่ระบบการจุดระเบิดล่วงหน้าแบบสุญญากาศหรือแบบแรงเหวี่ยงจะทำหน้าที่ การเคลื่อนตัวแบบตายตัวเป็นกลไกที่ช่วยให้เครื่องยนต์ทำงานขณะเดินเบา และปรับเปลี่ยนในภายหลังได้ตามต้องการ ในความก้าวหน้าของการจุดระเบิดแบบอิเล็กทรอนิกส์ มันจะเป็นการเขียนโปรแกรมที่ไม่ดีของการล่วงหน้าแบบตายตัว
• ปัญหาแคมเบรกเกอร์. นั่นคือ ลูกเบี้ยวที่ติดต่อเพื่อส่งกระแสไฟไปที่ ปลั๊ก เสียหาย ปรับไม่ดี หรือผิดรูปทรง สี่เหลี่ยมจัตุรัสสำหรับเครื่องยนต์สี่สูบ หกเหลี่ยมสำหรับหก แปดเหลี่ยมสำหรับแปด สิบสองเหลี่ยมสำหรับ 12 ฯลฯ อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ ในกรณีหลัง ความไม่สมดุลของเครื่องยนต์จะมากกว่าปัญหาของการจุดระเบิดล่วงหน้า นอกจากนี้ แม้ว่าลูกเบี้ยวจะถูกต้องและปรับเทียบมาอย่างดีแล้ว ก็อาจมี การเปลี่ยนแปลงในระยะทางที่แยกหน้าสัมผัสเบรกเกอร์.
• La Cadena o สายพานที่ช่วยให้ระบบจุดระเบิดประสานงานกับส่วนอื่นๆ ของเครื่องยนต์ ถูกยืดออก. ดังนั้นการเลื่อนล่วงหน้าจึงไม่สอดคล้องกันและมอเตอร์ทำงานผิดปกติ
• ในระบบของ การจุดระเบิดด้วยสุญญากาศล่วงหน้า ฉันรู้ ไม่เหมาะสม องค์ประกอบล่วงหน้านิวเมติกของ Membrana. ส่วนประกอบนี้ทำจากยางจึงอาจได้รับความเสียหายเมื่อเวลาผ่านไป
• ในระบบของ การจุดระเบิดด้วยแรงเหวี่ยงล่วงหน้า, ว่าทั้งสองฝูง ที่เราได้อธิบายไว้ข้างต้น อย่าเคลื่อนไหวอย่างอิสระ จึงไม่ตอบสนองต่อความเร็วรอบได้ดี ดังนั้นคุณต้องดำเนินการปรับแพลตตินั่ม

การจุดระเบิดล่วงหน้าและเชื้อเพลิง

ความพิเศษอีกอย่างคือ เชื้อเพลิงที่ใช้มีผลต่อการจุดระเบิดได้ไกลแค่ไหน (และได้รับพลังมากขึ้น) 98 เชื้อเพลิง ออกเทน พวกเขามีแนวโน้มที่จะเผาไหม้น้อยลง ดังนั้นในขณะที่ส่วนผสมถูกบีบอัดเมื่อลูกสูบเพิ่มขึ้น พวกเขามีแนวโน้มที่จะระเบิดตัวเองได้น้อยกว่า ดังนั้นจึงสามารถใช้การจุดระเบิดล่วงหน้าที่สูงขึ้นได้ โดยที่เชื้อเพลิงไม่ระเบิดก่อน Top Dead Center (TDC)

โดยบังเอิญและโดยบังเอิญ E85 มีค่าออกเทนของ 105ซึ่งจะทำให้อัตราส่วนการอัดเพิ่มขึ้นในเครื่องยนต์ในอนาคต แต่ฉันจะอธิบายในวันอื่น แม้ว่าจะต้องผ่านการยอมรับอย่างกว้างขวางของเชื้อเพลิงนี้ในตลาด นอกจากนี้เชื้อเพลิงที่มี 97 y 100 ออกเทนแทนค่าออกเทน 95 และ 98 แบบเดิม ด้วยสิ่งที่สามารถทำได้ล่วงหน้าการจุดระเบิดที่มากขึ้นหรือข้อดีอื่น ๆ เช่น a อัตราการบีบอัดที่สูงขึ้น.

รูปภาพ – Kevin Rheese, Robert Couse-Baker, Emilio Küffer, Eduardo Otubo