מצת: לא רק ניצוץ

המהות של המצת במנוע מצת נראית ברורה. מדובר במכשיר פשוט שהחלק החשוב בו הוא שתי האלקטרודות שביניהן קופץ ניצוץ ההצתה. מעטים מאיתנו יודעים שבמנועים מודרניים, המצת רכש פונקציה חדשה.

מנועים מודרניים נשלטים כמעט אך ורק באופן אלקטרוני. בקר, הידוע בכינויו "מחשב" אוסף סדרה של נתונים על פעולת היחידה (אנו מזכירים כאן, קודם כל, את מהירות גל הארכובה, מידת ה"לחיצה" על דוושת הגז, לחץ אוויר אטמוספרי וב- סעפת היניקה, טמפרטורת נוזל הקירור, הדלק והאוויר, וגם הרכב גזי הפליטה במערכת הפליטה לפני ואחרי ניקוים על ידי ממירים קטליטיים), ולאחר מכן, בהשוואה של מידע זה לאלו המאוחסנים בזיכרון שלה, מוציא פקודות למערכות לבקרת תהליך ההצתה והזרקת הדלק וכן מיקום בולם האוויר. העובדה היא שנקודת ההבזק ומינון הדלק עבור מחזורי הפעולה הבודדים חייבים להיות אופטימליים מבחינת יעילות, חסכון וידידותיות לסביבה בכל רגע של פעולת המנוע.

קרא גם

אטמי זוהר

המשחק שווה את הנר

בין הנתונים הדרושים כדי לשלוט על הפעולה הנכונה של המנוע, יש גם מידע על נוכחות (או היעדר) של בעירה פיצוץ. תערובת האוויר-דלק שכבר נמצאת בתא הבעירה מעל הבוכנה חייבת להישרף במהירות אך בהדרגה, מהמצת ועד למקומות הרחוקים ביותר של תא הבעירה. אם התערובת מתלקחת בשלמותה, כלומר "מתפוצצת", יעילות המנוע (כלומר, יכולת השימוש באנרגיה הטמונה בדלק) יורדת בחדות, ובמקביל גדל העומס על רכיבי המנוע החשובים, מה ש יכול להוביל לכישלון. לכן, אין לאפשר תופעת פיצוץ קבוע, אך מצד שני, הגדרת ההצתה המיידית והרכב תערובת הדלק-אוויר צריכים להיות כאלה שתהליך הבעירה יהיה קרוב יחסית לפיצוצים אלו.

לכן, כבר כמה שנים, מנועים מודרניים מצוידים במה שנקרא. חיישן דפיקה. בגרסה המסורתית, מדובר למעשה במיקרופון מיוחד, אשר מוברג בבלוק המנוע, מגיב רק לרעידות בתדר המקביל לשריפת פיצוץ אופיינית. החיישן שולח מידע על דפיקה אפשרית למחשב המנוע, אשר מגיב בשינוי נקודת ההצתה כך שלא תתרחש דפיקה.

עם זאת, זיהוי של בעירת פיצוץ יכול להתבצע בדרך אחרת. כבר בשנת 1988 השיקה חברת Saab השוודית את ייצור יחידת הצתה ללא מפיצים בשם Saab Direct Ignition (SDI) בדגם 9000. בפתרון זה, לכל מצת יש סליל הצתה משלו מובנה בראש הצילינדר, ואת "המחשב". "מזין רק אותות בקרה. לכן, במערכת זו נקודת ההצתה יכולה להיות שונה (אופטימלית) עבור כל צילינדר.

עם זאת, חשוב יותר במערכת כזו הוא למה משמש כל מצת כאשר הוא אינו מייצר ניצוץ הצתה (משך הניצוץ הוא רק עשרות מיקרו-שניות למחזור פעולה, ולדוגמה, ב-6000 סל"ד, מנוע אחד מחזור הפעולה הוא שתי מאיות שניות). התברר שניתן להשתמש באותן אלקטרודות למדידת זרם היונים הזורם ביניהן. כאן נעשה שימוש בתופעת היינון העצמי של מולקולות הדלק והאוויר במהלך בעירה של מטען מעל הבוכנה. יונים נפרדים (אלקטרונים חופשיים בעלי מטען שלילי) וחלקיקים בעלי מטען חיובי מאפשרים לזרום לזרם בין האלקטרודות המונחות בתא הבעירה, וניתן למדוד זרם זה.

חשוב לציין כי מידת יינון הגז המצוינת בתא בעירה תלויה בפרמטרים של בעירה, כלומר. בעיקר על הלחץ והטמפרטורה הנוכחיים. לפיכך, הערך של זרם היונים מכיל מידע חשוב על תהליך הבעירה.

הנתונים הבסיסיים שהתקבלו על ידי מערכת סאאב SDI סיפקו מידע על דפיקות ותקלות אפשריות, וכן אפשרו לקבוע את תזמון ההצתה הנדרש. בפועל, המערכת נתנה נתונים אמינים יותר ממערכת הצתה קונבנציונלית עם חיישן נקישה מסורתי, וגם הייתה זולה יותר.

נכון לעכשיו, מה שנקרא Distributionless System עם סלילים בודדים עבור כל צילינדר נמצא בשימוש נרחב, וחברות רבות כבר משתמשות במדידת זרם יונים כדי לאסוף מידע על תהליך הבעירה במנוע. מערכות הצתה המותאמות לכך מוצעות על ידי ספקי המנועים החשובים ביותר. מסתבר גם שהערכת תהליך הבעירה במנוע על ידי מדידת זרם היונים יכולה להיות דרך חשובה לחקור את ביצועי המנוע בזמן אמת. זה מאפשר לך לזהות ישירות לא רק בעירה לא נכונה, אלא גם לקבוע את הגודל והמיקום (מחושב בדרגות הסיבוב של גל הארכובה) של הלחץ המרבי בפועל מעל הבוכנה. עד כה, מדידה כזו לא הייתה אפשרית במנועים טוריים. באמצעות התוכנה המתאימה, הודות לנתונים אלו, ניתן לשלוט במדויק על ההצתה וההזרקה במגוון רחב הרבה יותר של עומסי מנוע וטמפרטורות, וכן להתאים את פרמטרי הפעולה של היחידה למאפייני דלק ספציפיים.