Tennplugg: ikke bare en gnist

Essensen av tennpluggen i en gnisttenningsmotor virker åpenbar. Dette er en enkel enhet der den viktigste delen er de to elektrodene som tenningsgnisten hopper mellom. De færreste av oss vet at i moderne motorer har tennpluggen fått en ny funksjon.

Moderne motorer styres nesten utelukkende elektronisk. Kontrollør, populært kjent som en "datamaskin" samler inn en rekke data om driften av enheten (vi nevner her først og fremst hastigheten til veivakselen, graden av "trykking" på gasspedalen, atmosfærisk lufttrykk og i inntaksmanifold, temperaturen på kjølevæsken, drivstoffet og luften, og også sammensetningen av eksosgassene i eksossystemet før og etter rengjøring med katalysatorer), og deretter, sammenligne denne informasjonen med de som er lagret i minnet, gir kommandoer til systemene for å kontrollere tenningen og drivstoffinnsprøytingsprosessen, samt posisjonen til luftspjeldet. Faktum er at flammepunktet og drivstoffdosen for de enkelte driftssyklusene må være optimal med tanke på effektivitet, økonomi og miljøvennlighet i hvert øyeblikk av motordrift.

LES OGSÅ

Glødeplugger

Spillet er verdt lyset

Blant dataene som er nødvendige for å kontrollere riktig drift av motoren, er det også informasjon om tilstedeværelsen (eller fraværet) av detonasjonsforbrenning. Luft-drivstoffblandingen som allerede er i forbrenningskammeret over stempelet, må brenne raskt, men gradvis, fra tennpluggen til det ytterste av forbrenningskammeret. Dersom blandingen antennes i sin helhet, dvs. "eksploderer", synker motorens effektivitet (dvs. evnen til å bruke energien som finnes i drivstoffet) kraftig, og samtidig øker belastningen på viktige motorkomponenter, som kan føre til fiasko. Derfor bør et konstant detonasjonsfenomen ikke tillates, men på den annen side bør innstillingen for øyeblikkelig tenning og sammensetningen av brensel-luftblandingen være slik at forbrenningsprosessen er relativt nær disse detonasjonene.

Derfor har moderne motorer i flere år vært utstyrt med såkalte. bankesensor. I den tradisjonelle versjonen er dette faktisk en spesialisert mikrofon som, skrudd inn i motorblokken, reagerer kun på vibrasjoner med en frekvens som tilsvarer en typisk detonasjonsforbrenning. Sensoren sender informasjon om mulig banking til motorcomputeren, som reagerer med å endre tenningspunktet slik at banking ikke oppstår.

Påvisningen av detonasjonsforbrenning kan imidlertid utføres på en annen måte. Allerede i 1988 lanserte det svenske selskapet Saab produksjonen av en distributørløs tenningsenhet kalt Saab Direct Ignition (SDI) i modellen 9000. I denne løsningen har hver tennplugg sin egen tennspole innebygd i sylinderhodet, og "datamaskinen ” mater kun kontrollsignaler. Derfor, i dette systemet, kan tenningspunktet være forskjellig (optimalt) for hver sylinder.

Men viktigere i et slikt system er hva hver tennplugg brukes til når den ikke produserer en tenningsgnist (varigheten av gnisten er bare titalls mikrosekunder per driftssyklus, og for eksempel ved 6000 rpm, én motor driftssyklusen er to hundredeler sekunder). Det viste seg at de samme elektrodene kan brukes til å måle ionestrømmen som flyter mellom dem. Her ble fenomenet selvionisering av drivstoff og luftmolekyler under forbrenning av en ladning over stempelet brukt. Separate ioner (frie elektroner med negativ ladning) og partikler med positiv ladning lar strøm flyte mellom elektrodene plassert i forbrenningskammeret, og denne strømmen kan måles.

Det er viktig å merke seg at graden av indikert gass ionisering i kammeret forbrenning avhenger av forbrenningsparametere, dvs. hovedsakelig på gjeldende trykk og temperatur. Dermed inneholder verdien av ionestrømmen viktig informasjon om forbrenningsprosessen.

De grunnleggende dataene innhentet av Saab SDI-systemet ga informasjon om banking og mulige feiltenninger, og gjorde det også mulig å bestemme nødvendig tenningstidspunkt. I praksis ga systemet mer pålitelige data enn et konvensjonelt tenningssystem med tradisjonell bankesensor, og var også billigere.

For tiden er det såkalte distribusjonsløse systemet med individuelle spoler for hver sylinder mye brukt, og mange selskaper bruker allerede ionestrømmåling for å samle informasjon om forbrenningsprosessen i motoren. Tennsystemer tilpasset dette tilbys av de viktigste motorleverandørene. Det viser seg også at å evaluere forbrenningsprosessen i en motor ved å måle ionestrømmen kan være en viktig måte å studere motorens ytelse i sanntid. Den lar deg direkte oppdage ikke bare feil forbrenning, men også bestemme størrelsen og posisjonen (beregnet i grader av rotasjon av veivakselen) av det faktiske maksimale trykket over stempelet. Til nå var en slik måling ikke mulig i seriemotorer. Ved å bruke riktig programvare, takket være disse dataene, er det mulig å nøyaktig kontrollere tenningen og injeksjonen i et mye bredere spekter av motorbelastninger og temperaturer, samt justere enhetens driftsparametere til spesifikke drivstoffegenskaper.