Kurie uždegimo ritės užtikrina patikimą variklio uždegimą?

Kaip veikia žvakidės ritinėliai: nuoseklaus kibirkšties padavimo mokslo pagrindai

Įtampų transformacija: nuo 12 V baterijos įėjimo iki 20 000–50 000 V kibirkšties išėjimo

Uždegimo ritė veikia esminiu būdu kaip maža transformatorius su labai dideliu įtampos keitimo koeficientu. Ji priima automobilio standartinę 12 V akumuliatoriaus įtampą ir padidina ją iki 20 000–50 000 V diapazono, kuris reikalingas žvakėms tinkamai veikti. Viduje yra dvi magnetiškai suvynytos ritės. Pirminė ritė turi mažiau, bet storesnių laidų, o antrinė – tūkstančius daug smulkesnių laidų. Kai per pirminę ritę prateka elektros srovė, aplink geležies ar ferito medžiagą susidaro magnetinis laukas. Variklio valdymo blokas nustato tikslų momentą, kada reikia nutraukti pirminę grandinę, dėl ko magnetinis laukas staiga išnyksta. Šiuo metu antrinėje ritėje susidaro didelis įtampos šuolis, kuris perduoda energiją žvakėms. Jei šio stipraus įtampos padidėjimo nebūtų, kibirkštis nebūtų pakankamai stipri, kad uždegtų degalų mišinį variklio cilindruose. Tai dar labiau svarbu šiandienos automobiliuose, kuriuose tiesioginio įpurškimo sistemos degalus suspaudžia slėgiu, kartais viršijančiu 200 svarų kvadratinėje colyje (psi).

Kritiniai laiko parametrai: užlaikymo trukmė, sotinimas ir magnetinio lauko žlugimo greitis

Patikimų kibirkščių gavimas iš uždegimo sistemos tikrai priklauso nuo trijų laiko parametrų tikslaus nustatymo. Pradėkime nuo prilaikymo laiko. Tai, iš esmės, kiek laiko pirminė grandinė lieka įjungta prieš tai, kai ji išsijungia. Prilaikymo laikas veikia magnetinio lauko stiprumą ritės šerdyje. Jei prilaikymo laikas per trumpas, ritė nekaupia pakankamai energijos, todėl aukšto variklio sūkių dažnio metu kibirkštys būna silpnos. Tačiau jei jis per ilgas, komponentai greitai įkaista, o izoliacinės medžiagos laikui bėgant susidėvi. Dauguma mechanikų teigia, kad geriausius rezultatus duoda apytiksliai 6–10 milisekundžių prilaikymo laikas – tai užtikrina pakankamą galią be komponentų perkaitimo. Toliau yra magnetinio lauko žlugimas, kurį kontroliuoja jungiklio maitinimo nutraukimo greitis. Greitesnis žlugimas sukuria didesnius įtampų šuolius, padedančius užkurti kibirkštis net skirtingais variklio sūkių dažniais. Pagal SAE bandymus, ritės, kurios žlunga per mažiau nei 100 mikrosekundžių, neteisingų uždegimų (misfire) skaičių 6000 aps/min sūkių dažnyje sumažina apie 42 % lyginant su senesniais modeliais. Šiuolaikiniai variklio valdymo blokai (ECU) šiuo metu nuolat koreguoja abu šiuos laiko parametrus remdamiesi tuo, ką jie registruoja variklio skyriuje. Jie stebi tokias reikšmes kaip apsisukimų per minutę skaičius, variklio apkrova, aušinimo skysčio temperatūra ir ar aptinkami detonacijos garsai. Visa tai padeda palaikyti tinkamą degimą nepriklausomai nuo to, kokias važiavimo sąlygas automobilis susiduria.

Pagrindiniai patikimumo veiksniai šiuolaikinėse žvakėse

Šiluminė atsparumas: varinės apvijos, epoksidinė užpildymo medžiaga ir šilumos išsiskyrimo konstrukcija

Pagrindinė priežastis, dėl kurios žvakės transformatoriai išeina iš rikiuotės? Karštis. Variklio skyriuje temperatūra dažnai pakyla daug aukščiau nei 120 °C, kartais pasiekdama net 250 °F. Aukštos kokybės transformatoriai šią problemą sprendžia keliais išradingais būdais. Jie naudoja varinės apvijos, kurios šilumos laidumo požiūriu yra apie 40 % geresnės nei pigesnių aliuminio variantų, todėl sumažėja varžos sąlygotas įkaitimas. Kitas svarbus bruožas – specialus epoksidinis hermetikas, kuris apsaugo viską viduje nuo drėgmės, virpesių ir daugkartinių temperatūros pokyčių. Gamintojai taip pat projektuoja išorines korpusų dalis su tokiais elementais kaip ribotos konstrukcijos korpusai ir specialūs šiluminiai medžiagų tipai, kad efektyviau būtų šalinamas karštis. Visi šie sprendimai kartu neleidžia susidaryti pavojingoms karščio zonoms ir apsaugo izoliacinį sluoksnį, kuris, kaip pranešė „Automotive Engineering International“ praėjusiais metais, iš tikrųjų atsakingas už apie 62 % transformatorių gedimų varikliuose, kurie buvo nuvažiavę didelius atstumus.

Elektros stabilumas: išėjimo įtampos kitimas apkrovoje (SAE J2009 duomenys: ±3 % prieš ±12 %)

Geram žvakidės ritės elementui reikia nuolat tiekti pastovų įtampą net tada, kai apkrova staiga keičiasi. Pag according to Automobilių inžinierių draugijos (SAE J2009) nustatytoms normoms, aukštos kokybės ritės išlaiko gana pastovią išvestį, kurios pokyčiai sudaro tik apie plius arba minus 3 % stipriai pagreitėjant ar traukiant sunkią apkrovą. Pigesnių modelių išvestis svyruoja daug labiau – kartais net iki 12 %. Kas daro šias geriausias ritės tokias stabilias? Tai priklauso nuo jų vidinės konstrukcijos. Gamintojai papildomai stengiasi sukurti tinkamus magnetinius grandynus, tiksliai kontroliuoti mažyčius oro tarpus ir naudoti šerdies medžiagas, kurios yra išties vienalytės visame tūryje. Tai ypač svarbu šaltomis rytomis, kai varikliui tinkamai užsivesti reikia virš 35 kilovoltų. Jei ritė šiuo metu nepakankamai stabilu, variklis dažniau pradeda nevienodai dirbti („šokčioti“), o taip pat išmeta daug didesnį teršalų kiekį. Nesenai SAE paskelbta kai kurių tyrimų rezultatai rodo, kad šiomis aplinkybėmis išmetamų teršalų kiekis gali padidėti beveik ketvirtadaliu.

Gamintojo originalios ir nepatvirtintos uždegimo ritės: realaus pasaulio patikimumo įrodymai

Toyota Camry atvejo tyrimas: Bosch ir Denso COP išlikimo rodikliai po 100 000 mylių

Išilginė lauko tyrimo studija, kurioje buvo stebima 200 Toyota Camry automobilių (modelių metai 2015–2018), atskleidė reikšmingus skirtumus tarp originalių gamintojo ir pakeistųjų rinkos įtaisų (coil-on-plug, COP) tarnavimo trukmės po 100 000 mylių mišrios miesto/trasos važiavimo sąlygų:

• Originalūs Denso žvakės įtaisai pasiekė 92 % išlikimo rodiklį, o išmatuotas išėjimo signalo nuokrypis liko viduje ±4 % ribų – tai rodo minimalų našumo sumažėjimą.
• Pakeistieji Bosch ekvivalentai , nors funkciškai suderinami, parodė 78 % išlikimo rodiklį; 22 % jų sugenda dėl antrinės apvijos sužlugimo arba epoksidinės dėžutės atsilupimo dėl temperatūrinio ciklinimo.

Čia pateikta informacija iš tikrųjų susijusi su gamintojų specifinėmis gamybos charakteristikomis. Pažvelkite į jų specialiuosius epoksidinius mišinius, kurie geriau atlaiko staigius temperatūros pokyčius, taip pat į varį, kurio grynumas siekia 99,97 %, palyginti su daugumos rinkoje esančių dalių vario grynumu – apie 99,89 %. Šie nedideli skirtumai iš tikrųjų žymiai padeda išvengti mažų įtrūkimų susidarymo po daugelio šildymo ir aušinimo ciklų. Mechanikai, dirbantys lauke, pastebėjo dar vieną įdomų dalyką: kai rinkoje esamos dalys sugenda, jos dažniau nei originalios OEM dalys sukelia nepatogius klaidų kodus P0300 (atsitiktiniai uždegimo sutrikimai). Tuo tarpu, kai sugenda OEM dalys, paprastai pažeidžiamas tik vienas cilindras, o ne kyla viso variklio masto problemos. Šis modelis aiškiai parodo, kodėl automobiliams pasiekus didelį nuvažiuotą kilometražą laikui bėgant pastebimas toks akivaizdus ilgaamžiškumo skirtumas.

Geriausiai vertinamų uždegimo bobinų prekių ženklai ilgalaikiam variklio patikimumui

Delphi žvakės ritė: Dviejų pakopų vyniojimas, skirtas padidinti atsparumą užsidegimo sutrikimams turboaušinamuose varikliuose

Delphi dviejų pakopų vyniojimo konstrukcija tikrai padeda stiprinti magnetinį lauką esant intensyviems veikimo režimams, kas ypač svarbu turboaušinamuose varikliuose, kuriuose cilindrų slėgis gali viršyti 2500 psi. Kai antrinės ritės vyniojimas padalijamas į tiksliai parinktas dalis, žvakės išlaiko nuolatinę žvakės energiją net tada, kai staigiai paspaudžiamas akceleratorius, todėl sumažėja nepatogūs užsidegimo sutrikimai, būdingi padidinto slėgio variklių sistemoms. Šios ritės pagamintos specialioje šilumą laidžioje epoksidinėje dėžutėje ir gali veikti nuolat esant temperatūroms virš 120 °C. Įspūdingiausia yra tai, kad jos išlaiko įtampą stabilia – nuokrypis sudaro maždaug 3 procentus net ir esant ilgalaikiam intensyviam naudojimui be gedimų.

Bluestreak žvakės ritė: Ferito šerdies našumas aukštos temperatūros sąlygomis variklio skyriuje

„Bluestreak“ naudoja specialų žemo histerezės ferito šerdies projektavimą, kuris sumažina vidinį šilumos kaupimąsi tikrai karštuose variklių skyriuose. Tai ypač svarbu automobiliams su skersiniais varikliais, kai išmetimo kolektorius atsiduria tiesiai šalia uždegimo sistemos komponentų. Palyginus įprastas silicio plieno šerdis su šiais naujais ferito medžiagomis, tyrimai, paskelbti praeitais metais žurnale „Materials Science Review“, parodė apytiksliai 25 % mažesnius histerezės nuostolius. Ką tai praktiškai reiškia? Ši ritė gali palaikyti stabilų įtampų išėjimą virš 45 000 voltų net ir veikdama 6000 apsukų per minutę. Mechanikams, dirbantiems su našumo automobiliais, kurie ilgą laiką veikia ekstremaliose temperatūrose, tokia šiluminė valdymo sistema tikrai padeda pratęsti detalių tarnavimo laiką iki jų keitimo.