Instalația de aprindere a motoarelor cu aprindere prin scânteie

1. Noţiuni introductive

La motoarele cu aprindere prin scânteie ,după aspiraţia şi compresia amestecului carburant în cilindru,amestecul carburant este aprins de către o scânteie electrică produsă de bujie. Pentru producerea scânteii între electrozii bujiei nu este suficientă o tensiune de 6 sau 12V,respectiv tensiunea pe care o are bateria de acumulatoare. Scânteia electrică pentru aprinderea amestecului carburant se produce sub forma unui arc electric între electrozii unei bujii la sfârşitul cursei de compresiune,când presiunea în cilindru atinge(10…12) • N/m².

În momentul în care între cei doi electrozi ai bujiei se aplică o tensiune electrică, va lua naştere şi un câmp electric,care va dirija mişcarea ionilor şi a electronilor. Astfel, ionii pozitivi vor fi atraşi de electrodul negativ al bujiei, iar cei negativi de electrodul pozitiv. Prin mărirea tensiunii între electrozi,viteza ionilor va creşte foarte mult,astfel încât vor sparge moleculele cu care se întâlnesc. Moleculele sparte se disociază în ioni şi electroni,care vor fi atraşi şi ei de electrozii bujiei. În modul acesta,se obţine ionizarea aerului şi a particulelor de combustibil dintre electrozii bujiei. Amestecul ionizat îşi pierde proprietăţilor de izolator,iar circuitul între electrozi se va închide printr-o scânteie de străpungere.

Valoarea tensiunii care trebuie creată între electrozii bujiei pentru producerea scânteii depinde de mai mulţi factori,cei mai importanţi fiind :distanţa dintre electrozii bujiei,presiunea şi temperatura amestecului carburant. Tensiunea este cu atât mai mare cu cât distanţa dintre electrozii bujiei este mai mare şi cât presiunea amestecului este mai mare. Prin creşterea temperaturii amestecului carburant,valoarea tensiunii care trebuie aplicată electrozilor bujiei pentru a produce scânteia va scădea.

Pentru mărirea siguranţei de funcţionare a instalaţiei se foloseşte o tensiune cuprinsă între 10000 şi 20000 V. Puterea scânteii trebuie să asigure aprinderea amestecului carburant în orice condiţii de funcţionare a motorului.

Instalaţia de aprindere trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

- să producă între electrozii bujiei o scânteie electrică,la un moment strict determinat;

- să realizeze o tensiune înaltă,pentru ca scânteia să se producă la toate regimurile de funcţionare ale motorului;

- să se asigure energia electrică necesară pentru ca scânteia să aprindă amestecul carburant în orice regim de funcţionare a motorului;

- să funcţioneze în bune condiţii si la temperatura de 85 - 90° C, care se creează,de obicei,în zona din imediata vecinătate a motorului.

Deoarece viteza de ardere a amestecului carburant,de la o anumită turaţie în sus,este,practic,constantă,este necesar ca,o dată cu creşterea turaţiei sau cu modificarea sarcinii motorului,scânteia sa fie produsă la diverse momente.

Alegerea unghiului optim de avans,pentru care se realizează o funcţionare economică a motorului,este o problemă specifică fiecărui motor. Unghiul optim este determinat de mai mulţi factori între care:turaţia motorului,compoziţia amestecului carburant,natura combustibilului,puterea dezvoltată de motor,gradul de compresie,forma camerei de ardere. Unghiul optim de avans la aprindere este cuprins între 0 şi 35° înainte de P.M.I. Trebuie remarcat însă că, la pornirea motorului,situaţia se schimbă,deoarece,din cauza turaţiei reduse,arderea amestecului carburant se poate face mai înainte ca pistonul să ajungă la P.M.I. Rezultă,deci,că,pentru a nu se produce rotirea motorului în sens invers,este necesar ca,la pornire,să se realizeze o întârziere la aprindere. Pentru a realiza acest scop,unele instalaţii de aprindere(magnetourile)au un cuplaj care permite o întârziere la aprindere de aproximativ 20 – 30° după P.M.I. În funcţie de sistemul constructiv,există mai multe tipuri de instalaţii de aprindere: cu baterie, bobina de inducţie şi ruptor-distribuitor;cu magnetou;cu tranzistore.

2. Construirea şi funcţionarea instalaţiei de aprindere

Curba tensiunii înalte a bobinei de inducţie, în funcţie de turaţia motorului, caracterizează în mod evident funcţionarea echipamentului de aprindere. Întrucât practic nu se măsoară tensiunea înaltă, ci distanţa maximă între electrozi la care se produce scânteia electrică, caracteristica de funcţionare se reprezintă în funcţie de distanţa intre electrozii la care se produce aprinderea şi de turaţia motorului.

Se observă că la turaţii mici ale motorului, tensiunea este suficient de mare ca să asigure pornirea motorului.