Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Төрт тактілі циклді ішкі жану қозғалтқыштарында қолданылатын тұтандыру жүйесі.
Ignition system used in some four stroke cycle internal combustion engines
Ажыратылған ұшқын жүйесі – төрт тактілі циклді ішкі жану қозғалтқыштарында қолданылатын тұтандыру жүйесінің бір түрі. Ажыратылған ұшқын жүйесінде тұтандыру шамдары жұптармен жұмыс істейді, бір шам қысылу тактысындағы цилиндрде, ал екіншісі – шығару тактысындағы цилиндрде орналасқан. Шығару тактысындағы қосымша ұшқын ешқандай әсер етпейді және осылайша "босқа шығындалады". Бұл конструкция дәстүрлі тұтандыру жүйесіндегі қажетті компоненттер санын екі есеге азайтады, ал қосымша ұшқын, диэлектрлік кедергісі айтарлықтай төмендесе де, қазіргі заманғы тұтандыру компоненттерінің қызмет ету мерзіміне елеулі әсер етпейді. Әдеттегі қозғалтқышта, шығару тактысындағы цилиндрді тұтандыру үшін шамамен 2-3 кВ жеткілікті. Қалған катушка энергиясы қысылу тактысындағы цилиндрдегі тұтандыру шамдарын тұтандыруға қолданылады (әдетте шамамен 8-12 кВ).
A wasted spark system is a type of ignition system used in some four stroke cycle internal combustion engines. In a wasted spark system, the spark plugs fire in pairs, with one plug in a cylinder on its compression stroke and the other plug in a cylinder on its exhaust stroke. The extra spark during the exhaust stroke has no effect and is thus "wasted". This design halves the number of components necessary in a typical ignition system, while the extra spark, against much reduced dielectric resistance, barely impacts the lifespan of modern ignition components. In a typical engine, it requires only about 2–3 kV to fire the cylinder on its exhaust stroke. The remaining coil energy is available to fire the spark plug in the cylinder on its compression stroke (typically about 8 to 12 kV).
Артықшылықтар
Мүмкін, жүйенің бір катушка мен таратушы жүйелермен салыстырғанда ең маңызды артықшылығы – жоғары кернеулі таратушыны жоюы. Бұл сенімділікті едәуір арттырады, себебі дәстүрлі жүйелердегі көптеген ақаулар таратушының жаңбырдан немесе конденсациядан ылғалдануына, кір жиналуына және оқшаулағыш материалдардың уақыт өте келе тозуына байланысты туындайды. Плагиндік катушка жүйелері кейіннен осы артықшылықты ұсынғанымен, олар тағы 30 жылдан кейін ғана қолжетімді болды. Плагиндік жүйелер қажетті катушкалардың санын арттырады, осы катушкалардың жұмыс істеу үшін шыдауы тиіс жылуды күшейтеді, соның салдарынан күнделікті пайдалану үшін күрделірек және қымбат материалдар қажет болады.
Perhaps the most significant advantage of the system, compared to a single coil and distributor systems, is that it eliminates the high tension distributor. This significantly improves reliability, since many problems with a conventional system are caused by the distributor being affected by dampness from rain or condensation, dirt accumulation, and degradation of insulating materials with time. Although plug top coil systems would later offer this same advantage, they were not available for another 30 years. Plug top systems increase the number of coils required, increase the heat that these coils must survive and thus require more sophisticated and expensive materials to survive routine usage.
Уақыт сигналы
Қалған ұшқын жүйелеріне бұранда білігінен уақыт сигналы әлі де қажет. Дәстүрлі төрт тактілі қозғалтқышта, бұл сигнал сонымен қатар краншафтқа қатысты газбен алмасу білігінің фазасын сақтауы керек, сондықтан контактілік үзілістер әдетте газбен алмасу білігінен және таратуыштан қуат алады. Қалған ұшқын болғанда, жүйе екі жоғары тактіде де тұтанатындықтан, бұранда білігін пайдалануға болады. Бұл таратуыш қажет болмайтындықтан және контактілік үзіліс білігін бұранда білігіне бекітуге болатындықтан, механикалық құрылымды жеңілдетеді. Газбен алмасу білігі мен клапандарды жұмыс істету үшін 2:1 айналдыру қатынасы сақталуы керек болса да, бұл механизмнің дәлдігі енді бұрынғыдай маңызды емес (жандыру уақыты клапан уақытынан гөрі қозғалтқыш өнімділігі үшін маңыздырақ): тозған газбен алмасу білігімен және шамадан тыс уақытпен де қозғалтқыштар жақсы жұмыс істей береді.
Wasted spark systems still require a timing signal from the crankshaft. In a conventional four stroke engine, this signal must also observe the phase of the camshaft relative to the crankshaft, so contact breakers are normally driven from the camshaft and distributor drive. With a wasted spark, the crankshaft can be used instead, as the system fires on both upward strokes. It simplifies the mechanical arrangements since there is no distributor drive and the contact breaker cam can be fixed to the crankshaft. Although a 2:1 reduction gear is still required to operate the camshaft and valves, the precision of this drive is now less critical (ignition timing is more critical for engine performance than valve timing): engines continue to run adequately even with worn camshaft drives and imprecise timing.
"Қарап қалған шұғыл" әдісінің практикалық мысалдары
Бұл жүйе кеңінен қолданылған, оның ішінде MG MG6 1.8T қозғалтқышы; Mitsubishi Evolution 4G63 қозғалтқышы, Fiat 126 қозғалтқышы, Mercedes Benz қатарлы алты цилиндрлі қозғалтқыштары (M104.94x, M104.98x, M104.99x); Buick 3800 қозғалтқыштары (LN3 және жаңа); Harley Davidson V Twin; ауамен салқындатылған BMW мотоциклдері; Citroën 2CV, Mazda B қозғалтқыштары; Chrysler V10 қозғалтқыштары; GY6 қозғалтқышы; Volkswagen Golf Mk3 2.8 VR6 (2.0-дан басқа); Saturn Corporation төрт цилиндрлі қозғалтқыштары; Toyota 5VZ-FE V6 қозғалтқыштары; Toyota 5E-FE және Chrysler 1.8, 2.0 және 2.4 қозғалтқыштары. Кейбір Ford қозғалтқыштары да осылай. Көптеген Honda және Kawasaki мотоциклдері мен PWC қозғалтқыштары да ұқсас конструкцияны қолданады, бұл бірдей шектеулі кеңістікте көптеген кішкентай катушкаларды аз ғана, бірақ қуатты катушкалармен алмастыруға мүмкіндік береді. Іс жүзінде, V6 қозғалтқышына алты емес, үш катушка жинағы (coil pack) қажет. Коилпак екі цилиндрдегі тұтандыру шамдарын бір уақытта іске қосады, мысалы, 1&4/2&5/3&6 цилиндрлер бірге тұтанады. Қысым жасау кезіндегі цилиндрдегі шам қуатты ұшқын шығарады, ал шығару кезіндегі шам ештеңе жасамайды. Пайдаланбаған тұтандыру жүйесіндегі катушкалар жинақ түрінде немесе Coil On Plug (COP) түрінде болуы мүмкін, сонда әрбір COP блогына бір шамға қосылатын тұтандыру шам кабелі бекітіледі.
This system has been widely used, including such engines as the MG MG6 1.8T engine; Mitsubishi Evolution 4G63 engine, Fiat 126 engine, Mercedes Benz inline sixes (M104.94x, M104.98x, M104.99x); Buick 3800 engines (LN3 and newer); Harley Davidson V Twin; air cooled BMW Motorcycles; Citroën 2CV, Mazda B engines; Chrysler V10s; GY6 engine; Volkswagen Golf Mk3 2.8 VR6 (other than 2.0); Saturn Corporation four cylinders; Toyota 5VZ FE V6s; Toyota 5E FE and Chrysler 1.8, 2.0 & 2.4 engines. Some Ford engines also do. Many Honda and Kawasaki motorcycle and PWC engines also follow a similar design, to allow for a smaller number of more powerful coils to replace a larger number of smaller coils in the same limited space. In practical use, a V 6 engine would only need three coil packs instead of six. The coilpack fires the spark plugs in two cylinders simultaneously so for example 1&4/2&5/3&6 cylinders fire together, the spark plug in one cylinder on a compression stroke is where the power comes from, and the spark plug in the other cylinder on an exhaust stroke does nothing. Coils in a wasted spark system may be in pack form, or they may be in Coil On Plug (COP) form, with a spark plug cable attached to each COP unit, which connects to another spark plug.
Бір цилиндрді пайдалану
Бір цилиндрлі [төрт тактілі] қозғалтқыштардың көпшілігі, инерциялық дөңгелектің қарапайымдылығы мен сенімділігін пайдалану үшін, қанағаттандырылмаған ұшқын жүйесін қолданады. Бұл қозғалтқыштардың жұмысы тегіс жүруі үшін инерциялық дөңгелек қажет, ал ауыр ток тудыратын магниттер, тұтану жүйесіне күтімсіз жұмыс істеуді қамтамасыз ете отырып, инерцияны сақтауға көмектеседі. Қозғалтқыш білігінің соңына бекітілген бұл инерциялық дөңгелек, әр сығылу такты үшін екі рет айналады. Бұл жүйенің салмағы мен күтім артықшылықтарынан өзге, реттеу артықшылығы да бар. Қозғалтқыш білігінің соңына тікелей орнатылғандықтан, ұшқын тудырудың салдарынан, әдетте, газбен бөліс тізбегіне (немесе басқа арнайы жартылай жылдамдық жетекке) түсетін барлық кернеуден құтылуға болады, сонымен қатар тізбектерге немесе тісті дөңгелектерге негізделген жүйелерде тұтану уақытын нашарлататын кернеу де болмайды. Жоғарыда аталған көп цилиндрлі жүйелерден (қос ұштарынан екі шамды бірдей тұтандыратын) өзгеше, бұл жүйедегі катушкада тек бір шамға жалғанатын бір ғана жоғары кернеулі сым (HT) бар. Инерциялық дөңгелек, мысалы, кішкентай мотоциклдерде, басқа да қызметтерді атқарады, себебі оны қосымша шығын немесе салмақсыз тікелей токпен аккумуляторді зарядтауға қабілетті етіп жасау оңай.
Most single cylinder [four stroke] engines use the wasted spark system in order to capitalise on the simplicity and reliability of the flywheel magneto. These engines need a flywheel to run smoothly, and the heavy current generating magnets help provide the momentum while delivering a zero maintenance drive to the ignition system. Bolted to the end of the crankshaft, this flywheel rotates twice for each compression stroke. As well as the build weight and maintenance advantages of this system, there is a tuning advantage. Mounted directly on the end of the crankshaft, all the stress that spark generation would otherwise place on the camshaft chain (or another special purpose half speed drive) is avoided, while there is virtually none of the strain that necessarily degrades the ignition timing in systems relying on chains or gears. Unlike the multi cylinder systems noted above (which fire two plugs simultaneously from a double ended coil) the coil in this system has only a single HT lead running to the single plug. The flywheel magneto provides other services in, for instance, small motorcycles, as it can easily be built to provide direct current battery charging power at almost no additional cost or weight.
Құралымның қызмет ету мерзіміне әсері
Қазіргі жағдайларда бұл әдіс көліктің техникалық қызмет көрсету аралықтарының ұзақтығына және жекелеген компоненттердің қызмет ету мерзіміне өте аз әсер етеді. Қазіргі заманғы тұтану жүйелерінде үзіліс нүктелері болмайды, олар дерлік толығымен электрондық жүйелермен алмастырылды. Қазіргі заманғы тұтандыру катушкалары көліктің көптеген басқа компоненттерінен ұзақ қызмет етеді, ал қазіргі заманғы тұтандыру шамдары өте ұзақ қызмет мерзіміне ие, бірақ екі шамның арасында орталық электродтың тозуына қатысты шамалы айырмашылық бар. Шамның разряды екі бағытта жүргендіктен, бір қатар шамдардың орталық электроды көбірек тозады, ал екінші қатар шамдардың жерге қосылатын электроды көбірек тозады. Сыртқы разрядпен жұмыс істейтін тұтандыру жүйелеріндегі тұтандыру шамдарында орталық және жерге қосылатын электродтарында платина және/немесе иридий сияқты құнды металдар болуы керек, бұл оларды ауыстыру қажет болғанға дейін орташа техникалық қызмет көрсету аралығын ұзартуға мүмкіндік береді.
In modern conditions, this method has a very small impact on the length on the service intervals of the vehicle and the longevity of individual components. Modern ignition systems do not have breaker points, which have been almost entirely replaced by electronic systems. Modern ignition coils outlast most other components of the vehicle and modern spark plugs have excellent service life, though there is a slight difference between the two plugs as to erosion suffered at the center electrode. Because the spark jumps in opposite directions on the companion plugs, one bank will erode the center electrode more, and the opposite bank will erode the ground electrode more. Spark plugs used in wasted spark systems should have precious metals, such as platinum and/or iridium, on both the central and ground electrodes in order to increase the average service interval time before replacement is needed.
Екі жақ қосылған күйдіру
Ең алғашқы бензиндік қозғалтқыштардан бері, әрбір цилиндр үшін екі шамшырақтан тұратын қос шамшырақ жүйелері қолданылып келді. Шамшырақтардың әрбір жұбы жеке-жеке қуаттандырылады. Мұның себептері: сенімділік (әсіресе ұшақ қозғалтқыштарында қауіпсіздік ретінде), жақсы іске қосылу және жану тиімділігін арттыру – отты қарама-қарсы екі нүктеде бірдей бастау арқылы (мысалы, Alfa Romeo). Бұл жүйелер ысырапты шамшырақ жүйелері деп есептелмейді, себебі олардағы барлық ұшқындар пайдалы сығылу соққысынан кейін пайда болады, ал емес шығару соққысы кезінде "босқа" жұмсалмайды.
Since the earliest gasoline engines twin spark systems have been used, with two spark plugs for each cylinder. Each set of plugs is supplied separately. Reasons for this include reliability (especially as a failsafe in aircraft engines), for improved starting, and for better combustion performance by initiating the flamefront at opposing points simultaneously (e. g. Alfa Romeo). These are not considered as wasted spark systems since their sparks all take place after the useful compression stroke rather than "wasted" in the exhaust stroke.