Введение
Система зажигания, используемая в некоторых четырехтактных двигателях внутреннего сгорания.
Система с потерянной искрой – это тип системы зажигания, применяемый в некоторых четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. В системе с потерянной искрой свечи зажигания срабатывают попарно: одна свеча – в цилиндре, находящемся на такте сжатия, а другая – в цилиндре на такте выпуска. Дополнительная искра во время такта выпуска не оказывает никакого эффекта и, следовательно, "теряется". Такая конструкция вдвое уменьшает количество компонентов, необходимых в типичной системе зажигания, при этом дополнительная искра, при значительно сниженном диэлектрическом сопротивлении, практически не влияет на срок службы современных компонентов системы зажигания. Для пробоя свечи зажигания в цилиндре на такте выпуска в типичном двигателе требуется всего около 2–3 кВ. Оставшаяся энергия катушки используется для зажигания свечи зажигания в цилиндре на такте сжатия (обычно около 8–12 кВ).
Преимущества
Возможно, самое важное преимущество системы по сравнению с системами с одной катушкой и распределителем заключается в том, что она устраняет высоковольтный распределитель. Это значительно повышает надежность, поскольку многие неисправности в традиционных системах вызваны воздействием на распределитель влаги от дождя или конденсата, накоплением грязи и ухудшением изоляционных материалов с течением времени. Хотя системы с катушкой зажигания на свече впоследствии предложили такое же преимущество, они стали доступны лишь через 30 лет. Системы с катушкой зажигания на свече требуют большего количества катушек, увеличивают тепловую нагрузку на них и, следовательно, нуждаются в более сложных и дорогих материалах для обеспечения надежной работы в обычных условиях.
Сигнал времени
Системы с потерянной искрой все еще требуют сигнала синхронизации от коленчатого вала. В обычном четырехтактном двигателе этот сигнал также должен учитывать фазу распределительного вала относительно коленчатого вала, поэтому прерыватели контакта обычно приводятся в действие от распределительного вала и привода распределителя. В системе с потерянной искрой вместо этого можно использовать коленчатый вал, поскольку система производит зажигание на обоих тактах сжатия. Это упрощает механическую конструкцию, поскольку отсутствует привод распределителя, а кулачок прерывателя контакта может быть закреплен на коленчатом валу. Хотя для привода распределительного вала и клапанов по-прежнему требуется понижающая передача 2:1, точность этого привода теперь менее критична (момент зажигания более важен для работы двигателя, чем фазы газораспределения): двигатели продолжают работать нормально даже при изношенных приводах распределительного вала и неточной синхронизации.
Практические примеры "пропавшей искры"
Эта система широко использовалась, в том числе в таких двигателях, как MG MG6 1.8T; двигатель Mitsubishi Evolution 4G63, двигатель Fiat 126, рядные шестицилиндровые двигатели Mercedes Benz (M104.94x, M104.98x, M104.99x); двигатели Buick 3800 (LN3 и новее); Harley Davidson V Twin; мотоциклы BMW с воздушным охлаждением; двигатели Citroën 2CV, Mazda B; Chrysler V10; двигатель GY6; Volkswagen Golf Mk3 2.8 VR6 (за исключением 2.0); четырехцилиндровые двигатели Saturn Corporation; Toyota 5VZ-FE V6; Toyota 5E-FE и двигатели Chrysler объемом 1.8, 2.0 и 2.4 литра. Некоторые двигатели Ford также подходят для этой системы. Многие мотоциклы и двигатели PWC Honda и Kawasaki также используют аналогичную конструкцию, позволяющую использовать меньшее количество более мощных катушек вместо большего количества менее мощных катушек в ограниченном пространстве. На практике двигателю V6 потребуется всего три катушки вместо шести. Катушка одновременно зажигает свечи зажигания в двух цилиндрах, например, цилиндры 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 зажигаются вместе. Энергия вырабатывается свечой зажигания в цилиндре на такте сжатия, а свеча зажигания в цилиндре на такте выпуска не выполняет никакой работы. Катушки в системе "бесскрутковой" зажигания могут быть выполнены в виде блока или в виде катушки, установленной непосредственно на свечу (COP), с кабелем свечи, присоединенным к каждому блоку COP, который подключается к другой свече зажигания.
Использование одного цилиндра
Большинство одноцилиндровых [четырехтактных] двигателей используют систему "упущенной искры" для использования простоты и надежности магнето маховика. Эти двигатели нуждаются в маховике для плавной работы, а тяжелые магниты, генерирующие ток, помогают обеспечить импульс, одновременно обеспечивая бесшумную работу системы зажигания, не требующую обслуживания. Прикрепленный к концу коленчатого вала, этот маховик вращается дважды за каждый такт сжатия. Помимо преимуществ в весе и обслуживании, эта система имеет преимущество в настройке. Устанавливаясь непосредственно на конец коленчатого вала, она позволяет избежать нагрузки, которую генерация искры в противном случае создавала бы на цепь распределительного вала (или специальный привод с половинной скоростью), при этом практически отсутствует напряжение, которое неизбежно ухудшает момент зажигания в системах, использующих цепи или шестерни. В отличие от многоцилиндровых систем, описанных выше (которые одновременно поджигают две свечи зажигания из двухконцевой катушки), катушка в этой системе имеет только один высоковольтный провод, идущий к одной свече. Магнето маховика обеспечивает и другие функции, например, в небольших мотоциклах, поскольку его можно легко сконструировать для обеспечения питания зарядки аккумулятора постоянным током практически без дополнительных затрат или веса.
Влияние на срок службы компонента
В современных условиях этот метод оказывает очень незначительное влияние на интервалы между техническим обслуживанием автомобиля и долговечность отдельных компонентов. Современные системы зажигания не имеют прерывателей, которые практически полностью заменены электронными системами. Современные катушки зажигания служат дольше, чем большинство других компонентов автомобиля, а современные свечи зажигания имеют отличный срок службы, хотя существует небольшая разница между двумя свечами в отношении износа центрального электрода. Поскольку искра проскакивает в противоположных направлениях на парных свечах, в одном ряду больше изнашивается центральный электрод, а в другом – боковой электрод. Свечи зажигания, используемые в системах с разделенным зажиганием, должны содержать драгоценные металлы, такие как платина и/или иридий, на обоих – центральном и боковом электродах, чтобы увеличить средний интервал между заменами.
Двойной выключатель
С самых ранних бензиновых двигателей применялись системы с двойным зажиганием, предусматривающие две свечи зажигания на каждый цилиндр. Каждая пара свечей запитывается отдельно. Это обусловлено повышением надежности (особенно в качестве резервирования в авиационных двигателях), улучшением запуска и более эффективным сгоранием за счет одновременного инициирования фронта пламени в противоположных точках цилиндра (например, в двигателях Alfa Romeo). Такие системы не относятся к системам с потерянным искрой, поскольку все искры возникают после рабочего хода сжатия, а не "теряются" на выхлопе.