Sistem pengapian

Magneto sistem

Bentuk yang sederhana spark pengapian yang menggunakan magnet. Mesin spins magnet di dalam suatu gulungan, dan juga menerapkan kontak breaker, interrupting yang saat ini dan menyebabkan tegangan akan meningkat cukup kecil melompat ke jurang. Businya yang terhubung langsung dari dinamo kecil keluaran. Magnetos tidak modern yang digunakan dalam mobil, tetapi karena mereka sendiri menghasilkan listrik mereka sering ditemukan pada torak pesawat terbang dan mesin mesin kecil seperti yang ditemukan di mopeds, lawnmowers, snowblowers, chainsaws, dll dimana baterai berbasis sistem listrik tidak hadir untuk kombinasi kebutuhan, berat, biaya, dan keandalan alasan.

Magnetos digunakan pada mesin kecil dari leluhur, maka stationary "hit atau miss" mesin yang digunakan pada awal abad kedua puluh, di tua bensin atau distilat farm traktor sebelum baterai dan lampu mulai menjadi biasa, dan pada mesin piston pesawat terbang. Magnetos digunakan dalam mesin ini karena kesederhanaan dan self-operasi yang lebih handal, dan karena beratnya kurang dari magnetos memiliki baterai dan generator atau Alternator.

Mesin pesawat terbang biasanya memiliki beberapa magnetos memberikan redundansi dalam hal kegagalan. Beberapa mobil tua yang baik dan dinamo kecil sistem baterai actuated sistem (lihat di bawah) berjalan secara bersamaan untuk memastikan pengapian tepat di bawah segala kondisi terbatas dengan kinerja masing-masing sistem yang diberikan pada saat itu.

Switchable sistem

Output dari dinamo kecil tergantung pada kecepatan mesin, dan karena itu mulai dapat bermasalah. Beberapa magnetos termasuk impuls sistem yang spins magnet yang cepat pada saat, membuatnya lebih mudah diawali dengan lambat cranking kecepatan. Beberapa mesin, seperti pesawat terbang, tetapi juga Ford Model T, menggunakan sistem yang diandalkan di non rechargeable kering sel, (mirip dengan baterai senter yang besar, dan yang tidak dikelola oleh sebuah sistem listrik modern seperti pada mobil) untuk menjalankan mesin atau untuk memulai dan berjalan pada kecepatan rendah. Operator secara manual akan beralih ke kontaknya dinamo kecil operasi untuk operasi kecepatan tinggi.

Untuk memberikan tegangan tinggi untuk spark rendah dari tegangan baterai, sebuah "catatan" telah digunakan, yang pada dasarnya merupakan versi yang lebih besar dari luas sekali bel listrik. Dengan aparat ini, yang saat ini langsung melalui sebuah gulungan electromagnetic yang menarik buka sepasang kontak poin, interrupting yang sekarang, yang magnetis bidang collapses, the spring-loaded poin dekat lagi, adalah sirkuit reestablished, dan siklus repeats pesat. Pesat di bidang magnetis collapsing Namun, induces tegangan tinggi di seluruh gulungan yang hanya dapat melepaskan diri dengan seluruh arcing kontak poin, sedangkan dalam kasus, buzzer ini menjadi masalah karena akan menyebabkan poin ke mengoksidkan dan / atau bersama-sama menyatukan , dalam hal ini sistem pengapian yang menjadi sumber tegangan tinggi untuk beroperasi businya.

Dalam mode ini beroperasi, yang berliku-liku akan "buzz" terus menerus, menghasilkan sebuah kereta dari Sparks. Seluruh aparat dikenal sebagai Model T spark coil (kontras dengan gulungan pengapian modern yang sebenarnya hanya gulungan komponen dari sistem), dan lama setelah kematian dari Model T sebagai transportasi mereka tetap menjadi diri yang populer sumber tinggi untuk tegangan listrik rumah experimenters, muncul dalam artikel di majalah seperti Popular Mekanika dan proyek untuk sekolah ilmu Pameran sebagai akhir sebagai awal tahun 1960-an. Di Inggris perangkat yang umum dikenal sebagai gempa bumi coils dan mobil yang populer di pra-1910, dan juga komersial dalam kendaraan dengan mesin besar sampai sekitar awal 1925 untuk mempermudah.

Model T (dibangun pada roda gila) berbeza dari implementasi modern dengan cara tidak memberikan langsung tegangan tinggi pada keluaran; tegangan maksimum yang dihasilkan adalah sekitar 30 volts, dan karena itu juga harus dijalankan melalui spark coil untuk memberikan tegangan yang cukup tinggi untuk penyalaan , seperti dijelaskan di atas, walaupun tidak akan gulungan "buzz" terus dalam kasus ini, hanya melalui satu siklus per spark. Dalam kedua kasus tersebut, tegangan tinggi telah beralih ke spark plug yang sesuai dengan waktu terpasang di bagian depan mesin, sama dengan yang modern distributor. Jangka waktu yang telah menyesuaikan oleh spark memutar ini melalui mekanisme tuas terpasang pada batang setir.

Baterai dioperasikan pengapian

Dengan universal adaptasi dari mulai listrik untuk mobil, dan seiring ketersediaan baterai besar untuk menyediakan konstan dari sumber listrik, sistem dinamo kecil yang ditinggalkan untuk sistem yang terputus saat ini pada tegangan baterai, digunakan sebuah gulungan starter (jenis autotransformer) untuk langkah yang tegangan hingga kebutuhan kontaknya, dan distributor untuk rute yang berikut pulse ke spark plug yang benar pada waktu yang tepat.

Pertama baterai handal dioperasikan pengapian dikembangkan oleh Dayton Teknik Laboratorium Co (Delco) dan diperkenalkan pada 1910 Cadillac. Pengapian ini dikembangkan oleh Charles Kettering dan merupakan heran dalam sehari. Ini terdiri dari satu coil, poin (yang beralih), sebuah kapasitor dan distributor ditetapkan untuk mengalokasikan yang spark dari coil pengapian waktu yang tepat untuk silinder. Pada dasarnya adalah sebuah gulungan autotransformer menyiapkan langkah ke atas rendahnya (6 atau 12V) tegangan suplai yang tinggi penyalaan tegangan yang diperlukan untuk beralih spark plug gap.

Poin yang memungkinkan gulungan untuk biaya magnetically kemudian, ketika mereka akan dibuka oleh cam susunan, magnetis di bidang collapses dan besar (lebih besar atau 20KV) tegangan yang dihasilkan. Kapasitor yang digunakan untuk menahan bagian belakang dari EMF magnetis di bidang gulungan untuk meminimalkan titik kontak pembakaran dan memaksimalkan titik kehidupan. Kettering sistem yang menjadi dasar sistem pengapian selama bertahun-tahun dalam industri otomotif karena biaya rendah, keandalan yang lebih tinggi dan relatif sederhana. [1].

*Modern sistem pengapian*

Mekanis waktu pengapian

Paling empat-stroke engine yang telah menggunakan mesin waktu listrik sistem pengapian. Jantung dari sistem adalah distributor. Distributor berisi memutar cam digerakkan oleh mesin kendaraan, satu set poin breaker, sebuah kondensator, sebuah rotor dan distributor cap. Eksternal kepada distributor adalah pengapian coil, businya dan kawat menghubungkan distributor ke businya dan pengapian coil.

Sistem yang didukung oleh pemimpin-asam baterai yang diisi oleh mobil yang menggunakan sistem listrik dinamo atau Alternator. Mesin beroperasi kontak poin breaker, yang mengganggu saat ini untuk sebuah kumparan induksi (dikenal sebagai starter gulungan).

Kontaknya gulungan terdiri dari dua transformator windings berbagi Common magnetis inti - primer dan sekunder windings. An alternating current utama di bidang induces alternating magnetis di gulungan inti. Karena kontaknya gulungan dari kedua memiliki lebih dari windings utama, yang berliku-liku adalah langkah-transformator yang induces tegangan yang lebih tinggi di seluruh windings sekunder. Untuk pengapian coil, satu akhir windings kedua primer dan sekunder yang terhubung bersama. Umum ini adalah terhubung dengan baterai (biasanya melalui saat-limiting resistor). Ujung utama terhubung ke poin di dalam distributor. Ujung sekunder terhubung, melalui distributor cap dan rotor, untuk businya.

Kontaknya urutan pembakaran diawali dengan poin (atau kontak breaker) ditutup. J biaya tetap mengalir dari baterai, melalui saat-limiting resistor, melalui gulungan utama, di seluruh ditutup breaker poin dan akhirnya kembali ke baterai. Stabil sekarang ini menghasilkan medan gaya dalam gulungan inti. Medan gaya ini membentuk energi reservoir yang akan digunakan untuk menggerakkan kontaknya spark.

Sebagai mesin berubah, jadi berapa cam di dalam distributor. Poin yang naik pada cam sehingga sebagai mesin berubah dan mencapai bagian atas mesin kompresi siklus, tinggi titik di cam menyebabkan breaker poin untuk membuka. Ini istirahat utama dari lilitan sirkuit dan tiba-tiba berhenti pada saat ini melalui breaker poin. Stabil saat ini tanpa melalui poin, bidang magnetis yang dihasilkan dalam gulungan dengan cepat dan segera collapses. Perubahan ini di bidang magnetis induces tinggi tegangan pada gulungan sekunder dari windings.

Pada saat yang sama, yang saat ini keluar dari lilitan primer dan lilitan mulai biaya yang kapasitor ( "kondensator") yang terletak di seberang sekarang buka-breaker poin. Kapasitor ini dan gulungan utama windings formulir yang bergerak ke sana ke mari sirkuit LC. LC sirkuit ini menghasilkan damped, yang saat ini bergerak ke sana ke mari bouncing antara energi dari kapasitor listrik, dan bidang kontaknya coil magnetis dari lapangan. Yang sedang bergerak ke sana ke mari di gulungan primer, yang menghasilkan medan gaya yang bergerak ke sana ke mari dalam gulungan, tegangan tinggi yang membentang di pulse output sekunder windings. Tegangan tinggi ini sehingga terus melebihi waktu dari awal bidang runtuh pulse. Osilasi yang terus sampai sirkuit energi dikonsumsi.

Kontaknya gulungan sekunder dari windings yang terhubung ke distributor cap. A turning rotor, yang terletak di atas breaker cam dalam distributor cap, yang menghubungkan secara berurutan dari lilitan sekunder windings ke salah satu dari beberapa kabel yang mengarah ke setiap silinder dari spark plug. Tegangan yang sangat tinggi dari gulungan dari kedua - biasanya lebih tinggi dari 1000 volts - penyebab untuk membentuk sebuah spark di seluruh perbedaan dari spark plug. Ini, pada gilirannya, menyatu udara yang dikompresi-campuran bahan bakar di dalam mesin. It is penciptaan ini spark yang akan mengkonsumsi energi yang awalnya disimpan di pengapian coil magnetis dari lapangan.

Mesin dengan performa tinggi delapan silinder atau lebih yang beroperasi di rpm tinggi (seperti yang digunakan dalam balap motor), baik permintaan yang lebih tinggi dari spark spark dan energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan mudah dapat menyediakan sirkuit penyalaan. Mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan salah satu dari adaptasi ini:

* Dua set lengkap coils, Breakers dan condensers dapat disediakan - satu set untuk setiap setengah dari mesin, yang biasanya diatur dalam V-8 V-12 atau konfigurasi. Meskipun kedua sistem pengapian memperdua elektrik adalah independen, mereka biasanya berbagi satu distributor yang dalam hal ini berisi dua Breakers digerakkan oleh rotating cam, dan rotor dengan dua pesawat terpencil untuk melakukan dua tinggi tegangan masukan.
* Satu breaker digerakkan oleh cam dan kembali di musim semi dibatasi oleh spark menilai mulai kontak mental atau hanyut di rpm tinggi. Batas ini dapat diatasi oleh penggantian untuk breaker sepasang Breakers yang terhubung dalam rangkaian elektrik tetapi spasi pada sisi berlawanan dari cam sehingga mereka didorong dari tahap. Setiap breaker kemudian beralih pada setengah tingkat satu breaker dan "diam" untuk waktu sekarang buildup dalam gulungan yang maksimal karena bersama antara Breakers.

Lamborghini the V-12 memiliki mesin kedua adaptasi dan karena itu menggunakan dua pengapian coils dan satu distributor yang berisi kontak Breakers 4.

J distributor berbasis sistem tidak jauh berbeda dari sistem kecuali dinamo kecil yang terpisah lebih elemen yang terlibat. Ada juga keuntungan untuk urusan ini. Misalnya, posisi kontak breaker poin relatif terhadap mesin sudut dapat sedikit berubah secara dinamis, sehingga kontaknya waktu secara otomatis untuk maju dengan meningkatkan revolutions per menit (PPJ) dan / atau kekosongan meningkat berlipat ganda, sehingga lebih baik dan efisiensi kinerja.

Namun yang diperlukan untuk memeriksa secara berkala maksimum membuka celah dari breaker (s), dengan menggunakan alat pengukur penyelidikan, karena ini akan mempengaruhi penyesuaian mekanis "diam" selama waktu yang gulungan biaya, dan Breakers harus kembali berpakaian atau diganti apabila mereka menjadi berbintik-bintik arcing oleh listrik. Sistem ini digunakan hampir universal sampai akhir tahun 1970-an, ketika sistem pengapian elektronik mulai muncul.

Electronic pengapian

Yang merugikan dari sistem mekanis penggunaan breaker poin untuk mengganggu rendahnya tegangan tinggi saat ini melalui lekok utama dari gulungan; poin yang tergantung di mana mereka memakai mekanis naik cam untuk membuka dan menutup, serta oksidasi dan pembakaran pada permukaan kontak dari sparking konstan. Mereka tetap membutuhkan penyesuaian untuk memberikan kompensasi untuk pakaian, dan pembukaan kontak Breakers, yang bertanggung jawab untuk waktu spark, diatur mekanis variasi.

Selain itu, spark tegangan juga tergantung pada efektivitas kontak, dan miskin sparking dapat mengakibatkan menurunkan efisiensi mesin. J mekanis kontak breaker sistem kontrol tidak bisa starter saat ini rata-rata lebih dari sekitar 3 J sementara masih memberikan layanan yang wajar, dan hal ini dapat membatasi kekuasaan dan segala spark mesin kecepatan.

Pengapian elektronik (EI) solves masalah ini. Pada awal, sistem poin yang masih digunakan tapi mereka hanya menangani yang rendah saat ini yang digunakan untuk mengontrol tinggi utama saat ini melalui sebuah negara kuat beralih sistem. Segera Namun, bahkan ini kontak breaker poin digantikan oleh sebuah sensor tajam dari beberapa jenis - baik optik, di mana vaned rotor istirahat cahaya beam, atau lebih umum menggunakan sensor efek Hall, yang merespon memutar magnet yang terpasang pada distributor batang. Sensor adalah output yang berbentuk dan diproses oleh sesuai circuitry, kemudian digunakan untuk memicu perpindahan perangkat seperti thyristor, yang sekarang aktif besar melalui gulungan.

Sisanya dari sistem (distributor dan businya) tetap sebagai mekanik untuk sistem. Kekurangan pindah bagian dibandingkan dengan sistem mekanis mengarah ke lebih besar lagi dan kehandalan layanan interval. Untuk mobil lama, biasanya dibuat ke retrofit EI sebuah sistem di tempat yang satu mekanik. Dalam beberapa kasus, distributor modern akan muat ke dalam mesin tua tanpa modifikasi lainnya.

Inovasi lainnya yang saat ini tersedia di berbagai mobil. Pada beberapa model, daripada satu pusat coil, terdapat pada setiap individu coils spark plug, kadang-kadang dikenal sebagai starter langsung atau gulungan pada steker (COP). Hal ini memungkinkan gulungan waktu yang lebih panjang untuk mengumpulkan tagihan antara Sparks, dan karena itu energi yang lebih tinggi spark. Sebuah variasi pada setiap gulungan ini telah menangani dua plugs, pada silinder yang 360 derajat dari fase (TDC mencapai itu dan pada saat yang sama); di empat siklus mesin ini berarti bahwa satu konektor akan sparking pada akhir memperkurus stroke, sedangkan yang lainnya kebakaran pada waktu biasa, apa yang disebut "wasted spark" aturan yang tidak memiliki drawbacks selain cepat spark plug erosi; silinder yang dipasangkan adalah 1 / 4 dan 2 / 3. Sistem lain membunuh dengan distributor sebagai waktu aparat dan menggunakan magnetis sudut engkol Sensor terpasang pada krukas untuk memicu kontaknya pada waktu.

Selama tahun 1980-an, sistem EI dikembangkan di samping perbaikan lainnya seperti bahan bakar sistem injeksi. Setelah beberapa lama menjadi logis untuk menggabungkan fungsi kontrol bahan bakar dan pengapian menjadi satu sistem elektronik yang dikenal sebagai mesin kontrol unit. Baru-baru ini yang lebih retrofit Leburg elektronik sistem pengapian dibuat tersedia untuk mesin VW aero. Sistem ini tidak jauh dengan distributor dan komponen lainnya mekanik seluruhnya. Variabel waktu pengapian adalah berdasarkan RPM seketika, yang diukur dengan sensor elektronik.

Digital Elektronik Ignitions

Pada akhir abad digital elektronik modul pengapian menjadi tersedia untuk mesin kecil pada aplikasi sebagai chainsaws, string trimmers, daun Blowers, dan lawn mowers. Hal ini dimungkinkan oleh biaya rendah, kecepatan tinggi, dan kecil tapak microcontrollers. Digital elektronik modul pengapian dapat dirancang sebagai salah satu capacitive discharge (CDI) atau induktif keluarnya ignitions (IDI). Capacitive discharge ignitions digital menyimpan diisi energi untuk spark dalam kapasitor dalam modul yang dapat dilepaskan ke spark plug di hampir setiap saat di seluruh mesin melalui siklus kontrol sinyal dari microprocessor. Ini memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar waktu, mesin dan performa, terutama ketika dirancang di tangan-tangan dengan mesin carburetor.

Engine manajemen

Dalam sebuah Engine Management System (EMS), elektronik kontrol pengiriman bahan bakar, bahan bakar dan waktu pengapian pesanan. Utama sensor pada sistem mesin angle (engkol atau Top Dead Center (TDC) posisi), aliran udara ke dalam mesin dan throttle permintaan posisi. Circuitry yang menentukan silinder kebutuhan bahan bakar dan berapa banyak, untuk membuka yang diperlukan untuk menyampaikan penyuntik itu, yang kemudian menyebabkan spark di saat yang tepat untuk membakar it.Early EMS sistem komputer sirkuit analog digunakan untuk menyelesaikan rancangan ini, tetapi karena sistem tertanam menjadi cukup cepat untuk bersaing dengan perubahan masukan pada revolutions tinggi, sistem digital mulai muncul.

Beberapa desain menggunakan EMS mempertahankan asli coil, distributor dan businya mobil ditemukan di sepanjang sejarah. Sistem lain membebaskan distributor dan gulungan dan menggunakan businya khusus yang masing-masing berisi gulungan sendiri (langsung pengapian). Ini berarti tegangan tinggi tidak dialihkan seluruh mesin, tapi bukan dibuat pada titik di mana mereka diperlukan. Seperti desain menawarkan potensi jauh lebih besar dibandingkan konvensional keandalan dilakukan.

Modern EMSs biasanya mesin lainnya memonitor parameter seperti suhu dan jumlah uncombined oksigen di knalpot. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengontrol mesin untuk meminimalkan unburnt atau sebagian dibakar dan bahan bakar gas berbahaya lainnya, yang mengarah ke lebih bersih dan lebih efisien mesin.

Turbin dan Mesin jet

Turbin mesin memiliki kapasitor discharge sistem pengapian menggunakan satu atau lebih alat penyala plugs, yang hanya digunakan pada saat startup atau dalam hal combustor (s) flame goes out. Rocket mesin ada terutama menuntut ignitions sistem pengapian prompt-jika tidak terjadi di ruang dapat mengisi bahan bakar dan dengan kelebihan oxidiser dan signifikan dapat terjadi berlebih-lebihan (a 'keras mulai'). Rockets sering perangkat yang mempekerjakan pyrotechnic tempat api di seluruh wajah yang penyuntik piring, atau, kalau tidak, otomatis kimia.