سیستم جرقه زنی خودرو چیست؟

در جدیدترین مقاله از بخش آموزش پدال به بررسی سیستم جرقه زنی خودرو خواهیم پرداخت پس همراه ما باشید.

پیشرانه درون‌سوز بکار رفته در وسایل نقلیه شگفتی‌های زیادی دارد و بیش از ۱۰۰ سال است که تکامل می‌یابد و هر روز تکنولوژی‌های بهتری در آن بکار می‌رود. از آنجایی که مصرف‌کنندگان و خودروسازان به دنبال راندمان بالا، مصرف سوخت و آلایندگی کمتر هستند بنابراین هر سال شاهد بهبود عملکرد پیشرانه‌های درون‌سوز هستیم. نتیجه تمامی این تلاش‌ها تولید محصولاتی پیچیده اما قابل‌اعتماد است. در جدیدترین مقاله آموزش پدال می‌خواهیم به بررسی یکی از مهم‌ترین سیستم‌های بکار رفته در خودروها یعنی سیستم جرقه زنی ignition system بپردازیم.

سیستم جرقه زنی خودرو چیست؟

ساده‌ترین تعریف از فرایند کارکرد یک پیشرانه درون‌سوز این‌گونه است که مخلوط سوخت و هوا وارد سیلندرها می‌شود و بعد از جرقه‌ای که باعث انفجار این مخلوط می‌شود پیستون‌های داخل سیلندرها حرکت می‌کنند. حرکات رفت و برگشتی و مداوم پیستون‌ها باعث تولید قدرت می‌شود و نهایتاً این قدرت از طریق گیربکس به چرخ‌ها منتقل خواهد شد. برای عملکرد مناسب خودرو، سیستم جرقه زنی می‌بایست هماهنگی بسیار خوبی با سایر بخش‌های پیشرانه داشته باشد. هدف اصلی آن نیز احتراق سوخت در زمان مناسب است تا گازهای حاصل از فرایند احتراق بتوانند حداکثر کار را انجام دهند. اگر سیستم جرقه زنی در زمان نامناسبی عمل کند پیشرانه عملاً قدرت چندانی تولید نخواهد کرد و مصرف سوخت و آلایندگی به شدت افزایش خواهد یافت. زمانی که مخلوط سوخت و هوا در سیلندر می‌سوزد، دما افزایش می‌یابد و سوخت به گازهای خروجی تبدیل می‌شود. این امر سبب افزایش نیرو و فشار در سیلندر می‌شود که نهایتاً حرکات پیستون را در پی دارد.

به منظور کسب حداکثر قدرت و گشتاور از پیشرانه می‌بایست فشار در سیلندر طی فرایند تولید قدرت به بیشترین میزان ممکن برسد. حداکثر فشار همچنین باعث بهترین راندمان پیشرانه خواهد شد و واضح است که جهت دستیابی به این هدف مهم سیستم جرقه زنی اهمیت ویژه‌ای دارد. یکی از اجزای اصلی این سیستم شمع‌ها هستند که جرقه موردنیاز جهت احتراق را فراهم می‌کنند. باید گفت یک تأخیر ناچیز از زمان وقوع جرقه تا سوختن تمامی مخلوط بنزین و هوا و رسیدن فشار به حداکثر میزان خود در سیلندر وجود دارد. اگر عمل جرقه زنی زمانی اتفاق بیفتد که پیستون به بالای نقطه تراکم می‌رسد، قبل از اینکه گازهای داخل سیلندر به بالاترین فشار خود برسند قسمتی از مسیر را به سمت پایین حرکت خواهد کرد و وارد کورس تولید نیرو خواهد شد، به همین خاطر است که عملکرد درست سیستم جرقه زنی خودرو اهمیت بالایی دارد.

به منظور استفاده بهینه از سوخت، عمل احتراق و جرقه زنی باید قبل از رسیدن پیستون به نقطه مرگ بالا انجام شود و این موضوع بسیار مهم است. زمان‌بندی جرقه زنی بسته به شرایط می‌تواند جلو یا عقب افتاده باشد. زمانی که سوخت برای سوزانده شدن می‌خواهد تقریباً مداوم است اما سرعت پیستون با افزایش سرعت پیشرانه بیشتر می‌شود و بنابراین هرچه سرعت پیشرانه بیشتر باشد جرقه زنی باید زودتر رخ دهد. این عمل جرقه زنی جلو افتاده نام دارد. اهداف دیگر از جمله کاهش آلایندگی خودرو زمانی اولویت خواهند یافت که حداکثر قدرت ممکن مدنظر نباشد. برای مثال با عقب انداختن زمان‌بندی جرقه زنی می‌توان حداکثر فشار و دمای داخل سیلندر را کاهش داد. کاهش دما به کاهش تولید نیتروژن اکسیدها کمک می‌کند، گازهایی که جزو اصلی‌ترین آلاینده‌ها به شمار می‌روند. همچنین زمان‌بندی عقب افتاده شاید باعث حذف ناک یا ضربه شود. شایان ذکر است برخی خودروها دارای سنسورهای ضربه هستند که این کار را به‌صورت خودکار انجام می‌دهند. در ادامه می‌خواهیم شما را با اجزای سیستم جرقه زنی خودرو آشنا کنیم.

اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

در زیر اصلی‌ترین اجزای این سیستم معرفی شده‌اند:

قبلاً به‌طور مفصل درباره شمع خودرو و انواع آن صحبت کرده‌ایم. تئوری بکار رفته در این قطعه بسیار ساده است: شمع الکتریسیته را وادار می‌کند تا در طول یک شکاف به‌صورت قوس درآید. برای اینکه الکتریسیته بتواند طول شکاف را طی کند و جرقه بزند باید ولتاژ بسیار بالایی داشته باشد و این میزان ولتاژ می‌تواند بین ۴۰ هزار تا ۱۰۰ هزار ولت باشد. برای اینکه چنین ولتاژ بالایی بتواند به سمت الکترود حرکت کند نیاز به یک گذرگاه عایق است. همچنین شمع باید در برابر دما و فشار بالای داخل سیلندر دوام بیاورد و طراحی آن به گونه‌ای باشد که رسوبات حاصل از افزودنی‌های سوخت روی آن را نپوشاند. باید دانست یکی از روش های افزایش توان خودرو استفاده از شمع های کاراتر است.

وایر برای انتقال ولتاژ بالای تولیدی از کویل یا دلکو به شمع بکار می‌رود. البته باید گفت وایر معمولاً در خودروهای مدرن امروزی بکار نمی‌رود اما در خودروهای قدیمی به ازای هر شمع یک وایر وجود دارد.

کویل یا کوئل در حقیقت یک ترانسفورمر ولتاژ بالایی است که از دو سیم‌پیچ ساخته می‌شود. یکی از سیم‌پیچ‌ها کویل اولیه و دیگری کویل ثانویه نام دارد. کویل ثانویه معمولاً صدها بار سیم‌پیچ بیشتری نسبت به کویل اولیه دارد. این قطعه برق ۱۲ ولت را از باتری یا دینام دریافت می‌کند و به ولتاژهای بسیار بالا می‌رساند که نتیجه این کار جرقه زنی خواهد بود.

دلکو که با نام distributor شناخته می‌شود قطعه‌ای برقی و مکانیکی است که در خودروهای کاربراتوری قدیمی بکار می‌رود. وظیفه اصلی دلکو انتقال برق از کوئل به شمع‌ها در زمان مناسب است و نام انگلیسی آن نیز به همین موضوع اشاره دارد. دلکو از بازوی چرخشی یا روتور وصل شده به بالای شفت دلکو تشکیل می‌شود. این روتور به‌صورت مداوم برق ولتاژ بالا را از کوئل دریافت می‌کند. دلکو برق را به شمع‌ها منتقل می‌کند تا فرایند احتراق ترکیب سوخت و هوا در محفظه احتراق رخ دهد. دلکو برق موردنیاز فرایند احتراق را بین شمع‌ها توزیع می‌کند. واضح است که هر شمع می‌بایست میزان مشخص و یکسانی از برق را دریافت کند و قطعه موردبحث ما در خودروهای کاربراتوری چنین کاری را انجام می‌دهد. البته باید دقت داشت که فرایند جرقه و احتراق به‌صورت هم‌زمان در تمامی سیلندرها انجام نمی‌شود و این بخش از سیستم، برق موردنیاز را به‌صورت منظم و با توازن خاصی به شمع‌ها منتقل می‌کند تا این کار انجام شود.

از آنجایی که به‌کارگیری قطعه یاد شده در خودروهای قدیمی مشکلات خاص خودش را داشت بنابراین با پیشرفت تکنولوژی سیستم‌های الکترونیکی جای آن را گرفتند. برای انتقال برق از دلکو به شمع‌ها کابل‌های مخصوصی موردنیاز بود که با توجه به موقعیت قطعه و شمع‌ها طول متفاوتی داشتند و همین امر زمان‌بندی مشخص دریافت برق توسط هر شمع را متفاوت می‌ساخت. علاوه بر آن تنظیمات دلکو به سرعت به هم می‌ریخت و مشکلات زیادی ایجاد می‌شد. خودروسازان هم‌اکنون از سیستم‌های الکترونیکی استفاده می‌کنند تا فرایند قطع و وصل جریان برق از طریق ECU کنترل شود. ECU می‌تواند مطابق با فاکتورهای دیگری همچون سرعت و میزان بار خودرو فرایند جرقه‌زنی را کنترل نماید که نتیجه آن کارکرد نرم‌تر پیشرانه خواهد بود.

انواع سیستم جرقه زنی خودرو

سیستم جرقه زنی خودروها معمولاً به چهار دسته مگنتی، پلاتینی، الکترونیکی و کنترل هوشمند تقسیم می‌شود که هریک مشخصات و ویژگی‌های خاص خود را دارند.

عیب‌یابی سیستم جرقه زنی خودرو

وجود هرگونه عیب در اجزای سیستم جرقه زنی خودرو می‌تواند مشکلاتی همچون کاهش سرعت و شتاب خودرو، مصرف سوخت و آلایندگی بالا، خاموش شدن پیشرانه، صدای خشن پیشرانه، روشن شدن چراغ چک و… را در بر داشته باشد. درصورتی‌که چنین مواردی مشاهده شد می‌بایست بخش‌های مختلف به ویژه شمع‌ها و کوئل بررسی و عیب‌یابی شوند.