آشنایی با سیستم جرقه زنی خودرو

سیستم برق ماشین از اجزای گوناگونی تشکیل شده است. هر کدام از این بخش های گوناگون به تنهایی دنیایی از اطلاعات و ریزه کاری ها را در خود جای می دهند. یکی از اصلی ترین و حیاتی ترین اجزا که در شروع به کار خودرو نقش بسیار مهم و حیاتی ای دارد، سیستم جرقه زنی خودرو است که قصد داریم در فنون برق به صورت کامل به بیان بخش های مختلف آن و آشنایی با نحوه کار این سیستم مهم بپردازیم.

همچنین شما عزیزان می توانید با شرکت در دوره آموزش برق خودرو، آموزش های لازم را ببینید.

آشنایی با سیستم جرقه زنی(Car Ignition System)

در ابتدا اجازه دهید تا پاسخ این سوال که سیستم جرقه زنی چیست را بدهیم. سیستم جرقه زنی در دو مدل خودروی بنزینی و هیبریدی به کار رفته است. همان طور که از اسمش پیداست، سیستم جرقه زنی به معنای ایجاد جرقه در فواصل زمانی مشخص است. برای اینکه خودرو حرکت کند، باید پروسه احتراق با کمک جرقه صورت می گیرد. سیستم جرقه ماشین واکنش های شیمیایی را به فیزیکی و حرکتی تبدیل می کند. از اینرو، تا جرقه صورت نگیرد، ماشین حرکت نمی کند. اگر جرقه زنی به خوبی انجام نشود و یا به طور ناقص صورت گیرد، مشکلات جدی به موتور خودروها وارد خواهد شد.

اجازه دهید تا این سوال را پاسخ دهیم: سیستم جرقه زنی خودرو عملا چه وظیفه ای را برعهده دارد؟ به منظور کامل شدن احتراق در سیلندر های تمامی خودرو های دیزلی و بنزینی، نیاز است تا هوا و سوختی که به سیلندر ماشین وارد می شود، به خوبی مشتعل گردد. مکانیسم موجود در خودرو های دیزلی و بنزینی کمی با هم متفاوت است که بیان جداگانه هر کدام از آنها خواهیم پرداخت.

عاملی که مشخص می کند از چه نوع سیستم جرقه زنی ای در خودروها استفاده شود، نوع سوختی است که خودرو برای حرکت از آن استفاده می کند. در موتور های بنزینی نیاز است تا قبل از هر مورد دیگری، بنزین و هوای موجود در حد خوبی با هم ترکیب و متراکم شوند، بعد از متراکم شدن این دو جزء حیاتی، نوبت به اشتعال آنها می رسد. نیاز است تا این بنزین و هوای متراکم شده توسط یک جرقه به اشتعال در بیایند. سیستم جرقه زنی خودرو این مسئولیت را برعهده خواهد داشت.

اما قضیه در موتور های دیزلی کمی متفاوت تر است. در این موتورها، می بایست ابتدا هوای موجود در سیلندر را به قدری فشرده کنیم، تا دمای ایجاد شده در آن بتواند سوخت وارد شده به سیلندر را به احتراق در بیاورد. سیستم های جرقه زنی بنزینی در بین انواع این سیستم ها رایج تر هستند، اما این سیستم ها عملا در موتور های بنزینی، گازسوز و دیزلی به نحوه خاصی به ایجاد جرقه دست می زنند. جرقه های سیستم های بنزینی بیشتر به صورت الکتریکی صورت می گیرد.

همچنین در را بطه با سیم کشی خودرو نیز بخوانید.

نحوه کار سیستم جرقه زنی

کار سیستم جرقه زنی، عملا تولید یک فشار بسیار زیادی از انرژی الکتریکی به منظور مشتعل کردن هوا و سوخت متراکم شده است. منظور ما از فشار زیاد، ولتاژی در حدود ۱۰ تا ۲۴ هزار ولت می باشد. اگر سیستم جرقه زنی خودرو قادر به تولید این ولتاژ باشد، نتیجه کار ایجاد یک جرقه یا همان قوس الکتریکی در میان یک جفت از شمع های موجود در خودرو می باشد.

فرایندی که طی می شود به این گونه خواهد بود که با باز کردن سوئیچ، دو سیم پیچی که در کوئل وجود دارند، وظیفه انجام ادامه فرایند را برعهده خواهند داشت. سیم پیچ اول نسبت به سیم پیچ دوم، تعداد حلقه کمتری دارد. رسیدن جریان برق از باتری به سیم پیچ اول، یک میدان مغناطیسی در این سیستم ایجاد می شود.

طی فرایند پیچیده ای، نهایتا مدار سیم پیچ اول قطع و میدان مغناطیسی ایجاد شده دچار ریزش می شود. با قطع شدن سیم پیچ ثانویه در اثر ریزش خطوط میدان های مغناطیسی تشکیل شده، در سیم پیچ ثانویه، یک نیروی الکترومغناطیسی زیادی، القاء خواهد شد. ولتاژ القاء شده در این سیم پیچ دقیقا همان میزانی است که ما نیاز داشتیم (۱۰ تا ۲۴ هزار ولت). وایر وظیفه انتقال این میزان ولتاژ را از مدار سیم پیچ ثانویه به دلکو را داشته و دلکو هم به وسیله چکش برق و وایر های رابط، این انرژی را به شمع ها رسانده و نهایتا جرقه مدنظر ما ایجاد می گردد.

همچنین بخوانید : علت استارت نخوردن خودرو

تایمینگ جرقه زنی خودرو

زمان بندی درست کارکرد قطعات و اینکه هر قطعه در زمان مناسب نه دیرتر و نه زودتر از زمان تعیین شده، وظیفه خود را انجام دهد بسیار حائز اهمیت است. چرا که این امر تاثیر مستقیمی بر عملکرد صحیح موتور خودرو می گذارد. در این راستا تایمینگ سیستم جرقه زنی خودرو نیز نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. بدین شکل که این زمان باید هنگام منبسط شدن گازهای درون سیلندر اتفاق بیافتد. چرا که بیشترین بازده را خواهد داشت. در فاصله زمانی کوتاهی که بین جرقه زنی و ایجاد حداکثر فشار برای منبسط شدن گاز درون سیلندر وجود دارد ، پیستون به انتهای کورس تراکم در سیلندر نزدیک شده و قبل از اینکه به انتها برسد، جرقه زده و سیستم جرقه زنی خودرو فعال خواهد شد. بهترین زمان تایمینگ جرقه زنی خودرو زمانی است که پیستون در بالاترین نقطه دامنه حرکتی خود یا به اصطلاح تحت عنوان نقطه مرگ بالا در سیلندر قرار دارد. اگر سیستم جرقه زنی خودرو به درستی انجام نشود، عملکرد موتور ضعیف شده، مصرف سوخت بالا رفته و در نتیجه تولید آلاینده ها نیز افزایش خواهد یافت.

آوانس و ریتارد در سیستم جرقه زنی خودرو

در قسمت تایمینگ سیستم جرقه زنی خودرو، شما را با دو مفهوم آوانس جرقه و ریتارد آشنا می کنیم. آوانس و ریتارد در بخش دلکو کارایی داشته و به سوپاپ مرتبط نمی شوند و در خودروهای دیزلی توسط پمپ گازوئیل انجام می شوند. چرا که این خودروها فاقد سیستم جرقه هستند و جرقه زنی آنها توسط فشار سوخت انفجار صورت می گیرد.

رخ دادن اتفاقات مرتبط با سیستم جرقه زنی را زودتر از زمان تعیین شده آوانس(advanced) می گوییم. بدین شکل که اگر اتفاقی در سیستم جرقه زنی زودتر از موعد مقرر اتفاق بیافتد، آوانس وارد عمل می شود. باز شدن سوپاپ دود و تخلیه آن پیش از زمان تعیین شده از نمونه های آوانس می باشد. آوانس در دور موتور بالا، سرعت خودرو را افزایش داده و سیستم احتراق را بهبود می بخشد.

توجه داشته باشید که ایجاد اشتعال قبل از زمان مورد نظر در سیستم جرقه زنی خودرو، خودسوزی نام دارد. مفهوم دیگر در سیستم جرقه زنی خودرو ریتارد(retarded) است. ریتارد برعکس آوانس عمل می کند. بدین شکل که اگر اتفاقی در سیستم جرقه زنی دیرتر از زمان تعیین شده رخ دهد ریتارد وارد عمل می شود. به طور کلی می توان بیان کرد که در دور موتور پایین و یا حالت خلاص، جرقه حالت نرمال داشته و با افزایش ناگهانی دور موتور بالا، آوانس ایجاد شده و اگر با دور موتور بالا، کاهش ناگهانی ایجاد شود، ریتارد ایجاد خواهد شد تا سوخت درون سیلندر ها به موقع منفجر شده و موجب حرکت میل لنگ شود.

اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

در فرایند آشنایی با سیستم جرقه زنی خودرو، شناخت اجزای این سیستم بسیار حائز اهمیت می باشد. قصد داریم در ادامه مطلب، تک تک اجزای سیستم جرقه زنی خودرو را برای شما نام برده و وظیفه ای که هر کدام در سیستم جرقه زنی خودرو ایفا می کنند را برای شما شرح دهیم، تا با دانستن اجزای سیستم جرقه زنی خودرو، اجزای این سیستم، از آشنایی با نحوه کار آن و مشکلات احتمالی ای که ممکن است برای آن رخ دهد به خوبی آگاهی پیدا کنید.

کوئل از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

همانطور که قبلا هم گفتیم برای ایجاد جرقه بین شمع های موتور، نیاز به یک انرژی بسیار زیاد در حدود ۱۰ تا ۲۴ هزار ولت داریم. حال این انرژی را چگونه می توان از باتری ۱۲ ولتی موجود در خودرو تهیه کرد؟ به وسیله کوئل. کوئل دارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه است که دورهای سیم پیچ ثانویه آن به مراتب بیشتر از سیم پیچ های اولیه می باشد. ترمینال های موجود در کوئل به عنوان یکی از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو، تبدیل انرژی را به وسیله مدار سیم پیچ موجود در آن انجام داده و انرژی لازم برای ایجاد جرقه ای که بتواند احتراق مدنظر را صورت دهد، ایجاد می کند. عملکرد کوئل دقیقا شبیه به آهن ربا می باشد و دارای خاصیت القایی است. پس، می تواند ولتاژ بیشتری را تولید کند.

نقش دلکو در سیستم جرقه زنی خودروهای کاربراتوری

یکی از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو، دلکو می باشد. در اصل کنترل تایمینگ جرقه زنی در خودروهای کاربراتوری را دلکو برعهده دارد. در سیستم های انژکتوری، به جای دلکو از کامپیوتر یا همان ECU استفاده می شود. دلکو بدین صورت عمل می کند که جرقه را از کوئل گرفته و در بین سیلندرها پخش می کند. در این حین، انتهای دلکو به میل لنگ موتور می رسد و باعث چرخش آن می شود. زمانی که میل لنگ می چرخد، به چکش برق دلکو می رسد.

کاری که دلکو عملا در مسیر ایجاد جرقه انجام می دهد، توزیع کردن ولتاژ مثبت بالایی است که برای تولید این جرقه نیاز است و میان وایر سیلندرها توزیع می کند. دلکو این انرژی زیاد را از طریق وایر هایی که از کوئل منشا می گیرند، دریافت کرده و از طریق دسته دیگری از وایرها آن را به شمع ها منتقل می کند.

سیستم جرقه زنی بدون دلکو

آیا می دانید سیستم جرقه زنی بدون دلکو چیست؟ سیستم جرقه زنی بدون دلکو تمامی ویژگی های یک سیستم جرقه زنی خودرو را دارد اما از نوع خاصی از کوئل استفاده کرده که بدون نیاز به دلکو، به شمع ها برای جرقه زنی خروجی می دهد. سیستم جرقه زنی بدون دلکو فقط برای موتورهای ۴ و ۶ سیلندر نصب می شود. این سیستم بر اساس جرقه هرز کار می کند و جرقه زنی خودرو با دو کوئل دوسر انجام می شود. تایمینگ جرقه زنی در این سیستم به کمک اطلاعات دریافتی از حسگر وضعیت و دور میل لنگ و نیز تصحیحات مربوط به بار موتور و غیره تنظیم می شود. زمانی که به یکی از کوئل ها در دو سیلندر موتور به طور مثال سیلندر ۱ و ۴ و یا سیلندر ۲ و ۳ برق وارد می شود، سیستم جرقه زنی خودرو در سیلندرهای متراکم فعال شده و سبب اشتعال هوا می شود. در این صورت، سیستم جرقه زنی خودرو در سیلندر دیگر صورت نمی گیرد و هرز می رود. زیرا این سیلندر تازه حرکت تخلیه را به پایان رسانده است و سایر سیلندرها به دلیل فعالیت در پروسه تخلیه، در این مرحله مشارکتی ندارند.

اجزای سیستم جرقه زنی بی دلکو شامل مدول الکترونیکی , حسگر وضعیت میل لنگ و کویل مخصوص می باشند. همچنین در بسیاری از سیستمهای جرقه زنی بی دلکو یک حسگر فشار منیفولدنیز در مدول الکترونیکی گنجانیده شده است. کارخانه فورد از سیستم جرقه زنی بی دلکو استفاده می کند. توجه داشته باشید که عمر شمع ها در سیستم جرقه زنی بی دلکو کوتاه تر بوده و نیاز به تعویض های بیشتری دارند.

ایسیو یا کامپیوتر خودرو در خودروهای انژکتوری

برخلاف اتوموبیل های کاربراتوری که برای سیستم جرقه زنی خود از دلکو استفاده می کنند، در خودروهای انژکتوری از ایسیو یا کامپیوتر ماشین برای دریافت اطلاعات استفاده می شود. در سیستم جرقه زنی خودروهای انژکتوری، در ابتدا میل لنگ از طریق سنسورها شناسایی شده و در این زمان ایسیو وارد عمل شده و فرمان جرقه زنی را توسط شمع ها صادر می کند. علاوه بر این، ECU وظیفه تنظیم پاشش سوخت انژکتورها و زمان بندی آنها را برعهده دارد.

پلاتین از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

برای اینکه جریانی که در مدار سیم پیچ اولیه وجود دارد، در مناسب ترین زمان به صورت متناوب قطع و وصل شود، به وجود پلاتین ها نیاز خواهیم داشت. بازوی های مثبت و منفی پلاتین که به ترتیب متحرک و ثابت هستند، جریان را به خوبی قطع و وصل می کنند. این قطعه عملا روی دلکو قرار گرفته و با گردش محور دلکو، قطع و وصل می گردد.

خازن از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

در سیستم جرقه زنی خودرو خازن ها نقش مهمی را ایفا می کنند. هر کدام از این خازن ها دارای دو نوار فلزی بوده که با لایه های عایقی از هم جدا شده اند. لایه های عایق پارافینی یا میکایی، به خوبی این دو فلز را از هم افتراق می دهد. خازن های موجود در دلکو با ظرفیت های گوناگونی در بازه ۰.۱۵ الی ۰.۲۵ میکروفاراد ساخته می شوند.

چکش برق

چکش برق یکی از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو می باشد که اصلی ترین وظیفه این وسیله، تقسیم مناسب و درست برقی است که با ولتاژ زیاد از آن عبور می کند. با چرخشی که در محور دلکو ایجاد می شود، همزمان این قطعه هم شروع به چرخش می کند. این چرخش باعث می شود تا برای مدت زمان کوتاهی لبه صفحه فلزی در مجاورت کنتاکت قرار گیرد. انرژی موجود در این سیستم به قدری بالاست که در همین فاصله کوتاه، ولتاژ مدنظر از چکش به کنتاکت جهیده و به سمت شمع ها برود.

شمع ها از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو

شمع ها قطعاتی هستند که در ایجاد جرقه های لازم برای ایجاد احتراق نقش دارند. قسمت پایینی این شمع ها نسبت به گرما مقاومت بسیار بالایی دارد. این شمع ها دارای یک الکترود مرکزی است که دور تا دور آنها توسط مواد عایق پوشانده شده است. توجه داشته باشید که وجود یک سیستم عایق در شمع زمانی که در حال انتقال ولتاژ بالا می باشد بسیار ضروری می باشد. موقعیت قرارگیری شمع در مجاورت سیلندر باعث می شود که زمانی که اتوموبیل روشن است، از حرارت بالایی برخوردار باشد. از اینرو شمع باید از میزان مقاومت بالایی در برابر گرما و فشار زیاد برخوردار باشند. شمع ها به عنوان یکی از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو، دارای دو نوع شمع گرم و سرد هستند و این عملکرد خودرو است که نوع شمع ها را مشخص می کند. به طور مثال در خودروهایی که دارای عملکرد بالایی هستند، از شمع نوع سرد استفاده می شود.

وایرها در سیستم جرقه زنی خودرو

وایر شمع قطعه ای است که وظیفه آن در سیستم جرقه زنی خودرو، انتقال ولتاژ به شمع می باشد. وایرها در اصل سیم های روکش داری هستند که از مقاومت و ضخامت بالایی برخوردارند و ولتاژ بالا را به کوئل و شمع ها منتقل می کنند. در اصل یک وایر باید برق را سریعا با حداقل اتلاف به شمع ها برساند. در هر اتوموبیل، تعداد شمع ها با تعداد وایرها برابر است. سلامت وایرها جهت انتقال به موقع جریان برق به شمع در سیستم جرقه زنی خودرو بسیار مهم است.

اگر خودرو انژکتوری نباشد، وایرها به عنوان یکی از اجزای سیستم جرقه زنی خودرو نقش رابط بین دلکو و شمع را ایفا می کنند. توجه داشته باشید که در خودروهای مدرن دیگر از وایر استفاده نمی شود و به جای آن از کوئل که مستقیما برروی شمع قرار می گیرد استفاده می شود.

انواع سیستم جرقه زنی خودرو

دو نوع سیستم جرقه زنی خودرو در اینجا مورد بحث است: سیستم جرقه زنی مگنتی یا مغناطیسی و سیستم جرقه زنی الکترونیکی.

سیستم جرقه زنی مگنتی خودرو

نسل جدیدی از سیستم جرقه زنی وارد بازار شده که سیستم جرقه زنی معناطیسی نامیده می شود. در سیستم جرقه زنی مگنتی خودرو از باتری برای تامین ولتاژ اولیه استفاده نشده و در عوض از تبدیل جریان حرکتی موتور به جریان الکتریکی بهره گرفته می شود. سیستم جرقه زنی مگنتی همانند ژنراتور الکتریکی عمل کرده و تبدیل نیروها به یکدیگر را انجام می دهد. کیفیت سیستم جرقه زنی مگنتی بهتر از سایر سیستم های جرقه زنی بوده، چرا که نیازی به باتری ندارند. اما مشکل این نوع سیستم های جرقه زنی این است که به خاطر عدم وجود باتری، هنگام خاموش شدن خودرو، هیچ تامین برقی صورت نمی گیرد. برای حل مشکل عدم وجود برق هنگام خاموش شدن خودرو، از سیستم جدیدی با ترکیب سیستم مغناطیسی و الکترونیکی بهره گرفته می شود.

سیستم جرقه زنی الکترونیکی

در سیستم جرقه زنی الکترونیکی، انرژی الکتریکی مورد نیاز از طریق باتری صورت می گیرد. این سیستم دارای دو ترمینال است که ترمینال منفی آن به زمین وصل شده و ترمینال مثبت آن به سوئیچ جرقه زنی اتصال می یابد. زمانی که خودرو روشن می شود، برق از طریق سیم ها به ماژول جرقه زنی منتقل شده و نیروی الکتریکی را به کوئل های اولیه و ثانویه انتقال می دهد.

کوئل ها برق ۱۲ ولتی را از باتری دریافت کرده و اختلاف پتانسیل آن را به حدود ۳۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ ولت افزایش می دهند.

عیب یابی سیستم جرقه زنی خودرو

اگر هر یک از اجزای جرقه زنی خودرو دچار مشکل شوند، سیستم جرقه زنی با اختلال مواجه می شود. در اینجا به برخی از علل خرابی سیستم جرقه زنی خودرو اشاره می کنیم:

• نقص در سیستم جرقه زنی یا کوئل و ایجاد صدای بلند و آزار دهنده
• نقص در سیستم جرقه زنی یا کوئل و عدم کامل شدن احتراق و وجود سوخت بدون استفاده
• نقص در کوئل و سخت استارت خوردن موتور
• نقص در سیستم جرقه زنی خودرو و در نتیجه نشت روغن در اثر وارد شدن گرمای بیش از حد به کوئل و ترک برداشتن آن
• عدم احتراق در سیلندرها و متوقف شدن عملکرد موتور و در نتیجه ایجاد صدای تق تق، لرزش و یا حرکات ناگهانی ماشین
• زیاد شدن مصرف سوخت در صورت عدم دریافت نیروی لازم برای جرقه زدن توسط شمع ها

جمع بندی فنون برق در مورد سیستم جرقه زنی خودرو

سیستم جرقه زنی خودرو، سیستمی است بسیار حساس و با جزئیات بالا که در ایجاد احتراق هوا و سوخت ترکیب شده در خودرو های مختلف نقش اصلی را ایفا میکند. از ۶ جزء اصلی تشکیل شده که به بیان جزئیات همه آنها پرداختیم. هرکدام از اجزای آن با دقت زیادی در کنار هم قرار گرفته و به هم مرتبط هستند که در فنون برق ارتباط موجود بین آنها و فرایند اصلی ایجاد جرقه را در آن به طور کامل بررسی کردیم.