Części i regeneracja

Jak interpretować oscyloskopowe wykresy przebiegu wysokiego napięcia na świecy zapłonowej? Odpowiadają eksperci firmy GG Profits, produkującej przewody i cewki zapłonowe.

Na wykresach zachowaliśmy oznaczenia zgodnie z tymi, które występują w literaturze. Oznaczenia A', B', C', D', E' dotyczą charakterystycznych punktów oscylogramu, a oznaczenia prim mówią o tym, że pomiary dotyczą strony wtórnej cewki.

Brak kolejności literowego oznaczenia przebiegu spowodowany jest trochę innym przedstawieniem wykresów jeśli chodzi o kolejność przebiegu. Zdecydowaliśmy się na przedstawienie wykresów od początku ładowania cewki, a nie od początku wyładowania iskrowego. Pozioma oś wykresu to czas, a odległość jednej działki (odległość linii kropkowych na wykresie) to okres 0,5 ms (milisekund). Na osi pionowej zaznaczone są linie napięcia w kV (kiloVolt), a jedna działka to 2 kV.

Patrząc od lewej strony wykresu, jako pierwszy mamy punkt E', jest to punkt w którym następuje włączenie zasilania na cewkę po stronie pierwotnej. Jest to nic innego jak podłączenie zasilania napięciem akumulatorowym do pierwotnego uzwojenia cewki. Następuje ładowanie cewki, a energia zbierana jest w polu magnetycznym rdzenia cewki. Czas ładowania to okres występowania gasnącej sinusoidy – na naszym wykresie to punkt F' znajdujący się w odległości około 60% między punktami E' i A'. Dalej linia przebiega poziomo i świadczy to o pełnym naładowaniu cewki. Ze względu na to, że podłączone uzwojenie do zasilania mogłoby przepuszczać znacznie ilości prądu i mogłoby dojść do nadmiernego grzania się cewki i w konsekwencji jej spalenia, układy zasilające ograniczają prąd podawany na cewkę do 6A (w większości cewek).

Po naładowaniu cewki, w punkcie A' następuje gwałtowne odłączenie zasilania (sterowane przez układ elektroniczny). W tym momencie rozpoczyna się indukowanie wysokiego napięcia do wartości B'. Wartość osiąganego napięcia B' zależy od trzech czynników:
  Odległości elektrod świecy zapłonowej
  Składu mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze
  Temperatury w cylindrze

Jeśli w cewce zgromadzona jest odpowiednia ilość energii osiągany jest punkt B' w którym rozpoczyna się przeskok iskry pomiędzy elektrodami świecy. W punkcie B' zaczyna również przepływać prąd między elektrodami. Powoduje to spadek napięcia do poziomi C'. Od punktu C' możemy obserwować płaski odcinek przebiegu wykresu, jest on wypadkową napięcia i prądu w łuku elektrycznym. Ten okres jest tak długi na ile wystarczy energii zgromadzonej w cewce na podtrzymanie łuku. Pole powierzchni pod wykresem ograniczone liniami pionowymi w punktach A' i D' oraz osią poziomą, jest miarą energii wyładowania iskrowego na świecy. Porównanie wielkości tych pól powierzchni pozwala na porównanie energii zapłonu dla układu cewka-przewód zapłonowy-świeca zapłonowa.

W punkcie D', w końcowej części wyładowania następuję wzrost napięcia. Świadczy to o tym, że w cewce nie ma już wystarczającej ilości energii mogącej podtrzymać stabilnie płynący w trakcie wyładowania prąd i iskra zaczyna zanikać. Brak energii na przepływ prądowy zamieniany jest na wzrost napięcia. Następuje gwałtowny spadek napięcia i jego gasnące oscylacje. Należy tutaj wspomnieć o tym, że pomimo przeskoku iskry może nie dochodzić do całkowitego rozładowania cewki. Po tym okresie następuje kolejny cykl zaczynający się od punktu E'.

Brak oscylacji na prawo od punktu E' (lub oscylacje o nieznacznej amplitudzie) może świadczyć o tym, że cewka nie została rozładowana podczas przeskoku iskry lub do przeskoku iskry nie doszło.

Analizowany wykres został sporządzony dla standardowej świecy z przerwą iskrowa 0,8 mm, umieszczonej w powietrzu. W związku z tym nie było wpływu wysokiego ciśnienia oraz składu mieszanki na wartości napięć oraz przebiegu prądu. Warto w tym miejscu jeszcze wspomnieć o dość istotnym czynniku mającym wpływ na wartość napięcia potrzebnego do zainicjowania iskry, a nie wymienionym wcześniej. Czynnikiem tym jest kształt (stan) elektrod świecy zapłonowej. Najłatwiej zainicjować jest przeskok iskry (potrzebne jest najniższe napięcie) między dwoma ostro zakończonymi elektrodami. W przypadku elektrod o kształcie kolistym (a w trakcie eksploatacji elektrody przybierają taki kształt) potrzebne jest wyższe napięcie niż w przypadku ostro zakończonych elektrod. Najwyższe napięcie jest potrzebne w przypadku elektrod będących dwoma płaskimi powierzchniami oddalonymi od siebie.

Źródło: Sentech