Perché la scintilla sprecata nei motori a quattro tempi?


13

Questo è appena emerso nella mia mente curiosa. In un tipico motore a quattro tempi con un numero pari di cilindri, le candele si accendono in coppia. Ciò significa che c'è una scintilla sprecata quando un cilindro è in scarico, mentre l'altro in realtà spara nella parte superiore della compressione.

Capisco che questo è probabilmente fatto per risparmiare spazio sotto il cofano poiché raddoppierebbe il numero di pacchi batteria richiesti. Inoltre, consente di risparmiare sull'acquisto iniziale e sulla sostituzione. Tuttavia, non occupano molto spazio e non costano molto (almeno per la mia auto a 4 cilindri).

La mia domanda: perché non raddoppiare il numero di pacchi bobina per evitare la scintilla sprecata? Sebbene ciò occuperebbe più spazio e costi di più per i pacchi, sicuramente ridurrebbe l'usura delle candele in una certa misura così come i fili delle candele e forse l'alternatore. Ciò equivarrebbe alla metà del numero di scintille su ciascuna spina poiché potrebbero essere impostate per sparare solo su una corsa di compressione.

Sono sicuro che le considerazioni sullo spazio e sui costi rispondono alla domanda, ma speravo in qualche altro pensiero sui vantaggi / svantaggi di un sistema che evita la scintilla sprecata.


Domanda bonus: i motori a due cilindri in genere accendono entrambi i cilindri contemporaneamente? O tendono a scintillare separatamente?


Domanda bonus 2: c'è una scintilla sprecata nei motori con un numero dispari di cilindri? Non la penso così.


Non sono sicuro di ciò a cui ti riferisci come "scintilla sprecata" qui. Intendi dire che due cilindri dovrebbero sparare contemporaneamente?
Zaid,

1
Anche se ciò fosse vero, la quantità effettiva di "rifiuti" di cui stai parlando è estremamente ridotta e la scintilla non è il componente più importante nell'usura delle candele. Aggiungere più bobine significherebbe semplicemente aggiungere più parti che possono usurarsi e che devono essere sostituite.
barbecue,

@Zaid, no. Intendo dire che due candele si accendono contemporaneamente, ma una scintilla la miscela carburante / aria immediatamente dopo la corsa di compressione e l'altra scintilla nello scarico (sprecando).
Pesce di Poisson,

Se si considera che un coilpack su una Mercedes Classe S costa più di $ 1000, sarebbe sciocco raddoppiare il numero.
Capitano Kenpachi,

1
@JuannStrauss, sì, sarebbe piuttosto significativo, ma la mia ricerca suggerisce che i pacchi bobine di classe S dovrebbero essere di circa $ 50 ciascuno. Potresti voler controllare il tuo ragazzo delle parti ...
Poisson Fish

Risposte:


18

Mi dispiace se questa finisce per essere una risposta lunga. La risposta a questa domanda è più storica di ogni altra cosa, ma prima un po 'di storia.

In un sistema a scintilla di scarto una bobina di accensione ha due uscite per candele a differenza di qualsiasi altro sistema che ne abbia solo una. Ogni bobina di accensione è collegata a due candele. Queste candele si trovano in due cilindri contrapposti, il che significa che i pistoni si muovono su e giù contemporaneamente. Ciò inserisce un cilindro nella corsa di compressione e l'altro nella corsa di scarico contemporaneamente. Quando la bobina si accende, entrambe le candele si accendono contemporaneamente, una nel cilindro con carburante e l'altra nel cilindro con scarico. La scintilla nel cilindro con scarico è chiamata scintilla dei rifiuti.

Quando la scintilla di scarto è venuta fuori per la prima volta era all'avanguardia. È stato un ottimo sostituto per un distributore, ma alla fine è stato un compromesso. Il motivo principale della scintilla dei rifiuti è che richiedeva meno potenza computazionale. I computer automobilistici erano agli albori all'epoca e non riuscivano a sgranocchiare i numeri per sparare una serie di bobine individuali. Ciò è evidente dal fatto che allo stesso tempo i sistemi di iniezione del carburante multipunto erano di gran moda. Gli iniettori furono sparati tutti insieme come un grande iniettore a differenza dell'iniezione sequenziale di carburante che seguì che sparò gli iniettori individualmente nell'ordine di fuoco. Ciò è ulteriormente evidente dall'uso di moduli di accensione come nei veicoli GM e EDIS nei veicoli Ford. Questi moduli hanno eseguito alcuni dei calcoli necessari per alleviare il PCM dal doverli fare.

L'usura delle candele citate è esagerata perché la candela di scarico si accende sempre nel flusso di scarico che è pieno di gas ionizzato caldo che è davvero facile da sparare. In realtà la candela che spara all'indietro (dall'elettrodo laterale all'elettrodo centrale) è maggiormente soggetta a usura.

La maggior parte dei produttori automobilistici alla fine è andata a bobine individuali per cilindro, questo si chiama bobina su spina o bobina vicino a spina. È un sistema più vantaggioso perché è possibile controllare la sosta e la tempistica per singolo cilindro. Anche se sono così moderni, questi sistemi conservano ancora alcune delle radici da cui provengono. Ad esempio in un motore Ford V8 con bobina su tappo, se il sensore di posizione dell'albero a camme smette di funzionare, il motore utilizzerà solo il sensore di posizione dell'albero motore e regredirà all'utilizzo della scintilla di scarto e sparando gli iniettori nelle banche anziché in sequenza. Questo mi porta a una modalità inerte in garage. Inoltre alcuni produttori conservano ancora la scintilla dei rifiuti anche sul motore prodotto oggi. Prendiamo ad esempio il motore GM Ecotec a 4 cilindri, utilizza ancora scintille di scarto.

Finalmente la tua domanda a due cilindri. Dipende molto dal design del motore. se i cilindri si oppongono come il motore Vtwin, sì, usano la scintilla di scarto, ma anche questi motori normalmente usano un sistema a magnete che accende sempre la stessa candela nello scarico, non può farne a meno. Se è un motore piatto come in alcune motociclette, non utilizza quel sistema perché la corsa dei cilindri è opposta.

I motori a cilindro dispari PS (numero maggiore di uno) sono così rari che sarebbe più un'eccezione che una regola su quali sistemi di accensione hanno usato.


Grazie per la lunga risposta! Ha risposto direttamente alle mie domande e ha confermato i miei sospetti che la scintilla sprecata sia principalmente una complessità e un costo di compromesso.
Pesce di Poisson,

Aggiungo, c'è un motore a doppia flat che utilizza la scintilla sprecata, il classico Citroen 2CV: en.wikipedia.org/wiki/Citro%C3%ABn_2CV#Engines Poiché l'auto è stata progettata esclusivamente per semplicità meccanica e affidabilità per appello al mercato di massa, il sistema si adattava bene. I motori a contrapposizione orizzontale funzionano perfettamente con i sistemi a scintilla sprecata perché i pistoni si muovono in direzioni opposte, con corse di 180 'di distanza.
Gargravarr,

@Gargravarr Immagino di dover fare una distinzione. I motori di tipo V piatto non possono utilizzare la scintilla dei rifiuti. I motori piatti opposti come il pugile Subaru possono usare la scintilla dei rifiuti. La distinzione è se due pistoni guidano sullo stesso tiro di manovella (piatto V) o se tutti i pistoni hanno il loro tiro (pugile).
vini_i

6

Alcuni motori a quattro tempi ha fatto avere accensione a scintilla sprecata. Il vantaggio di base non era la necessità di un distributore, che era una delle parti meno affidabili del sistema di accensione. I sistemi a scintilla sprecata venivano usati molto prima che i pacchi bobine plug-top diventassero di uso comune.

I problemi di affidabilità non sono così importanti con i moderni componenti di accensione.

L'accensione a scintilla sprecata è più o meno standard sui piccoli motori monocilindrici a quattro tempi che usano l'accensione magneto, grazie al suo design semplice e affidabile.

Nei motori motociclistici la scintilla sprecata ha il vantaggio di usare meno bobine, ognuna delle quali può essere fisicamente più grande (e più potente) nello spazio limitato disponibile.

Wikipedia ha un elenco di motori di accensione a scintilla sprecati qui: https://en.wikipedia.org/wiki/Wasted_spark#Practical_examples_of_.27wasted_spark.27

I motori a pistoni Aero con due candele per cilindro sono progettati in questo modo per una maggiore affidabilità. Ogni spina ha un sistema di accensione completamente separato e se il sistema di una spina non funziona ha un effetto trascurabile sulle prestazioni del motore. Ogni sistema di accensione può essere disabilitato indipendentemente dalla cabina di pilotaggio se sviluppa guasti intermittenti in volo, ecc. Uno dei controlli pre-volo è garantire che il motore funzioni correttamente su ciascun sistema di accensione con l'altro disabilitato. Ciò non è correlato all'accensione sprecata della scintilla.

Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.