A benzinmotorok gyújtóberendezése
A benzinmotorokban a gázkeveréket tudvalevő, hogy egy elektromos szikra gyújtja meg. A gyújtógyertya elektródáin kizárólag nagyfeszültségű áram hozhat létre ívet, amihez az akkumulátor 12 voltja kevés lenne.
Akkumulátoros gyújtás
A mai autókban, a gyújtáshoz szükséges szikrát az akkumulátor áramából feltranszformálással hozzák létre. Tudjuk, hogy transzformálás csak akkor jöhet létre, ha erővonal-változás történik Lefordítva: az egyenáramot (amit az akkumulátor is produkál) nem lehet transzformálni. Emiatt a primer áramkört meg kell szakítani. Ilyenkor az erővonalak eltűnnek és eltűnésük közben hatást gyakorolnak a szekunder tekercsre, amelyben nagy feszültségű áram indukálódik. Tehát megtörténik a feltranszformálás. A primer áramkör megszakítását régebbi autókban mechanikusan végezték. Manapság pontosság és megbízhatósági szempontokat figyelembe véve ezt elektronika végzi.
Primer áramkör
Az akkumulátor egyik pólusa testelt. A másik pólusból az áramot a gyújtáskapcsolóba vezetjük, és innen a primer tekercsbe.
Szekunder áramkör
A megszakítás pillanatában, a szekunder tekercsben nagyfeszültségű áram indukálódik. Ezt a nagyfeszültséget kell elvezetni a gyertyáig, minek elektródái között létrejön a szikra.
A mechanikus megszakító
Ezt a megoldást régi autókban használták. Ennél a megoldásnál, volt egy ún. kalapács és egy ún. üllő. Ha a kalapács felemelkedett az üllőről, akkor az áramkör megszakadt. A kalapácsot egy körhagyó emeli meg.
Az akkumulátor-gyújtás részei
A már ismert akkumulátoron kívül idetartozik, a transzformátor, vagy más néven a gyújtótekercs. Ez egy vasmag (melyet lemezekből, vagy huzalokból készítenek az örvényáramok csökkentése miatt), a vasmagra tekercselik a vastag, kevés menetszámú primer és a vékony, sokmenetű szekunder tekercset. A szekunder tekercs az akkumulátoron keresztül
testelődik. A vasmag és a tekercsek szigetelőanyagba vannak ágyazva. Az egész egy szigetelőtalpon áll. Mindezeket magába foglalja egy ház, amelynek tetején szigetelőanyagból készült kivezető van.
Az akkumulátoros-gyújtás részei még a megszakító, amelyet a mai elektronika vezérel.
Régebben a szekunder áramot a többhengeres motoroknál egy gyújtáselosztó vezérelte az éppen munkaütemben lévő henger gyertyájához. Ez nem volt más, mint egy rotor, aminek a végén egy érintkező adta át a kör alakban elhelyezett érintkezők valamelyikének az áramot. Ahány henger, annyi érintkező volt.
Manapság megkerülve a kényes és nem túl megbízható mechanikát, inkább annyi trafót szerelnek az autóba, ahány henger van, vagy az un. ikertrafós megoldás alkalmazzák. Ikertrafós megoldásnál a motorban tartozik egy trafó az 1-4-es hengerhez, valamint a 2-3-as hengerhez. Így az adott henger pároknál mindig egyszerre lesz gyújtás.
A gyertyapipa közvetlenül csatlakozik a gyertyához, feladata a szekunder feszültség átadása.
A gyertyapipa
Az akkumulátoros gyújtás vázlata
Előgyújtás
Az eddigiekből az derülhetett ki, hogy a gyújtógyertya az elektromos szikrával pont akkor gyújtja meg a keveréket, amikor a dugattyú a sűrítés végén a felső holtpontba van. A keveréket egy-két milliméterrel a felső holtpont előtt gyújtja meg a gyertya. Ez az előgyújtás. Erre azért van szükség, mert a keveréknek kell egy kis idő a begyulladástól a teljes elégésig, valamint a motor fordulatszámának változásával az előgyújtás is más mértékű kell hogy legyen, a megfelelő teljesítmény elérése érdekében. Ha a keveréket pont a holtpontba gyújtanánk meg, akkor az égés nem tudna akkora munkát végezni a dugattyún.
A gyújtógyertya
Feladata, hogy a sűrítés végén az égéstérben lévő gázkeveréket meggyújtsa. Ez az elektródái között átugró elektromos szikra által történik.
Részei: a gyertyaház, testelektróda, és a belső tömítések. A gyertya nagy hőingadozásoknak (robbanáskor 2000-2500, szíváskor 150-200 Celsius-fok) és nagy nyomáskülönbségeknek (szíváskor 1 atm alatt, robbanáskor kb. 40 atm van kitéve. Emellett jól kell vezetnie az áramot, de mivel nagy feszültséget kap, jól kell szigetelnie is, ezért nem készülhet
bármilyen anyagból. A szigetelőtestek alapanyaga kerámia. Az elektródákat nikkel, különleges esetekben platina és wolfram ötvözetek. A gyertyákat hőérték, méret, szétszedhetőség, és a szigetelőanyag minősége szerint több csoportba osztályozhatjuk.
A szikra
Hőérték
A kis hőértékű (meleg) gyertyákat csekély fordulatú, míg a nagy hőértékű (hideg) gyertyákat magas fordulatszámú motoroknál alkalmazzák. Öntisztulási hőfokuk (üzemi hőfokuk) egységesen 500-700 fok. Ezen a hőmérsékleten az elektródákról leég az olaj, korom, de még nem melegszik a kritikus hőfok fölé. Ha a gyertya túlmelegszik, az elektródák hőfoka elérheti a benzin öngyulladási hőfokát, így a gyertya a szikrától függetlenül, a felizzott elektródáival gyújtja meg a benzint. Ez a túlmelegedés azzal is járhat, hogy a gyertya elektródái megolvadnak, elégnek. Ha viszont a gyertya az üzemi hőfok alatt üzemel nem ég le róla az olaj és a korom, így azok zárlatot okoznak.
A hőértéket több tényezőből alakítják ki a gyertyagyárak. Többek között attól is függ, hogy az elektróda milyen hosszan nyúlik be az égéstérbe, hogy a szigetelt elektróda milyen hosszan szigetelt, milyen vastagok az elektródák, stb.
Az a gyertya, pl. amelyik elektródái hosszan benyúlnak az égéstérbe és nincs hosszan beburkolva, (kicsi a kerámiával leszigetelt, végül is a hőt leadó rész) gyorsan bemelegszik, tehát kis hőértékű gyertya. A gyertya kétféle elektródája közötti hézag általában 0, 5-1, 1 mm. Ennek a hézagnak állandónak kell lennie. A hézagot mindig a testelektróda kijjebb, beljebb "mozgatásával" kell beállítani.
Karbantartás, hibák
A gyertya karbantartása annyiból áll, hogy a gyár által megadott kilométerenként ellenőrizzük, és szükség esetén beállítjuk az elektródák közötti hézagot. Kétütemű motorokba a gyertyát 2000-3000 kilométerenként meg kell tisztítani. A tisztításnál a gyertyát áztassuk benzinbe, majd a fém részeket drótkefével tisztítsuk meg. Ezenkívül fontos, hogy a gyár által megadott időközönként cseréljük a gyertyákat, esetleg kábelekkel együtt. Ügyeljünk arra is, hogy a gyertya megfelelő nyomatékkal legyen meghúzva a hengerfejben, különben kifújnak a gázok. Az alátétek helyes felhelyezése is fontos, mivel a gyertya ezeken keresztül hatalmas hőt ad át a hengerfejnek, ha ezt a hőt nem tudja megfelelően átadni, a gyertya túlmelegedhet, ezen kívül itt is át tudnak szökni a gázok. A gyertya hibái lehetnek: olajzárlat, túl nagy hézag, túl kicsi hézag, koromzárlat, szigetelési hibák (átfújás).