ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92

Содержание

Принцип работы Twin Spark

Twin Spark — система зажигания, при которой к каждому цилиндру автомобиля подводится две свечи зажигания. Система позаимствована с авиационных моторов. Изначально твин спарк появилась на автомобилях известного итальянского концерна Alfa Romeo. Внедрение «авиасистемы» должно было понизить расход топлива, рационально распределить мощность двигателя.

Twin spark

Twin spark появилась в начале XX века, а именно в 1914 году. В 1922 году Твин спарк попробовали установить на гоночную машину Alfa RL. Это позволило компании без увеличения объема двигателя повысить мощность двигателя.

На некоторое время совершенствование этой системы приостановилось. С начала 1960-х годов стартовал второй этап развития Твин спарк.

В восьмидесятые годы компания сумела внедрить Twin spark в серийное производство автомобилей. Это было обусловлено повышением мощности двигателя на основе стандартов по выбросу вредных отработанных газов.

Принцип работы

Сейчас система зажигания с двойными компонентами — Twin spark — применяется на всех транспортных средствах автопроизводителя Alfa Romeo.

Главная конструктивная фишка такой системы — использование двух свечей. Эти свечи вдвоем поджигают рабочую смесь в каждом цилиндре. Твин спарк применялась на двигателях с 8-ми и 16-ти клапанами.

Первые движки Твин спарк не имели отличий от других производителей. Установка на автомобиль такой системы зажигания обеспечивала надежную работу двигателя при хорошей экономичности. Система предполагала что за рабочий цикл произойдет две вспышки, которые отделены несколькими долями секунд друг от друга.

Компания Mercedes поставила систему Твин спарк для маленького двигателя объемом 0,66 литра. Для первоначальных систем Твин спарк применяли два контура зажигания с индивидуальной катушкой под каждый. Бегунок распределения зажигания имел два рабочих контакта. Эти контакты находились рядом друг с другом.

Электроды, которые предназначены для каждой группы свечей, находятся немного в отступе друг от друга. Поэтому контакт бегунка, расположенного выше, срабатывал на несколько сотых секунды быстрее чем нижний.

Все классические четырехтактные двигатели имеют 4 фазы работы. Конструктивно такие двигатели не располагают системой, которая контролирует клапаны. Клапаны в четырехтактных двигателях открываются в одно время. Вся работа системы обеспечивается наличием двух распредвалов. Эти валы могут производить контроль над фазами газораспределения. От оборотов двигателя полностью зависит время раскрытия клапанов. Распредвал совершает движения по углу поворота коленчатого вала.

Совмещение фаз газораспределения позволило повысить КПД двигателя. Экономия топлива наблюдается на любой фазе работы двигателя.

Твин спарк на Alfa Romeo

Постепенное развитие системы шло параллельно с изменением конструктивных особенностей двигателей компании Alfa Romeo. Поздние модели восьмиклапанных двигателей уже изготавливались с возможностью воспламенять рабочую смесь в двух точках. Это позволило получить зажигание сразу с двух сторон в цилиндре. Зажигание с двух сторон обеспечило быстрое прохождение пламени, поэтому уменьшился угол опережения. Появилась возможность добиться новых экономических показателей двигателям. Параллельно улучшилось проветривание камер сгорания.

Есть еще одна особенность — при поломке одной из катушек, двигатель с системой Твин спарк не глохнет. В двигателях Твин спарк с шестнадцатью клапанами разработчики смогли поставить еще одну свечу, которая находится в самом центре цилиндра. Здесь развивается большой крутящий момент при низких оборотах.

Твин спарк применялся на машинах Alfa Romeo 6 лет назад. Сейчас используется более перспективная и совершенная система.

Особенности двигателей с Твин спарк

Владельцам автомобилей с двигателями оснащенных с системой Twin spark приходится покупать два комплекта свечей для замены. На практике это не снижает надежности системы.

И еще три интересных преимущества системы Твин спарк:

  • весьма крепкая двухрядную цепь;
  • прочные шатуны;
  • конструктивные особенности двигателя.

Двухрядная цепь не заставит своего владельца думать о скорой замене. Двигатель с такой цепью издает больше шума при работе, но надежнее. У него приемлемая отдача тепла при работе. Цепи имеют хороший коэффициент выносливости.

Минусы двигателя — только слабый блок и некачественные гильзы. На многих ремонтных станциях технического обслуживания не любят производить ремонт таких двигателей. Это связано с тяжелой конструкцией. Запчасти очень сложно найти в России и стоят они дорого. С другой стороны, те, кто покупает машины с Твин спарк, могут себе позволить дорогостоящий ремонт.

Автомобилям с Твин Спарк характерен шум мотора, который никак не влияет на работу всего транспортного средства.

Твин спарк в наше время

Нельзя сказать что система Твин спарк безупречна. Сложная конструкция и высокая цена ограничивали «область» применения. Твин спарк не устанавливали на доступные автомобили до некоторого времени.

После разработки этой системы, никто не был готов к столь высокой мощности, поэтому ходовую часть транспортных средств пришлось совершенствовать.

После перехода компании Alfa Romeo в Fiat group, систему Твин спарк, наконец, внедрили на бюджетные автомобили с маленьким объемом двигателя. В наше время вся работа системы подчиняется контролю электроники, поэтому эффективность двигателей перешла на новую ступень.

С 1985 года на все транспортные средства компании стали устанавливать двигатели с Твин спарк.

Эту систему стали применять такие гиганты, как Mercedes, Honda, Aston Martin. В наше время основной проблемой при ремонте таких двигателей из-за его конструктивной сложности считается — замена ремней ГРМ.

 

Twin spark принцип работы

Что такое twin spark? Это система зажигания, которой часто хвалятся менеджеры в салонах Мерседес и Хонда. Но откуда это система пришла в автопром? Чем реально отличается система от обыкновенного зажигания? Какие плюсы и минусы есть у зажигания? Обо всем по порядку разберемся вместе.

История появления

На звание twin spark переводится как двойная искра. Подобную технологию использовали с самого начала эпохи машиностроения. Вот только использовалась схема не в автопроме, а в авиационной промышленности.

Авиационный двигатель с двойного зажигания

В цилиндры двигателей внутреннего сгорания самолетов устанавливали две свечи зажигания с целью увеличения надежности конструкции. На высоте проблема с пониженным давлением иногда гасила искру прямо в двигателе. Нерабочий двигатель в авиастроении это смерть пилота и пассажиров. Поэтому и было решено использовать две свечи, на случай если одной искры будет недостаточно. Позже было выяснено, что система предполагает так же экономии довольно дорогого авиационного топлива и повышение мощности при одинаковых габаритах двигателя.

В 1914 году в ходе небольшого эксперимента концерн Alfa использовал методику для создания гоночного автомобиля. Попытка оказалась удачной и с тех пор все машины знаменитой марки Alfa Romeo выпускаются с двойной системой зажигания. Позже к подобному опыту преобщились многие мировые автоконцерны. В России наиболее распространены марки Мерседес и Хонда. Разумеется, что использовалась не точная копия системы. Конструкторы просто позаимствовали идею, доработав конструкцию. Применение системы стало возможно в рамках автомобиля без какой-либо опасности для водителя.

Принцип работы системы

Вспомним, как работает классический цикл двигателя внутреннего сгорания, и на его основе рассмотрим как работает twin spark.

  1. На первом этапе происходит впрыск топлива. Учебник 7 класса наивно твердит, что цилиндр полностью заполняется бензином, но это неэкономично. Для начала цикла достаточно одной капли топлива с воздухом.
  2. Топливно-воздушная смесь сжимается. В результате максимально увеличивается внутренняя энергия смеси за счет повышения давления.
  3. За счет искры, которую производит свеча зажигания, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. В процессе сгорания смесь расширяется, выталкивая поршень, который в первой фазе максимально уменьшил заполненный объем.
  4. Поршень возвращается на свое место благодаря шатунному механизму, и цикл повторяется снова.

Схема работы 4-х тактного двигателя

Если говорить конкретно о схеме twin spark, то система совершенствует фазу воспламенения и совершения работы двигателя, то есть третью фазу. Две свечи располагаются таким образом, чтобы поджечь смесь с двух разных сторон. Как итог весь объем цилиндра воспламеняется мгновенно. Это делает двигатель мощнее. При этом концентрация топлива, необходимая для воспламенения становится меньше, то есть появляется возможность экономить на топливе. За счет полученных преимуществ система и получила свое распространение.

Преимущества твин спарк

  • Огромным преимуществом является повышение мощности двигателя. Как результат машины Alfa Romeo знамениты на весь мир своими машинами. Это скорость и надежность в одном флаконе. Специально для контроля распределения продуктов сгорания, существует второй распредвал. Эта деталь позволяет всю возможную работу направить на поворот оси двигателя, не упуская и крупицы мощности.
  • Надежность. Свечи специально располагаются так, чтобы вторая искра подавалась в цилиндр с небольшой задержкой. Это предохраняет двигатель от взрыва. Чтобы дополнительно усилить конструкцию используются утолщенные стенки цилиндров и детали из лучших сортов стали.
  • Компактность. За счет увеличения мощности, поршень проворачивается быстрее. Уменьшается угол поворота шатуна, в результате двигатель внутреннего сгорания с двойной системой зажигания занимает меньше места под капотом автомобиля. Необходимость двух свечей на цилиндр не добавляет больших объемов устройству. Так же не препятствует уменьшению двигателя и второй распределительный вал.

Использование системы twin spark в автомобиле Alfa Roveo

Недостатки системы

Мощность

Любая система имеет ряд недостатков и твин спарк не исключение. Поговорим о наиболее очевидном из них. Что произойдет, если к машине приделать двигатель от самолета? Автомобиль развалится в дороге, так как система жесткости корпуса и запрос прочности деталей не предполагает использование таких мощностей. Действительность такова, что конструкции, которая в полной мере смогла бы использовать принцип работы twin spark, просто не существует.

Современные машиностроительные концерны пытаются увеличивать жесткость ходовой части. Но с другой стороны имеется тенденция использования хрупкого корпуса авто для уменьшения последствий аварий. Это значит, что в ближайшее время полностью раскрыть потенциал системы не получится. И не известно получится ли когда-либо создать подобную конструкцию.

Ремонт

Вряд ли это касается пользователей автомобиля, поэтому поговорим о более насущных проблемах. Первая из них это ремонт. Ремонтировать автомобиль с двойной системой зажигания очень дорого. В обычной СТО мастера даже притрагиваться к фирменной системе не станут. А это означает, что все техобслуживание придется проводить в фирменных салонах.

В особенности часто страдает ремень ГРМ. При этом сам по себе двигатель имеет большой вес, что снова затрудняет обслуживание автомобиля. Отдельно нужно отметить двойную систему зажигания, которую дороже заменить, чем традиционную систему. Небольшой прибавкой к тратам станет двойной набор свечей зажигания.

Для двигателей с твин парк не получится использовать стандартный набор запчастей, поскольку все детали здесь выполняются по отдельной технологии с повышенной степенью надежности. Зачем это нужно – говорилось ранее. Использование деталей с других двигателей, во-первых, крайне неразумно, поскольку конструкция это не предполагает. Но если вдруг какой-то умелец сумел приладить к двигателю с устройством twin spark обычную деталь, то в лучшем случае на следующей неделе автомобиль придется ремонтировать снова

С другой стороны, двигатели сгорания с твин спарк это устройства для машин бизнес-класса. А значит, приобретают такие автомобили достаточно обеспеченные люди, которым не принципиальна цена обслуживания машины. Тем более, что ломается система кране редка. Надежность двигателя с двойной системой зажигания сравнима с надежностью самолета. Поэтому на выходе мы имеем просто качественную надежную систему, достаточно дорогую в обслуживании.

Шум

Некоторые критики отмечают особую шумность двигателя. И это правда, при сравнительно одинаковых мощностях, система с твин спарком более шумная, поскольку выхлоп происходит резче, газы движутся быстрее, что создает более громкий звук. Но это не недостаток, а скорее особенность, за которую многие и любят Alfa Romeo. Многие водители небезосновательно полагают шум мотора признаком мощности системы в целом.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Twin spark принцип работы

Что такое twin spark? Это система зажигания, которой часто хвалятся менеджеры в салонах Мерседес и Хонда. Но откуда это система пришла в автопром? Чем реально отличается система от обыкновенного зажигания? Какие плюсы и минусы есть у зажигания? Обо всем по порядку разберемся вместе.

История появления

На звание twin spark переводится как двойная искра. Подобную технологию использовали с самого начала эпохи машиностроения. Вот только использовалась схема не в автопроме, а в авиационной промышленности.


Авиационный двигатель с двойного зажигания

В цилиндры двигателей внутреннего сгорания самолетов устанавливали две свечи зажигания с целью увеличения надежности конструкции. На высоте проблема с пониженным давлением иногда гасила искру прямо в двигателе. Нерабочий двигатель в авиастроении это смерть пилота и пассажиров. Поэтому и было решено использовать две свечи, на случай если одной искры будет недостаточно. Позже было выяснено, что система предполагает так же экономии довольно дорогого авиационного топлива и повышение мощности при одинаковых габаритах двигателя.

В 1914 году в ходе небольшого эксперимента концерн Alfa использовал методику для создания гоночного автомобиля. Попытка оказалась удачной и с тех пор все машины знаменитой марки Alfa Romeo выпускаются с двойной системой зажигания. Позже к подобному опыту преобщились многие мировые автоконцерны. В России наиболее распространены марки Мерседес и Хонда. Разумеется, что использовалась не точная копия системы. Конструкторы просто позаимствовали идею, доработав конструкцию. Применение системы стало возможно в рамках автомобиля без какой-либо опасности для водителя.

Принцип работы системы

Вспомним, как работает классический цикл двигателя внутреннего сгорания, и на его основе рассмотрим как работает twin spark.

  1. На первом этапе происходит впрыск топлива. Учебник 7 класса наивно твердит, что цилиндр полностью заполняется бензином, но это неэкономично. Для начала цикла достаточно одной капли топлива с воздухом.
  2. Топливно-воздушная смесь сжимается. В результате максимально увеличивается внутренняя энергия смеси за счет повышения давления.
  3. За счет искры, которую производит свеча зажигания, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. В процессе сгорания смесь расширяется, выталкивая поршень, который в первой фазе максимально уменьшил заполненный объем.
  4. Поршень возвращается на свое место благодаря шатунному механизму, и цикл повторяется снова.


Схема работы 4-х тактного двигателя

Если говорить конкретно о схеме twin spark, то система совершенствует фазу воспламенения и совершения работы двигателя, то есть третью фазу. Две свечи располагаются таким образом, чтобы поджечь смесь с двух разных сторон. Как итог весь объем цилиндра воспламеняется мгновенно. Это делает двигатель мощнее. При этом концентрация топлива, необходимая для воспламенения становится меньше, то есть появляется возможность экономить на топливе. За счет полученных преимуществ система и получила свое распространение.

Преимущества твин спарк

  • Огромным преимуществом является повышение мощности двигателя. Как результат машины Alfa Romeo знамениты на весь мир своими машинами. Это скорость и надежность в одном флаконе. Специально для контроля распределения продуктов сгорания, существует второй распредвал. Эта деталь позволяет всю возможную работу направить на поворот оси двигателя, не упуская и крупицы мощности.
  • Надежность. Свечи специально располагаются так, чтобы вторая искра подавалась в цилиндр с небольшой задержкой. Это предохраняет двигатель от взрыва. Чтобы дополнительно усилить конструкцию используются утолщенные стенки цилиндров и детали из лучших сортов стали.
  • Компактность. За счет увеличения мощности, поршень проворачивается быстрее. Уменьшается угол поворота шатуна, в результате двигатель внутреннего сгорания с двойной системой зажигания занимает меньше места под капотом автомобиля. Необходимость двух свечей на цилиндр не добавляет больших объемов устройству. Так же не препятствует уменьшению двигателя и второй распределительный вал.


Использование системы twin spark в автомобиле Alfa Roveo

Недостатки системы

Мощность

Любая система имеет ряд недостатков и твин спарк не исключение. Поговорим о наиболее очевидном из них. Что произойдет, если к машине приделать двигатель от самолета? Автомобиль развалится в дороге, так как система жесткости корпуса и запрос прочности деталей не предполагает использование таких мощностей. Действительность такова, что конструкции, которая в полной мере смогла бы использовать принцип работы twin spark, просто не существует.

Современные машиностроительные концерны пытаются увеличивать жесткость ходовой части. Но с другой стороны имеется тенденция использования хрупкого корпуса авто для уменьшения последствий аварий. Это значит, что в ближайшее время полностью раскрыть потенциал системы не получится. И не известно получится ли когда-либо создать подобную конструкцию.

Ремонт

Вряд ли это касается пользователей автомобиля, поэтому поговорим о более насущных проблемах. Первая из них это ремонт. Ремонтировать автомобиль с двойной системой зажигания очень дорого. В обычной СТО мастера даже притрагиваться к фирменной системе не станут. А это означает, что все техобслуживание придется проводить в фирменных салонах.

В особенности часто страдает ремень ГРМ. При этом сам по себе двигатель имеет большой вес, что снова затрудняет обслуживание автомобиля. Отдельно нужно отметить двойную систему зажигания, которую дороже заменить, чем традиционную систему. Небольшой прибавкой к тратам станет двойной набор свечей зажигания.

Для двигателей с твин парк не получится использовать стандартный набор запчастей, поскольку все детали здесь выполняются по отдельной технологии с повышенной степенью надежности. Зачем это нужно – говорилось ранее. Использование деталей с других двигателей, во-первых, крайне неразумно, поскольку конструкция это не предполагает. Но если вдруг какой-то умелец сумел приладить к двигателю с устройством twin spark обычную деталь, то в лучшем случае на следующей неделе автомобиль придется ремонтировать снова

С другой стороны, двигатели сгорания с твин спарк это устройства для машин бизнес-класса. А значит, приобретают такие автомобили достаточно обеспеченные люди, которым не принципиальна цена обслуживания машины. Тем более, что ломается система кране редка. Надежность двигателя с двойной системой зажигания сравнима с надежностью самолета. Поэтому на выходе мы имеем просто качественную надежную систему, достаточно дорогую в обслуживании.

Некоторые критики отмечают особую шумность двигателя. И это правда, при сравнительно одинаковых мощностях, система с твин спарком более шумная, поскольку выхлоп происходит резче, газы движутся быстрее, что создает более громкий звук. Но это не недостаток, а скорее особенность, за которую многие и любят Alfa Romeo. Многие водители небезосновательно полагают шум мотора признаком мощности системы в целом.

Двигатель Alfa Romeo, который мы будем разбирать, относится к семейству моторов Twin Spark. Twin Spark переводится как «двойная искра». У этих бензиновых двигателей действительно две две свечи зажигания на каждый цилиндр. Вообще, инженеры Alfa Romeo еще в 1914 году создали гоночный двигатель с двумя свечами на цилиндр.

К подобному решению для автоспортивных двигателей они вернулись в 1960-е, а в 1986 году представили серийные моторы с удвоенным количеством свечей. Ради того, чтобы вписать свои двигатели в более жесткие экологические нормы. Чисто технически две свечи зажигания, обеспечивающие две последовательные или одновременные искры, позволяют бензиновому двигателю успешно работать на довольно бедной смеси. Также две свечи зажигания увеличивают скорость сгорания топливовоздушной смеси, а, значит, можно уменьшать угол опережения зажигания, что дает некоторый выигрыш в мощности.

Все массовые серийные итальянские двигатели с технологией Twin Spark были 4-цилиндровыми, рабочим объемом от 1,4 до 2,0 литров. Первые были с одним распредвалом и двумя клапанами на цилиндр. Самые поздние были 16-клапанными. Среди них были двигатели с чугунными блоками и цепным приводом ГРМ.

Мы разберем одну из последних версий двигателя Twin Spark – 2-литровый двигатель (AR32310), снятый с Alfa Romeo 156 2001 года выпуска.

На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку 150-сильного двигателя 2.0 Twin Spark последнего образца, соответствующего нормам Евро-3. Этот двигатель был снят с Alfa Romeo 156 2001 года выпуска.

Двигатель Alfa Romeo не заводится

Капризный двигатель Alfa Romeo может не заводится по ряду причин: из-за выхода из строя датчика положения коленвала, датчика температуры охлаждающей жидкости или неисправности антенны иммобилайзера. Проще всего диагностируется неисправность датчика коленвала: загорается Check Engine и мотор не заводится только на горячую.

Дроссельная заслонка

Третья модификация 16-клапанных двигателей Twin Spark появилась в 2000 году. Одно из отличий – электронная дроссельная заслонка.

Выбрать и купить дроссельную заслонку для двигателя для Alfa Romeo вы можете в каталоге на нашем сайте.

Плавают обороты при выбеге на нейтральной передаче

Если обороты двигателя Twin Spark начинают плавать при езде накатом на нейтралке, то нужно проверить клапан вентиляции картерных газов. Он расположен с обратной стороны дроссельной заслонки. В клапане ослабевает пружинка или засоряется. Из-за этого нарушается регулирование разряжения картерных газов. Клапан можно купить и поменять целиком. Но также сработает и такой ход, как чистка и разгибание пружинки. Правда, такой ремонт поможет на полгода-год, потом обороты снова начнут плавать по той же причине.

Если двигатель 2.0 Twin Spark держит повышенные холостые обороты, то причиной может быть неисправность датчика массового расхода топлива (ДМРВ) или датчика температуры антифриза. Также при неисправном расходомере мотор может слабо тянуть на холодную или издавать хлопки при резком нажатии акселератора.

Впускной коллектор

На двигателях Twin Spark объемом 1.8 и 2.0 литра используется впускной коллектор изменяемой длины. Это относится к поздним версиям моторов, которые отличаются пластиковыми клапанными крышками.

До средних оборотов (до 2800 об/мин) воздух поступает по коротким каналам коллектора. На средних оборотах (от 2800 до 5200 об/мин) воздух направляется по длинным каналам, что облегчает наполнение цилиндров за счет резонанса и ускорения потока. На оборотах выше 5200 об/мин воздух снова переключается на короткие каналы, чтобы обеспечить минимальное сопротивление потоку и снизить разряжение во впуске.

Управление заслонками геометрии впускного коллектора осуществляется вакуумной системой по командам электроники. Система в целом надежна, но бывают случаи заклинивания штока или утечек вакуума.

Свечи зажигания

На 16-клапанных моторах Twin Spark устанавливаются свечи диаметром 14 и 10 мм. 14-мм свечи стоят по центру купола камеры сгорания. 10-мм свечи стоят сбоку камеры сгорания. В разработке системы «двойной искры» итальянцам помогали японцы из компании NGK. Каких-то особых проблем и неполадок система Twin Spark не вызывает. Разве что, приходится покупать вдвое больше свечей.

Катушки зажигания

До 2000 года на 16-клапанных двигателях Twin Spark применялись четыре смежные катушки зажигания. То есть, одна катушка зажигания давала «рабочую» искру на одной свече в одном цилиндре в конце такта сжатия и «холостую» искру на одной свече в другом цилиндре в конце такта выпуска. Любопытно, что при такой схеме двигатель продолжал относительно неплохо работать при выходе их строя одной из катушек. Однако такая схема работы увеличивает нагрузку на катушки: они должны давать искру каждые 360° оборота коленвала.

У нас в наличии много катушек зажигания. Выбрать и купить катушки зажигания для Alfa Romeo вы можете в нашем каталоге.

С 2000 года каждый цилиндр получил индивидуальные катушки зажигания. Одна катушка давала искру на обоих свечах одного из цилиндров. В таком режиме работы катушки дают искру каждые 720° оборота коленвала (напомним, что все 4 рабочих такта двигателя совершаются за 2 оборота коленвала) и появляется возможность управлять углом опережения зажигания.

Ремень ГРМ

Ремень ГРМ нужно проверять каждые 60 000 км, а менять с интервалом в 115 000 км или раз в 5 лет. Специалисты советуют вдвое сократить интервал замены ремня ГРМ, т.к. считают его слишком нежным.

В механизме ГРМ на двигателях Twin Spark них нет меток нигде. Для правильного совмещения валов нужно пользоваться специальными фиксаторами валов.

Балансирные валы

Только на 2-литровых модификациях двигателя Alfa Romeo Twin Spark используются балансирные валы. Они приводятся отдельным зубчатым ремнем (60620443). Ремень балансиров тоже нужно менять с интервалом в 115 000 км. По сути его обрыв ничем двигателю не грозит. Немало 2-литровых Twin Spark вообще ездят без ремня привода балансиров. Однако при обрыве он может попасть под ремень ГРМ, и тогда двигатель получит «капитальные» повреждения.

ГБЦ

У 16-клапанных двигателей Twin Spark одинаковые ГБЦ, однако есть различия по распредвалам – по профилю кулачков. На старших двигателях 1.8 и 2.0 литра распредвалы одинаковые. Привод клапанов осуществляется гидрокомпенсаторами, помещенными в толкатели-стаканчики. Это стандартная схема для двигателя, рассчитанного на высокие обороты, т.к. в приводе клапанов отсутствуют лишние массы – рокеры.

Однако там, где нет рокеров, нет и роликов. Поэтому трение между кулачками и стаканчиками значительное. Гидрокомпенсаторы высоко выступают из колодцев, поэтому склонны подклинивать из-за боковых нагрузок. Изношенный гидрокомпенсатор издает четкий ритмичный звук. Менять его следует незамедлительно, т.к. соответствующий кулачок распредвала начинает изнашиваться и гнать стружку. В целом, распредвалы к двигателям Twin Spark пользуются устойчивым спросом.

Часто моторы Twin Spark подводит качество изготовления: направляющие клапанов и сами распредвалы не очень-то удачные и долговечные.

Выбрать и купить ГБЦ (головку блока цилиндров) для двигателя для Alfa Romeo вы можете в каталоге на нашем сайте.

Фазовращатель

Фазовращатель устанавливается на впускном распредвале всех двигателей Twin Spark с 1998 года. Конструктивно гидромеханическая муфта напоминает муфту на двигателях Volvo (о которых мы уже рассказывали). Смещение шкива впускного распредвала осуществляется поршнем, который на косых шлицах проворачивает корпус муфты.

Муфта механизма изменения фаз газораспределения недолговечная. Она требует замены с регулярностью в 100 000 – 150 000 км пробега из-за износа шлицов вала и шестерен. Барахлящая муфта издает стрекочущий звук при работе двигателя. Но хуже всего, что через ее сальники уходит масло, которое должно поступать в ГБЦ.

В результате из-за низкого давления масла изнашиваются кулачки распредвалов. Сильно изношенный фазовращатель с ослабшей пружиной может стать причиной перескока ремня ГРМ.

Соленоидный клапан фазовращателя довольно живуч, но из-под него частенько течет масло.

Маслонасос

Маслонасос двигателей Twin Spark выходит из строя из-за малейших загрязнений. Снижение давления масла сказывается на ресурсе распредвалов и их вкладышах коленвала.

Поршни

Двигатель 2.0 Twin Spark под Евро-3 отличается от такого же мотора под Евро 2 поршнями. Разумеется, у более поздней и экологичной версии поршни легче, а поршневые кольца тоньше. Высота такого поршня – всего 51,3 мм. Для сравнения, у мотора 2.0 Twin Spark под Евро-2 высота поршня – 56,0 мм. Но есть еще более красочные величины: у двигателя 1.8 Twin Spark под Евро-2 и Евро-3 соответственно высота поршней составляет 60,15 и 50,45 мм соответственно.

На двигатель 2.0 Twin Spark можно поставить старые поршни при условии установки прокладки ГБЦ старого образца: ее высота (толщина) составляет 1,85 мм против 0,38 мм у двигателя для Евро-3.

Неудачная геометрия поршневой группы и кривошипа двигателя 2.0 Twin Spark

Двигатель 2.0 Twin Spark получился из 1,8-литрового мотора увеличением диаметра поршней всего на 1 мм (с 82 до 83 мм) и значительным увеличением хода поршня с 82,7 до 91 мм. Длина шатунов у этих двигателей одинаковая (145 мм). И так получилось, что в итоге геометрия двигателя 2.0 Twin Spark оказалась очень неподходящей для бензинового мотора. Есть такой важный параметр, как RS – отношение длины шатуна к ходу поршня (диаметру кривошипа). Так вот, если у 1.8-литрового мотора это соотношение равно классическому 1.75, то у 2-литрового – 1.59. Это характеристика даже не легкового, а тракторного дизеля.

Отсюда появляется куча технических проблем. Ход поршня изменили, шатуны оставили старые – поэтому шатун сильнее «раскачивает» «таблеточные» (т.е. с низкой высотой) поршни из стороны в сторону. А еще при низком параметре RS поршень испытывает очень резкие ускорения, что сильно нагружает весь кривошипно-шатунный механизм. На высоких оборотах такой двигатель испытывает колоссальные нагрузки от резкой смены ускорений, которые буквально колотят и бьют его коленвал.

Вероятно, ради смягчения таких побочных нагрузок итальянские инженеры были вынуждены использовать балансирные валы именно на 2. 0-литровом Twin Spark. Ведь валы способны не только противодействовать массам, но и имеют приличную инерцию, смягчающую работу двигателя при резком нажатии и отпускании акселератора.

Жор масла

Все 2-литровые двигатели Twin Spark обладают немаленьким масляным аппетитом. По заводским данным, допустимый расход масла составляет до 1 литра на 1000 км. Но эта величина лишь прикрывает особенности этого мотора.

Жор масла провоцируется износом цилиндров и поршневых колец, закоксовывыванием маслосъемных колец. На моторах Twin Spark маслосъемные кольца коробчатого типа, с крохотными отверстиями для отвода масла. Если они забиваются, то масляный аппетит становится очень большим.

А на двигателях Twin Spark под Евро-3 высота маслосъемных колец уменьшена с 3 до 2 мм.

Одним словом, еженедельная проверка уровня масла на этих двигателях – обязательная необходимость.

ИТОГ

Именно двигатель Alfa Romeo 2.0 Twin Spark является самым недолговечным – все из-за очень неудачной геометрии кривошипно-шатунной группы, из-за которой он отправляется на капремонт едва добравшись до 250 000 км.

Выбрать и купить двигатель, навесное оборудование и любые запчасти для различных моделей Альфа Ромео 156, Альфа Ромео 147 , Альфа Ромео 159 и других вы можете в каталоге на нашем сайте. Здесь по ссылке вы найдете актуальный перечень конкретных автомобилей Альфа Ромео на разборке.

Twin Spark — система зажигания, при которой к каждому цилиндру автомобиля подводится две свечи зажигания. Система позаимствована с авиационных моторов. Изначально твин спарк появилась на автомобилях известного итальянского концерна Alfa Romeo. Внедрение «авиасистемы» должно было понизить расход топлива, рационально распределить мощность двигателя.

Twin spark

Twin spark появилась в начале XX века, а именно в 1914 году. В 1922 году Твин спарк попробовали установить на гоночную машину Alfa RL. Это позволило компании без увеличения объема двигателя повысить мощность двигателя.

На некоторое время совершенствование этой системы приостановилось. С начала 1960-х годов стартовал второй этап развития Твин спарк.

В восьмидесятые годы компания сумела внедрить Twin spark в серийное производство автомобилей. Это было обусловлено повышением мощности двигателя на основе стандартов по выбросу вредных отработанных газов.

Принцип работы

Сейчас система зажигания с двойными компонентами — Twin spark — применяется на всех транспортных средствах автопроизводителя Alfa Romeo. Главная конструктивная фишка такой системы — использование двух свечей. Эти свечи вдвоем поджигают рабочую смесь в каждом цилиндре. Твин спарк применялась на двигателях с 8-ми и 16-ти клапанами.

Первые движки Твин спарк не имели отличий от других производителей. Установка на автомобиль такой системы зажигания обеспечивала надежную работу двигателя при хорошей экономичности. Система предполагала что за рабочий цикл произойдет две вспышки, которые отделены несколькими долями секунд друг от друга.

Компания Mercedes поставила систему Твин спарк для маленького двигателя объемом 0,66 литра. Для первоначальных систем Твин спарк применяли два контура зажигания с индивидуальной катушкой под каждый. Бегунок распределения зажигания имел два рабочих контакта. Эти контакты находились рядом друг с другом.

Электроды, которые предназначены для каждой группы свечей, находятся немного в отступе друг от друга. Поэтому контакт бегунка, расположенного выше, срабатывал на несколько сотых секунды быстрее чем нижний.

Все классические четырехтактные двигатели имеют 4 фазы работы. Конструктивно такие двигатели не располагают системой, которая контролирует клапаны. Клапаны в четырехтактных двигателях открываются в одно время. Вся работа системы обеспечивается наличием двух распредвалов. Эти валы могут производить контроль над фазами газораспределения. От оборотов двигателя полностью зависит время раскрытия клапанов. Распредвал совершает движения по углу поворота коленчатого вала.

Совмещение фаз газораспределения позволило повысить КПД двигателя. Экономия топлива наблюдается на любой фазе работы двигателя.

Твин спарк на Alfa Romeo

Постепенное развитие системы шло параллельно с изменением конструктивных особенностей двигателей компании Alfa Romeo. Поздние модели восьмиклапанных двигателей уже изготавливались с возможностью воспламенять рабочую смесь в двух точках. Это позволило получить зажигание сразу с двух сторон в цилиндре. Зажигание с двух сторон обеспечило быстрое прохождение пламени, поэтому уменьшился угол опережения. Появилась возможность добиться новых экономических показателей двигателям. Параллельно улучшилось проветривание камер сгорания.

Есть еще одна особенность — при поломке одной из катушек, двигатель с системой Твин спарк не глохнет. В двигателях Твин спарк с шестнадцатью клапанами разработчики смогли поставить еще одну свечу, которая находится в самом центре цилиндра. Здесь развивается большой крутящий момент при низких оборотах.

Твин спарк применялся на машинах Alfa Romeo 6 лет назад. Сейчас используется более перспективная и совершенная система.

Особенности двигателей с Твин спарк

Владельцам автомобилей с двигателями оснащенных с системой Twin spark приходится покупать два комплекта свечей для замены. На практике это не снижает надежности системы.

И еще три интересных преимущества системы Твин спарк:

  • весьма крепкая двухрядную цепь;
  • прочные шатуны;
  • конструктивные особенности двигателя.

Двухрядная цепь не заставит своего владельца думать о скорой замене. Двигатель с такой цепью издает больше шума при работе, но надежнее. У него приемлемая отдача тепла при работе. Цепи имеют хороший коэффициент выносливости.

Минусы двигателя — только слабый блок и некачественные гильзы. На многих ремонтных станциях технического обслуживания не любят производить ремонт таких двигателей. Это связано с тяжелой конструкцией. Запчасти очень сложно найти в России и стоят они дорого. С другой стороны, те, кто покупает машины с Твин спарк, могут себе позволить дорогостоящий ремонт.

Автомобилям с Твин Спарк характерен шум мотора, который никак не влияет на работу всего транспортного средства.

Твин спарк в наше время

Нельзя сказать что система Твин спарк безупречна. Сложная конструкция и высокая цена ограничивали «область» применения. Твин спарк не устанавливали на доступные автомобили до некоторого времени.

После разработки этой системы, никто не был готов к столь высокой мощности, поэтому ходовую часть транспортных средств пришлось совершенствовать.

После перехода компании Alfa Romeo в Fiat group, систему Твин спарк, наконец, внедрили на бюджетные автомобили с маленьким объемом двигателя. В наше время вся работа системы подчиняется контролю электроники, поэтому эффективность двигателей перешла на новую ступень.

С 1985 года на все транспортные средства компании стали устанавливать двигатели с Твин спарк.

Эту систему стали применять такие гиганты, как Mercedes, Honda, Aston Martin. В наше время основной проблемой при ремонте таких двигателей из-за его конструктивной сложности считается — замена ремней ГРМ.

Принцип работы Twin Spark

Опубликовано:

24. 05.2016

Что же такое Twin Spark

Сегодня технологии развиваются довольно быстро, что также прослеживается и в автопроме. Существуют разные топливные системы, системы впрыска, различные виды подвесок и т. д. Также есть и различные системы зажигания. Всё это создаётся, модернизируется и внедряются новинки, для того чтобы увеличить некоторые показатели автомобиля, а также уменьшить расход топлива. Одной из нескольких систем зажигания является Twin Spark. Она была позаимствована из авиационных двигателей и впервые внедрена на итальянском автоконцерне Alfa Romeo.

Система Twin Spark впервые стала применяться на автомобилях Alfa Romeo

Немного истории

История Twin Spark началась в двадцатом веке, в 1914 году. В 1922 году была первая попытка установки системы Твин Спарк на гоночный автомобиль Alfa RL. Эта попытка удалась, что позволило увеличить мощность двигателя без увеличения его объёма. Но развития такой технологии после первого успеха прекратилось и к ней вернулись только в 60-х годах. Это период и стал вторым этапом Твин Спарк. В семидесятых годах новую систему зажигания удалось внедрить в серийное производство машин. Этому способствовало введение стандартов по выбросу отработанных газов, так как от авто требовалась большая мощность.

Принцип работы

На сегодняшний день система с двойными компонентами используется на всех ТС Alfa Romeo. Основной «фишкой» настоящей системы принято считать использование пары свечей зажигания. Эти свечи совместно провоцируют детонацию топливной смеси в цилиндрах. Подобная технология применяется на моторах с 16 и 8 клапанами. Изначально двигатели, выпущенные с Twin Spark, не имели различий с иными моторами. Использования Cпарк обеспечивало надёжность и экономичность для потребителя. В работу системы был заложен принцип двойного взрыва топлива, которые разделялись сотыми долями секунды.

В Mersedes подобную систему начали использовать на двигателях с малыми объёмами (0,66 литра). В первичных системах Cпарк с индуктивной катушкой применялись два контура зажигания. Бегунок, распределяющий зажигание, имел пару рабочих контактов, которые находились рядом. Электроды каждой из групп свечей находились немного поодаль. Это служило причиной того, что верхние контакты срабатывали раньше, чем нижние.

По статистике, четырёхтактные моторы имеют 4 режима работы. По конструкции они не имеют системы, которая контролирует работу клапана. В подобных моторах открытие клапана происходит одновременно. Работа такой системы осуществляется за счёт распределительного вала. Валы контролируют фазы газораспределения. Время открытия клапанов напрямую зависит от текущих оборотов мотора. Вал движется по поворотному углу коленвала. За счёт слияния фаз распределения газов и удалось увеличить мощность движка. А экономию в расходе горючего можно ощутить в любой фазе работы силового агрегата.

Двигатели с системой Twin Spark

Автолюбители, владельцы моторов с системой двойных компонентов, вынуждены приобретать не один комплект свечей зажигания для замены, а два. Но как показывает практика, это не снижает надёжность системы. Можно выделить ещё несколько весьма интересных плюсов Twin Spark: в её состав входит прочная двухрядная цепь, надёжные шатуны, также можно выделить особенности конструкции двигателя. Использование двухрядной цепи не заставляет автовладельца думать о скорой её замене. Двигатель с подобной цепью надёжнее, хоть и издаёт при работе больше шума. Цепь сама по себе довольно прочная и имеет хорошие показатели выносливости. Теплоотдача у него в пределах допустимого, перегревов не наблюдается. Однако многие СТО даже не берутся за ремонт подобного рода двигателей. Причиной тому служит большой вес конструкции. Ещё один весомый минус такого оборудования — дороговизна запчастей и обслуживания. Но, как правило, подобные автомобили покупают состоятельные люди, которые могут себе позволить и обслугу его и ремонт. Для авто с Twin Spark характерен повышенный шум двигателя, не влияющий на функционирование других агрегатов ТС.

Twin Spark сегодня

Сказать, что Cпарк безупречна, невозможно. Высокий уровень стоимости и сложность конструкции долгое время не давали возможности широкого использования на автомобилях средней стоимости. По завершении процесса разработки Twin Spark сами разработчики не могли поверить, что сумели добиться такой высокой мощности. Но это привело к тому, что ходовую часть авто нужно модернизировать. После передачи Alfa Romeo в концерн Fiat Твин Спарк начали устанавливать на авто средней стоимости с небольшим объёмом. В последнее время весь рабочий процесс ТС подчинён электронике, поэтому и Спарк работает в новом режиме. С 1985 года на все авто концерна Fiat начали устанавливать двигатели с системой Twin Spark. А немного позднее Твин Спарк начали использовать на своих ТС такие монстры автопрома, как Aston Martin, Honda, Mercedes. Но даже сегодня главной проблемой в обслуживании машин с Twin Spark является замена ремня ГРМ из-за конструктивных особенностей двигателя.

Подведём итоги

Системы зажигания, безусловно, важнейшая составляющая любого автомобиля. Использование современных систем позволяет не только увеличить мощность двигателя без увеличения его объёма, но и частично уменьшить расход топлива. Twin Spark является одной из современных систем зажигания в автомобилях различных классов.

Что из себя представляет система зажигания Twin Spark

Повышение мощности и экономичности автомобильных двигателей всегда было важной задачей конструкторов. И еще в 1914 году на итальянских авто Alfa Romeo применили идею, заимствованную у авиаторов – на каждый цилиндр установили по две свечи зажигания. В итоге мощность двигателя заметно выросла на том же объёме.

С 60-х годов XX века эта технология возродилась и её стали активно использовать, в основном в гоночных автомобилях. Это позволяло им развивать большую мощность, не увеличивая объём двигателя. С 2009 года более перспективными считаются двигатели с непосредственным впрыском, но TwinSpark встречается и сейчас, обычно на двигателях с 8 или 16 клапанами. На машинах Alfa Romeo эта технология использовалась массово.

Что же такое Twin Spark

В переводе с английского «twin spark» означает «двойная искра». На деле это реализуется как две свечи зажигания в одном цилиндре. Воспламенение топливной смеси сразу с двух сторон хорошо сказывается на мощности, так как огонь распространяется быстрее, и взрыв, толкающий поршень, получается мощнее. Даже при небольших оборотах развивается большой крутящий момент. При этом еще повышается экономичность и улучшается проветривание камеры сгорания.

Есть еще один побочный положительный эффект технологии Twin Spark – если одна из катушек зажигания выйдет из строя, двигатель всё равно будет работать, так как система практически дублирована, и цилиндр просто будет работать на одной свече, как обычный.

Конструкционные особенности

Двигатель с Twin Spark по конструкции несколько отличается от обычного. Визуально можно заметить двойной набор свечей зажигания. Но, кроме того, имеется очень прочная двухрядная цепь, а шатуны в каждом цилиндре особо прочные.

Из-за массивной высокопрочной стальной цепи двигатель издаёт характерный шум, но в работе гораздо надёжнее.

Принцип работы

У технологии Twin Spark довольно простой принцип работы. В обычном двигателе, работающем по 4-тактной схеме, работа клапанов не контролируется специально, они открываются одновременно.

Двигатель с Twin Spark имеет два распредвала, а не один, и работа клапанов регулируется одним из них. Когда впускной клапан открывается, выпускной закрывается, и наоборот. Фазы газораспределения таким образом смещаются, в итоге топлива расходуется меньше.

Кроме того, использование двух свечей зажигания даёт преимущества:

  • Воспламенение смеси с двух сторон даёт более мощный эффект. Значительно возрастает крутящий момент.
  • Угол опережения уменьшается, так как воспламенение можно производить позже. Поэтому поршню при движении вверх не приходится преодолевать сопротивление топливной смеси, как в обычном моторе. КПД становится выше, двигателю не приходится преодолевать собственное сопротивление вблизи «верхней мертвой точки».

Выпускной клапан имеет больший диаметр, чем обычный, что позволяет эффективнее проветривать камеру сгорания. И на всех этапах работы такого двигателя расход топлива гораздо ниже.

Twin Spark у разных производителей

Изначально эта технология использовалась в гоночных автомобилях, преимущественно марки Alfa Romeo, как обладателя разработки. Со временем эта компания перешла в Fiat Group, и Twin Spark внедрили в бюджетные автомобили марки Fiat. Это обеспечивало при малом объёме приличную мощность. Кроме того, ужесточились экологические требования, а эта технология хорошо решала проблему.

В последние десятилетия автомобили имеют бортовые компьютеры, которые позволяют управлять многими процессами программными средствами, и упростить многие узлы. Поэтому технология Twin Spark пережила новое рождение – электронное управление позволило перевести её из разряда дорогих в разряд доступных. Сегодня она встречается в автомобилях Mercedes, Honda и Aston Martin.

Но на данный момент эта технология уже устарела и в новых моделях не используется. Система непосредственного впрыска считается более перспективной и получает всё большее распространение.

Особенности обслуживания системы зажигания Twin Spark

Ремонтировать такие двигатели трудно из-за их более сложной конструкции. К тому же, запчасти на них дорогие, и в России их достать можно с большим трудом, обычно нужно заказывать у производителя.

Для ТО владельцам авто с такими двигателями нужно покупать двойной комплект свечей, причём они бывают двух видов. Например, в 16-клапанном двигателе в каждом цилиндре одна свеча расположена по центру, а вторая имеет меньший размер и установлена сбоку купола камеры сгорания. В двигателе Alfa RomeoTS 1.6 и других основная свеча – иридиевая с платиновым электродом. Хотя она и имеет ресурс до 100 тысяч километров, но это недешёвый элемент.

Замена ремней ГРМ создаёт большие сложности из-за особенностей конструкции. Да и сами блоки двигателя довольно массивные и тяжелые, поэтому ими не любят заниматься на СТО.

Технология Twin Spark: Две свечи

Именно из гонок пришла ставшая визитной карточкой марки технология Twin Spark, которой в этом году исполняется 75 лет.

«Гонки улучшают породу автомобиля», – изрек однажды управляющий спортивной командой Alfa Romeo Энцо Феррари. Это определение впоследствии стало философией самых известных марок.

Имя самой Alfa Romeo вписано в скрижали автоистории золотом многочисленных кубков и медалей. И именно из гонок пришла ставшая визитной карточкой марки технология Twin Spark, которой в этом году исполняется 75 лет.

Twin Spark: сначала была Darracq

Появившаяся в 1909 году Anonima Lombarda Fabrica Automobili (A.L.F.A.) начинала со сборки такси французской фирмы Darracq, в то время очень популярных в Европе. Но поскольку эта ниша заполнилась одновременно с устареванием конструкции «дарраков», управляющий A.L.F.A. Уго Стелла решил создать собственный автомобиль. Для этого он переманил из Bianchi Джузеппе Мерози, считавшегося одним из ведущих итальянских конструкторов.

Созданная через год модель 24HP выделялась прежде всего своей довольно прогрессивной 4,0-литровой моноблочной «четверкой» с механическими впускными клапанами, зажиганием от магнето и карбюратором с восходящим потоком воздуха.

Увы, c началом Первой мировой войны производство едва не остановилось: руководство завода так и не смогло заполучить госзаказы. Выручил неаполитанский промышленник и финансист Никола Ромео (что и дало ему возможность в 1915-м сменить Стеллу), загрузивший мощности A.L.F.A. выпуском компрессоров, генераторов и авиадвигателей для военных нужд Италии и ее союзников. При этом Мерози спроектировал два легких авиамотора на базе… автомобильных, в тесной кооперации сотрудничая с другими КБ, также работавшими на «оборонку».

Поэтому неудивительно, что в первых послевоенных «Альфах» – гоночной Р1 и спортивной RL использовано множество решений и принципов, позаимствованных из самолетостроения. Особенно по части двигателей. На RL впервые в серии Джузеппе применил пару распределительных валов, управляющих блоком клапанов в полусферической камере сгорания, и две свечи зажигания на каждый цилиндр. Благодаря последнему решению силовой агрегат Мерози получил собственное имя Twin Spark (с англ. – двойные свечи). Впоследствии эта схема стала визитной карточкой «альфовской» школы моторостроения и без особых изменений используется до сих пор.

Формально синьор Джузеппе ничего нового в Twin Spark не изобрел, просто адаптировал под автомобильный двигатель авиатехнологии. В отличие от большинства своих коллег, «инженьери» Мерози был, как он сам выражался, «…сторонником двигателей с наиболее оптимальной системой питания, развивающих высокую мощность при малых габаритах». В авиамоторах, где цилиндры диаметром менее 100 миллиметров практически не встречаются, применение второй свечи, помимо дополнительной надежности, обеспечивало значительное увеличение процента сжигания топлива, то есть способствовало повышению КПД, снижению расхода и увеличению (на 1 – 3 ед.) детонационной стойкости горючего. Это оказалось справедливым и в отношении автомобилей, особенно гоночных болидов с нагнетателями, которыми вскоре увлекся Мерози. Как и вся Италия с подачи диктатора Бенито Муссолини, дотировавшего гоночные программы итальянских заводов из… госбюджета. Эх, нам бы так!

Twin Spark: за и против

Да, у схемы Twin Spark были свои недостатки: сложность конструкции мотора, значительное повышение стоимости обслуживания агрегатов, дорогущие и недолговечные свечи с платиновым напылением, которые редко выхаживали больше 20 тыс. км. Но, во-первых, на тот момент Alfa Romeo выпускала исключительно дорогие автомобили, соперничавшие c Isotta-Fraschini, Hispano Suiza и Rolls-Royce, и на общем фоне пришедшаяся на Twin Spark «прибавка» выглядела малозаметной. Во-вторых, RL, P1 и пришедшие им на смену 6С и Р2 оказались сверхудачными в спортивном плане. Первый успех был настолько впечатляющим, что банкиры, владевшие контрольным пакетом акций завода, дали добро на создание гоночной команды. В итоге Alfa Romeo стала самой успешной спортивной маркой 20-30-х годов прошлого столетия: на ее счету победы в Targa Florio, Mille Miglia, 24 часа Ле Мана и первом чемпионате мира Grand Prix, прообразе «Ф-1».

Twin Spark поставил перед Мерози еще одну проблему: резкий прирост (примерно на четверть) мощности явно опережал возможности тогдашних шасси. В результате середина 30-х прошла в серьезных исследованиях в области управляемости, которая с тех пор стала основной и, пожалуй, самой привлекательной чертой машин с миланским крестом на радиаторной решетке. Естественно, после схемы Twin Spark.

Современная история «двух свечей» (перерыв в 1961 – 1985 гг. связан с переходом марки на выпуск доступных малолитражек) началась 20 лет назад, когда к 75-летию компании создали модель Alfa Romeo 75. Один из трех предлагаемых на заказ двигателей к ней был создан с использованием технологии Twin Spark, только теперь всем заправляла вездесущая электроника. Примечательно, что данная модификация (2.0i TS) стала самой продаваемой из всех «семьдесятпятых».

Twin Spark: далее везде

А с 1986 года, после вхождения Alfa Romeo в Fiat Group, двигатели Twin Spark стали устанавливаться на все модели AR. Поклонники марки опасались, что «фамильное достояние» станет доступным и другим брендам концерна, но этого не произошло. Сегодня в линейке два мотора с парой свечей на цилиндр – 1,6-литровый 105-сильный 16V и 2,0-литровый 150-сильный 2.0TS, которыми оснащаются и семейный хэтчбек 147, и флагманский седан 166.

 Aston Martin DB4GT

 Первым из конкурентов схему Twin Spark применил Aston Martin на модели DB4GT (1959 – 1963 гг.). Это была топ-версия куда более комфортного «дорожного экспресса для джентльменов» DB4. Укороченная на 5 дюймов база, облегченный за счет плексигласовых задних окон кузов и зажатая подвеска позволили улучшить управляемость. Но самое главное изменение скрывалось под капотом. Благодаря сдвоенным кулачкам распредвалов, трем карбюраторам и паре свечей на цилиндр скромная 3,7-литровая «шестерка» выдавала на-гора 302 л. с. вместо прежних 240. Для своего времени это был один из самых быстрых (241 км/ч, 6,4 с на ускорение до 100 км/ч) серийных автомобилей: он мог разогнаться до 160 км/ч, а затем остановиться меньше чем за 20 секунд.

Александр Маколов
Фото Alfa Romeo

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Система зажигания Twin Spark

Twin Spark, (англ. - «двойная искра») – это система зажигания, в которой используется две свечи на каждый цилиндр. Система была внедрена компанией Alfa Romeo с целью снижения расхода топлива и распределения мощности двигателя с большей эффективностью.

История изобретения системы Twin Spark

Технология Alfa Romeo Twin Spark впервые была использована в автомобиле Alfa Romeo Grand Prix в 1914 году. В начале 1960-х начался новый этап развития системы, которую компания применила при разработке своих гоночных автомобилей Alfa Romeo GTA и TZ, чтобы добиться большей мощности и эластичности двигателей, не повышая объем.

Владельцам Alfa Romeo с шестицилиндровыми двигателями и зажиганием Twin Spark приходится покупать для ТО 12 свечей двух видов

 В начале и середине 1980-х годов, Alfa Romeo внедрила эту технологию в двигатели своих серийных автомобилей для повышения мощности и соответствия новым строгим ограничениям по уровню вредных выбросов в отработавших газах.

Устройство системы Twin Spark

В современном понимании Twin Spark это система зажигания с дублированными компонентами, использованная на многих двигателях автомобилей Alfa Romeo. Основная конструктивная особенность системы Twin Spark - применение двух свечей зажигания для поджига смеси в одном цилиндре. Оснащенные этой системой 8-клапанные двигатели устанавливались на модели Alfa Romeo 75, 164 и 155. 16-клапанными двигателями с зажиганием Twin Spark комплектовались автомобили Alfa Romeo 145, 146, 155, GTV, Spider, GT и другие.

Система зажигания Twin Spark

Ранние двигатели, оснащенные системой зажигания Twin Spark, конструктивно от двигателей иных производителей не отличались. Первое поколение системы зажигания с двумя свечами на цилиндр компания Alfa Romeo разработала и применил для равномерного сжигания топлива на протяжении одного такта сжатия. Установка зажигания Twin Spark позволила добиться экономии топлива и стабильно хорошей работы двигателя под разной нагрузкой. В 80-е годы система применялась на 8-клапанных двигателях с одним распределительным валом. Twin Spark обеспечивала две последовательные вспышки за один рабочий цикл, разделенные во времени сотыми долями секунды.

Прогрессивную для своего времени систему Twin Spark активно использовала компания Mercedes, в частности для маленького Smart с двигателем 0,66 литра 3 цилиндрами и 6 свечами

Для ранних систем Twin Spark характерно применение двух обособленных контуров зажигания с отдельной катушкой для каждого контура. Бегунок распределителя зажигания оснащался двумя рабочими контактами. Располагались контакты друг над другом. Каждому контакту ротора соответствовало свое "кольцо электродов" в крышке распределителя зажигания.

Электроды в крышке, относящиеся к каждой группе свечей, расположены не строго друг под другом, а с небольшим отступом в сторону, соответствующую направлению вращения бегунка трамблера. Таким образом, верхний контакт бегунка проходил напротив "своего" электрода в крышке на сотую долю секунды раньше, чем нижний. Так и была реализована небольшая задержка между срабатыванием первой и второй свечи, поджигающих смесь в одном и том же цилиндре.

Двигатели Alfa Romeo Twin Spark

Позже развитие системы Twin Spark шло бок о бок с внедрением прогрессивных решений итальянских инженеров в конструкцию самого двигателя. На более поздних восьмиклапанных двигателях Alfa Romeo (90-х и 2000-х годов) оптимизация сгорания топливо-воздушной смеси обеспечивалась уже одновременным поджигом смеси в двух точках двумя свечами. Эта технология позволила добиться распространения фронта пламени сразу из двух эпицентров, расположенных на условных вертикальных линиях, проходящих через центры впускных и выпускных клапанов. Фронт пламени при поджиге в двух местах проходит меньшее расстояние, что позволило итальянским инженерам уменьшить угол опережения зажигания. Снижение этого параметра в значительной степени влияет на экономичность и отдачу двигателя, так как при снижении значения угла опережения поршень, двигаясь к верхней мертвой точке и сжимая смесь, испытывает меньшее сопротивление (вспышка происходит чуть позже). Кроме экономии топлива, в восьмиклапанном двигателе Alfa Romeo 8V за счет применения двух расположенных в разных местах камеры сгорания двух одинаковых свечей удалось применить выпускные клапаны с нижней частью очень большого диаметра - 44 миллиметра. Это значит, что проветривание камеры сгорания после вспышки стало значительно эффективнее.

При выходе из строя одной катушки зажигания, а значит, и отключении половины свечей, двигатель с Twin Spark не заглохнет

В шестнадцатиклапанных двигателях Alfa Romeo с системой Twin Spark инженеры расположили одну свечу в центре цилиндра. Чтобы разместить вторую свечу зажигания в камере сгорания с четырьмя клапанами на цилиндр, разработчики решили использовать свечу меньшего диаметра, установленную в боковой части "купола" камеры сгорания. Хотя влияние второй свечи на сгорание смеси и уступает первой, ее применение обеспечило плавность холостого хода при сильно обедненной смеси (до 18:01 AFR!). Фактически это значит, что двигатель может развивать внушительный крутящий момент на низких оборотах, и плавно, без рывков работать в режиме небольшой нагрузки, расходуя минимальное количество топлива. К примеру, в двигателях Alfa Romeo TS 1.6 , 1.8 и 2.0 используются свечи диаметром 10 14 мм. При этом в качестве основной используется иридиевая свеча Long Life c платиновым электродом и интервалом замены до 100000 километров. 

Дублированная система зажигания Twin Spark применялась на двигателях Alfa Romeo до 2009 года и утратила актуальность лишь с переходом на производство двигателей Alfa Romeo JTS с непосредственным впрыском.

Особенности обслуживания системы зажигания Twin Spark

Основная особенность заключается в необходимости приобретать для замены два комплекта свечей. Тем не менее, этот фактор, как показала практика, не влияет на надежность системы, зарекомендовавшей себя с самой лучшей стороны.

Интересные факты о системе Twin Spark

В начале 80-х годов японская компания Nissan тесно сотрудничала с компанией Alfa Romeo. Некоторые модели, разработанные Nissan, выходили в Европе под итальянским брендом. К примеру, модель Nissan Pulsar N12 выпускалась как Alfa Arna.

В свою очередь, Nissan применяла дублированное зажигание Twin Spark на некоторых своих двигателях. Хороший пример - четырехцилиндровые двигатели серии CA, например, CA18S в Nissan Bluebird.

Как работает двигатель DTSi - объяснение?

В двигателе DTSI Dtsi означает Digital Twin Spark Ignition . Прежде чем разбираться в технологии DTSi, давайте разберемся, зачем эта технология разработана. Какой такт двигателя является основным и эффективным, особенно при внутреннем сгорании? Очевидно, что все задаются вопросом обо всех четырех штрихах и начали путаться, чтобы найти лучший ответ. Давайте подойдем к одному моменту, если сгорание воздушно-топливного смесителя будет происходить хорошо, тогда в камере сгорания будет производиться больше энергии.Итак, в каком такте происходит сгорание топлива? Он находится в конце такта сжатия, что означает, что это рабочий ход или ход расширения, который запускается через свечу зажигания, и он эффективен среди других трех доступных тактов. За счет улучшения рабочего хода можно изменить весь сценарий работы двигателя. Bajaj Auto Ltd провела некоторые исследования и разработки в области рабочего такта и изобрела новую технологию под названием DTSI (Digital Twin Spark Ignition). В этой технологии используются две свечи зажигания для сгорания топлива внутри цилиндра двигателя. Использование двух свечей зажигания увеличивает эффективность сжигания топлива и дает больше энергии при меньшем количестве топлива.

Принцип работы

Он работает по принципу двойной искры, создаваемой двумя свечами зажигания. По сравнению с одноискровыми двигателями, в двухискровых двигателях сгорание топливовоздушной смеси происходит на оптимальном уровне и вырабатывается большая мощность. Благодаря использованию сдвоенной свечи зажигания образуется больше искры, которая сжигает топливо более эффективно и быстро.Это приводит к увеличению пробега, мощности и меньшему выбросу выхлопных газов. Двигатель Dtsi производит на 26% больше мощности по сравнению с обычными одноискровыми двигателями той же мощности.

Они управляются цифровым способом с помощью электронного блока управления (ЭБУ)

Также читайте:

Основные детали
1. ЭБУ:

Это сердце DTS-I. ЭБУ состоит из микропроцессорного чипа с предварительно запрограммированными данными момента зажигания для различных оборотов двигателя и его нагрузок. Он контролирует зажигание свечей зажигания в соответствии с требованиями.

2. Свеча зажигания:

Это небольшое устройство, размещенное на головке блока цилиндров. В двигателе dtsi для сгорания топлива используются две свечи зажигания. Это инициатор силового удара. Электрическая энергия (высокое напряжение) передается через него и создает искру в камере сгорания. Свеча зажигания обычно требует напряжения 12000-25000 вольт для образования искры.

Работа двигателя DTSi

Прежде всего, это технология, в которой используются две свечи зажигания.DTS-I означает цифровое двойное искровое зажигание. По сути, он имеет две свечи зажигания на противоположном конце головки блока цилиндров двигателя под углом 90 градусов; вместо одной свечи зажигания, которая обычно используется в обычном двигателе. Две свечи зажигания производят искру во время рабочего хода в соответствии с требованиями к входу.

В соответствии с нагрузкой на двигатель, числом оборотов в минуту и ​​на низкой-высокой скорости ЭБУ посылает низкочастотные и высокочастотные импульсы на свечу зажигания для работы в соответствии с ситуациями. Время зажигания этих двух свечей зажигания контролируется цифровым способом.Двигатели ДТС-И известны эффективным сгоранием топливовоздушного смесителя в нужное время.

Внутренний процесс:

Обычный двигатель, оборудованный только одной свечой зажигания. После всасывания поршня воздушно-топливного смесителя можно переместить НМТ в ВМТ, это называется сжатием. В конце такта сжатия поршень находится в ВМТ, а перед началом рабочего такта смеситель сжатого воздуха и топлива получает искру через свечу зажигания и сгорает. Сгоревшее топливо производит энергию, которая толкает поршень вниз. С одной свечой зажигания произведенный диаметр пламени меньше, что требует больше времени, чтобы достичь другой части, это означает, что скорость горения низкая (сверху вниз в камере сгорания).Но двойная свеча зажигания может решить эту проблему и создать пламя большего диаметра, которое может равномерно и быстро сжечь весь топливовоздушный смеситель за очень короткое время. По этой причине усилие на поршень будет большим, что приведет к лучшей производительности.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, представленное ниже:



Также прочтите:

Преимущества
  1. Двигатель DTSI не может быть уменьшен часто подвергаются детонации, потому что полное сгорание топливовоздушной смеси не создает помех между поршнем и стенкой.
  2. Лучшая топливная экономичность
  3. Меньше выбросов выхлопных газов.
  4. Меньше вибраций и шума благодаря плавной работе.
  5. Двигатель легко дышит даже на высоких оборотах.
  6. Нет проблем с перегревом.
  7. Полное сгорание, несгоревших проблем нет.
  8. Быстрый отклик двигателя даже зимой и в холодном состоянии (две свечи зажигания).

Недостатки
  1. Дорого
  2. Замена обеих свечей зажигания, даже если одна из них повреждена (Причина - последовательное соединение, но параллельное соединение не могло быть достигнуто высоким напряжением)
  3. Комплекс по дизайну.

Приложения

Применение этой технологии широко используется в двигателях BAJAJ Пример; Discover 150, Pulsar 150, 200, 220.

DTSI (Цифровая система двойного искрового зажигания)


В автомобилестроении очень интересно знать о полном сгорании, потому что на практике полное сгорание невозможно из-за различных потерь в камере сгорания, а также конструкции двигателя внутреннего сгорания.К тому же процесс сгорания топлива тоже не мгновенный. Однако альтернативным решением этой проблемы является как можно более быстрое сгорание топлива. Это можно сделать с помощью двух свечей зажигания, которые зажигают попеременно через определенный интервал времени, чтобы увеличить диаметр пламени и мгновенно сжечь топливо. Эта система называется DTSI (система цифрового двойного искрового зажигания). В этой системе за счет двойной искры сгорание будет полным.

В этой статье описывается работа цифровой системы двойного искрового зажигания, как возникают двойные искры при напряжении 20000 В, их время, эффективность, преимущества и недостатки, диаметр пламени, насколько возможно полное сгорание и как уменьшить количество дыма и выхлопных газов из выхлопная труба мотоцикла с использованием системы Twin Spark.


Как это работает?

Двигатель с зажиганием Digital Twin Spark имеет две свечи зажигания, расположенные на противоположных концах камеры сгорания, что обеспечивает быстрое и эффективное сгорание. Преимущества этого эффективного процесса сгорания можно ощутить с точки зрения лучшей топливной экономичности и снижения выбросов. Система зажигания Twin Spark - это цифровая система со статическим опережением искры и без движущихся частей, подверженных износу. Это отображается встроенным цифровым электронным блоком управления, который также управляет впрыском топлива и синхронизацией клапана.Он имеет две заглушки на цилиндр.
Это инновационное решение, также предполагающее особую конфигурацию полусферических камер сгорания и головок поршней, обеспечивает быстрый и широкий фронт пламени при воспламенении топливовоздушной смеси и, следовательно, меньшее опережение зажигания, позволяя, кроме того, использовать относительно бедные смеси. . Эта технология обеспечивает сочетание легкого веса и вдвое большей мощности, предлагаемой двухтактными двигателями, со значительным увеличением мощности, то есть значительным «соотношением мощности к массе» по сравнению с довольно большим количеством четырехтактных двигателей.

Более того, такая система может регулировать скорость холостого хода и даже отключать подачу топлива при отпускании педали акселератора и измерять обогащение топливовоздушной смеси для холодного запуска и ускорения; при необходимости он также предотвращает превышение верхнего предела оборотов. На низких оборотах избыточное ускорение в основном используется при обгоне, поэтому оно отключается автоматически. На более высоких скоростях избыточное ускорение увеличит передачу полной мощности и будет оставаться, пока водитель максимально нажимает на педаль акселератора.

Основные характеристики

• Цифровое электронное зажигание с двумя свечами на цилиндр и двумя распределителями зажигания.
• Двойные верхние кулачки с изменением фаз газораспределения.
• Подача топлива впрыском со встроенным электронным двухискровым зажиганием.
• Высокая удельная мощность.
• Компактный дизайн и превосходный баланс.


Строительство

Технология цифровой искры в настоящее время используется в мотоциклах Bajaj в Индии, поскольку на них есть патентные права.Двигатель с технологией цифрового двойного искрового зажигания оснащен двумя свечами зажигания. Он расположен на противоположных сторонах камеры сгорания. Эта технология DTS-I будет иметь более высокую скорость сгорания из-за двойной свечи зажигания, расположенной вокруг нее. Двигатель сжигает топливо в два раза быстрее, чем обычно. Это увеличивает срок службы двигателя и топливную экономичность. Это отображается цифровым электронным блоком управления, который также управляет зажиганием топлива и синхронизацией клапана.

Микропроцессор непрерывно определяет скорость и нагрузку двигателя и реагирует изменением момента зажигания, оптимизируя мощность и экономию топлива.


Преимущества и недостатки

Преимущества

• Меньше вибрации и шума

• Длительный срок службы таких деталей двигателя, как поршневые кольца и шток клапана.

• Снижение удельного расхода топлива

• Отсутствие перегрева

• Повышение теплового КПД двигателя и даже большие нагрузки на него.

• Лучший запуск двигателя даже в зимнее время и в холодных климатических условиях или при очень низких температурах благодаря повышенной степени сжатия.

• Из-за двойных искр диаметр пламени быстро увеличивается, что может привести к мгновенному сгоранию топлива. Таким образом, сила, действующая на поршень, увеличится, что приведет к лучшей производительности.

Недостатки

• Высокий выброс NOx

• Если одна свеча зажигания повреждена, мы должны заменить обе

• Стоимость относительно больше


Приложения

Используется в автомобильных двигателях. В Индии Баджадж запатентовал технологию dts-i.В настоящее время platina, xcd125, 135, discover150, pulsar135, 150, 180, 200, 220 и т. Д. Используют dts-i (цифровая двойная искровая система зажигания). Это означает, что бензин, поступающий в цилиндр, горит более эффективно.


Следовательно, применение этих технологий в современных автомобилях даст нынешнему поколению то, что они хотят, то есть моторные велосипеды с топливной экономичностью. Поскольку эти технологии также минимизируют потребление топлива и уровни вредных выбросов, их также можно рассматривать как одно из решений для увеличения затрат на топливо и усиления эффекта глобального потепления.

Идеальное сгорание в двигателе внутреннего сгорания невозможно. Так что для мгновенного сжигания топлива в I.C. Может использоваться система двойной искры двигателя, которая генерирует двойную искру через равные промежутки времени, что помогает завершить сгорание.

Как работает DTSi Engine?


Dtsi расшифровывается как Digital Twin Spark Ignition. Сегодняшняя тенденция к созданию мотоциклов и автомобилей нового поколения заключается в использовании новых технологий и высоких скоростей. Даже автомобильные компании хотят выпускать такие автомобили, которые привлекают людей.Это может быть достигнуто с помощью технологии, известной как система DTS-i (цифровое двухискровое зажигание), которая сочетает высокие характеристики и топливную экономичность.

Bajaj Auto Ltd впервые изобрела технологию Twin Spark в Индии. Двигатели Alfa Romeo Twin-Spark, BMW F650 Funduro, который продавался в Индии с 1995 по 1997 год, также были оснащены технологией двойной свечи зажигания, а двигатели для мотоциклов Rotax - совсем недавно. В двигателях Honda iDSI Vehicle используется аналогичное расположение двух свечей зажигания. Однако очень немногие двигатели малой мощности в конечном итоге реализовали такую ​​схему в своих серийных прототипах.


Прежде чем обсуждать технологию DTSi, давайте сначала поговорим о том, почему эта технология разработана: -

Поскольку мы знаем, что в 4-тактном двигателе основным и эффективным ходом двигателя является рабочий ход или ход расширения, который запускается через свечу зажигания, и он эффективен среди трех других доступных тактов. весь сценарий работы двигателя. Потому что, если сгорание воздушно-топливного смесителя будет происходить хорошо, тогда в камере сгорания будет производиться больше энергии. В головке блока цилиндров вместо обычной установлены две свечи зажигания. При образовании двух искр на обоих концах камеры сгорания (примерно под 90 ° к оси клапана) воздушно-топливная смесь воспламеняется таким образом, что создает два фронта пламени и, следовательно, уменьшение пути пламени примерно на 40. процент достигнут. Достигается высокая скорость сгорания, что приводит к более быстрому росту давления. Очевидным результатом этого является больший крутящий момент, лучшая топливная эффективность и меньшие выбросы.

И еще одно главное преимущество двигателей DTSi - это возможность уменьшения детонации. Как мы знаем, основная проблема бензинового двигателя - ДЕТОНАЦИЯ. Обычно детонация происходит, когда время прохождения пламени от центра к боковым стенкам увеличивает температуру самовоспламенения. время. Но за счет использования двух источников искры на противоположных сторонах, что уменьшает перемещение пламени, как указано выше. Таким образом, двигатель DTSI не может часто подвергаться детонации, потому что полное сгорание топливовоздушной смеси не создает каких-либо помех между поршнем и стенкой.


Принцип работы двигателя DTSi: -

Работа двигателя DTS-i очень похожа на 4-тактный двигатель, но здесь единственная сделанная модификация заключается в использовании двух свечей зажигания на двух концах камеры сгорания. По сравнению с двигателями с одной искрой, в двигателях с двумя искрами зажигания используются две свечи зажигания на двух концах камеры сгорания. сгорание топливовоздушной смеси происходит на оптимальном уровне и дает больше энергии. Он работает по принципу двойной искры, создаваемой двумя свечами зажигания.Благодаря использованию сдвоенной свечи зажигания образуется больше искры, которая сжигает топливо более эффективно и быстро. Это приводит к увеличению пробега, мощности и меньшему выбросу выхлопных газов. Двигатель Dtsi производит на 26% больше мощности по сравнению с обычными одноискровыми двигателями той же мощности. Они управляются цифровым способом с помощью электронного блока управления (ЭБУ), который состоит из микропроцессорной микросхемы с предварительно запрограммированными данными момента зажигания для различных оборотов двигателя и нагрузок двигателя. . Он контролирует зажигание свечей зажигания в соответствии с требованиями.

В двигателе DTS-i используются некоторые передовые технологии, которые делают его более мощным, чем обычный четырехтактный двигатель с одной свечой зажигания, такой как

.
  • 1. Технология CDI
  • 2. Хитрости iii технологии.


Преимущество: -
  • Меньше вибраций и шума.
  • Лучшая топливная экономичность.
  • Полное сгорание, не сгоревших проблем.
  • Длительный срок службы таких деталей двигателя, как поршневые кольца и шток клапана.
  • Снижение удельного расхода топлива.
  • Меньше выброс выхлопных газов.
  • Нет перегрева. Двигатель легко дышит даже на высоких оборотах.
  • Постепенное увеличение давления, поэтому мощность равномерно распределяется по углу поворота коленчатого вала и, следовательно, плавность хода.


Недостаток: -
  • Высокий выброс NOx
  • Комплекс по дизайну.
  • Дорого
  • Замена обеих свечей зажигания, даже если одна из них повреждена (причина в последовательном соединении, но при параллельном соединении не может быть достигнуто высокое напряжение).

Свеча зажигания

: определение, функции, детали, типы, работа, выпуск

Первоначально, при идеальной конструкции бензиновых двигателей внутреннего сгорания, если исключить свечу зажигания , процесс сгорания не будет работать. Устройство подает электрический ток от системы зажигания в камеру сгорания двигателей с искровым зажиганием. Сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется вместе с компонентом.

Как мы узнали, секрет механического движения большинства автомобилей получен от круга сгорания.Для небольшого взрыва в комплект входит свеча зажигания версии SI.

Компонент настолько мал, что люди не обращают внимания на его работу в двигателе автомобиля. он содержит металлическую оболочку с резьбой, электрически изолированную от центрального электрода фарфоровым изолятором. Центральный электрод, который может содержать резистор, прикреплен сильно изолированным проводом к выходному выводу катушки зажигания или магнето.

Металлический кожух ввинчивается в головку блока цилиндров двигателя и вызывает воспламенение.Сегодня мы рассмотрим определение, функции, детали, типы, принцип работы, плохие симптомы, а также преимущества и недостатки свечей зажигания.

Читайте: Основные части поршней и их функции

Определение свечей зажигания

Свеча зажигания - это электрическое устройство, которое используется в двигателях внутреннего сгорания для воспламенения сжатого аэрозольного бензина с помощью электрической искры. Электрический компонент широко используется для выполнения механических работ.

Проще говоря, свечи зажигания превращают источник энергии (бензин) в движение.Например, у нас есть легковоспламеняющийся бензин, а также воздух, который при смешивании может вызвать взрыв. Штепсельная вилка подобна разжиганию сжатого газа.

Свечи зажигания бывают штатные (заменяемые) или исправные. Свечи зажигания имеют более жесткие характеристики и способны выдерживать большие изменения температур и механических нагрузок. Однако обычные типы не могут. Что ж, мы подробнее рассмотрим их ниже в этой статье.

Функции свечей зажигания

Свеча зажигания выполняет две основные функции в двигателях внутреннего сгорания, в том числе:

  • Воспламенение топливно-воздушной смеси: поскольку электрическая энергия передается через компонент, она воспламеняет бензиново-воздушную смесь в камере сгорания.
  • Отвод тепла: свечи зажигания не могут выделять тепло, но их можно использовать только для отвода тепла. Температура конца запального конца свечи должна быть достаточно низкой, чтобы предотвратить преждевременное зажигание, но должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить засорение. Свечи зажигания могут служить теплообменником, устраняя нежелательную тепловую энергию из камеры сгорания. Затем тепло передается в систему охлаждения двигателя.

Еще одна обнаруженная функция свечей зажигания - прямое зажигание Saab.Когда они не стреляют, прибор используется для измерения ионизации в цилиндрах. Это измерение ионного тока используется для замены обычного датчика фазы кулачка, датчика детонации и функции измерения пропусков зажигания.

Свечи зажигания также используются в печах, в которых необходимо воспламенить горючую смесь топлива и воздуха. В этом состоянии они называются запальниками пламени.

Основные детали свечи зажигания

Ниже представлены различные части свечи зажигания и их функции:

Изолятор:

Эта часть изолирует вывод, центральный вал и центральный электрод от корпуса.это помогает предотвратить утечку высокого напряжения с электродов. Поскольку нижняя часть изоляционного материала вставлена ​​в камеру сгорания, необходимо использовать оксид алюминия высокой чистоты с отличными термостойкими характеристиками, механической прочностью, отличной изоляцией и теплопроводностью при высокой температуре.

Терминал:

Клемма присоединена к высоковольтному шнуру, который пропускает ток высокого напряжения через систему зажигания. Он содержал клеммную гайку, которая поддерживает практически любой доступный высоковольтный шнур.Для некоторых автомобилей, для которых не требуется клеммная гайка, клемму можно снять.

Кольцо, стояночная шайба:

Этот компонент свечи зажигания помогает изолятору и корпусу плотно прилегать друг к другу и поддерживать герметичность

Прокладка:

Прокладка обеспечивает идеальное прилегание корпуса и двигателя друг к другу, а также обеспечивает герметичность камеры сгорания. Тем не менее, существует процедура затяжки, и необходимо обеспечить подходящий фиксирующий край.

Центральный вал (шток):

Центральный вал соединяет клемму и центральный электрод. Деталь изготовлена ​​из стали и выполняет роль, которая позволяет току высокого напряжения течь от вывода к центральному электроду без потерь.

Стеклянное уплотнение:

Стеклянное уплотнение расположено между центральным валом и изолятором для обеспечения герметичности. Он изготовлен из специальной смеси стеклянного порошка и медного порошка. Они заряжаются в установочной части вала, центрального вала и центрального электрода, а затем плавятся при высокой температуре.Это связывает центральный вал и центральный электрод и сплавляет изолятор и металл. Их уплотнение хорошее, а коэффициент теплового расширения идеален. Благодаря этому даже в тяжелых условиях не возникает зазоров и обеспечивается хорошая герметичность.

Прочтите: Применение, плюсы и минусы двухтактных двигателей

Электрод с медью:

В центральном электроде используется специальный никелевый сплав для уменьшения износа электрода, а медь запаяна в центральной части для повышения ее теплопроводности.

Корпус:

Корпус образует внешнюю оболочку, которая окружает и поддерживает изолятор. Это также позволяет устанавливать свечу зажигания на двигатель. В нижней части находится заземляющий электрод, который заставляет ток течь через двигатель к центральному электроду через зазор.

Центральный электрод:

Центральный электрод приваривается лазером к наконечнику из иридиевого сплава, обычно диаметром 0,4 мм для получения центрального электрода. Иридий - драгоценный металл с чрезвычайно высокими свойствами для электрода свечи зажигания.Эти свойства включают стойкость к высоким температурам, высокую прочность и низкое сопротивление и т. Д. Назначение центрального электрода - снизить напряжение искры, обеспечить надежную искру, улучшить характеристики зажигания и уменьшить эффект гашения.

Заземляющий электрод с U-образной канавкой:

Этот компонент служит очень важной цели, поскольку позволяет получить большую энергию зажигания, легко расширяя сердцевину пламени (размер пламени). Поверхность, контактирующая с топливовоздушной смесью, большая, с большим краевым сечением и легко возникают искры.Наконец,

Конический шлифовальный электрод:

В этой части наконечник электрода имеет мелко сужающуюся форму. Цель состоит в том, чтобы уменьшить эффект гашения, что улучшает характеристики зажигания.

Прочтите Что необходимо знать о масляном радиаторе двигателя

Ниже представлена ​​полная схема свечи зажигания:

Типы свечей зажигания

Ниже представлены различные типы имеющихся свечей зажигания:

Медные свечи зажигания:

В этих типах свечей зажигания центральный электрод представляет собой медный сердечник, покрытый никелевым сплавом.Для образования искры требуется большее напряжение, поскольку центральный электрод имеет наибольший диаметр по сравнению с другими. Поскольку никелевые сплавы - мягкий материал и не очень прочный, медные свечи зажигания необходимо заменять чаще, чем свечи других типов. Некоторые автомобили рассчитаны на использование вилки, несмотря на меньший срок их службы. Хотя некоторые производители считают, что установка дорогих свечей зажигания может быть пустой тратой денег.

Иридиевые свечи зажигания:

Свечи зажигания иридиевого типа служат дольше, поскольку иридий более твердый и прочный материал, чем платина.Центральный электрод спроектирован таким образом, чтобы он был небольшим, поэтому для генерации искры требуется меньшее напряжение. Поэтому он дороже по сравнению с первым типом. В настоящее время в большинстве автомобилей используются иридиевые свечи зажигания, поскольку они сводят к минимуму количество поломок автомобиля.

Свечи зажигания с одной платиной:

Эти типы свечей зажигания аналогичны версии из меди / никеля, только ее центральный электрод содержит платиновый диск. этот диск приварен к наконечнику, а не из никелевого сплава.Одиночные платиновые свечи дороги, но служат дольше, чем никелевый сплав, прежде чем они изнашиваются. Он выделяет больше тепла, что снижает накопление углерода. Свеча рекомендуется для новых автомобилей с системой зажигания типа "катушка на свече".

Двойные платиновые свечи зажигания:

В этих типах есть платиновое покрытие как на центральном, так и на заземляющем электродах, что делает их более эффективными и долговечными. Это отличный выбор для отработанной системы искрового зажигания, которая приводит к большему износу обоих электродов.

В системе зажигания с израсходованной искрой каждая катушка зажигания зажигает одновременно две свечи зажигания. Один в цилиндре такта компрессора, а другой в цилиндре такта выпуска. Наконец, искра тратится впустую, потому что топливно-воздушная смесь уже сгорела в предыдущем такте. эта система зажигания не сильно подвержена воздействию дождя или мусора.

Серебряные свечи зажигания:

Поскольку материал серебряной свечи зажигания менее прочен, он не служит долго, как иридиевая или платиновая свеча зажигания.Но он превосходит по теплопроводности, его часто используют в старых европейских автомобилях и мотоциклах.

Прочтите Все, что вам нужно знать о автомобильном масляном фильтре

Принцип работы свечи зажигания

Работа свечи зажигания на каком-то этапе может быть довольно сложной, но может быть очень интересной для изучения. Как упоминалось ранее, его цель - воспламенить смесь сжатого воздуха и топлива в бензиновых двигателях.

Устройство содержит изолированный центральный электрод, проходящий по всей длине, и один или несколько заземляющих электродов на нижнем конце.Эта часть отделена от открытого конца центрального электрода, который называется «искровым разрядником». Когда напряжение подается от катушки зажигания к свече зажигания, оно достаточно высокое, заставляя электрическую энергию перескакивать через зазор и вызывать искру.

Электроды традиционно изготавливались из меди, но сейчас улучшается использование металлов с высоким содержанием металлов, таких как иридий и платина. Современные свечи зажигания разработаны с меньшими центральными электродами, поэтому для образования искры требуется более низкое напряжение.Это связано с тем, что меньшее напряжение делает систему зажигания более эффективной.

Свеча устанавливается на высокое напряжение, генерируемое зажиганием или магнето. Когда электроны вытекают из катушки, между центральным и боковым электродами возникает разность напряжений. На этом этапе ток не может течь, потому что воздух и топливо в зазоре являются изолятором, но по мере роста напряжения структура газа между электродами начинает меняться. Как только напряжение превышает диэлектрическую прочность газов, они ионизируются.

Этот ионизированный газ становится проводником и позволяет электронам проходить через зазор. Свечи зажигания обычно требуют напряжения более 2000 вольт для правильного зажигания. По мере увеличения тока электронов через промежуток температура искрового канала достигает 60 000 К. Из-за огромного тепла в искровом канале ионизированный газ быстро расширяется, вызывая небольшой взрыв в камере.

Горячее и холодное соединение

Диапазон нагрева свечей зажигания - это температура иглы в искровом промежутке.Компонент считается горячим или холодным в зависимости от температуры. Горячие свечи зажигания являются хорошими изоляторами, потому что больше тепла сохраняется в наконечнике и, следовательно, в камере сгорания. Он имеет тенденцию служить дольше, чем холодный тип, потому что температура достаточно высока, чтобы сжечь нагар. Вот почему горячая замена хорошо работает на стандартных автомобилях.

Свечи холодного зажигания имеют гораздо меньшую изоляцию, поэтому больше тепла отводится от наконечника и от камеры. Это сохраняет охлаждение камеры сгорания.Однако слишком большое количество горячих камер цилиндра для безупречной работы может привести к преждевременному зажиганию или детонации (неравномерному сжиганию топлива), что может привести к необратимому повреждению двигателя. Холодные свечи идеально подходят для высокопроизводительных транспортных средств с высокотемпературными двигателями, двигателей с высокой мощностью, высокими оборотами, длительным ускорением или высокоскоростной ездой или принудительной индукцией.

посмотрите видео, чтобы лучше понять, как работают свечи зажигания:

Читайте: понимание автомобильного двигателя

Признаки неисправной или неисправной свечи зажигания

Ниже приведены симптомы неисправной или вышедшей из строя свечи зажигания и способы их устранения:

Медленное ускорение:

Когда свечи зажигания начинают выходить из строя, вы начинаете замечать плохое ускорение вашего автомобиля.Хотя в современных автомобилях, где датчик больше всего говорит о состоянии системы зажигания двигателя. Эту проблему легко заметить. Иногда проблема может быть в неисправном датчике, но в большинстве случаев это изношенная вилка. Медленное ускорение может быть вызвано несколькими факторами в двигателе, такими как плохие топливные фильтры, грязный или забитый топливный инжектор или неисправный датчик кислорода. Вот почему специалисту необходимо изучить ситуацию, как только она возникла.

Плохая экономия топлива:

Плохая свеча зажигания может заставить вас тратить больше денег на топливо.Хорошая свеча зажигания помогает эффективно сжигать топливо в цикле сгорания, что помогает достичь большей экономии топлива, чем средняя. Проблема возникает на свече зажигания либо из-за слишком малого зазора между электродами, либо из-за большого зазора между ними. В большинстве случаев механики регулируют зазор, когда вы жалуетесь на аналогичную проблему. Что ж, лучше заменить вилку, чтобы этого не случилось в будущем.

Сложный запуск:

Проблема является распространенной, когда вы обнаруживаете, что самодельный водитель едет прямо, теряя свечу зажигания, когда у него / нее возникают проблемы с запуском автомобиля.В большинстве случаев устройство выглядит изношенным. Но различные симптомы могут повлиять на систему зажигания двигателя, необходимо привлечь специалиста.

Пропуски зажигания в двигателе:

Пропуски зажигания в двигателях - это проблема системы зажигания, часто в современных автомобилях это неисправность датчика. Но это также вызвано проводом свечи зажигания или повреждением наконечника свечи зажигания, соединяющего провод. При пропуске зажигания в двигателе водитель будет слышать прерывистые звуки спотыкания или разбрызгивания в двигателе.Если не принять меры и пропуски зажигания продолжаются, выбросы выхлопных газов увеличатся, экономия топлива упадет, а мощность двигателя уменьшится. Итак, другая проблема связана с пропусками зажигания, подумайте о том, чтобы немедленно обратиться к механику, когда заметите пропуски зажигания в двигателе.

Читайте: Понимание автомобильного клапана

В заключение, свеча зажигания - отличный компонент, который, как мы убедились, эффективно работает на бензиновых двигателях. Мы также изучили две функции, которые он предлагает, в том числе зажигание и отвод тепла из камеры.Были выявлены различные детали и функции свечей зажигания, а также их типы и плохие симптомы.

Надеюсь, вам понравилось чтение. Если да, то прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Советы по строительству, работе и простому обслуживанию

В одной из наших предыдущих статей мы рассказали, как происходит процесс сгорания внутри двигателя.В разделе о сгорании мы читаем об устройстве, называемом свечой зажигания, которое обеспечивает крошечную искру, необходимую для начала процесса сгорания. В этой статье мы подробнее остановимся на этом очень маленьком, но мощном устройстве. Мы поймем его основы, как он работает и рассмотрим его различные типы. Мы также рассмотрим несколько простых советов по обслуживанию, которые помогут вашей автомобильной свече зажигания прослужить дольше и оставаться здоровой.

Также читайте: Как продлить срок службы сцепления автомобиля

Что такое свечи зажигания?

Как мы обсуждали ранее, свеча зажигания - это устройство, отвечающее за запуск процесса сгорания в бензиновом двигателе.Свеча зажигания состоит из трех основных слоев. Самый внешний слой представляет собой металлическую оболочку с резьбой, которая придает ему структурную целостность. К этой оболочке с одного конца подсоединен боковой электрод, который заземлен, поскольку он соединен с металлическим кожухом. Внутри металлической оболочки находится слой фарфора, который действует как изолирующая поверхность для основного электрода внутри. Внутри этого изолированного фарфорового кожуха находится главный электрод, через который проходит ток. Этот основной электрод полностью электрически изолирован от бокового электрода с помощью фарфорового кожуха.

Как работают свечи зажигания

Свеча зажигания подключена к источнику высокого напряжения, например, к магнето или катушке зажигания, на одном конце. Другой конец с двумя электродами погружается в камеру сгорания. Когда ток проходит через клемму и попадает в главный центральный электрод, между двумя электродами создается разность потенциалов (падение напряжения). Газовая смесь, заполняющая зазор между ними, действует как изолятор, и поэтому электричество не выходит за пределы кончика центрального электрода.

Но по мере увеличения напряжения газы в зазоре начинают находиться под напряжением. Как только напряжение увеличивается до точки, которая пересекает диэлектрическую прочность (сопротивление проводимости электричества) газов, они становятся ионизированными. Как только газы ионизируются, они начинают действовать как проводники и позволяют току проходить через изолирующий зазор. Когда диэлектрическая прочность пересекается, электроны начинают выбрасывать через этот промежуток. Это внезапное движение электронов быстро увеличивает нагрев в этой области, из-за чего они начинают быстро расширяться, вызывая небольшой взрыв, который приводит к образованию искры.

Видео предоставлено: YouTube

Типы свечей зажигания

Свечи зажигания

можно разделить на две основные категории в зависимости от их рабочих температур и конструкции.

на основе рабочих температур

После завершения процесса сгорания в цикле сгорания выделяемое тепло должно рассеиваться. Тепло уходит через выхлопные газы, стенку цилиндра двигателя и поверхность свечи зажигания.В зависимости от рабочей температуры и уровня теплоотдачи свечи зажигания можно разделить на два типа:

  1. Свеча зажигания с горячим зажиганием: Свеча зажигания с горячим зажиганием работает в более высоком температурном диапазоне. Он имеет меньшую площадь керамической поверхности, которая используется для теплоизоляции. Горячая свеча зажигания рассеивает меньше тепла сгорания и позволяет наконечнику и электроду оставаться более горячими. Это гарантирует, что любые накопления на депозите будут сожжены и не сохранятся надолго.
  2. Холодная свеча зажигания: Для высокопроизводительных двигателей, которые по умолчанию работают в горячем состоянии, использование горячей свечи зажигания приведет к преждевременному зажиганию.В крайних случаях это также может привести к оплавлению наконечника. В таких случаях используется холодная свеча зажигания. Здесь площадь керамической изоляции выше, и она будет рассеивать больше тепла. Но с другой стороны, он склонен к большему накоплению депозитов. Обязательно следуйте инструкции по эксплуатации и используйте свечу правильного типа, рекомендованную для вашего двигателя, для оптимальной производительности.

В зависимости от используемого материала

Свечи зажигания

дополнительно классифицируются в зависимости от материала, из которого изготовлены концы электродов.Они бывают 4 типов:

  1. Медно-никелевый сплав Тип: Это самые основные типы свечей зажигания. Здесь центральный электрод изготовлен из медно-никелевого сплава, поскольку сама по себе медь очень непрочная и плавится из-за нагрева двигателя. Никель добавляется для усиления пробки, но даже в этом случае это самые слабые типы, доступные на рынке. Также требуется, чтобы они были большего диаметра и, следовательно, требовали большего напряжения для работы.
  2. Single Platinum Тип: Эти свечи имеют небольшой платиновый диск на конце центрального электрода.Этот платиновый наконечник экспоненциально прочнее, чем медно-никелевое покрытие, поэтому свечи такого типа служат долго. Они также менее склонны к скоплению мусора.
  3. Double Platinum Тип: Эти свечи имеют платиновые наконечники как на центральном, так и на боковом электродах. Они зажигаются дважды в цикле сгорания, один раз перед сгоранием и один раз во время такта выпуска. Вторая искра тратится впустую, поэтому эту свечу зажигания можно использовать только в том случае, если ваш автомобиль оборудован распределителем зажигания с отработанной искрой.
  4. Иридий Тип: Это лучшие свечи зажигания, доступные на рынке. Здесь кончик центрального электрода сделан из иридия, который является самым прочным из никеля, меди и платины. Следовательно, они наименее подвержены отложению и повреждению. У них также есть электрод небольшого размера, который также требует меньшего напряжения для работы. Вилки Iridium намного дороже, чем другие типы, но опять же, вы платите за то, что получаете.

Проблемы и обслуживание свечей зажигания:

Со временем состояние свечи зажигания вашего автомобиля начнет ухудшаться.Производители имеют свои собственные рекомендуемые интервалы замены, но в идеале свечи зажигания вашего автомобиля должны прослужить 20 000 км, прежде чем потребуется замена. Общие признаки того, что свечи зажигания вашего автомобиля требуют замены, включают:

  1. Неровный холостой ход после включения автомобиля
  2. Автомобиль вылетает при первом утреннем старте
  3. Пропуски зажигания в двигателе
  4. Повышенный расход топлива
  5. Пониженное ускорение
  6. Внезапные скачки напряжения

Будьте осторожны с этими показаниями, поскольку эксплуатация автомобиля с неисправной свечой зажигания приводит к неправильному сгоранию.Даже когда они начинают портиться, они начинают терять нормальное функционирование. Это может привести к повреждению различных других частей двигателя. Но с помощью простого периодического обслуживания вы можете значительно продлить срок службы свечей зажигания вашего автомобиля. Это позволит вам сэкономить много денег, которые в противном случае вы бы потратили на замену деталей, поврежденных из-за неисправных свечей зажигания.

Простые советы по увеличению срока службы свечей зажигания:

  1. Выбор правильного типа: Перед установкой свечи зажигания настоятельно необходимо выбрать правильный тип свечи зажигания для вашего автомобиля.Если вы выбираете холодную свечу зажигания для двигателя с низкой производительностью, она будет слишком быстро рассеивать тепло и вызывать замедленное высвобождение искры. Точно так же использование горячей свечи зажигания в высокопроизводительном двигателе может привести к расплавлению наконечника от жары. Поэтому обязательно используйте вилку правильного типа, рекомендованную для двигателя вашего автомобиля.
  2. Очистите электроды: Осторожно снимите свечу зажигания с ее вывода с помощью специального торцевого ключа для свечей зажигания. Смочите свечу более жидкой жидкостью, например, дизельным топливом, бензином или раствором изопропилового спирта.Затем удалите твердый покрытый коркой налет с электродов с помощью зубной щетки или наждачной бумаги. Если осадок слишком твердый, можно использовать металлическую щетку, но это не рекомендуется.
  3. Проверьте искровой зазор: Искровой зазор между двумя электродами очень важен. Если зазор слишком мал, искра будет очень слабой. Если его будет слишком много, искры может просто не быть. Поэтому обратитесь к руководству пользователя или в Интернете, чтобы узнать, какой должен быть идеальный искровой разрядник. Используйте измеритель зазора типа монеты / проволоки, чтобы проверить ширину зазора и внести необходимые корректировки.Будьте очень осторожны при регулировке зазора бокового электрода, так как он может очень легко отломиться.
  4. Очистите монтажную область: В качестве дополнительного совета очистите область, где установлена ​​искра. Скопление продуктов сгорания в зазоре может привести к смещению свечи зажигания. Вытрите весь мусор и масло с этой области перед установкой свечи зажигания на место.

Двигатели на природном газе

Двигатели на природном газе

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой мощности до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. Доминирующим циклом двигателя может быть Отто или Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и зажигания. Большинство коммерческих и разрабатываемых двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) сжигание обедненной смеси, двигатели с циклом Отто; (3) двухтопливные двигатели смешанного цикла (комбинация Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе.Эти технологии демонстрируют различия в тепловом КПД, производительности и требованиях к последующей обработке.

Введение

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными регулирующими мерами, связанными с выбросами, продолжает вызывать значительный интерес к природному газу как альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей ответили поставкой новых, специально созданных двигателей, работающих на природном газе, в размерах от небольших легких двигателей мощностью несколько кВт до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт.В 2019 году WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем с циклом Отто с мощностью 63 840 кВт [4829] . Производители оригинального оборудования и поставщики запчастей также предоставляют комплекты для переоборудования, которые позволяют переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, включая: подготовка смеси (предварительно смешанная или не предварительно смешанная), зажигание (искровое зажигание или пилотный дизель) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель).Одна из распространенных категорий: Рис. 1 [4247] :

  • Предварительная смесь, искровое зажигание, только природный газ
  • Предварительная смесь, пилотное зажигание дизельного топлива, комбинированное топливо - природный газ / дизельное топливо
  • Прямой впрыск природного газа под высоким давлением, пилотное зажигание дизеля, комбинированное топливо природный газ / дизельное топливо
Рисунок 1 . Три категории двигателей, работающих на природном газе

(Источник: Wärtsilä)

Приведенная выше группа адекватно охватывает коммерческие двигатели размером примерно до 2.5 л / цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, возникает ряд проблем при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, с зажиганием от небольшого (<~ 5% топливной энергии) дизельного микропилотного двигателя имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими гораздо более крупный дизельный пилот % топливной энергии). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая категоризация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:

  • Двигатели по стехиометрическому циклу Отто
  • Бедное сжигание, двигатели с циклом Отто
  • Двухтопливные двигатели со смешанным циклом (комбинация Отто и Дизеля)
  • Дизельные двигатели, работающие на природном газе

В двигателях со стехиометрическим циклом Отто используется предварительно смешанная «почти стехиометрическая» воздушно-топливная смесь, и они зажигаются свечой зажигания.Важным мотивом для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопе. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC с природным газом просто богата стехиометрией, и двигатели, работающие на природном газе, сжигающие «стехиометрическую» топливно-воздушную смесь, обычно калибруются для работы в слегка обогащенном состоянии.Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями «богатого горения».

В двигателях с циклом Отто с обедненным сжиганием используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот - два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также нашли ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающего на обедненной смеси, является их высокий термический КПД тормозов (BTE), который во многих случаях может достигать 50%.Если на двигателях, работающих на обедненной смеси, требуется дополнительная обработка, для контроля NOx можно использовать СКВ мочевины. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и полезны только в некоторых стационарных применениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая значительным пилотным двигателем дизельного топлива, что составляет более ~ 15% от общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели со смешанным циклом, потому что пилотный дизельный двигатель вносит значительный вклад в общее тепловыделение при сгорании предварительно смешанной смеси природного газа и воздуха.Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко преобразованы для использования природного газа - популярное соображение, когда разница в ценах на дизельное топливо и природный газ составляет большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается прямо в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе.Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания струй природного газа является зажигание небольшого дизельного двигателя непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском высокого давления (HPDI) или газодизелем. Также исследуются возможности зажигания через свечу накаливания или свечу зажигания с форкамерой. Важным преимуществом этого подхода является то, что достижима более высокая удельная мощность и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

В таблице 1 суммированы эти подходы с более подробной информацией, представленной ниже. Доступны и другие сводки, аналогичные таблице 1, но в основном они ориентированы только на тяжелые условия эксплуатации [3568] [4323] .

9067
Таблица 1
Сравнение различных систем сгорания для двигателей, работающих на природном газе
Стехиометрический цикл Отто Цикл Отто сгорания обедненной смеси Двухтопливный смешанный цикл Дизельный цикл
Состояние смеси воздух / топливо Стехиометрический обедненный
Доминирующий цикл двигателя Отто Отто / Дизель Дизель
Технология Свеча зажигания 3 8 открытая камера зажигания
  • Свеча зажигания форкамеры (пассивная или активная)
  • Дизельный микропилот с открытой камерой
  • Дизельный микропилот, форкамер
  • Свеча накаливания, предварительная камера (ограниченное применение)
    • Пилотный дизель, открытая камера
    • Пилотный дизель, открытая камера
    • Свеча накаливания, открытая камера (опытная)
    • Свеча зажигания форкамеры (экспериментальная)
    Контроль выбросов из двигателя
    • NOx: EGR, угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, закрытая вентиляция картера (CCV)
    • ПМ: расход масла
    • NOx: AFR, угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
    • ПМ: расход масла
    • NOx: AFR, пилотное дизельное топливо, шт., угол опережения зажигания
    • CH 4 : объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании
    • PM: пилотное кол-во дизеля, расход масла
    • NOx: EGR, момент впрыска
    • PM: аналог дизельного
    Опции системы дополнительной обработки (ATS)
    • TWC для NOx, CH 4 , CO
    • PM: ATS не требуется до 2010 США и Euro VI-D
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : MOC в ограниченных приложениях
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : MOC в ограниченных приложениях
    • NOx: Мочевина SCR
    • CH 4 : обычно не требуется
    • PM: DPF (активная регенерация требует DOC + дизельное топливо)
    Основные области применения
    • Легкие, средние и тяжелые условия
    • Стационарный <~ 1 МВт
    • Железнодорожное и крупногабаритное внедорожное оборудование, модернизация дизельного топлива
    • Тяжелые, стационарные и морские
    КПД, BTE, без WHR
    • <40%, коммерческие двигатели; ~ 45% потенциал заушных слуховых аппаратов
    • Для тяжелых условий эксплуатации: <46%; Потенциал КПД аналогичен дизелю, ~ 50%
    • Морские низкоскоростные двигатели: <48%, коммерческие двигатели
    Преимущества
    • 100% замена дизельного топлива
    • Низкие выбросы NOx и CH 4
    • Простой пассивный АТС
    • Работает с КПГ или СПГ
    • Высокая эффективность
    • Можно избежать использования свечей зажигания
    • Возможна работа только на дизельном топливе (только на двух видах топлива)
    • Работает с КПГ или СПГ
    • 100% дизельная подстанция (кроме дизельной микропилотной)
    • Замена дизельного топлива до> 99% с помощью дизельного микропилота
    • Высокая эффективность
    • Нет свечей зажигания
    • Возможна работа только на дизельном топливе
    • Возможна модернизация существующих дизельных двигателей
    • Работает с КПГ или СПГ
    • Высокая удельная мощность
    • Ударопрочность
    • Высокая эффективность
    • Можно избежать использования свечей зажигания
    • Замена дизельного топлива до 95%
    • Низкий CH 4 Выбросы
    • Устойчивость к изменениям в составе топливного газа
    Проблемы
    • Срок службы свечи зажигания
    • Более низкая удельная мощность по сравнению с дизельным
    • Низкий КПД по сравнению с дизелем
    • Работа при высоких нагрузках может быть ограничена детонацией
    • Срок службы свечи зажигания (только при искровом зажигании)
    • Несгоревшие CH 4 Выбросы
    • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
    • Замена дизельного топлива ограничена ~ 50-85%
    • Пропуски воспламенения при малой нагрузке с NG
    • Несгоревшие CH 4 Выбросы
    • Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией
    • Работа только на дизельном топливе невозможна
    • СПГ только для мобильных приложений.Для КПГ требуется компрессор высокой мощности с большой площадью основания
    • Дороговизна и сложность
    • PM и NOx требуют полного дизельного двигателя ATS (для тяжелых условий эксплуатации)

    ###

    Как работают автомобильные системы зажигания

    Система зажигания вашего автомобиля должна работать согласованно с остальным двигателем. Цель состоит в том, чтобы зажечь топливо точно в нужное время, чтобы расширяющиеся газы могли выполнять максимальный объем работы. Если система зажигания сработает не в то время, мощность упадет, а потребление газа и выбросы могут увеличиться.

    Когда горит топливно-воздушная смесь в цилиндре, температура повышается, и топливо преобразуется в выхлопные газы. Это преобразование вызывает резкое повышение давления в цилиндре и заставляет поршень опускаться.

    Чтобы получить максимальный крутящий момент и мощность от двигателя, цель состоит в том, чтобы максимизировать давление в цилиндре во время рабочего хода . Максимальное давление также обеспечит максимальную эффективность двигателя, что напрямую приведет к увеличению его пробега.Выбор времени для искры имеет решающее значение для успеха.

    Существует небольшая задержка от момента искры до момента, когда вся топливно-воздушная смесь сгорит и давление в цилиндре достигнет максимума. Если искра возникает прямо тогда, когда поршень достигает вершины такта сжатия, поршень уже переместится вниз на часть своего рабочего хода до того, как газы в цилиндре достигнут максимального давления.

    Чтобы максимально использовать топливо, искра должна возникнуть до того, как поршень достигнет верхней точки такта сжатия , поэтому к тому времени, когда поршень начнет свой рабочий ход, давление будет достаточно высоким, чтобы начать полезную работу .

    Работа = Сила * Расстояние

    В цилиндре:

    • Сила = Давление * Площадь поршня
    • Расстояние = Длина хода

    Итак, когда мы говорим о цилиндре, работа = давление * площадь поршня * длина хода . А поскольку длина хода и площадь поршня фиксированы, единственный способ максимизировать работу - увеличить давление.

    Время зажигания очень важно, и время может быть либо , , либо , , в зависимости от условий.

    Время, необходимое для сжигания топлива, примерно постоянно. Но скорость поршней увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это означает, что чем быстрее двигатель работает, тем раньше должна возникнуть искра. Это называется опережением зажигания . : Чем выше частота вращения двигателя, тем больше требуется опережение.

    Другие цели, такие как минимизация выбросов , имеют приоритет, когда максимальная мощность не требуется. Например, замедляя синхронизацию зажигания (перемещая искру ближе к вершине такта сжатия), можно снизить максимальное давление и температуру в цилиндре.Снижение температуры помогает уменьшить образование оксидов азота (NO x ), которые являются регулируемым загрязнителем.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *