المواضيع:
- مقدمة توهج المكونات
- تشغيل شمعة التوهج
- شمعات التوهج التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر
- عيوب شمعة التوهج
- تفكيك شمعات التوهج
مقدمة توهج المكونات:
تسمى شمعات التوهج أيضًا بشمعات التوهج. كلا الاسمين صحيحان، لكن هذه الصفحة تتحدث فقط عن قابس التوهج. كل محرك ديزل لديه شمعات التوهج. يحتاج محرك الديزل الذي يتم حقنه بشكل غير مباشر دائمًا إلى شمعات التوهج لبدء التشغيل البارد. يمكن أيضًا أن يبدأ محرك الديزل ذو الحقن المباشر بدون شمعات التوهج في درجات حرارة خارجية تزيد عن 10 درجات مئوية، ولكنه ينبعث منه بعد ذلك العديد من المواد الضارة، بما في ذلك السخام. بالإضافة إلى ذلك، فإن محرك الديزل الذي لا يعمل بنظام جيد سيكون أيضًا أقل سهولة في التشغيل مرشح الجسيمات يمكن أن تتجدد بسبب عدم وصول درجة الحرارة المطلوبة.
نظرًا للسطح الكبير الذي يتبدد الحرارة لغرفة ما قبل أو دوامة في محرك الديزل المحقون بشكل غير مباشر، فمن الضروري تدفئة الهواء في غرفة الاحتراق أثناء البداية الباردة. يحدث هذا مع شمعات التوهج.
تشغيل شمعة التوهج:
عند تشغيل الإشعال، يتدفق تيار عالي على الفور عبر شمعة التوهج البارد. يضمن هذا التيار وصول شمعة التوهج إلى درجة حرارة عالية جدًا خلال ثوانٍ قليلة. يتناقص التيار مع زيادة درجة حرارة المحرك. تزداد مقاومة ملف التحكم مع زيادة درجة الحرارة. على سبيل المثال، تحافظ عصا التوهج مع عصا التوهج المعدنية على درجة حرارة موحدة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية ومع عصا التوهج الخزفية حوالي 1400 درجة مئوية.
تحتوي قابس التوهج على ملف توهج وملف تحكم مثبتين في أنبوب توهج. ملف التوهج يجعل أنبوب التوهج يتوهج في النهاية. ملف التوهج وملف التحكم مدمجان بقوة في المسحوق. هذا المسحوق عازل للكهرباء، لكنه موصل للحرارة بشكل جيد.
في السيارات الحديثة، يبدأ النظام بالتوهج عند فتح قفل السيارة أو عند فتح باب السائق. في تلك اللحظة، يتم إرسال إشارة إلى وحدة التحكم في المحرك تفيد بأنه سيتم تشغيل المحرك "قريبًا". من خلال تفعيل شمعات الاحتراق مسبقًا، يتم تسخين الهواء الموجود في غرفة الاحتراق وبالتالي مواد المحرك لبعض الوقت قبل بدء تشغيل المحرك.
بعد حوالي 5 ثواني. يصل قابس التوهج إلى درجة حرارة التشغيل. يتم التحكم في وقت التوهج إلكترونيًا. عادةً ما تظل شمعات التوهج قيد التشغيل لفترة من الوقت حتى بعد بدء تشغيل المحرك، وذلك حسب درجة الحرارة المحيطة. يؤدي التوهج اللاحق إلى تشغيل المحرك بشكل متساوٍ بعد بداية التشغيل الباردة وسينتج عنه انبعاثات أقل من السخام.
يتم أيضًا التحكم في شمعات التوهج أثناء عملية التجديد مرشح الجسيمات.
تُظهر الصور أدناه محرك ديزل يعمل بالحقن المباشر (يسار) وغير مباشر (يمين). في محرك الديزل ذو الحقن المباشر، توجد شمعة التوهج مباشرة بجوار الحاقن فوق المكبس. يتم تركيب شمعة التوهج الخاصة بالنسخة المحقونة بشكل غير مباشر في الحجرة الدوامية الأمامية.
تستخدم بعض المحركات طائرة اشتعال. يتم توجيه نفاث الوقود القادم من إحدى فتحات الحاقن نحو شمعة التوهج. يتلامس الوقود مع قابس التوهج الساخن وبالتالي يتبخر بسرعة أكبر. يتم تشكيل خليط قابل للاشتعال بشكل أسرع، بحيث يعمل المحرك بشكل أفضل أثناء التشغيل البارد. تُظهر الصورة نصف قطر الاشتعال لمحرك الديزل بالحقن المباشر.
شمعات التوهج التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر:
مع شمعات التوهج التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا، يتم حذف ملف التحكم الموصوف في الفقرة السابقة. ومن ثم لم يعد يتم التحكم في درجة الحرارة عن طريق ملف التحكم، ولكن بشكل غير مباشر عن طريق كمبيوتر إدارة المحرك. تحدد وحدة التحكم الإلكترونية هذه وقت التوهج ومدة التوهج والتحكم.
يوضح الرسم البياني مكونات نظام التوهج لمحرك VW Golf VI 2.0 tdi:
- J179: آلة جيدة (وحدة التحكم)
- Q10 إلى Q13: أسطوانة شمعات التوهج. 1 إلى 4.
يتم تزويد شمعات التوهج بالجهد عن طريق السخان المسبق (J179)، والذي يسمى أيضًا وحدة التحكم في التوهج أو مرحل التوهج. يتم توصيل المسامير 11 و 7 من قابس التوهج بصندوق المصهر (زائد) ونقطة أرضية على هيكل السيارة.
يتم توصيل صمام التوهج بوحدة التحكم في المحرك عبر أسلاك vi/gr وvi/ge (في المواضع T11b 9 و10). يمكن العثور على وحدة التحكم الإلكترونية هذه في مخطط آخر بالمرجعين 71 و72.
يمكن أن يتم نقل الإشارة أو الاتصال بين صمام التوهج ووحدة التحكم الإلكترونية في المحرك عبر أنواع محركات أخرى حافلة لين يمكن تحقيقه. تتواصل شمعة التوهج مع وحدة التحكم الإلكترونية في المحرك متى ومدة تفعيل شمعات التوهج، وتوفر ملاحظات إذا كانت شمعة التوهج معيبة، بحيث يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية في المحرك تخزين الخطأ.
يتحكم قابس التوهج في شمعات التوهج عبر أ إشارة تعديل عرض النبض (PWM).. يحدد عرض النبض التحكم، وبالتالي درجة حرارة شمعات التوهج. كلما اتسع الجزء "النشط" من إشارة PWM في فترة واحدة، كلما أصبحت شمعة التوهج أكثر دفئًا. يوضح الشكل مبدأ إشارة PWM:
- أعلاه: دورة العمل 50%؛
- المتوسطة: دورة العمل 25% (نشطة لمدة ربع المدة)
- القاع: 75% (نشط لمدة ثلاثة أرباع الفترة). وبالتالي فإن متوسط الجهد هو الأعلى من بين إشارات PWM الثلاثة الموضحة.
في المرحلة الأولى من عملية التسخين المسبق، يتم التحكم في شمعات التوهج من خلال دورة تشغيل > 95%، وهو ما يعادل متوسط جهد يبلغ حوالي 13 فولت. وهذا يعني أن شمعات التوهج تصل إلى درجة حرارة حوالي 1100 درجة مئوية بسرعة كبيرة. ثم يتم تخفيض الجهد على مراحل إلى متوسط 4 فولت. تنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 1000 درجة مئوية ثم تبقى ثابتة. يتوقف الشفق:
- بعد تفعيل شمعات التوهج لفترة معينة؛
- إذا كانت درجة حرارة سائل التبريد أعلى من ± 60 درجة مئوية
التحكم في شمعة التوهج عند بدء تشغيل المحرك:
عند تشغيل المحرك، تقوم وحدة التحكم في التوهج بالتحكم في شمعات التوهج لفترة زمنية معينة بجهد ثابت يبلغ 12 فولت. يُطلق على هذا أيضًا اسم "preglow"، ويُترجم إلى الهولندية باسم "preglow". تضمن طريقة التحكم هذه أن يصل قابس التوهج إلى درجة حرارة العمل في أسرع وقت ممكن. يعد وقت التسخين المسبق هذا ضروريًا عند درجة حرارة سائل التبريد أقل من 25 درجة. كلما انخفضت درجة الحرارة، كلما استمر التوهج لفترة أطول.
- عند درجة حرارة سائل التبريد أعلى من 25 درجة مئوية، لا يحدث توهج مسبق؛
- عند درجة حرارة 25 درجة مئوية، يستمر التوهج المسبق لمدة 0,5 ثانية؛
- عند درجة حرارة أقل من -25 درجة مئوية، يستمر التوهج المسبق لمدة تتراوح بين 2,5 و3 ثوانٍ.
تم تسجيل صور النطاق على نظام متوهج مزود بشمعات توهج سيراميكية (BMW 320d، N47، 2011). هذه تصل إلى درجة الحرارة بشكل أسرع من شمعات التوهج المعدنية. قد يستمر التوهج المسبق لفترة أطول. بعد مرور بعض الوقت، يتم الوصول إلى درجة حرارة العمل لشمعة التوهج ويتم التحكم فيها بطريقة نبضية لإبقائها عند درجة الحرارة المناسبة. توضح صورة النطاق هذه أن وقت التشغيل (12 فولت) يصبح أقصر بمرور الوقت.
الشفق بعد بدء تشغيل المحرك:
بعد بضع ثوانٍ من بدء تشغيل المحرك، تستمر وحدة التحكم في التوهج في نبض شمعات التوهج. يؤدي ذلك إلى إبقاء شمعات التوهج في درجة الحرارة المناسبة للتوهج اللاحق. وهذا يساعد على تقليل طرق الديزل وكذلك الانبعاثات الضارة. يستمر الشفق حتى يصل سائل التبريد إلى درجة حرارة لا تقل عن 60 درجة مئوية (قد تختلف درجة حرارة الإيقاف الفعلية حسب العلامة التجارية أو الإصدار). تظل دورة العمل كما هي في مرحلة الشفق.
التحكم في توهج شمعات التوهج المتعددة:
تتحكم وحدة التحكم في التوهج في شمعات التوهج واحدة تلو الأخرى. مع النبضات الأوسع، تتداخل النبضات جزئيًا. أسباب التحكم في شمعات التوهج بشكل منفصل هي كما يلي:
- إذا تلقت جميع شمعات التوهج في المحرك نبضة في نفس الوقت، فسوف يتدفق التيار في وقت واحد. في هذه الحالة، هناك كمية متساوية من التيار (في حالة النبضة، يتم إضافة التيارات من خلال أربع شمعات توهج معًا)، وإذا كان الجهد 0 فولت، فلن يتدفق المزيد من التيار. سيؤدي هذا التبديل بين التشغيل والإيقاف للكثير من التيار وعدم وجود تيار إلى وضع حمل عالي غير ضروري على الشبكة الموجودة على متن الطائرة؛
- من خلال تبديل النبضات بين الأسطوانات، يظل التيار عبر وحدة التحكم في شمعات التوهج ثابتًا، ولكن يتم توزيعه على شمعات التوهج بواسطة النبضات.
في صورة النطاق أدناه نرى نبضات التحكم لشمعتين متوهجتين. في هذه الحالة، الأسطوانات 1 و 2. يمكن التحكم في شمعات التوهج الأربعة بشكل منفصل، أو في مجموعات (على سبيل المثال، الأسطوانات 1 و 4 في وقت واحد، والأسطوانات 2 و 3 في وقت واحد).
عيوب شمعة التوهج:
إذا كانت شمعات التوهج معيبة، فيمكن ملاحظة ذلك من خلال تقلبات السرعة أو طرق الديزل بعد بدء تشغيل المحرك أثناء التشغيل البارد. هناك تطور قوي للسخام (غير ملحوظ عند تركيب مرشح الجسيمات). قد يعني أيضًا وجود واحد أو أكثر من شمعات التوهج المعيبة أنه لم يعد من الممكن تجديد مرشح الجسيمات. لم يتم الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة وهي مشبعة بسبب وجود كمية زائدة من جزيئات السخام. يتم التعرف على شمعات التوهج المعيبة من قبل إدارة المحرك في الأنظمة الحديثة. تقوم وحدة التحكم في التوهج دائمًا بإجراء قياس المقاومة (عبر انخفاض الجهد عبر تحويلة) وتبلغ حالة شمعات التوهج (غالبًا عبر ناقل LIN) مع وحدة التحكم في المحرك. في كثير من الأحيان، لن يتم عرض رسالة الخطأ على لوحة القيادة إلا عندما تكون درجات حرارة الهواء الخارجي منخفضة. عند درجات حرارة أعلى من 5 درجات مئوية إلى 10 درجات مئوية، يتم تخزين العطل الذي يمكنك تصحيحه باستخدام أ نظام او بي دي يمكن قراءتها، ولكن لا يتم تنبيه السائق إلى ذلك من خلال رسالة على لوحة القيادة.
إذا كنت تشك في أن شمعة التوهج معيبة، فيمكنك استخدام أ متعدد يتم إجراء قياس المقاومة. يمكن إجراء القياس باستخدام شمعة التوهج الموجودة في كتلة المحرك، ولكن أيضًا على شمعة التوهج التي تمت إزالتها. نظرًا لخطر التلف عند إزالة شمعات التوهج، فمن الحكمة قياس شمعات التوهج في البداية في الحالة المثبتة.
- قم بإزالة قابس التوهج وضعه جانبًا؛
- ضع دبوس القياس الأحمر على رأس قابس التوهج الذي يجب توصيل القابس به؛
- ضع مسبار الاختبار الأسود (المفضل) على مبيت شمعة التوهج، أو في مكان آخر على كتلة المحرك، أو على نقطة أرضية مناسبة؛
- اضبط المتر المتعدد على إعداد "أوم" لقياس المقاومة.
لا تشير قيمة المقاومة إلى مدى جودة شمعة التوهج. بعد كل شيء، يتم قياس المقاومة من خلال الملف. قد تكون النهاية المعدنية أو الخزفية متسخة أو تتوهج بسرعة أقل وأقل جودة بسبب تقدم السن. ومع ذلك، يمكن استخدام قياس المقاومة لتحديد ما إذا كانت شمعة التوهج قادرة على التوهج بمجرد تدفق التيار عبر الملف:
- المقاومة بين 0,2 و6 أوم جيدة؛
- المقاومة <0,2 Ω منخفضة جدًا. على الأرجح أن الملف (الإيجابي) والجسم (الأرضي) على اتصال داخلي مع بعضهما البعض؛
- عدم وجود مقاومة (OL أو 1.) يعني وجود انقطاع داخلي في قابس التوهج. لا يمكن أن يتدفق أي تيار عبر شمعة التوهج؛
- تشير المقاومة العالية جدًا (على سبيل المثال 6 كيلو أوم) أيضًا إلى وجود خلل. ونتيجة لذلك، سيكون التيار منخفضًا ولن تسخن شمعة التوهج تقريبًا.
إذا تبين أن واحدة أو أكثر من شمعات التوهج لها قيمة مقاومة غير صحيحة، ولكن جميع شمعات التوهج الأربعة لها نفس العمر، فإن نصيحة الشركة المصنعة هي استبدال جميع شمعات التوهج في نفس الوقت. حتى لو تبين أن قياس المقاومة جيد، فقد تقل خصائص التوهج مع تقدم العمر. مع أربع شمعات توهج جديدة، يتم التأكد من عدم وجود اختلافات في خصائص التوهج وبالتالي في درجات حرارة التوهج.
يمكن التعرف على شمعات التوهج التي يتم التحكم فيها عن طريق نبضة بواسطة قابس التوهج من خلال الجهد الكهربي الموجود على الغلاف: 5,3 تكرارًا. 7 فولت. هذا هو جهد التشغيل المطلوب لإبقائه عند درجة الحرارة المناسبة. بينما يمكن اختبار شمعات التوهج من المحركات القديمة باستخدام بطارية 12 فولت، فإن الأنواع الأحدث من شمعات التوهج يمكن أن ترتفع درجة حرارتها وتفشل إذا تم تزويدها بـ 12 فولت لفترة طويلة جدًا.
تفكيك شمعات التوهج:
عند إزالة شمعة التوهج، تأكد من إمكانية فكها بقوة قليلة. إذا استخدمت قوة كبيرة جدًا، فقد يتلف الخيط أو رأس الأسطوانة، أو قد تنكسر شمعة التوهج. ولمنع حدوث ذلك، يُنصح أولاً برفع المحرك إلى درجة حرارة التشغيل. عن طريق تسخين المواد المكونة لشمعة التوهج ورأس الأسطوانة، تنعم جزيئات السخام المتكتلة. سيكون الآن من السهل إزالة شمعة التوهج مقارنة بمحرك بارد.
إذا انقطعت شمعة التوهج، في كثير من الحالات يجب حفر ثقب في شمعة التوهج ثم يجب إزالة الخيط والرأس المتبقي من الفتحة أو من الأسطوانة، ربما باستخدام مغناطيس. هناك خطر أن يتلف الخيط أثناء الحفر إذا لم تقم بالحفر بدقة. توجد أدوات مساعدة للحفر بعناية بالزاوية الصحيحة (انظر الصورة أدناه). في الحالة الأكثر إزعاجًا، يجب تفكيك رأس الأسطوانة لإزالة شمعات التوهج. لذا اترك استبدال شمعات التوهج لمتخصص.
السبب الأكثر شيوعًا لكسر سدادة التوهج هو أنه تم تشديدها بشكل زائد في الماضي. تتمتع شمعات التوهج بعزم دوران يتراوح بين 10 و25 نيوتن متر، حسب الخيط. قم دائمًا بمراجعة دليل ورشة العمل أو مواصفات شمعة التوهج ذات الصلة لمعرفة عزم الدوران الصحيح.
الصفحات ذات الصلة:
