فاعل، موضوع:
- معرفی شمع برق
- عملکرد شمع تابش
- شمع های درخشان با کنترل کامپیوتر
- نقص شمع برق
- از بین بردن شمع های درخشان
معرفی شمع برقی:
شمع های برق را شمع برقی نیز می گویند. هر دو نام صحیح است، اما این صفحه فقط در مورد شمع برق صحبت می کند. هر یک موتور دیزل دارای شمع های درخشان یک موتور دیزلی با تزریق غیرمستقیم همیشه به شمع های تابش برای شروع سرد نیاز دارد. یک موتور دیزل تزریق مستقیم همچنین می تواند بدون شمع در دمای بیرونی بالای 10 درجه سانتیگراد روشن شود، اما سپس مواد مضر بسیار بیشتری از جمله دوده منتشر می کند. علاوه بر این، یک موتور دیزلی با یک سیستم خوب غیر کارآمد نیز کارکرد آسانتری خواهد داشت فیلتر ذرات می تواند بازسازی شود زیرا دمای مورد نیاز به دست نمی آید.
با توجه به سطح اتلاف حرارت بزرگ یک محفظه پیش یا چرخش در یک موتور دیزل تزریق غیر مستقیم، لازم است هوا در محفظه احتراق در هنگام شروع سرد گرم شود. این اتفاق با شمع های برق می افتد.
عملکرد شمع تابش:
هنگامی که احتراق روشن می شود، یک جریان بالا بلافاصله از طریق شمع تابش سرد جریان می یابد. این جریان تضمین می کند که شمع برق در عرض چند ثانیه به دمای بسیار بالایی برسد. با افزایش دمای موتور جریان کاهش می یابد. مقاومت سیم پیچ کنترل با دما افزایش می یابد. به عنوان مثال، یک چوب درخشنده با یک چوب درخشنده فلزی دمای یکنواخت تقریباً 1000 درجه سانتیگراد و با یک چوب درخشنده سرامیکی تقریباً 1400 درجه سانتیگراد را حفظ می کند.
شمع تابش دارای یک سیم پیچ درخشنده و یک سیم پیچ کنترل است که در یک لوله تابش نصب شده است. سیم پیچ درخشندگی باعث می شود لوله درخشندگی در انتها بدرخشد. سیم پیچ درخشندگی و سیم پیچ کنترل به طور محکم در یک پودر جاسازی شده اند. این پودر عایق الکتریکی است، اما گرما را به خوبی هدایت می کند.
در خودروهای مدرن، زمانی که قفل خودرو باز می شود یا درب راننده باز می شود، سیستم شروع به درخشش می کند. در آن لحظه سیگنالی به واحد کنترل موتور است که موتور به زودی روشن خواهد شد. با فعال کردن شمع‌ها از قبل، هوای داخل محفظه احتراق و در نتیجه مواد موتور برای مدتی قبل از روشن شدن موتور گرم شده‌اند.
بعد از حدود 5 ثانیه شمع تابش به دمای کار خود می رسد. زمان درخشندگی به صورت الکترونیکی کنترل می شود. شمع های تابش معمولاً حتی پس از روشن شدن موتور بسته به دمای محیط برای مدتی روشن می مانند. بعد از روشن شدن باعث می شود موتور پس از شروع سرد به طور یکنواخت کار کند و دوده کمتری تولید می کند.
شمع های درخشان نیز در طول فرآیند بازسازی کنترل می شوند فیلتر ذرات.
تصاویر زیر یک موتور دیزل تزریق مستقیم (چپ) و غیر مستقیم (راست) را نشان می دهد. در موتور دیزل تزریق مستقیم، شمع تابش مستقیماً در کنار انژکتور بالای پیستون قرار دارد. شمع تابش نسخه تزریق غیر مستقیم در محفظه چرخش جلو نصب شده است.
برخی از موتورها از جت احتراق استفاده می کنند. جت سوختی که از یکی از سوراخ‌های انژکتور می‌آید به سمت شمع درخشنده است. سوخت با شمع گرمکن تماس پیدا می کند و بنابراین سریعتر تبخیر می شود. مخلوط قابل اشتعال حتی سریعتر تشکیل می شود، به طوری که موتور در هنگام شروع سرد بهتر کار می کند. تصویر شعاع احتراق یک موتور دیزل تزریق مستقیم را نشان می دهد.
شمع های روشنایی کنترل شده توسط کامپیوتر:
با شمع های برقی کنترل شده الکترونیکی، سیم پیچ کنترلی که در پاراگراف قبل توضیح داده شد حذف می شود. سپس دما دیگر توسط سیم پیچ کنترل کنترل نمی شود، بلکه به طور غیر مستقیم توسط کامپیوتر مدیریت موتور کنترل می شود. این ECU زمان درخشش، مدت زمان درخشش و کنترل را تعیین می کند.
نمودار اجزای سیستم درخشش موتور VW Golf VI 2.0 tdi را نشان می دهد:
- J179: ماشین خوب (واحد کنترل)
- Q10 تا Q13: شمع تابش سیلندر. 1 تا 4.
شمع ها با ولتاژ توسط پیش گرمکن (J179) که واحد کنترل تابش یا رله تابش نیز نامیده می شود، تامین می شود. پایه های 11 و 7 شمع برقی به جعبه فیوز (بعلاوه) و یک نقطه زمین روی بدنه متصل می شوند.
سوپاپ تابش از طریق سیم‌های vi/gr و vi/ge (در موقعیت‌های T11b پایه‌های 9 و 10) به واحد کنترل موتور متصل می‌شود. این ECU را می توان در نمودار دیگری با ارجاعات 71 و 72 پیدا کرد.
انتقال سیگنال یا ارتباط بین سوپاپ روشنایی و ECU موتور می تواند از طریق انواع دیگر موتورها انجام شود اتوبوس LIN حاصل شود. شمع تابش با ECU موتور در زمان و مدت زمان فعال شدن شمع ها ارتباط برقرار می کند و در صورت معیوب بودن شمع بازخورد ارائه می دهد تا ECU موتور بتواند خطا را ذخیره کند.
شمع تابش شمع ها را از طریق a کنترل می کند سیگنال مدولاسیون عرض پالس (PWM).. عرض پالس کنترل و در نتیجه دمای شمع‌ها را تعیین می‌کند. هرچه بخش "فعال" سیگنال PWM در یک دوره گسترده تر باشد، شمع تابش گرمتر می شود. شکل اصل سیگنال PWM را نشان می دهد:
- بالا: چرخه وظیفه 50%؛
- وسط: چرخه وظیفه 25٪ (فعال برای یک چهارم دوره)
- پایین: 75% (فعال برای سه چهارم دوره). بنابراین میانگین ولتاژ بالاترین میزان از سه سیگنال PWM نشان داده شده است.
در مرحله اول فرآیند پیش گرمایش، شمع‌ها با چرخه کاری > 95 درصد کنترل می‌شوند که معادل ولتاژ متوسط حدود 13 ولت است. این بدان معناست که شمع‌ها خیلی سریع به دمای تقریباً 1100 درجه سانتیگراد می‌رسند. سپس ولتاژ در مراحل مختلف به 4 ولت کاهش می یابد. دما تا حدود 1000 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و سپس ثابت نگه داشته می شود. پس درخشش متوقف می شود:
- پس از فعال شدن شمع ها برای مدت معینی؛
- اگر دمای مایع خنک کننده بالاتر از ± 60 درجه سانتیگراد باشد
کنترل شمع برق هنگام استارت موتور:
هنگامی که موتور روشن می شود، کنترل کننده تابش شمع ها را برای مدت معینی با ولتاژ ثابت 12 ولت کنترل می کند. به این "پیش درخشش" نیز گفته می شود که به هلندی به عنوان "پیش درخشش" ترجمه شده است. این روش کنترل تضمین می کند که شمع تابش در سریع ترین زمان ممکن به دمای کار خود برسد. این زمان پیش گرمایش در دمای خنک کننده کمتر از 25 درجه ضروری است. هرچه دما پایین تر باشد، پیش درخشش بیشتر طول می کشد.
- در دمای مایع خنک کننده بالاتر از 25 درجه سانتیگراد هیچ پیش درخششی رخ نمی دهد.
- در دمای 25 درجه سانتیگراد، پیش درخشش 0,5 ثانیه طول می کشد.
- در دمای کمتر از -25 درجه سانتیگراد، پیش درخشش بین 2,5 تا 3 ثانیه طول می کشد.
تصاویر اسکوپ بر روی یک سیستم درخشان با شمع های درخشان سرامیکی (BMW 320d, N47, 2011) ضبط شدند. این شمع‌ها سریعتر از شمع‌های فلزی به دما می‌رسند. پیش درخشش ممکن است بیشتر طول بکشد. پس از مدتی دمای کار شمع برقی رسیده و به صورت ضربانی کنترل می شود تا در دمای مناسب بماند. این تصویر محدوده نشان می دهد که زمان روشن شدن (12 ولت) با گذشت زمان کوتاهتر می شود.
بعد از روشن شدن موتور:
چند ثانیه پس از روشن شدن موتور، واحد کنترل درخشش به تپش شمع‌ها ادامه می‌دهد. این کار شمع‌ها را در دمای مناسب برای پس‌درخشش نگه می‌دارد. این کمک می کند تا کوبش دیزل و همچنین آلاینده های مضر به حداقل برسد. تا زمانی که مایع خنک کننده به دمای حداقل 60 درجه سانتیگراد برسد (دمای خاموش شدن واقعی ممکن است در هر برند یا نسخه متفاوت باشد) ادامه می یابد. چرخه وظیفه در مرحله پس از تابش ثابت می ماند.
کنترل درخشش چند شمع تابش:
واحد کنترل درخشش شمع ها را یکی یکی کنترل می کند. با پالس های گسترده تر، پالس ها تا حدی همپوشانی دارند. دلایل کنترل شمع ها به صورت جداگانه به شرح زیر است:
- اگر همه شمع های تابش در موتور همزمان یک پالس دریافت کنند، جریانی به طور همزمان جریان می یابد. در این حالت، مقدار جریان برابری وجود دارد (در مورد یک پالس، جریان های چهار شمع برقی با هم جمع می شوند) و اگر ولتاژ 0 ولت باشد، جریان دیگری جریان نخواهد داشت. این سوئیچینگ روشن و خاموش با جریان زیاد و بدون جریان، بار زیاد غیرضروری را بر روی شبکه داخلی وارد می‌کند.
- با تناوب پالس‌ها بین سیلندرها، جریان عبوری از کنترل‌کننده شمع ثابت نگه داشته می‌شود، اما توسط پالس‌ها روی شمع‌ها توزیع می‌شود.
در تصویر اسکوپ زیر پالس های کنترلی دو شمع برق را می بینیم. در این مورد، سیلندرهای 1 و 2. چهار شمع تابش را می توان به طور جداگانه یا در گروه کنترل کرد (به عنوان مثال سیلندرهای 1 و 4 به طور همزمان، و سیلندرهای 2 و 3 به طور همزمان).
نقص شمع برقی:
اگر شمع‌های تابش معیوب باشند، می‌توان آن را با نوسانات سرعت یا ضربه دیزل پس از روشن شدن موتور در هنگام استارت سرد متوجه شد. توسعه شدید دوده وجود دارد (در هنگام نصب فیلتر ذرات قابل توجه نیست). یک یا چند شمع برق معیوب همچنین می تواند به این معنی باشد که فیلتر ذرات دیگر نمی تواند بازسازی شود. دمای مورد نیاز حاصل نمی شود و به دلیل وجود مقدار زیاد ذرات دوده اشباع می شود. شمع های برق معیوب توسط مدیریت موتور در سیستم های مدرن تشخیص داده می شوند. واحد کنترل تابش همیشه یک اندازه گیری مقاومت (از طریق افت ولتاژ در یک شنت) را انجام می دهد و وضعیت شمع ها (اغلب از طریق گذرگاه LIN) را با واحد کنترل موتور در میان می گذارد. غالباً پیام خطا تنها زمانی روی داشبورد نمایش داده می شود که دمای هوای بیرون پایین باشد. در دماهای بالاتر از 5 تا 10 درجه سانتیگراد، یک خطا ذخیره می شود که می توانید با a اصلاح کنید سیستم OBD قابل خواندن است، اما راننده از طریق پیامی روی داشبورد از این موضوع مطلع نمی شود.
اگر مشکوک هستید که شمع برقی معیوب است، می توانید از a استفاده کنید مولتی متر اندازه گیری مقاومت انجام می شود. اندازه گیری را می توان با شمع تابش در بلوک موتور، و همچنین بر روی یک شمع تابش حذف شده انجام داد. با توجه به خطر آسیب در هنگام برداشتن شمع‌ها، عاقلانه‌تر است که ابتدا شمع‌ها را در حالت نصب شده اندازه‌گیری کنید.
- شمع برق را بردارید و آن را کنار بگذارید.
- پین اندازه گیری قرمز را روی سر شمع برقی که دوشاخه باید به آن وصل شود قرار دهید.
- کاوشگر تست سیاه رنگ (ترجیحا) را روی محفظه شمع برق، در جای دیگری روی بلوک موتور، یا روی نقطه زمین مناسب قرار دهید.
- برای اندازه گیری مقاومت، مولتی متر را روی تنظیمات "اهم" قرار دهید.
مقدار مقاومت نشان نمی دهد که شمع درخشان چقدر خوب است. پس از همه، مقاومت از طریق سیم پیچ اندازه گیری می شود. انتهای فلزی یا سرامیکی ممکن است کثیف باشد یا به دلیل کهولت سن کمتر سریع و کمتر بدرخشد. با این حال، اندازه‌گیری مقاومت می‌تواند برای تعیین اینکه آیا شمع برقی می‌تواند به محض عبور جریان از سیم پیچ، بدرخشد یا خیر، استفاده شود:
- مقاومت بین 0,2 و 6 Ω خوب است.
- مقاومت <0,2 Ω بسیار کم است. به احتمال زیاد سیم پیچ (مثبت) و محفظه (زمین) در تماس داخلی با یکدیگر هستند.
- بدون مقاومت (OL یا 1.) به این معنی است که یک وقفه داخلی در شمع وجود دارد. هیچ جریانی نمی تواند از طریق شمع تابش جریان یابد.
- مقاومت بسیار بالا (به عنوان مثال 6 کیلو اهم) نیز نشان دهنده نقص است. در نتیجه جریان کم می شود و شمع برق به سختی گرم می شود.
اگر مشخص شد که یک یا چند شمع تابش مقاومت نادرستی دارند، اما هر چهار شمع تابش هم سن هستند، توصیه سازنده این است که همه شمع ها را همزمان تعویض کنید. حتی اگر اندازه‌گیری مقاومت خوب باشد، ممکن است به دلیل افزایش سن، خواص درخشندگی کاهش یابد. با چهار شمع تابش جدید اطمینان حاصل می شود که هیچ تفاوتی در خواص درخشان و در نتیجه در دمای درخشان وجود ندارد.
شمع های برق که با یک پالس توسط شمع تابش کنترل می شوند را می توان با ولتاژ روی محفظه تشخیص داد: 5,3 پاسخ. 7 ولت. این ولتاژ کاری است که برای حفظ آن در دمای مناسب لازم است. در حالی که شمع های تابش موتورهای قدیمی را می توان با یک باتری 12 ولتی آزمایش کرد، انواع جدیدتر شمع ها ممکن است بیش از حد گرم شوند و اگر برای مدت طولانی 12 ولت عرضه شوند، از کار می افتند.
از بین بردن شمع های درخشان:
هنگام برداشتن شمع برقی، مطمئن شوید که می توان آن را با نیروی کمی شل کرد. اگر نیروی بیش از حد اعمال کنید، ممکن است نخ یا سرسیلندر آسیب ببیند یا شمع برق آن بشکند. برای جلوگیری از این امر، توصیه می شود ابتدا موتور را به دمای عملیاتی برسانید. با حرارت دادن مواد شمع تابش و سرسیلندر، ذرات دوده کیک شده نرم می شوند. شمع تابش در حال حاضر راحت تر از موتور سرد جدا می شود.
اگر شمع تابش قطع شود، در بسیاری از موارد باید سوراخی در شمع ایجاد شود و سپس نخ و سر باقیمانده باید از سوراخ یا از سیلندر، احتمالاً با استفاده از آهنربا، خارج شود. این خطر وجود دارد که در حین سوراخ کاری، نخ آسیب ببیند. ابزارهای کمکی برای سوراخ کردن با دقت در زاویه مناسب وجود دارد (تصویر زیر را ببینید). در آزاردهنده ترین شرایط، سرسیلندر باید جدا شود تا شمع های برق از بین برود. بنابراین تعویض شمع برق را به متخصص بسپارید.
شایع ترین علت شکستن شمع تابش این است که در گذشته بیش از حد سفت شده است. شمع های تابش بسته به رزوه، گشتاور سفت شدن بین 10 تا 25 نیوتن متر دارند. برای گشتاور سفت کردن صحیح، همیشه به دفترچه راهنمای کارگاه یا مشخصات شمع مربوطه مراجعه کنید.
