Elektronski sistem paljenja kod benzinskog motora

U delovima automobila u kojima su , sa vremenom, zamenjene mehaničke komponente, elektronika u pravilu nudi viši nivo pouzdanosti nekih sistem (to je relativnom, no govorimo li npr. o mehaničkim kontaktima koji se sa vremenom troše, teorija dobija neko opravdanje). also, tu su i jednostavnija konstrukcija, niža cena (koja proizlazi iz prethodno navedenog) i manja masa celog sistema. anyway, zamenite li masivni, metalni razvodnik paljenja nekakvom “crnom malom kutijom” u kojoj se nalazi tek par elektroničkih komponenti, ušteda na masi neće biti zanemarljiva.

Bobina Freelanderovog V6 motora (Land Rover)

I da ne zaboravimo, sa obzirom da govorimo o visokom naponu i nekakvim varnicama kojima se, na kraju, ostvaruje zapaljenje smeše goriva i vazduha, naša se priča i dalje vrti isključivo oko benzinskog (Otto) engine. Ljubitelji dizel pogona i ovog su se puta “izvukli”, no iako pod poklopcem motora nose nešto manje komponenti, veća opterećenja što ih dizel motori podnose (dakako, tu je u značajnoj meri bitan i zakon potražnje), temeljni su uzrok nešto višoj ceni tako pokretanih automobila.

Poređenje – Elektronski sistem paljenja sa razvodnikom i DIS sistema

Većina vlasnika današnjih automobila neće, kada zavire pod poklopac motora, naići na ništa što bi bilo nalik ranije opisanom razvodniku paljenja. Radi se o tome da moderni motori, zahvaljujući prvenstveno elektronskim sistemima imaju znatno jednostavnije rešeno paljenje. U modernim je automobilima (ovo “modernim” odnosi se na većinu vozila mlađih od 1980-ih )) sklop velikog indukcijskog kalema (bobine) i mehaničkog razvodnika paljenja, zajedno sa njegovim vakuumskim (ili kakvim već, depending on the version) sistemom promene trenutka paljenja, zamenio komplet od nekoliko elektronskih komponenti.

Elektronsko paljenje

Današnji sistemi paljenja po pravilu ne razvode struju visokog napona (kao kod mehaničkog razvodnika), već se funkcija razvođenja napona odvija u primarnom krugu (niskog napona). Niskonaponski puls tako se dovodi do pojedinačnih indukcijskih (visokonaponskih) bobina koje su raspoređene po jedan za svaku svećicu ili po jedan za svaka dva cilindra.

Presek bobine DIS sistema (NGK)

Bobine mogu biti raspoređene na nekoliko načina. U slučaju konstrukcije “jedan bobina – jedna svećica” odn. DIS – Direct Ignition System, najčešće su postavljeni svaki uz svoju svećicu (vrlo blizu ili direktno povezani sa svećicom). No, uobičajenije se nalaze u kompletima koji se u slučaju kvara pojedine bobine menjaju celi ili je, zavisno od konstrukcije, moguće zameniti svaku pojedinačnu bobinu.

Još napredniji sistem direktnog paljenja koji se danas koristi u velikoserijskim automobilima je CDI (Capacitor Discharge Ignition ili “tiristorsko paljenje”) koji je razvila General Motorsova marka Saab. Ovde se koristi po jedan mali kalem sa kondenzatorom montiranim direktno na svećicu. Uloga kondenzatora je da na kratko vreme sačuva malu količinu električnog naboja pre nego li ga se isporuči primarnom delu. U tom slučaju se povećanje napona ostvaruje u dva koraka: prvi diže napon akumulatora sa 12 na oko 400 V dok se pred isporuku svećici taj napon povisuje na 40.000 V. Ovakav se sistem odlikuje pouzdanim radom i velikom trajnošću.

surely, potrebno je napomenuti i da u današnjem, elektronskom svetu nema više mehaničkog pogona razvodnika paljenja, vakumskog kompenzatora i sličnog. Celu priču oko paljenja tako nadzire elektronska jedinica koja prima informacije od raznih senzora, poput položaja kolenastog vratila, brzine rada (broja okretaja) motora i sl.

Elektronska nadzorna jedinica CDI sistema paljenja (levo) i bobina sa pripadajućim konektorom (M&W Ignitions)

A, kako smo došli do ovoga o čemu pričamo?

Jasno jest da se konstruktori automobila nisu “preko noći” odlučili zameniti mehaničke razvodnike paljenja elektronskim sistemima. Priča je išla postepeno, a verujemo da će se mnogi čitaoci setiti i tzv. “konverzijskih kompleta” zahvaljujući kojima je bilo moguće klasične mehaničke razvodnike paljenja preraditi u tranzistorske.

Prvi korak napred, u odnosu na klasične sisteme razvodnika paljenja, bilo je kontaktno tranzistorsko paljenje. U tom je slučaju celoj konstrukciji razvodnika paljenja je bio pridodan tranzistor koji je zadužen za prekidanje primarnog strujnog kruga. Tako prekidačem (“platinama”) prolazi struja jačine od 0,05 do 0,2 A, za razliku od klasičnog sistema gde je prekidač izložen jačini od 4 A. Učinak kontaktnog tranzistorskog paljenja je jasan i svodi se na manje trošenje kontakata prekidača koji je sada izložen struji manje jačine.

Beskontaktno tranzistorsko paljenje bio je sledeći korak u razvoju ove priče te je u njemu prekidač u potpunosti izbačen iz “igre”, a njegovu je ulogu preuzeo indukcijoni sistem za iniciranje paljenja. No, koliki god su napredak takva rešenja ponudila, problem su ostali brojni “repovi prošlosti”. So, eg. oba načina tranzistroskog paljenja i dalje koriste sistem za promenu trenutka paljenja, bilo vakuumski ili centrifugalni. Mehanički regulatori, svakako, nisu u stanju pružiti nivo preciznosti (teorijski i pouzdanosti) elektronskih sistema te su i ove prelazne, nešto naprednije razvodnike paljenja zamenili u potpunosti elektronski sistemi sa malim, pojedinačnim bobinama.

Mapa paljenja mazdinog motora Renesis sa turbinom (rx8club.com)

Na kraju, razvoj ovih sistema doveo je do elektronske upravljačke jedinice. Ona na obradu prihvata podatke o opterećenju motora, položaju kolenastog vratila, brzini rada motora i sl. i njihovom analizom odabira optimalan trenutak paljenja, u skladu sa mapom paljenja pohranjenom u memoriji računara upravljačke jedinice.

Elektronika nam tako, nesumnjivo nudi sve što i tradicionalna mehanika u sistemu paljenja, uz povećanu preciznost. Ali, iz prakse znamo da sve veći broj senzora rasutih po automobilu ne garantuju uvek maksimalnu pouzdanost. Postoji li rešenje za takve tegobe, drugo je pitanje. No, jedno je sigurno – odgovor na njega znaju upravo sami proizvođači automobila.