سیستم جرقه‌زنی خودرو چیست و طرز کار آن چگونه است؟
یکی از مهم‌ترین بخش‌های فنی موتور
سیستم جرقه‌زنی خودرو چیست؟ برای روشن‌شدن خودرو باید فرآیند احتراق رخ دهد. احتراق در هر موتور بنزینی با کمک جرقه‌ها صورت می‌گیرد. این جرقه‌ها است که با تبدیل انرژی شیمیایی به فیزیکی و حرکتی باعث به حرکت درآمدن خودرو می‌شود. بنابراین سیستم جرقه‌زنی خودرو مانند سیستم استارت خودرو یکی از مهم‌ترین بخش‌های فنی موتور است و عملکرد نادرست آن مانع حرکت خودرو می‌شود.
در این مطلب به بررسی دقیق عملکرد و اجزای سیستم جرقه‌زنی و نقش آن در کارایی موتور خودرو پرداخته‌ایم.
عناوین این مطلب
موتور و سیستم جرقه‌زنی چطور کار می‌کند؟
پیش از این جیمز وات با اختراع ماشین بخار با کمک حرارت بخار، وسیله را به حرکت درآورده بود. با کمک همین طرز فکر، در موتورهای خودروها هم از روشی مشابه برای حرکت کمک گرفتند، با این تفاوت که اکنون بنزین جانشین بخار آب شده است.
روش کار موتورهای بنزینی به این صورت است که ترکیبی از بنزین با بخار و هوا وارد سیلندرها می‌شود و نیروی حاصل از انفجار آنها باعث حرکت پیستون‌ها می‌شود. حرکت رفت و برگشتی پیستون‌ها باعث انتقال نیرو به چرخ‌ها و حرکت خودرو می‌شود. سیستم جرقه‌زنی کلید این حرکت است. انفجارهای درون سیلندر با کمک این سیستم اتفاق افتاده و باقی قضایا رخ می‌دهد؛ یعنی اگر جرقه‌ای وجود نداشته باشد، انفجار و احتراقی هم نیست.
کلیاتی درباره موتور و سیستم جرقه‌زنی
برای اینکه بهتر درمورد عملکرد سیستم جرقه‌زنی بدانید، بد نیست کمی درمورد موتور و آنچه که در آن اتفاق می‌افتد بگوییم. پیشرانه یا موتور سیستم اصلی در هر خودرویی است که با تبدیل انرژی شیمیایی به مکانیکی خودرو را به حرکت در می‌آورد.
موتورها دارای سیستم احتراق داخلی و خارجی است. در سیستم احتراق داخلی برای خودروهای بنزینی یک اشتعال جرقه‌ای و برای خودروهای دیزلی اشتعال تراکمی رخ می‌دهد. در موتورهای بنزینی مخلوطی از سوخت و هوا وارد سیلندر می‌شود. در مرحله بعد سیستم جرقه‌زنی خودرو با ایجاد جرقه این مخلوط را منفجر می‌کند و انرژی حاصل از این انفجار تبدیل به انرژی حرکتی می‌شود. در موتورهای دیزلی چون شمعی وجود ندارد، با ورود هوا و متراکم‌کردن آن اشتعال صورت می‌گیرد.
بیشتر بخوانید: سیستم برق خودرو و نکات مهم درباره آن
اجزا و قطعات سیستم جرقه‌زنی خودرو
سیستم جرقه‌زنی از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است:
- شمع خودرو
- کوئل خودرو
- وایر شمع‌ها
- دلکوی خودرو (در خودروهای کاربراتوری)
- کامپیوتر خودرو یا ECU (در خودروهای انژکتوری)
شمع خودرو در بالای سیلندر قرار گرفته است. این شمع‌ها با ایجاد جرقه ترکیب سوخت و هوا را مشتعل می‌کند و پیستون را به حرکت در می‌آورد. شمع‌ها باید توان تحمل گرما و فشار زیاد را داشته باشد و رسوب ناشی از سوخت روی آن جمع نشود.
ولتاژ ایجاد شده در داخل سیستم جرقه‌زنی خودرو توسط وایرها به شمع منتقل می‌شود. وایر یک سیم روکش‌دار و مقاوم است که ولتاژ زیاد برق را بین کوئل و شمع‌ها منتقل می‌کند. در واقع وایرها واسطه‌ای میان دلکو و شمع است. در خودروهای جدید به‌جای وایر شمع از کوئل استفاده می‌کنند.
کوئل از دو سیم‌پیچی اولیه و ثانویه تشکیل شده است و وظیفه ایجاد ولتاژ زیاد برای ایجاد جرقه را بر عهده دارد. در واقع کوئل برق ۱۲ ولت را از باتری یا دینام می‌گیرد و ولتاژ آن را به ۳۰ تا ۱۰۰ هزار ولت می‌رساند. با این ولتاژ زیاد جرقه‌زنی خودرو انجام می‌شود.
دلکو وظیفه تایمینگ دقیق جرقه‌زنی را در خودروهای کاربراتوری بر عهده دارد. این تایمینگ در خودرو های انژکتوری بر عهده کامپیوتر یا ECU است.
عملکرد سیستم جرقه‌زنی خودرو
عملکرد سیستم جرقه‌زنی به این صورت است که ابتدا برق وارد کوئل می‌شود. این برق در حالت خاموشی خودرو از باتری و در حالت روشن‌بودن از دینام وارد کوئل می‌شود. برای ایجاد جرقه باید ولتاژ این برق زیاد باشد. ولتاژ اولیه ۱۲ ولت است که با کمک کوئل زیاد می‌شود تا بتواند جرقه بزند.
برق بعد از کوئل وارد دلکو می‌شود. دلکو برق را به شمع‌های خودرو می‌فرستد و زمان‌بندی ایجاد جرقه را کنترل می‌کند. در خودروهای انژکتوری کامپیوتر خودرو این کار را انجام می‌دهد. بعد از این مرحله برق از طریق وایر به شمع خودرو رسیده و جرقه می‌زند. به این ترتیب عمل احتراق صورت می‌گیرد.
نکات مهم درباره تایمینگ جرقه‌زنی خودرو که باید بدانید
زمان‌بندی یا تایمینگ در سیستم جرقه‌زنی خودرو اهمیت زیادی دارد. وقتی گاز وارد سیلندرها شده و گرم می‌شود، باید در همان لحظه جرقه‌زنی صورت گیرد. اگر این زمان ناهماهنگ و جلو و عقب شود، علاوه بر کم‌شدن قدرت موتور، مصرف سوخت هم زیاد می‌شود؛ در نتیجه میزان آلایندگی‌های هم افزایش می‌یابد.
وقتی ترکیب سوخت و هوا وارد سیلندرها شده و شعله‌ور شود، با ایجاد فشار نیرویی را به‌سمت پایین پیستون وارد می‌کند. این فشار داخل سیلندر باعث بیشتر شدن میزان قدرت و گشتاور موتور می‌شود.
فاصله زمانی بسیار کمی میان جرقه‌زنی و ایجاد فشار وجود دارد. در اینجا باید قبل از جرقه‌زنی، پیستون به انتهای میزان تراکم در سیلندر برسد. این زمان باید بسیار کوتاه باشد.
عملکرد سیستم جرقه‌زنی بدون دلکو چگونه است؟
گفتیم که در خودروهای کاربراتوری زمان‌بندی دقیق جرقه‌زنی خودرو بر عهده دلکو است. روند این کار به این صورت است که برق خارج‌شده از کوئل وارد دلکو شده و از طریق چند خروجی وارد سیلندرها می‌شود. هر کدام از این خروجی‌ها در یک تایمینگ مشخص جرقه را به وایر سیلندر می‌رساند. در واقع دلکو کمک می‌کند که جرقه ایجادشده از کوئل بین سیلندرها پخش شود.
در خودروهای انژکتوری دلکو وجود ندارد. جرقه‌زنی در این خودروها بر عهده سیستم کامپیوتر خودرو است. در واقع ECU یا همان کامپیوتر خودرو با دریافت اطلاعات توسط سنسورهای مختلف، دستور جرقه‌زنی را می‌دهد.
احتمالاً درمورد سیستم جرقه‌زنی خودرو بدون دلکو هم شنیده‌اید؛ یعنی خودرو انژکتوری نیست، اما سیستم جرقه‌زنی آن بدون دلکو کار می‌کند. در این سیستم دلکو و کوئل با هم ادغام شده است و درواقع در سیستم جرقه‌زنی خودرو فقط کوئل داریم.
دلکو دارای خروجی‌هایی است که اندازه سیلندرهای موتور است. ولتاژ و جرقه ایجادشده از طریق این خروجی‌ها به سیلندر می‌رسد. در سیستم‌های جرقه‌زنی بدون دلکو کوئل این کار را انجام می‌دهد. درواقع کوئل به شمع‌های خروجی برق لازم را می‌رساند تا جرقه ایجاد شود. این سیستم معمولاً روی موتورهای ۴ یا ۶ سیلندر وجود دارد و بر اساس جرقه‌های هرز کار می‌کند.
در این سیستم از ۲ کوئل با ۲ سر استفاده می‌شود که با یک واحد الکترونیکی برق لازم را ارسال می‌کند. در این سیستم زمانی که جرقه زده می‌شود، ۲ عدد از سیلندرها درگیر شده و به حرکت درمی‌آید؛ چون سیلندرهای دیگر خالی است، در این جرقه‌زنی درگیر نمی‌شود. بنابراین ولتاژ برق هم کم می‌شود. در این مواقع یک چکش برقی برای بیشترکردن میزان ولتاژ برق وارد عمل می‌شود. معمولاً در این سیستم‌ها شمع‌ها خیلی زود از بین می‌رود و باید تعویض شود.
سیستم جرقه‌زنی بدون دلکو چه اجزایی دارد؟
سیستم جرقه‌زنی خودرو بدون دلکو از چند قسمت تشکیل شده است:
- مدول الکترونیکی
- حسگر وضعیت میل‌لنگ
- کوئل مخصوص
- حسگر فشار منیفولد
در بعضی از سیستم‌ها از حسگر فشار منیفولد استفاده می‌شود که در مدول الکترونیکی استفاده شده است.
اگر از مطلب سیستم جرقه‌زنی و طرز کار آن لذت بردید و تصور می‌کنید که برایتان مفید بوده، پیشنهاد می‌کنیم مقاله دیگر ما درباره «ساسات چیست و چه کاربردی در خودرو دارد؟» را هم مطالعه کنید.