Ignition System Timing
Το σύστημα ανάφλεξης στο αυτοκίνητό σας πρέπει να λειτουργεί σε απόλυτη συνεννόηση με το υπόλοιπο του κινητήρα.Ο στόχος είναι να ανάψει το καύσιμο ακριβώς την κατάλληλη στιγμή, έτσι ώστε η επέκταση των αερίων που δημιουργηθούν μπορεί να κάνει το μέγιστο εργομετρικό αποτέλεσμα. Αν το σύστημα ανάφλεξη σε λάθος χρόνο,τότε η δύναμη θα μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου και οι εκπομπές μπορεί να αυξηθεί.
The spark plug fires before the piston reaches top dead center.
Όταν το μείγμα καυσίμου / αέρα στον κύλινδρο αναφλέγεται, με την άνοδο της θερμοκρασίας μετατρέπεται σε καυσαερία. Αυτή η μετατροπή προκαλεί την πίεση στον κύλινδρο να αυξηθεί δραματικά και τις δυνάμεις να σπρώξουν το εμβόλο κάτω.
Για πάρουμε περισότερη ροπή και ισχύ από τον κινητήρα, ο στόχος είναι να μεγιστοποιηθεί η πίεση στον κύλινδρο κατά τη διάρκεια της καύσεως ισχύος. Μεγιστοποίηση πίεση θα παράγει επίσης την καλύτερη απόδοση του κινητήρα, η οποία μεταφράζεται άμεσα σε καλύτερη διανυθήσα απόσταση σε χιλιόμετρα. Το χρονοδιάγραμμα της ανάφλεξης είναι κρίσιμο για την επιτυχία.
Υπάρχει μια μικρή καθυστέρηση από τη στιγμή της σπίθας μέχρι τη στιγμή που το μείγμα καυσίμου / αέρα αναφλέγεται και η πίεση στον κύλινδρο φθάνει στο ανώτατο όριο του. Αν ο σπινθήρας είναι σωστός όταν το έμβολο φτάσει στην κορυφή του ανώτατου σημείου συμπίεσης, το έμβολο θα έχει ήδη κινηθεί προς το κάτω μέρος του πριν τα αέρια στον κύλινδρο έχουν επιτύχει τις υψηλότερες πιέσεις τους.
Για να γίνει η καλύτερη δυνατή χρήση των καυσίμων, η σπίθα θα πρέπει να συμβεί πριν το έμβολο φτάσει στην κορυφή του ανώτατου σημίου συμπίεσης, έτσι ώστε από τη στιγμή που το έμβολο αρχίζει να κάτεβαίνει οι πιέσεις είναι αρκετά υψηλές ώστε να αρχίσει να παράγει χρήσιμο έργο.
Work = Force * Distance
In a cylinder:
Force = Pressure * Area of the piston
Distance = Stroke length
Έτσι, όταν μιλάμε για έναν κύλινδρο, work = pressure * piston area * stroke length. Και επειδή το μήκος της μπιέλας και του πιστονιού είναι σταθερα, ο μόνος τρόπος για να μεγιστοποιήσυμε το εργο ειναι με την αύξηση της πίεσης.
Το χρονοδιάγραμμα του σπινθήρα είναι σημαντική, και ο χρόνος μπορεί είτε να έχει προπορεία ή αργοπορεία ανάλογα με τις συνθήκες.
Ο χρόνος που παίρνει το καύσιμο να καεί είναι περίπου σταθερή. Αλλά η ταχύτητα των εμβόλων αυξάνεται συνεπώς και η ταχύτητα του κινητήρα. Αυτό σημαίνει ότι τα πιο γρήγορα ο κινητήρας πηγαίνει, τοσο προπορεία η ανάφλεξη πρέπει να έχει. Αυτό ονομάζεται ανάφλεξη advance (προπορεία): Οσο ποιο γρήγορη είναι ταχύτητα της ηχανής τόσο μεγαλύτερη προπορεία απαιτείται.
Άλλοι στόχοι, όπως η ελαχιστοποίηση των εκπομπών καυσαερίων, λαμβάνει προτεραιότητα όταν μέγιστη ισχύς δεν απαιτείται. Για παράδειγμα, με την καθυστέρηση της ανάφλεξης του σπινθήρα (μετακίνηση της πιο κοντά στην κορυφή του ανώτατου σημείου συμπίεσης), μέγιστες πιέσεις κυλίνδρου και θερμοκρασίες μπορουν να μειωθουν. Μείωση της θερμοκρασίας βοηθά στη μείωση του σχηματισμού των οξειδίων του αζώτου (NOx), τα οποία είναι ρυθμιστές των ρύπων. Με αργοπορείια στην ανάφλεξη προλαμβάνται και το φαινόμενο στονα μην έχει "πυράκια" ο κινητήρας. Ορισμένα αυτοκίνητα που έχουν αισθητήρες knock sensors και κάνουν αυτόματα την μεταγωγή του advance έτσι ώστε να προλαμβάνουν αυτό το φαινόμενο.
