Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 38. 20 oktober 1951 - Nya eltändsystem till förbränningsmotorer, av Einar Bohr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
858
TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 3.
Spänning i
sekundärkretsen
som funktion
av tiden vid [-brytarspet-sarnas åtskiljande (Cip-riani-]
{+brytarspet-
sarnas åtskil-
jande (Cip-
riani+} &
Middleton).
tighet m.m. Behovet av tändspänning ökas vid ökat
kompressionsförhållande och tändstiftsgap, vilka ökningar
motsvara tendenser i modern bilmotorkonstruktion.
Under driften blir tändstiftens elektroder och isolatorer
belagda med olika spänningsavledande beläggningar (sot,
olja, blysalter etc.). Det tar alltid en viss tid för
tänd-apparatens uppbyggande av överslagsspänningen vid
tänd-stiften och det blir tydligen en slags kapplöpning mellan
denna spänningstillväxt och tändstiftsbeläggningens
läckning2. Ju brantare stigning spänningskurvan som funktion
av tiden (se fig. 3) har, desto mindre effekt får
beläggningarnas spänningsavledning3. Fig. 4 visar
tändspänning-en som funktion av kompressionsförhållandet vid olika
temperaturer vid full belastning8. Det kan sägas, att när
motorn arbetar vid fullt öppet spjäll, kompenseras det
därvid ökade spänningsbehovet jämfört med
delbelastningar av det minskade spänningsbehov, som den
samtidigt ökade elektrodtemperaturen för med sig.
Tändspänningen som funktion av olika gnistgap4 5 visas
på fig. 5. Den lilla detaljbilden i diagrammet framställer
den kända testanordning, som består av ett variabelt
gnistgap jämte en joniserande tredje elektrod, strax bakom
spetsen av den jordade gnistgapselektroden. Dessutom är
testgapet shuntat av ett motstånd på 300 000—1 000 000
ohm, vilket skall motsvara de spänningsförluster, som
under ordinär drift tänkes uppkomma i cylindrarna för
tändstiften. Vore shuntmotståndet oändligt stort skulle det
betyda, att inga dylika förluster genom
spänningsavledande beläggningar e.d., förekommer. Ju mindre
shuntmot-stånd, desto större förluster för överslagsspänningen.
Jämförelse av konventionellt och högfrekvent tändsystem
Ett tändsystem av vanlig typ är konstruerat att verka
under ett bestämt hastighetsområde, där de lägsta och
högsta hastigheterna kan sägas vara kritiska delområden
för tändningen. Varken vid start eller vid de högsta
hastigheterna kan maximala spänningen beräknas vara
tillgänglig för de under driften uppkommande ökade
överslagsmotstånden. Ett högfrekvenssystem av det slag som nyss
beskrivits har emellertid ingen kritisk punkt vid låga
varvtal, eftersom urladdningskondensatorn ger sin bestämda
energimängd till varje tändgnista, oberoende av motorns
varvtal. Vid höga hastigheter bestäms maximalspänningen
av vibratorfrekvensen. Kommersiella utföranden av dylika
vibratorer lämnar praktiskt taget maximal tändspänning
även vid snabbgående racermotorer högsta varvtal.
Fig. 6 visar1 tändspänningen som funktion av varvtalet
för ett konventionellt tändsystem, jämfört med ett
högfrekvenssystem samt motorns tändspänningsbehov vid
kompressionsförhållandena 6,5 och 9. De maximala
spänningsvärdena förutsätter oändligt stort shuntmotstånd, dvs.
ingen spänningsavledning genom belagda tändstift o.d.
Högfrekvenskurvan har, som synes, ringa lutning och
börjar med maximal spänning redan vid varvtalet noll.
Högfrekvenssystem medger urladdning av kapacitiv energi
vid hög hastighet, varvid de resulterande svängningarna
av strömmen är i stånd att lämna gnista vid
utomordentligt belagda tändstift, vilket för övrigt varit huvudorsaken
till, att man redan åtskilliga år använt
högfrekvenständ-ning på flygmotorer. Normal tändspänning kan erhållas
vid så lågt shuntmotstånd som ca 5 000 ohm. Fig. 6 visar
även tillgänglig tändspänning som funktion av motorns
varvtal vid shuntmotstånd 1 000 000 ohm för vanlig
batteri-tändning och endast 5 600 ohm för högfrekvent system1.
För att det vanliga batteritändsystemet skall fungera
säkert under alla förhållanden, måste dess
maximalspänning beräknas i överkant. Under normala driftförhållanden
är spänningsreserverna därför relativt stora. Som numera
är känt, användes endast en ringa del av tillgänglig
elenergi i den tändande delen av gnistan, den kapacitiva
komponenten eller glimljuset. På grund av sin oerhörda
kortvarighet, av storleksordningen en mikrosekund, har
denna del av tändgnistan emellertid mycket hög spänning,
som aktiverar eller exciterar gasblandningen till
antändning. Den omedelbart efteråt följande delen av gnistan, den
induktiva komponenten eller ljusbågen, varar flera hundra
gånger längre eller under bortåt en tredjedel av hela
förbränningstiden. Den innehåller huvudparten av
gnistener-gin, som beräknas till 0,04—0,1 joule per gnista.
Den induktiva delen av gnistan kan sägas representera
tändsystemets spänningsreserver. Den blir mindre
energirik, ju större del av maximalspänningen, som måste
utnyttjas för gnistöverslag samt tvärtom. Experimentellt har
det visats, att den icke har något inflytande vid
bränsle-luftblandningens antändning och knappast heller för det
följande förbränningsförloppet. Den energirika induktiva
gnistkomponenten har dock nackdelen, att
elektrodmaterialets erosion är direkt beroende av dess energiinnehåll.
Man har konstaterat, att ljusbågen vid högfrekvent
gnist-tändning endast har ca 20 lo/o av den energi, som den
vanliga tändapparatens gnista har under jämförbara
driftförhållanden, vilket kan antas väsentligt minska erosionen1.
Den högfrekventa gnistans energi är oberoende av
varvtalet och lagras i urladdningskondensatorn, innan gnistan
erfordras i cylindern. Vid kallstart är detta en stor fördel,
jämfört med vanlig batteritändning, där gnistenergin under
sådana förhållanden är särskilt låg, på grund av att
start-motorn strax före kompressionsslagets slut, då gnistan skall
Fig. 4. Tändspänning som
funktion av övertrycket i
motorcylindern vid olika
temperaturer.
Fig. 5. Tändspänning som
funktion av elektrodgap
vid shuntmotstånd 400 000
ohm (Parker-Smith).
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
