نظام الإشعال

جهاز إشعال ملف الإشعال المباشر

غطاء الموزع

تستخدم المحركات الحرارية أنظمة الإشعال لبدء الاحتراق عن طريق إشعال خليط الوقود والهواء. في محركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بنظام الإشعال الشراري (مثل محركات البنزين)، يُولّد نظام الإشعال شرارةً لإشعال خليط الوقود والهواء قبل كل شوط احتراق مباشرةً . أما محركات التوربينات الغازية ومحركات الصواريخ، فتستخدم نظام الإشعال عادةً أثناء بدء التشغيل فقط.

تستخدم محركات الديزل الاحتراق بالضغط لإشعال خليط الوقود والهواء باستخدام حرارة الضغط، ولذلك فهي لا تستخدم نظام إشعال. وعادةً ما تحتوي على شمعات تسخين مسبقة تعمل على تسخين غرفة الاحتراق لتسهيل بدء التشغيل في الطقس البارد.

استخدمت السيارات الأولى أنظمة الإشعال المغناطيسي وملف الاهتزاز ، والتي تم استبدالها بأنظمة تعتمد على الموزع (استُخدمت لأول مرة في عام 1912). أصبحت أنظمة الإشعال الإلكترونية (استُخدمت لأول مرة في عام 1968) شائعة مع نهاية القرن العشرين، مع انتشار نسخ الملفات الموجودة على شمعات الإشعال من هذه الأنظمة منذ التسعينيات.

تم اختبار أول نظام إشعال إلكتروني (من نوع الكاثود البارد ) عام 1948 بواسطة شركة ديلكو-ريمي ، ^{[ 7 ]} بينما قدمت شركة لوكاس نظام إشعال ترانزستوري عام 1955، والذي استُخدم في محركات سيارات الفورمولا 1 من طرازي بي آر إم وكوفنتري كليماكس عام 1962. ^{[ 7 ]} بدأ سوق قطع غيار السيارات في تقديم نظام الإشعال الإلكتروني في ذلك العام، حيث توفر كل من نظام أوتولايت إلكتريك ترانزستور 201 ونظام تونغ-سول إي آي-4 (التفريغ السعوي للثايراترون). ^{[ 8 ]} أصبحت بونتياك أول شركة مصنعة للسيارات تقدم نظام إشعال إلكتروني اختياري، وهو نظام ديلكوترونيك الذي يعمل بنبضات مغناطيسية بدون قاطع، في بعض طرازات عام 1963؛ كما كان متوفرًا أيضًا في بعض سيارات كورفيت . ^{[ 8 ]} تم تصنيع أول نظام إشعال تفريغ سعوي ذي حالة صلبة بالكامل (SCR) متاح تجاريًا بواسطة شركة هايلاند للإلكترونيات في كندا أيضًا في عام 1963. قامت شركة فورد بتركيب نظام بدون قاطع من تصميم فورد على سيارات لوتس 25 التي شاركت في إنديانابوليس في العام التالي، وأجرت اختبارًا على أسطول في عام 1964، وبدأت في تقديم نظام الإشعال الإلكتروني الاختياري على بعض الطرازات في عام 1965. تم استخدام هذا النظام الإلكتروني في سيارات GT40 التي شاركت بها شركتا شيلبي أمريكان وهولمان ومودي. قدم روبرت سي. هوغل، من شركة فورد موتور، "نظام الإشعال والكهرباء لمارك II-GT"، المنشور رقم 670068، في مؤتمر SAE، ديترويت، ميشيغان، في الفترة من 9 إلى 13 يناير 1967. بدأ إيرل دبليو. ماير في شركة كرايسلر العمل على نظام الإشعال والكهرباء (EI) في عام 1958، واستمر العمل عليه حتى عام 1961، مما أدى إلى استخدام نظام الإشعال والكهرباء في سيارات ناسكار هيمي التابعة للشركة في عامي 1963 و1964. ^{[ 8 ]}

ظهر نظام الإشعال الإلكتروني CD-65 من شركة بريست-أو-لايت ، الذي يعتمد على تقنية التفريغ السعوي (CD)، في عام 1965، وكان يتمتع بضمان غير مسبوق يصل إلى 50,000 ميل. ^{[ 8 ]} (يختلف هذا عن نظام بريست-أو-لايت الذي لا يعتمد على تقنية التفريغ السعوي، والذي طُرح في منتجات شركة AMC عام 1972، وأصبح من التجهيزات القياسية في طراز عام 1975). ^{[ 8 ]} كما توفرت وحدة تفريغ سعوي مماثلة من شركة ديلكو عام 1966، ^{[ 7 ]} وكانت اختيارية في سيارات أولدزموبيل وبونتياك وجي إم سي في طراز عام 1967. ^{[ 8 ]} وفي عام 1967 أيضًا، أطلقت موتورولا نظام التفريغ السعوي بدون قاطع. ^{[ 8 ]} أما أشهر أنظمة الإشعال الإلكتروني التي طُرحت في السوق عام 1965، فكان نظام دلتا مارك 10 للإشعال بالتفريغ السعوي، والذي كان يُباع مُجمّعًا أو كمجموعة قطع.

كانت سيارة فيات دينو أول سيارة إنتاج تأتي مزودة بنظام EI بشكل قياسي في عام 1968، تلتها سيارة جاكوار XJ Series 1 ^{[ 9 ]} في عام 1971، وكرايسلر (بعد تجربة عام 1971) في عام 1973، وفورد وجنرال موتورز في عام 1975. ^{[ 8 ]}

في عام 1967، صنعت شركة بريست-أو - لايت مُضخِّم إشعال "الصندوق الأسود"، المصمم لتخفيف الحمل عن نقاط التلامس في الموزع أثناء السرعات العالية، والذي استخدمته شركتا دودج وبليموث في سيارات سباق السرعة كورونيت وبيلفيدير سوبر ستوك . ^{[ 8 ]} تم تركيب هذا المُضخِّم على الجانب الداخلي لجدار الحماية في السيارات، وكان مزودًا بقناة لتوفير الهواء الخارجي لتبريد الوحدة. أما باقي أجزاء النظام (الموزع وشمعات الإشعال) فتبقى كما هي في النظام الميكانيكي. ويؤدي عدم وجود أجزاء متحركة، مقارنةً بالنظام الميكانيكي، إلى موثوقية أكبر وفترات صيانة أطول.

في نظام الإشعال المتغير ذي الملف الواحد، يتحكم كل ملف بشمعتي إشعال، على أسطوانتين متضادتين في الطور بمقدار 360 درجة (وبالتالي تصلان إلى النقطة الميتة العليا في نفس الوقت). في محرك رباعي الأشواط، يعني هذا أن إحدى الشمعتين ستُشعل الشرارة في نهاية شوط العادم بينما تُشعل الأخرى في الوقت المعتاد، وهو ما يُعرف بترتيب " الشرارة المهدرة " الذي لا عيوب له سوى تآكل أسرع لشمعة الإشعال. تكون الأسطوانتان المزدوجتان 1/4 و2/3 في المحركات رباعية الأسطوانات، و1/4 و6/3 و2/5 في المحركات سداسية الأسطوانات، و6/7 و4/1 و8/3 و2/5 في محركات V8. ^{[ 10 ]} تستغني أنظمة أخرى عن الموزع كجهاز توقيت، وتستخدم مستشعر زاوية عمود المرفق المغناطيسي المثبت على عمود المرفق لتشغيل الإشعال في الوقت المناسب.

تستخدم محركات التوربينات الغازية (بما في ذلك المحركات النفاثة) إشعال تفريغ المكثف ، ومع ذلك لا يتم استخدام نظام الإشعال إلا عند بدء التشغيل أو عندما ينطفئ لهب غرفة الاحتراق (غرف الاحتراق).

يُعد نظام الإشعال في محرك الصاروخ بالغ الأهمية لتجنب بدء التشغيل الصعب أو الانفجار . غالبًا ما تستخدم الصواريخ أجهزة الألعاب النارية التي تُطلق اللهب على سطح صفيحة الحقن ، أو بدلاً من ذلك، مواد دافعة شديدة الاشتعال تشتعل تلقائيًا عند ملامستها لبعضها البعض.

• الكهرومغناطيسية
• قانون فاراداي للاستقراء
• تاريخ محرك الاحتراق الداخلي