火花塞：不仅仅是火花

火花点火发动机中火花塞的本质是显而易见的。 这是一个简单的装置，其中最重要的部分是点火火花在其间跳跃的两个电极。 我们很少有人知道，在现代发动机中，火花塞获得了一项新功能。

现代发动机几乎完全由电子控制。 控制器， 俗称“计算机”，它收集有关单元运行的一系列数据（我们在这里提到，首先，曲轴的速度，油门踏板上的“踩下”程度，大气压力和在进气歧管、冷却液、燃料和空气的温度，以及排气系统中废气在催化转化器清洁前后的成分），然后将这些信息与存储在内存中的信息进行比较，发出命令用于控制点火和燃油喷射过程的系统，以及空气阻尼器的位置。 事实是，在发动机运行的每个时刻，各个运行循环的闪点和燃料剂量必须在效率、经济性和环境友好性方面达到最佳。

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在控制发动机正确运行所需的数据中，还有关于爆震燃烧存在（或不存在）的信息。 已经在活塞上方的燃烧室中的空气燃料混合物必须快速而缓慢地燃烧，从火花塞到燃烧室的最远端。 如果混合物完全点燃，即“爆炸”，发动机的效率（即利用燃料中所含能量的能力）急剧下降，同时发动机重要部件的负荷增加，这可能导致失败。 因此，不应允许持续的爆震现象，但另一方面，即时点火设置和燃料-空气混合物的成分应使燃烧过程相对接近这些爆震。

因此，几年来，现代发动机已经配备了所谓的。 爆震传感器。 在传统版本中，这实际上是一个专门的麦克风，它被拧入发动机缸体，只对频率与典型爆震燃烧相对应的振动作出响应。 传感器将有关可能爆震的信息发送到发动机计算机，该计算机通过改变点火点做出反应，从而不会发生爆震。

然而，爆震燃烧的检测可以以另一种方式进行。 早在 1988 年，瑞典公司 Saab 就在 9000 车型中推出了名为 Saab Direct Ignition (SDI) 的无分配器点火装置。在这种解决方案中，每个火花塞都在气缸盖中内置了自己的点火线圈，“计算机” ”只提供控制信号。 因此，在该系统中，每个气缸的点火点可以不同（最佳）。

然而，在这样的系统中，更重要的是每个火花塞在不产生点火火花时的用途（每个操作循环的火花持续时间仅为数十微秒，例如，在 6000 rpm 时，一台发动机操作周期为百分之二秒）。 事实证明，相同的电极可用于测量它们之间流动的离子电流。 在这里，使用了在活塞上方的装药燃烧期间燃料和空气分子的自电离现象。 分离的离子（带负电荷的自由电子）和带正电荷的粒子允许电流在放置在燃烧室的电极之间流动，并且可以测量该电流。

重要的是要注意腔室中指示的气体电离程度 燃烧取决于燃烧参数，即主要看现在的压力和温度。 因此，离子电流的值包含有关燃烧过程的重要信息。

Saab SDI 系统获得的基本数据提供了关于爆震和可能的失火的信息，并且还允许确定所需的点火正时。 在实践中，该系统提供的数据比带有传统爆震传感器的传统点火系统更可靠，而且价格也更便宜。

目前，每个气缸都有单独线圈的所谓分布式系统被广泛使用，许多公司已经使用离子电流测量来收集有关发动机燃烧过程的信息。 最重要的发动机供应商提供适用于此的点火系统。 事实证明，通过测量离子电流来评估发动机的燃烧过程可能是实时研究发动机性能的重要方法。 它不仅可以让您直接检测燃烧不当，还可以确定活塞上方实际最大压力的大小和位置（以曲轴的旋转度数计算）。 直到现在，这样的测量在串行引擎中是不可能的。 借助这些数据，使用适当的软件可以在更广泛的发动机负载和温度范围内准确控制点火和喷射，并根据特定的燃料特性调整装置的运行参数。