لم تتغير المبادئ الأساسية لنظام الإشعال بالشرارة الكهربائية منذ ما يقرب من قرن من الزمان، ولكن الطريقة التي يتم بها إنشاء الشرارة وتوزيعها قد تحسنت بشكل كبير مع التقدم التكنولوجي، هناك ثلاثة أنواع أساسية من أنظمة إشعال السيارات منها ما يعتمد على الموزع ومنها ما لا يعتمد على الموزع وأنظمة التشغيل بالملف (COP).
استخدمت أنظمة الإشعال موزعين ميكانيكيين بالكامل لتوصيل الشرارة في الوقت المناسب، بعد ذلك تم تصميم موزعات أكثر موثوقية وتم تجهيزها بمفاتيح ووحدات التحكم في الإشعال، كانت تعرف باسم أنظمة الإشعال القائمة على الموزع.
بعد ذلك، تم إنشاء أنظمة إشعال إلكترونية أكثر موثوقية بدون موزعات، تُعرف هذه باسم أنظمة الإشعال بدون موزع، أخيراً، تم إنشاء أنظمة الإشعال الإلكترونية الأكثر موثوقية حتى الآن، تُعرف هذه الأنظمة الحديثة باسم coil- on-plug، يتم التحكم في أنظمة الإشعال الإلكترونية بشكل كامل بالإضافة إلى تحسين دقة توقيت الشرارة، في هذا المقال سنتعرف على نظام الإشعال الإلكتروني في السيارة.
نظام الإشعال الإلكتروني في السيارة:
لكي يعمل نظام الإشعال بشكل صحيح، يجب أن يكون قادراً على القيام بوظيفتين في نفس الوقت، تتمثل المهمة الأولى في زيادة الجهد من 12.4 فولت التي توفرها البطارية إلى أكثر من 20000 فولت اللازمة لإشعال خليط الهواء والوقود في غرفة الاحتراق، تتمثل المهمة الثانية لنظام الإشعال في ضمان توصيل الجهد إلى الاسطوانة الصحيحة في الوقت المناسب تماماً، للقيام بذلك يتم ضغط خليط من الهواء والوقود أولاً بواسطة مكبس في غرفة الاحتراق، يجب بعد ذلك إشعال هذا الخليط.
يتم تنفيذ هذه المهمة بواسطة نظام إشعال المحرك الذي يتضمن مكونات مثل: البطارية، مفتاح الإشعال، ملف الإشعال، شمعات الإشعال ووحدة التحكم في المحرك (ECM)، تتحكم وحدة التحكم في المحرك في نظام الإشعال وتوزع الطاقة الكهربائية لكل اسطوانة فردية، يجب أن يوفر نظام الإشعال شرارة كافية في الاسطوانة اليمنى في الوقت المحدد ويقوم بذلك بشكل متكرر، في حال حدوث خطأ في التوقيت سيؤدي إلى مشاكل في أداء المحرك.
يجب أن تولد أنظمة الإشعال في السيارات شرارة قوية بما يكفي للقفز عبر فجوة شمعة الإشعال، من أجل القيام بذلك، تستخدم أنظمة الإشعال ملف الإشعال، يعمل ملف الإشعال كمحول طاقة كهربائية، يقوم ملف الإشعال بتحويل الجهد المنخفض للبطارية إلى آلاف الفولتات اللازمة لإحداث شرارة كهربائية في شمعات الإشعال؛ لإشعال خليط الهواء والوقود، من أجل حدوث الشرارة اللازمة؛ يجب أن يتراوح متوسط الجهد الموصّل إلى شمعة الإشعال بين 20000 و50000 فولت.
يتكون ملف الإشعال من ملفين من الأسلاك النحاسية ملفوفان حول قلب حديدي، تُعرف هذه باسم الملف الأساسي والملف الثانوي، الهدف من ملف الإشعال هو إنشاء مجال مغناطيسي كهربائي عن طريق تشغيل جهد البطارية من خلال الملف الأساسي، عندما يقوم مفتاح تشغيل نظام الإشعال في السيارة بإيقاف الطاقة اللازمة عن ملف الإشعال؛ ينهار المجال المغناطيسي، كما هو الحال، يلتقط الملف الثانوي المجال المغناطيسي المنهار من الملف الأساسي ويقدم هذا الجهد إلى شمعة الإشعال، ستؤدي شمعات الإشعال التالفة ومكونات الإشعال المعيبة إلى تقليل أداء المحرك.
كذلك يمكن أن تحدث مجموعة واسعة من مشاكل تشغيل المحرك، بما في ذلك عدم كفاءة التشغيل ونقص الطاقة وضعف الاقتصاد في استهلاك الوقود وصعوبة بدء التشغيل وربما ضوء فحص المحرك، يمكن أن تؤدي هذه المشكلات إلى إتلاف مكونات السيارة المهمة الأخرى، من أجل الحفاظ على سير السيارة بكل سلاسة وأمان، من الضروري إجراء صيانة دورية لنظام الإشعال، يجب إجراء فحص بصري لمكونات نظام الإشعال في السيارة سنوياً على الأقل.
كذلك يجب فحص جميع مكونات نظام الإشعال بانتظام واستبدالها عندما تبدأ في إظهار علامات التآكل أو التلف، التأكد أيضاً من فحص واستبدال شمعات الإشعال في المدة الزمنية الموصى بها من قبل الشركة المصنعة للسيارة، يجب عم الانتظار حتى تظهر مشكلة لصيانة السيارة، الصيانة الدورية هي مفتاح عمر وجودة محرك السيارة.
توقيت الإشعال:
تعتبر اللحظة الدقيقة التي يتم فيها اشتعال خليط الهواء والوقود داخل كل اسطوانة أمراً بالغ الأهمية وله تأثير مهم على كيفية أداء المحرك، تعتمد اللحظة التي يشتعل فيها المزيج في كل اسطوانة على الوقت الذي تنتج فيه شمعة الإشعال شرارة لإشعالها، يُعرف توقيت الشرارة باسم توقيت الإشعال ويمكن التحكم في ذلك بدقة شديدة بواسطة نظام إدارة المحرك، في معظم الأنظمة الحديثة، يتغير توقيت الإشعال باستمرار ويتم التحكم في توقيت كل من اسطوانات المحرك بشكل فردي، ممّا يساعد على زيادة كفاءة المحرك.
