ana sayfa > Dökümanlar, Otomobil > Ateşleme sistemlerinin Çalışma Prensibi Nedir

Ateşleme sistemlerinin Çalışma Prensibi Nedir

Pazar, 30 Eki 2011 yorum ekle yorumlara git

5.1 Giriş
Araç üzerinde bulunan ateşleme sisteminin amacı; buji yardımı ile kıvılcımı çaktıracak yüksek gerilimli akımın elde edilmesi yanında, bu akımı ateşleme sırasına göre silindirlere dağıtmak ve motorun değişen devir ve yük koşullarına göre de kıvılcım çakma zamanını ayarlamaktır.Ancak ateşleme sisteminin görevi kıvılcım oluşturmaktan ibaret değildir. Bu kıvılcım ateşlemeyi yapmaya yeterli enerjiye sahip olmasının yanında motorun değişen çalışma koşullarına göre de uygun anlarda kıvılcım oluşturması gerekir ve bu değişken çalışma koşullarına göre de avans sistemleri kullanılmaktadır.

Son yıllarda elektronik ve tam elektronik ateşleme sistemleri hızlı bir gelişme göstererek gittikçe yaygınlaşmış ve klasik ateşleme sisteminin yerini almıştır. Teori kısmında klasik ateşleme ve elektronik ateşleme sistemlerinin çalışma prensipleri açıklanacaktır.

5.2 Teori
5.2.1 Ateşleme sistemlerinin Çalışma Prensibi

5.2.1.1 Bataryalı Ateşleme Sistemi: Ateşleme siteminde bataryadan bir primer akım, anahtardan, ateşleme bobini ve platin üzerinden şasiye akar. Bu akım ateşleme bobini içerisinde ateşleme enerjisi depolayan bir manyetik alan oluşturur. Bobinin şarj süresi kam açısı tarafından belirlenir. Bu da plastik kayıcı vasıtasıyla platine kumanda eden kamın tipi ile belirlenir. Ateşleme zamanında (kapama süresinin sonunda) platin açılır ve böylece primer akımı kesilir. Bu durumda manyetik alan çöker ve primer ile sekonder sargıda bir gerilim indüklenir. Sekonder bobin sarım sayısı primere göre 100 kat daha fazla olduğundan sekonder bobinde indüklenen gerilim primer gerilimden “S1/S2=V1/V2” formülüne göre yaklaşık 100 kez daha büyüktür. Formülümüzde S1, primer bobinin sarım sayısı, S2 sekonder bobinin sarım sayısı, V1 primer bobine uygulanan gerilim mikrtarı, V2 ise sekonder bobinde elde edilen gerilim miktarıdır. Sekonder gerilim (yüksek gerilim) ateşleme için kullanılır ve bujinin merkez elektroduna iletilir. Gerili yeterince yüksek ise hava aralığı iletken olmaktadır ve yüksek gerilim buji tırnak boşluğundan enerji kıvılcım olarak atlar. Primer bobinde manyetik alanın çökmesiyle yaklaşık 300-400 V arasında bir gerilim indüklenir.

Klasik ateşleme sisteminde platinlere bir kondansatörün paralel bağlanmasıyla;

Primer bobinde manyetik alanın çökmesi sırasında platinin açılma anında gerilimi üzerine depolayarak platinler arasında ark oluşmasını ve patinlerde meme oluşmasını önlemek.

Primer bobinde ani gerilim düşmesi yaratarak sekonder sargılarda daha güçlü manyetik alan oluşturur.

Primer sargı ile kendi üzerinde salınım seklinde gerilim hareketi oluşturur.

5.2.1.2 Elektronik Ateşleme Sistemi: Primer devrenin bir transistör vasıtasıyla açılıp kapatıldığı elektronik ateşleme sitemlerinde klasik ateşleme sistemi ile kıyaslandığında kabul görmesinin pek çok sebebi vardır. Bu sistem sayesinde 3-4 amper civarında olan primer devre akımı transistör sayesinde 8 ampere yükseltilmiş bunun sonucu olarak da primer ve sekonder devre voltajlarının daha yüksek değerlere ulaşması sağlanmıştır. Açılıp kapanan ve sürtünen parçalar yoktur. Böylece periyodik bakım ve ayar yapılması gereğini ortadan kaldırır. İstisnai durumlar dışında servis gerektirmediği için masrafsızdır. Hareketsiz yekpare (tümleşik) bir parça olan transistörde oksidasyon, yağ, kir gibi verimi düşürücü etkiler meydana gelmez. Böylece primer devre akımı her zaman olabilecek en yüksek değerinde aktığı, temas dirençleri söz konusu olmadığı için sekonder verimi de daima en yüksek olmaktadır. Sistem daha güvenilir çalışmaktadır. Transistörün primer devreyi açıp kapaması platinle kıyaslanmayacak kadar kısa sürede gerçekleşmektedir (bir platin rölesi saniyede en fazla 50 defa açılıp kapanabilir. Bir transistör ise saniyede 1*10^9 defa açılıp kapanabilir). Bu olay endüksiyon bobinin verimin artırmaktadır. Bazı elektronik ateşleme sistemlerinde Elektronik Avans Düzeni ile ateşleme zamanlaması da kusursuzlaştırılmıştır. Mekanik ve vakum avans düzenleri kaldırıldığı için bu sistemlerin çalışmasında oluşabilecek kusurlar elektronik ateşlemede yoktur.

5.2.2 Ateşleme Sistemlerinin Yapısı

5.2.2.1 Bataryalı (klasik) Ateşleme Sisteminin Yapısı:

5.2.2.1.1 Platinler: Platin takımı, bobin birinci devre akımını distribütör kamlarına bağlı olarak açmaktır ve kapamaktır. Platin, takımı iki parçadan meydana gelmektedir ve distribütör tablasına bağlanmaktadır.

5.2.2.1.2 Distribütör: Görevleri;

Distribütör kamı platin takımının çalışmasını sağlamaktadır.

Distribütör kapağı, kömürü ve tevzi makarası ile ateşleme bobininden gelen yüksek voltajı, ateşleme zamanı gelen silindirin bujisine göndermektir.

Avans düzeni ile motorun her devrinde gerekli olan ateşleme avansını sağlamaktır. Mekanik avans ve vakum avansı distribütörün üzerinde bulundurduğu avans çeşitleridir.

Mekanik avans distribütör milini kama bağlamaktadır. Mekanik avans mekanizması motorun hızına bağlı olarak yaylar vasıtasıyla kamın durumunu değiştirir. Mekanik avans mekanizmasının dönüş sırasında merkez kaç kuvvetin etkisi ile dışa doğru açılan ağırlıkları vardır ve bu açılma mekanizmadaki yaylara karşı koymaktadır.

Vakum avansı ise emme manifoldu basıncı ile dış basınç arasındaki basınç farkının distribütör tabasını döndürmesiyle oluşur.

5.2.2.1.3 Endüksiyon bobini: Endüksiyon bobini bir demir nüve üzerine sarılmış üst üste sarılmış iki tip sargıdan oluşmaktadır. Nüve üzerindeki sargılara sekonder (voltaj), dıştaki sargıya ise primer(akım) sargı ismi verilmektedir. Sekonder bobin sargısı primer bobin sargısına göre yaklaşık olarak 100 kat daha fazladır. Ayrıca sekonder bobin sargısı çok ince kıl bakır tellerden oluşmaktadır.

Endüksiyon bobini bataryanın 12 V’luk olan gerilimini 15000 ile 20000 V’a yükseltir.

5.2.2.2 Elektronik Ateşleme Sisteminin Yapısı

5.2.2.2.1 Sinyal Jeneratörü: Bir çeşit alternatif akım üreticisidir. Transistörü açıp kapayan voltajı üreterek primer akımın kesilmesini sağlar. Sinyal jeneratörü bir sinyal bobini, bu sinyal bobininin manyetik özelliğini artıran bir tabii mıknatıs ve rotordan oluşur. Rotorun üzerinde motorun silindir sayısına eşit sayıda çıkıntılar bulunur. Sinyal jeneratörü ile tabii mıknatıs birbiriyle birleşik olarak distribütör gövdesi içinde sabit durmaktadır. Rotor sinyal jeneratörüne değmeyecek kadar uzakta (0,2-0,4 mm) distribütör milinden hareket alarak dönmektedir.Tabii mıknatısın manyetik alan gücü rotor üzerinden sinyal bobinine doğru oluşur. Rotor dişi ile sinyal bobini arasındaki hava boşluğu, rotorun konumuna göre değiştiği için sinyal bobininin üzerinden geçen manyetik alan şiddeti de değişmektedir. Manyetik alan şiddetinin değişmesi, sinyal bobini uçlarında zayıf bir voltaj meydana gelmesine neden olur. Bu durumda sinyal voltajı üretilmez. Üretilen voltajın şiddeti belirli zaman içinde manyetik alan şiddetinin değişim hızına bağlı olduğundan, motor devri arttıkça üretilen voltaj miktarı da artar.

5.2.2.2.3 Ateşleyici: Ateşleyici sinyal jeneratörünün ürettiği voltajı işleyerek, içerisinde transistörü açıp kapatmak suretiyle primer akımı kontrol altında bulunduran elemandır. Ateşleyici yekpare yapıya sahip IC1 teknolojisiyle üretilmiş elektronik bir parçadır. İçerisinde şu kısımlar bulunur.

Dedektör devresi

Dwell kontrol ünitesi

Güçlendirici

Max. Akım Kontrolü (Limiter) Devresi:

5.3 Materyal – Metot

Ateşleme sistemlerinin testleri için THEPRA Test Cihazı, OSİLOSKOP cihazı kullanılmıştır. THEPRA test cihazında 12V’luk iki batarya seri olarak bağlanmış ve devreye kaynak olarak kullanılmıştır.

Motor üzerindeki devire bağlı avans ayarı testimizde ise bir adet takometre ve neon lambası kullanılmıştır.

THEPRA test cihazı Deneyinin yapılış amacı ve deneyin yapılışı;

Cihaz üzerindeki distribütöre verilen farklı devir değerlerine bağlı olarak klasik ve elektronik ateşleme sistemlerindeki çakma gerilimi, sekonder devre gerimi ve yedek gerilim farklarını ölçerek bu ateşleme sistemlerindeki farklarını analiz etmektir.

Primer bobinin giriş ucuna sarı (15) çıkış ucuna ise yeşil (1) kablolar takılıyor. Bunun amacı primer devre gerilimini osiloskoptan okumaktır.

Sekonder devre gerilimini okumak için de; osiloskoptan gelen manyetik alıcı kelepçeyi distribütör ile endüksiyon bobininin yüksek gerilim kablosuna tuttururuz. Osiloskoptan çıkan bu kelepçe manyetik alan esaslarına göre çalışıyor. Ayrıca sekonder devre gerilimini (yüksek gerilimi) okuyabilmek için yüksek gerilim kablosunu bujisinden ayırmaktır. Osiloskopta yüksek gerilim tepe noktası primer devresinin geriliminin tepe noktasından daha yüksektir. Değeri ise yaklaşık olarak 30000 V civarındadır. Yüksek gerilim ile primer devre akımı gerilimi arasındaki farka yedek gerilim denir.

Klasik ateşleme ve elektronik ateşleme sistemlerinde devire bağlı çakma gerilimi, sekonder devre gerilimi ve yedek gerilimleri kaydedilerek değerlendireme ve sonuç bölümünde tablo ve grafikler şeklinde verilmiştir.

Motor üzerindeki devre bağlı avans ölçümünün yapılış amacı ve deneyin yapılışı;

Motor devrine göre değişen ve krank kasnağında bulunan avans çizgilerini motor gövdesinde bulunan üç çentikten en alttakiyle değişen devirlere göre çakıştırarak motorun devrine göre verilen toplam distribütör avansı (mekanik avans ve vakum avansının toplamı) neon lambası yardımıyla bulunur.

5.4 DEĞERLENDİRME VE SONUÇ

Devir(dev/dk) 1000 1500 2000 3000 4000
Çakma gerilimi(V) 14000 14000 14500 14500 16000
Sekonder devre gerilimi(V) 30000 32000 34000 34500 36000
Yedek gerilim(V) 16000 18000 19500 20000 20000

Tablo.1 Klasik ateşleme sisteminde devir-çakma gerilimi-yüksek gerilim ve yedek gerilim verileri

Grafik. 1 Thepra test cihazında distribütör devrine bağlı olarak osiloskop cihazında okunan veriler grafiği

Devir(dev/dak) 1000 1500 2000 2500 3000 4000
Çakma gerilimi(V) 6000 6000 6500 7000 8000 8000
Sekonder devre gerilimi(V) 30000 32000 34000 38000 40000 42000
Yedek gerilim(V) 24000 26000 27500 21000 32000 34000

Tablo.2 Elektronik ateşleme sisteminde devir-çakma gerilimi-yüksek gerilim ve yedek gerilim verileri

Grafik. 2 Thepra test cihazında distribütör devrine bağlı olarak osiloskop cihazında okunan veriler grafiği

Devir(dev/dk) 1100 1500 2000 2500 3000
Avans derecesi(˚) 10 15 19 22 28

Tablo. 3 Motor üzerinde devire bağlı distribütörün vermiş olduğu yanma avansı derecesi

Grafik. 3 Motor üzerinde devire bağlı distribütörün vermiş olduğu yanma avansı derecesi

Yapılan deneyler sonuçunda devir sayısı arttıkça motora verilen ateşleme avansının da arttığı görülmüştür. Bu artan avansın amacı hava/yakıt karışımından maksimum verim elde etmektir. Verilen avanslar sıkıştırma zamanında piston Ü.Ö.N’ya gelmeden önceki krank mili açısıdır.

Thepra test cihazındaki klasik ve elektronik ateşleme sistemlerindeki testler sonucunda elektronik sistemdeki yedek gerilimimizin klasik sisteme göre daha fazla olduğu ve artan devire göre de bu miktarın arttığı ölçülmüştür. Yapılan deneyden anlaşıldığı üzere elektronik ateşleme sistemi her devirde ve şartlarda bujileri optimum seviyede gerilimle besleyerek silindir içine alınan hava/yakıt karışımından maksimum seviyede verim alınmasını sağlamaktadır.

Categories: Dökümanlar, Otomobil Tags:
  1. şimdilik yorum yok.
  1. şimdilik geri bağlantı yok
yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız
mum