Warum der verschwendete Funke in Viertaktmotoren?


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Das kam mir gerade in den Sinn. Bei einem typischen Viertaktmotor mit einer geraden Anzahl von Zylindern zünden Zündkerzen paarweise. Dies bedeutet, dass ein Funke verschwendet wird, wenn sich ein Zylinder im Auspuff befindet, während der andere tatsächlich am oberen Ende der Kompression zündet.

Ich verstehe, dass dies wahrscheinlich getan wird, um Platz unter der Haube zu sparen, da dies die Anzahl der erforderlichen Spulenpakete verdoppeln würde. Es spart auch Geld beim ersten Kauf und Austausch. Sie nehmen jedoch nicht viel Platz ein und kosten nicht so viel (zumindest für mein 4-Zylinder-Auto).

Meine Frage: Warum nicht die Anzahl der Spulenpakete verdoppeln, um den verschwendeten Funken zu vermeiden? Dies würde zwar mehr Platz beanspruchen und mehr für die Packungen kosten, würde aber sicherlich den Verschleiß der Zündkerzen sowie der Zündkerzenkabel und möglicherweise der Lichtmaschine in gewissem Maße verringern. Dies würde die Hälfte der Funken an jedem Stecker ausmachen, da sie so eingestellt werden könnten, dass sie nur bei einem Kompressionshub ausgelöst werden.

Ich bin sicher, dass die Platz- und Kostenüberlegungen die Frage beantworten, aber ich hatte auf einige andere Gedanken zu den Vor- und Nachteilen eines Systems gehofft, das den verschwendeten Funken vermeidet.


Bonusfrage: Zünden Zweizylindermotoren normalerweise beide Zylinder gleichzeitig an? Oder neigen sie dazu, getrennt zu funken?


Bonusfrage 2: Gibt es einen verschwendeten Funken in Motoren mit einer ungeraden Anzahl von Zylindern? Das würde ich nicht glauben.


Ich bin mir nicht sicher, was Sie hier als "verschwendeten Funken" bezeichnen. Wollen Sie damit sagen, dass zwei Zylinder gleichzeitig feuern sollen?
Zaid

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Selbst wenn dies wahr wäre, ist die tatsächliche Menge an "Abfall", von der Sie sprechen, extrem gering, und der Funke ist nicht die wichtigste Komponente beim Verschleiß der Zündkerze. Das Hinzufügen weiterer Spulen würde nur das Hinzufügen weiterer Teile bedeuten, die sich abnutzen können und ersetzt werden müssen.
Grill

@Zaid, nein. Ich meine, dass zwei Zündkerzen gleichzeitig funken, aber eine das Kraftstoff / Luft-Gemisch unmittelbar nach dem Kompressionshub entzündet und die andere Funken in den Auspuff (verschwendet).
Poisson Fish

Wenn Sie bedenken, dass ein Coilpack einer Mercedes S-Klasse mehr als 1000 US-Dollar kostet, wäre es dumm, die Anzahl zu verdoppeln.
Kapitän Kenpachi

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@JuannStrauss, ja, das wäre ziemlich bedeutsam, aber meine Forschung legt nahe, dass Spulenpakete der S-Klasse jeweils etwa 50 US-Dollar kosten sollten. Vielleicht möchten Sie Ihre Teile überprüfen ...
Poisson Fish

Antworten:


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Es tut mir leid, wenn dies eine lange Antwort ist. Die Antwort auf diese Frage ist historischer als alles andere, aber zunächst ein wenig Hintergrundwissen.

In einem Abfallzündungssystem hat eine Zündspule zwei Zündkerzenausgänge, im Gegensatz zu jedem anderen System, das nur einen hat. Jede Zündspule ist an zwei Zündkerzen angeschlossen. Diese Zündkerzen befinden sich in zwei gegenüberliegenden Zylindern, was bedeutet, dass sich die Kolben gleichzeitig auf und ab bewegen. Dies versetzt einen Zylinder gleichzeitig in den Kompressionshub und den anderen in den Auspuffhub. Wenn die Spule zündet, zünden beide Zündkerzen gleichzeitig, eine im Zylinder mit Kraftstoff und die andere im Zylinder mit Abgas. Der Funke im Zylinder mit Abgas wird als Abfallfunke bezeichnet.

Als der Abfallfunke zum ersten Mal herauskam, war er auf dem neuesten Stand. Es war ein ausgezeichneter Ersatz für einen Händler, aber letztendlich war es ein Kompromiss. Der Hauptgrund für Abfallfunken ist, dass weniger Rechenleistung erforderlich ist. Automobilcomputer steckten zu dieser Zeit noch in den Kinderschuhen und konnten die Zahlen einfach nicht knacken, um einen Satz einzelner Spulen abzufeuern. Dies zeigt sich daran, dass gleichzeitig Mehrpunkt-Kraftstoffeinspritzsysteme im Trend lagen. Die Einspritzdüsen wurden alle zusammen wie ein einziger großer Einspritzventil abgefeuert, im Gegensatz zur nachfolgenden sequentiellen Kraftstoffeinspritzung, bei der die Einspritzdüsen einzeln in der Zündreihenfolge abgefeuert wurden. Dies geht weiter aus der Verwendung von Zündmodulen wie in GM-Fahrzeugen und EDIS in Ford-Fahrzeugen hervor. Diese Module führten einige der erforderlichen Berechnungen durch, um das PCM von diesen zu entlasten.

Der Verschleiß der von Ihnen erwähnten Zündkerzen ist übertrieben, da die Abfallschraube immer im Abgasstrom brennt, der mit heißem ionisiertem Gas gefüllt ist, das wirklich leicht zu durchbrennen ist. In der Realität verursacht die Zündkerze, die nach hinten zündet (Seitenelektrode zur Mittelelektrode), den größten Verschleiß.

Die meisten Automobilhersteller haben sich letztendlich für einzelne Spulen pro Zylinder entschieden. Dies wird als Spule am Stecker oder Spule in der Nähe des Steckers bezeichnet. Dies ist ein vorteilhafteres System, da Verweilzeit und Timing pro einzelnen Zylinder gesteuert werden können. Selbst mit der Tatsache, dass sie so modern sind, behalten diese Systeme einige der Wurzeln ihrer Herkunft. Wenn beispielsweise bei einem Ford V8-Motor mit Spule am Stecker der Nockenwellen-Positionssensor nicht mehr funktioniert, verwendet der Motor nur den Kurbelwellen-Positionssensor und verwendet nicht nacheinander Abfallfunken und Zündvorgänge in den Bänken. Dies ist eine Fahrt mich in einen Garage-Notlauf-Modus. Auch einige Hersteller behalten auch bei heute hergestellten Motoren noch Abfallfunken. Nehmen wir zum Beispiel den GM Ecotec 4-Zylinder-Motor, der immer noch Abfallfunken verwendet.

Endlich Ihre Zweizylinder-Frage. Es kommt wirklich auf das Design des Motors an. Wenn sich die Zylinder wie ein Vtwin-Motor widersetzen, verwenden sie zwar Abfallfunken, aber auch diese Motoren verwenden normalerweise ein Magnetsystem, das immer die gleiche Zündkerze im Auspuff zündet. Es kann nichts dagegen tun. Wenn es sich um einen flachen Motor wie bei einigen Motorrädern handelt, wird dieses System nicht verwendet, da der Hub der Zylinder entgegengesetzt ist.

PS-Zylindermotoren mit ungerader Anzahl (größer als einer) sind so selten, dass es eher eine Ausnahme wäre als eine Regel, welche Zündsysteme sie verwenden.


Vielen Dank für die lange Antwort! Es beantwortete meine Fragen direkt und bestätigte meinen Verdacht, dass der verschwendete Funke hauptsächlich eine Kompromisskomplexität und Kosten darstellt.
Poisson Fish

Ich werde hinzufügen, es gibt einen Flat-Twin-Motor, der Funkenverschwendung verwendet, den klassischen Citroen 2CV: en.wikipedia.org/wiki/Citro%C3%ABn_2CV#Engines Da das Auto ausschließlich auf mechanische Einfachheit und Zuverlässigkeit ausgelegt ist Appell an den Massenmarkt, das System passte gut dazu. Horizontal gegenüberliegende Motoren funktionieren gut mit Funkenverschwendungssystemen, da sich die Kolben in entgegengesetzten Richtungen bewegen und 180 'voneinander entfernt sind.
Gargravarr

@Gargravarr Ich denke, ich muss einen Unterschied machen. Flache V-Motoren können keinen Abfallfunken verwenden. Flache Gegenmotoren wie der Subaru-Boxer können Abfallfunken verwenden. Der Unterschied besteht darin, ob zwei Kolben auf derselben Kurbelwelle fahren (flaches V) oder ob alle Kolben ihre eigene Wurfweite haben (Boxer).
vini_i

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Einige Viertaktmotoren hatten eine Funkenzündung verschwendet. Der grundlegende Vorteil bestand darin, dass kein Verteiler benötigt wurde, was einer der weniger zuverlässigen Teile des Zündsystems war. Verschwendete Funkenanlagen wurden verwendet, lange bevor Plug-Top-Spulenpakete allgemein verwendet wurden.

Die Zuverlässigkeitsprobleme sind bei modernen Zündkomponenten nicht so wichtig.

Verschwendete Funkenzündung ist bei kleinen Einzylinder-Viertakten, die Magnetzündung verwenden, aufgrund ihres einfachen und zuverlässigen Designs mehr oder weniger Standard.

Bei Motorradmotoren hat verschwendeter Funken den Vorteil, dass weniger Spulen verwendet werden, von denen jede auf engstem Raum physisch größer (und leistungsstärker) sein kann.

Wikipedia hat hier eine Liste verschwendeter Ottomotoren: https://en.wikipedia.org/wiki/Wasted_spark#Practical_examples_of_.27wasted_spark.27

Aero-Kolbenmotoren mit zwei Zündkerzen pro Zylinder sind auf diese Weise für zusätzliche Zuverlässigkeit ausgelegt. Jeder Stecker hat ein völlig separates Zündsystem, und wenn das System eines Steckers ausfällt, hat dies einen vernachlässigbaren Einfluss auf die Motorleistung. Jedes Zündsystem kann unabhängig vom Cockpit deaktiviert werden, wenn zeitweise Fehler im Flug usw. auftreten. Eine der Überprüfungen vor dem Flug besteht darin, sicherzustellen, dass der Motor auf jedem Zündsystem ordnungsgemäß läuft, während das andere deaktiviert ist. Dies hat nichts mit einer verschwendeten Funkenzündung zu tun.

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