Článek k zapalování najdete i na motorkari.cz

Proč a co zapalujem

U zážehového motoru určujem počátek hoření jiskrou na zapalovací svíčce. Vznětový motor na motorce jsem viděl jen na indické verzi Enfielda. Zpět k motoru zážehovému. Pro běžné užívání se používá jako palivo benzín v patřičném poměru se vzduchem. Při poměru 14,7kg vzduchu a 1kg benzínu mluvíme o stechiometrickém poměru, kdy se sloučí veškeré molekluly kyslíku (asi 20% ve vzduchu) s molekulami benzínu. Tento stav se označuje jako λ=1 (lambda-součinitel přebytku vzduchu) . Při vyšším obsahu paliva mluvíme o směsi bohaté λ<1, při vyšším obsahu vzduchu mluvíme o směsi chudé λ>1.
Okamžik vytvoření jiskry a následného zapálení směsi je určující prvek pro funkci celého motoru. Jiskra musí vzniknout s ohledem na to, aby těsně (cca 10°) za horní úvratí (HÚ) došlo k maximálnímu nárustu tlaku vlivem expanze směsi. Okamžik zapálení před HÚ budem označovat jako předstih.

Prakticky není možno udržet směs v takovém stavu, aby nám hořela vždy stejnou rychlostí a další důležitý faktor jsou otáčky motoru. Tyto dvě věci jsou jedny ze základních, které jsou jako vstupní signály při regulaci.
1) regulace podle otáček - za předpokladu, že směs bude mít stejnou rychlost hoření je nutné mít v nízkých otáčkách menší předstih a se zvyšujícími se otáčkami předstih zvětšovat. Je to z důvodu rychlejšího pohybu pístu při vyšších otáčkách. Tato regulace se prováděla v mechanickém zapalování pomocí odstředivých regulátorů (např. GS750 a plno dalších motorek z let sedmdesátých). Předstih při 1400ot/min je 17°, u otáček kolem 2500° je to už 37° a v této hodnotě regulace končí takže je z mého pohledu né zcela potřebná, jelikož běžně využívaný rozsah otáček je bez regulace. V elektronickém systému se změna předstihu používá běžně.
2) regulace podle zatížení motoru - dle zatížení motoru se do válce dostává různý objem směsi a odlišné složení. Od roku cca ´96 se objevuje na motocyklech snímač polohy škrtící klapky (více v karburátor). Dřívějším způsob vyhodnocení zatížení motoru byl podtlakovým regulátorem v sacím potrubí, který měly už např. škodovky. Na grafu níže je uveden předstih v závislosti na zatížení a otáčkách motoru. Za povšimnutí stojí i odlišně nastavený předstih pro krajní válce a jiný pro vnitřní z důvodu jiných tepelných podmínek. Rozdíl je pouze v nižšších otáčkách, jinak se grafy překrývají. 4erná je pro vnější válce a červená pro vnitřní.

Elektronické zapalování s bezkontaktním snímáním polohy klikové hřídele - TCI

Pořadí zapalování je u motorek nejčastěji 1-2-4-3 (vlastně jiný jsem ani neviděl, ale u aut zrovna toto skoro nenajdete a pálí nejčastějei 1-3-4-2). Na konci klikové hřídele je upevněn rotor s výstupky, které dávají informaci pomocí induktivního snímače (130-180 Ohmů). U starších modelů GSX-R byl jeden výstupek a dvě snímací cívky.
Induktivní snímač je cívka navinutá na magnetickém jádře. V okamžiku příchodu výstupku na rotoru se uzavře magnetický obvod a vznikne indukcí napětí na koncích cívky (uvažujme zapojení měřícího přístroje tak, že napětí je kladné). Velikost indukovaného napětí záleží na rychlosti změny magnetismu a na síle magnetického pole. Tzn. že se napětí bude zvyšovat přímo úměrně s otáčkami (takřka lineráně) a pak se vzdáleností mezery mezi cívkou a rotorem (větší vzdálenost=menší napětí, závislost je exponenciální tzn. o něco větší mezera, mnohem nižší napětí). Počet výstupků je obvykle 4, Honda má zpravidla ale třeba i 9-20. Pokud se jedná o jednoválec, je použit třeba i jeden výstupek. Např. GS500E je sice dvouválec, ale motor je řízen jako 2×jednoválec (dva snímače, dvě cívky). Na snímcích z osciloskopu je vidět průběh signálu. První je Bandit (tzn. i naše starý dobrý GSXR), dále pak VTR. U VTR je vidět při startu cca 3V (6V špička-špička). Jedná se o otáčky cca 3XXot/min. Ty jsou možné odečíst a vypočíst z oscilogramu. Je vidět nestejná výška různých výstupků. Ta by mohla být různou mezerou mezi výstupkem a cívkou, z dalšího oscilogramu při 3000ot/min je patrné, že tato úvaha není správná. Odlišnost je tedy způsobena kolísáním otáček při startu vlivem komprese. Při 3000 ot/min je napětí cca 24V š-š. U jednoválcových motorů stačí jeden výstupek. Více výstupků je jen pro větší přesnost řídící jednotky, ale s tou to není až zase tak vážné. Pokud mám řadový čtyřválec a jeden snímač musím rozlišit píst v horní úvrati a píst v dolní. Použit je synchronizační výstupek, který je odlišný od ostatních, které jsou vůči sobě stejné. Tento výstupek je zaznamenán řídící jednotkou a ta pozná polohu hřídele. (pokud by synchronizační nebyl a byly všechny stejné, ŘJ by nevěděla na kterém výstupku je). Na oscilogramu je vidět jako širší impuls. Trochu výpočtů: pokud je vzdálenost mezi synchro výstupky 20ms tak v jedné sekundě jich je 50 (1000ms/20ms=50). Synchronizační je jeden za otáčku čili 50/sek = 3000ot/min (50*60). ŘJ tak pozná jaké jsou otáčky motoru a pak záleží na taktovací frekvenci výpočtu. Ta bývá standartně cca 4MHz. Na jednu otáčku (při 3000 ot/min) tedy připadá 80 000 taktů (4 000 000/50). teoreticky je tedy s jedním výstupkem při otáčkách 3000 ot/min určit polohu kliky na jednu osmdesátitisícinu otáčky. Hodnoty předstihu jsem uloženy v paměti ROM, procesor počítá z příchozích hodnot a nastavuje výstup dle paměťových údajů. Výstup z procesory je na koncové tranzitory, které jsou spínány a jako výstup z ŘJ je spínání mínus pólu, který vede na cívky. Plusový pól je po splnění podmínek (klíček, chcípák, stojánek) připojeno natvrdo. Viz schéma níže.

Oscilogramy:
Čtyřvýstupkový generátor - GSX-R, GSXF a GSF
GS 500E
VTR 1000F
VTR 1000F

Další informace najdete v článku svíčky. Směs hoří určitou dobu a tak aby jsme dosáhli maximální tlak hned za HÚ musím směs zapálit již před HÚ. Víc v článku benzín. Předstih je u GSX-R 1100 při 1500ot/min 13° a se zvyšujícími otáčkami se zvyšuje(při 2500ot/min je to zhruba 35°). ŘJ zároveň hlídá maximální otáčky motoru a při překročení odpojí zapalování na dobu než otáčky neklesnou. U GSX-R 1100 model K,L je to 10900ot/min. Pozor však na vytáčení motoru bez zatížení. I když je řídící jednotka vybavena omezovačem, není vhodné vytáčet motor na neutrál. Vlivem setrvačnosti se dostává hodně za hranici maximálníh otáček.