نظام الإشعال هو جزء أساسي من محرك الاحتراق الداخلي، لعب نظام الإشعال دورًا محوريًا في تحويل الطاقة الحرارية للوقود إلى طاقة ميكانيكية أو حركية، وتطور هذا النظام عبر الزمن من نظام الإشعال التقليدي الميكانيكي إلى نظام الإشعال الإلكتروني الأكثر كفاءة ودقة، سنغوص اليوم في رحلة لفهم الفرق بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني، ونستكشف مزايا وعيوب كل منهما، ونقدم معلومات قيّمة.
 |
ما هو الفرق بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني |
ماذا يفعل نظام الإشعال في السيارة؟
في حين أن صناعة السيارات قد حققت تقدمًا ميكانيكيًا وتكنولوجيًا جذريًا عبر التاريخ، إلا أن هناك عنصرًا واحدًا مشتركًا بين جميع السيارات ذات المحركات احتراق داخلي: نظام الإشعال.
عندما تضع مفتاحك في محرك السيارة وتدور، يبدأ المحرك ويستمر في العمل، هل تساءلت يومًا عن العملية الكاملة التي تحدث وراء هذا الإجراء البسيط؟
لنعد إلى أساسيات المحرك: ينتج محرك سيارتك قوة لتشغيلها عن طريق إنشاء احتراق أو انفجار داخل غرفة الاحتراق، وبالتالي فإن اسمه "محرك الاحتراق الداخلي"، لتوليد هذا الاحتراق يلعب نظام الإشعال دورًا رئيسيًا: يوفر شمعات الإشعال الشرارة الكهربائية القوية جداً التي تشعل خليط الهواء والوقود الذي يتم إدخاله إلى غرفة الاحتراق، لكي يعمل أي نظام الإشعال بشكل صحيح يجب أن يكون قادرًا على إنجاز مهمتين بفعالية ودقة في نفس الوقت.
إنشاء شرارة قوية وساخنة بما فيه الكفاية
المهمة الأولى هي إنشاء شرارة قوية يمكن أن تتخطى فجوة شمعة الإشعال، بعبارة أخرى يحتاج نظام الإشعال إلى زيادة جهد بطارية السيارة من 12 فولت إلى 20000 فولت على الأقل، وهو مطلوب لإشعال مزيج الهواء والوقود المضغوط في غرفة الاحتراق لإنشاء انفجار ينتج الطاقة.
لتحقيق هذا الارتفاع الهائل في الجهد، تستخدم أنظمة الإشعال في جميع السيارات، باستثناء الطرازات التي تعمل بالديزل، ملف إشعال (موبينة) يتكون من ملفين من الأسلاك ملفوفين حول قلب حديدي، يُعرفان بالملف الابتدائي والملف الثانوي. يعمل ملف الإشعال كمحول كهربي للطاقة.
ثم يقوم بتزويد شمعة الإشعال بهذا الجهد، مما يخلق احتراقًا في غرفة الاحتراق للمحرك، وبالتالي توليد طاقة لبدء وتشغيل محرك سيارتك، لحدوث الشرارة اللازمة، يجب أن يكون الجهد المحول الموصل إلى شمعة الإشعال في نطاق 20000 و 50000 فولت.
إشعال الشرارة في الوقت المناسب
لا يقتصر دور نظام الإشعال على إنشاء شرارة قوية فحسب، بل يجب عليه أيضًا ضمان إطلاقها في اللحظة المناسبة تمامًا خلال شوط الانضغاط لاستخراج أقصى طاقة من خليط الهواء والوقود المُشَتعل، بعبارة أخرى يجب توصيل جهد كهربي كافٍ إلى الأسطوانة الصحيحة في الوقت المحدد، ويجب تكرار ذلك باستمرار.
يلزم عمل جميع المكونات بدقة وتناغم لتحقيق أداء مثالي للمحرك، حتى أدنى خطأ في التوقيت بأي جزء سيؤدي إلى مشاكل في أداء المحرك، وإذا استمرت هذه المشاكل لفترة طويلة، فقد يسبب ضررًا دائمًا..
يجب أن يوفر نظام الإشعال شرارة كافية في الأسطوانة الصحيحة، ولضمان توقيت الشرارة الدقيق استخدم المهندسون عدة طرق تطورت على مر السنين.
استخدمت أنظمة الإشعال الأولي موزعات ميكانيكية بالكامل للتحكم في توقيت الشرارة، تلتها موزعات هجينة مجهزة بمفاتيح ذات حالة صلبة ووحدة تحكم المحرك (ECU)، وهي نوع من أجهزة الكمبيوتر البسيطة المعالجة لتوزيع الطاقة الكهربائية على كل أسطوانة.
ما جاء بعد ذلك لمواجهة سلبيات هذه الموزعات هو أنظمة الإشعال الإلكترونية بالكامل، وكان أولها نظام إشعال بدون موزع، حيث تم التخلص من الموزع.
استطاع الإختراع الأخير،وهو أنظمة الإشعال "ملف إشعال على شمعة الإشعال أو بدون موزع" تحسين توقيت الشرارة بشكل ملحوظ باستخدام ملف إشعال محسن يوفر قوة أكبر بكثير ويولد شرارة أكثر سخونة.
الفرق بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني
فيا يلي مقارنة بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني لتوضيح الفرق بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني:
نظام الإشعال التقليدي |
نظام الإشعال الإلكتروني |
المعيار |
|---|---|---|
ميكانيكي |
إلكتروني |
نوع النظام |
موزع، نقاط تلامس، ملف الإشعال، شمعات الإشعال |
وحدة التحكم الإلكترونية (ECU)، ملف الإشعال، شمعات الإشعال |
المكونات |
أقل دقة |
أكثر دقة |
الدقة |
أقل كفاءة |
أكثر كفاءة |
الكفاءة |
أقل موثوقية |
أكثر موثوقية |
الموثوقية |
يتطلب صيانة دورية |
لا يتطلب صيانة دورية |
الصيانة |
يُعد نظام الإشعال الإلكتروني خيارًا أفضل من نظام الإشعال التقليدي من حيث الدقة والكفاءة والموثوقية.
ما هي مكونات نظام الاشعال التقليدي ووظائفها؟
- البطارية: تعمل البطارية على تشغيل السيارة وتخزين الكهرباء وتوفيرها على شكل تيار مستمر بقوة 12 فولت.
- ملف الإشعال: يحول جهد البطارية المنخفض إلى جهد عالٍ للشمعات باستخدام المغناطيسية الحثية، حيث يحتوي على ملفين، أحدهما من لفات قليلة والثاني من لفات كثيرة جداً، ليضخم الجهد حتى 20 ألف فولت.
- الموزع: يقوم بتوزيع الشرر على شمعات الاشعال، كما يحدد توقيت ومكان وصول الشرارة لكل شمعة إشعال.
- أسلاك الاشتعال (أسلاك الضغط العالي): توصل تيار ملف الإشعال إلى شمعات الإشعال.
- شمعة الإشعال: تقوم بإحداث الشرارة وهي عبارة عن جسم خزفي معزول به قلب معدني.
بدون عمل نظام الإشعال بشكل صحيح ودقيق ، قد تواجه سيارتك صعوبة في التشغيل أو قد لا تعمل على الإطلاق، ستؤثر شمعات الاشعال (البواجي) البالية والمكونات المعيبة في نظام الإشعال على أداء محركك، مما يؤدي إلى مجموعة واسعة من مشاكل المحرك بما في ذلك صعوبة التشغيل، وتعطيل الاحتراق، وانعدام القدرة، وزيادة استهلاك الوقود، وحتى التلف الدائم إذا لم يتم معالجة المشاكل في الوقت المناسب.
لاحظ أيضًا أن مشاكل المحرك هذه التي تسببها أنظمة الإشعال المعيبة يمكن أن تلحق الضرر بمكونات أخرى مهمة في سيارتك.
أجزاء نظام الإشعال الإلكتروني
الإشعال الإلكتروني أحد أهم الأنظمة في السيارة، حيث يُساعد على تشغيل محرك السيارة وضمان عمله بكفاءة، يتكون نظام الإشعال الإلكتروني من عدة مكونات أساسية تعمل معًا لتوليد شرارة قوية تُشعل خليط الوقود والهواء داخل أسطوانات المحرك، ومن أهم هذه الأجزاء ما يلي:
- البطارية: تُعد مصدر الطاقة لنظام الإشعال الإلكتروني، حيث تُزود المكونات الأخرى بالطاقة اللازمة للعمل.
- مفتاح الإشعال: يُستخدم للتحكم في تدفق التيار الكهربائي إلى نظام الإشعال.
- ملف الإشعال: يُحوّل التيار الكهربائي منخفض الجهد من البطارية إلى تيار كهربائي عالي الجهد يُستخدم لتوليد الشرارة.
- الموزع: يُوزّع الشرارة الناتجة عن ملف الإشعال إلى شمعات الإشعال في الترتيب الصحيح.
- شمعات الإشعال: تُولد الشرارة التي تُشعل خليط الوقود والهواء داخل أسطوانات المحرك.
- وحدة التحكم الإلكتروني (ECU): تُتحكم في توقيت الإشعال وتعديل خليط الوقود بناءً على ظروف التشغيل المختلفة.
قد تختلف مكونات نظام الإشعال الإلكتروني قليلاً من سيارة إلى أخرى، لكن المكونات الأساسية تبقى كما هي.
مميزات نظام الإشعال التقليدي
يُعد نظام الإشعال التقليدي أحد أقدم أنظمة الإشعال المستخدمة في السيارات، ويتميز ببساطة التصميم وسهولة التركيب والصيانة، ومن أهم مميزاته ما يلي:
- بساطة التصميم: يسهل فهم مكونات نظام الإشعال التقليدي وتشخيصه وإصلاحه.
- التكلفة المنخفضة: تكلفة مكونات نظام الإشعال التقليدي منخفضة نسبيًا مقارنة بأنظمة الإشعال الحديثة.
- الموثوقية: أثبت نظام الإشعال التقليدي موثوقيته على مدار سنوات طويلة من الاستخدام.
- سهولة التركيب: تركيب نظام الإشعال التقليدي سهل نسبيًا ولا يتطلب مهارات عالية.
- توفر قطع الغيار: قطع غيار نظام الإشعال التقليدي متوفرة بسهولة وبأسعار مناسبة.
عيوب نظام الإشعال التقليدي
يعاني من بعض العيوب التي قد تؤثر على أداء المحرك وكفاءة استهلاك الوقود ومنها ما يلي:
- كفاءة منخفضة: كفاءة نظام الإشعال التقليدي منخفضة مقارنة بأنظمة الإشعال الحديثة، مما يؤدي إلى استهلاك أكبر للوقود.
- انبعاثات عالية: ينتج عن نظام الإشعال التقليدي انبعاثات ضارة أكبر من أنظمة الإشعال الحديثة، مما يؤثر على البيئة.
- أداء غير دقيق: قد لا يكون أداء نظام الإشعال التقليدي دقيقًا دائمًا، مما قد يؤثر على أداء المحرك ويسبب مشاكل في التشغيل.
- صيانة دورية: يتطلب نظام الإشعال التقليدي صيانة دورية أكثر من أنظمة الإشعال الحديثة.
- قطع غيار غير متوافقة: قد لا تكون قطع غيار نظام الإشعال التقليدي متوافقة مع جميع أنواع السيارات.
ملاحظة:
على الرغم من عيوب نظام الإشعال التقليدي إلا أنه لا يزال خيارًا مناسبًا للسيارات القديمة ذات أنظمة كهربائية بسيطة.
مميزات نظام الإشعال الإلكتروني
يُعد نظام الإشعال الإلكتروني أحد أحدث أنظمة الإشعال المستخدمة في السيارات، ويتميز بكفاءة عالية ودقة في الأداء وانبعاثات منخفضة، وفيما يلي أبرز مميزاته:
- كفاءة عالية: يتميز نظام الإشعال الإلكتروني بكفاءة عالية مقارنة بأنظمة الإشعال التقليدية، مما يؤدي إلى تحسين استهلاك الوقود.
- انبعاثات منخفضة: ينتج عن نظام الإشعال الإلكتروني انبعاثات ضارة أقل من أنظمة الإشعال التقليدية، مما يُحسّن من سلامة البيئة.
- لا توجد أجزاء متحركة: تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) في نظام الإشعال الإلكتروني، مما يلغي الحاجة إلى الأجزاء المتحركة، ويعزز موثوقيته ومتانته.
- أداء دقيق: يتميز نظام الإشعال الإلكتروني بدقة عالية في الأداء، مما يُحسّن من أداء المحرك ويمنع مشاكل التشغيل.
- صيانة قليلة: لا يتطلب نظام الإشعال الإلكتروني صيانة دورية مثل أنظمة الإشعال التقليدية.
- زيادة كفاءة المحرك: يعمل نظام الإشعال الإلكتروني على تحسين كفاءة المحرك، مما يؤدي إلى تحسين الأداء العام وكفاءة استهلاك الوقود، مما يترجم إلى توفير التكاليف لمالك السيارة.
- قطع غيار متوافقة: قطع غيار نظام الإشعال الإلكتروني متوافقة مع جميع أنواع السيارات الحديثة.
- إمكانيات متقدمة: يوفر نظام الإشعال الإلكتروني إمكانيات متقدمة مثل التحكم في توقيت الإشعال وتعديل خليط الوقود.
يعتبر نظام الإشعال الإلكتروني خيارًا جيدًا للسيارات الحديثة ذات أنظمة كهربائية حديثة ومعقدة.
عيوب نظام الإشعال الالكتروني
هذا النظام يعتبر أحد أحدث أنظمة الإشعال المستخدمة في السيارات، ويتميز بكفاءة عالية ودقة في الأداء وانبعاثات منخفضة، لكنه يعاني من بعض العيوب التي قد تؤثر على تكلفة الإصلاح وصيانة النظام، ومنها:
- تكلفة مرتفعة: تكلفة مكونات نظام الإشعال الإلكتروني مرتفعة نسبيًا مقارنة بأنظمة الإشعال التقليدية.
- صعوبة الإصلاح: قد يكون إصلاح نظام الإشعال الإلكتروني صعبًا ويتطلب مهارات عالية وأدوات متخصصة.
- الحساسية للتلف: قد يتعرض نظام الإشعال الإلكتروني للتلف بسهولة أكبر من أنظمة الإشعال التقليدية بسبب العوامل الخارجية مثل الحرارة والاهتزازات.
- التعقيد: يمكن أن تكون أنظمة الإشعال الإلكترونية أكثر تعقيدًا من أنظمة الإشعال التقليدية، مما قد يتطلب معرفة ومعدات متخصصة للصيانة والإصلاحات.
- اعتمادية على أنظمة أخرى: يعتمد نظام الإشعال الإلكتروني على أنظمة أخرى مثل نظام الحاسوب المركزي (ECU)، مما يجعله عرضة للتعطل في حال حدوث أي خلل في هذه الأنظمة.
- التوافق: قد لا تكون بعض السيارات القديمة أو الكلاسيكية متوافقة مع أنظمة الإشعال الإلكترونية، مما يتطلب تعديلات أو استبدالات قد تغير التصميم الأصلي للسيارة.
الخاتمة: الفرق بين نظام الإشعال التقليدي والالكتروني
في ختام مقارنتنا لأنظمة الإشعال التقليدي والإلكتروني نستطيع الجزم بتفوق نظام الإشعال الإلكتروني من حيث الكفاءة والأداء والمتانة.
فبينما يعتمد نظام الإشعال التقليدي على أجزاء ميكانيكية قابلة للتلف والتآكل، يستخدم نظام الإشعال الإلكتروني مستشعرات ودوائر إلكترونية للتحكم في توقيت وشدة الشرارة بدقة عالية.
يجب أن نأخذ في الاعتبار أن تحديث التكنولوجيا يؤدي إلى تطوير نظم الإشعال الإلكتروني وتحسينها بشكل مستمر، مما يشجع على الاعتماد على أنظمة الإشعال الإلكتروني في صناعة السيارات المستقبلية.
المصادر:
