شمعة التسخين، والمعروفة أيضًا باسم شمعة التوهج. توفر شمعات التسخين الطاقة الحرارية لتحسين أداء بدء تشغيل محرك الديزل عند تبريده في درجات حرارة منخفضة للغاية. في الوقت نفسه، يجب أن تتميز شمعة التسخين بارتفاع سريع في درجة الحرارة واستمرارها في العمل عند درجة حرارة عالية لفترة طويلة.
شمعة التسخين، والمعروفة أيضًا باسم شمعة التسخين.
توفر شمعات التسخين الطاقة الحرارية لتحسين أداء بدء تشغيل محرك الديزل عند تبريده في درجات حرارة منخفضة للغاية. وفي الوقت نفسه، يجب أن تتميز شمعة التسخين بخاصية الارتفاع السريع في درجة الحرارة والحفاظ على درجة حرارة عالية لفترة طويلة. [1]
خصائص أنواع مختلفة من شمعات التسخين
ميزات شمعة التوهج المعدنية
زمن التسخين عند التشغيل الكامل: 3 ثوانٍ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 850 درجة مئوية.
•بعد وقت التسخين: بعد تشغيل المحرك، تحافظ شمعات التسخين على درجة الحرارة (850 درجة مئوية) لمدة 180 ثانية لتقليل الملوثات.
درجة حرارة التشغيل: حوالي 1000 درجة مئوية.
ميزات شمعة التسخين الخزفية
مدة التسخين: 3 ثوانٍ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 900 درجة مئوية
•بعد وقت التسخين: بعد تشغيل المحرك، تحافظ شمعات التسخين على درجة الحرارة (900 درجة مئوية) لمدة 600 ثانية لتقليل الملوثات.
رسم تخطيطي لبنية شمعة التسخين العادية
درجة حرارة التشغيل: حوالي 1150 درجة مئوية.
ميزات شمعة التسخين المعدني السريع
مدة التسخين: 3 ثوانٍ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 1000 درجة مئوية
•بعد وقت التسخين: بعد تشغيل المحرك، تحافظ شمعات التسخين على درجة الحرارة (1000 درجة مئوية) لمدة 180 ثانية لتقليل الملوثات.
درجة حرارة التشغيل: حوالي 1000 درجة مئوية
التحكم بإشارة PWM
ميزات شمعة التسخين السيراميكية سريعة التسخين
مدة التسخين: ثانيتان، ويمكن أن تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 1000 درجة مئوية
•بعد وقت التسخين: بعد تشغيل المحرك، تحافظ شمعات التسخين على درجة الحرارة (1000 درجة مئوية) لمدة 600 ثانية لتقليل الملوثات.
درجة حرارة التشغيل: حوالي 1150 درجة مئوية
التحكم بإشارة PWM
شمعة تسخين بدء تشغيل محرك الديزل
توجد أنواع عديدة من شمعات التسخين، وأكثرها شيوعًا حاليًا هي الأنواع الثلاثة التالية: التقليدية؛ وشمعات التسخين المسبق منخفضة الجهد. تُثبّت شمعة التسخين في جدار كل غرفة احتراق في المحرك. يحتوي غلاف شمعة التسخين على ملف مقاومة مثبت داخل أنبوب. يمر التيار عبر ملف المقاومة، مما يؤدي إلى تسخين الأنبوب. يتميز الأنبوب بمساحة سطح كبيرة، مما يُتيح له توليد طاقة حرارية أكبر. يُملأ الجزء الداخلي من الأنبوب بمادة عازلة لمنع ملف المقاومة من ملامسة الجدار الداخلي للأنبوب نتيجة الاهتزاز. نظرًا لاختلاف جهد البطارية (12 فولت أو 24 فولت) وجهاز التسخين المسبق المستخدم، يختلف الجهد المقنن لشمعات التسخين المختلفة. لذلك، تأكد من استخدام النوع الصحيح من شمعات التسخين. استخدام شمعات تسخين غير مناسبة سيؤدي إلى احتراق مبكر أو عدم كفاية الحرارة.
في العديد من محركات الديزل، تُستخدم شمعات التسخين المُتحكَّم بدرجة حرارتها. هذا النوع من الشمعات مُجهَّز بملف تسخين، يتكون في الواقع من ثلاثة ملفات: ملف حجب، وملف معادلة، وملف تسخين سريع، وهذه الملفات الثلاثة موصولة على التوالي. عند مرور التيار الكهربائي عبر شمعة التسخين، ترتفع درجة حرارة ملف التسخين السريع الموجود في طرف الشمعة أولًا، مما يؤدي إلى توهجها. ونظرًا لأن مقاومة ملفي المعادلة والحجب تزداد بشكل حاد مع ارتفاع درجة حرارة ملف التسخين، فإن التيار المار عبر ملف التسخين ينخفض تبعًا لذلك. بهذه الطريقة، تتحكم شمعة التسخين بدرجة حرارتها. بعض شمعات التسخين لا تحتوي على ملفات معادلة نظرًا لخصائص ارتفاع درجة حرارتها. شمعات التسخين المُتحكَّم بدرجة حرارتها المستخدمة في شمعات التسخين الفائقة الجديدة لا تتطلب مستشعرات تيار، مما يُبسِّط نظام التسخين المُسبق. [2]
نوع جهاز مراقبة شمعات التوهج، نوع سخان مسبق، تحرير البث
يتكون جهاز مراقبة شمعات التسخين من شمعات التسخين، وشاشات مراقبة شمعات التسخين، ومرحلات شمعات التسخين، ومكونات أخرى. تُظهر شاشة مراقبة شمعات التسخين الموجودة على لوحة القيادة متى تكون شمعات التسخين ساخنة.
يُثبّت جهاز مراقبة شمعات التسخين على لوحة العدادات لمراقبة عملية تسخينها. تحتوي كل شمعة تسخين على مقاومة موصولة بمصدر الطاقة نفسه. وعندما يتحول لون شمعة التسخين إلى الأحمر، تتحول هذه المقاومة أيضًا إلى اللون الأحمر في الوقت نفسه (عادةً، يجب أن يضيء جهاز مراقبة شمعات التسخين باللون الأحمر لمدة تتراوح بين 15 و20 ثانية بعد تشغيل الدائرة). يتم توصيل عدة أجهزة مراقبة شمعات تسخين على التوازي. لذلك، إذا حدث قصر في إحدى شمعات التسخين، فسيتحول لون جهاز المراقبة إلى الأحمر قبل الموعد الطبيعي. من ناحية أخرى، إذا كانت إحدى شمعات التسخين مفتوحة، فسيستغرق جهاز المراقبة وقتًا أطول حتى يضيء باللون الأحمر. تسخين شمعة التسخين لفترة أطول من المدة المحددة سيؤدي إلى تلف جهاز المراقبة.
يمنع مرحل شمعات التسخين مرور كميات كبيرة من التيار عبر مفتاح التشغيل، ويضمن عدم تأثر شمعات التسخين بانخفاض الجهد الناتج عن جهاز مراقبة شمعات التسخين. يتكون مرحل شمعات التسخين في الواقع من مرحلين: عندما يكون مفتاح التشغيل في وضع التسخين المسبق (G)، يمرر أحد المرحلين التيار عبر جهاز مراقبة شمعات التسخين إلى شمعة التسخين؛ وعندما يكون المفتاح في وضع التشغيل (START)، يمرر المرحل الآخر التيار مباشرةً إلى شمعة التسخين دون المرور عبر جهاز مراقبة شمعات التسخين. هذا يمنع تأثر شمعة التسخين بانخفاض الجهد الناتج عن مقاومة جهاز مراقبة شمعات التسخين أثناء بدء التشغيل.
