הדפסה מערכות הצתה במנועי בוכנה תעופתיים

תפקיד מערכת ההצתה במנוע המטוס הוא לספק בתכיפות גדולה, ניצוצות בעלי מתח גבוה למדי. גובה המתח חייב להספיק להצתת תערובת דלק/אוויר הדלה ביותר מבין התערובות המקובלות לשימוש. ניצוצות אלה צריכים להיווצר ברגע המתאים ביחס לכל פעימת דחיסה, ובהתאם לסדר ההצתה הדרוש בצילינדרים השונים.


הניצוץ נוצר בין נקודות המצת המבורג בראש הצילנדר. אחת משתי הנקודות  מחוברת לגוף המצת ולכן הינה במגע עם גוף המטוס. לפיכך מתייחסים לנקודה זו כאל "הארקה" במעגל החשמלי. הנקודה השניה מבודדת מגוף המצת באמצעות מבודד העשוי נציץ (מיקה) או קרמיקה ועשוי לעמוד בטמפרטורות הגבוהות שבצלינדר ובמתח חשמלי גבוה.

 

נקודות המצת ערוכות בדרך כלל כך שיש ביניהן מרווח של כ-3 מילימטר. המתח הדרוש לניצוץ כדי "לקפוץ" מרווח זה משתנה ונע בין 5000 וולט ל- 12,000 וולט בערך. עצמת המתח הנדרש משתנה לפי: הצילינדר, תזמון השסתומים ועוד. את הזרם החשמלי מספק המגנטו, דרך כבלים של מתח גבוה בעלי בידוד חזק.

 

המגנטו הוא סוג מיוחד של גנרטור המונע על ידי המנוע. תפקידו לספק זרם בעל מתח גבוה למצתים לפי סדר מסויים וברגע הדרוש של פעימת הדחיסה. המגנטו אינו תלוי במצבר או במערכת החשמלית של המטוס. כדוגמת כל גנרטור חשמלי, פועל המגנטו לפי העקרון הבא: כאשר מוליך חשמלי סגור (כגון סליל) מועבר בין קטבים של מגנט, וחותך על ידי כך קווי כח של שדה מגנטי, יתהווה במוליך זה זרם חשמלי.

 

במגנטו מסתובב סליל coil בין הצירים של מגנט תמידי קבוע, או כפי שהדבר במגנטו מדגמים חדישים יותר – מגנט תמידי מסתובב (או משקרה קטבי של ברזל רך הקולט אנרגיה מגנטית ממגנט תמידי קבוע) בתוך המרווח שבטבעת ברזל, העשויה בצורת האות U. בסליל כרוך סביב  טבעת ברזל זו ומהווה את הליפוף הראשוני primary winding. המתח בליפוף זה נמוך מ די ויש להעלותו. כדי להעלות את המתח מוסיפים וכורכים על טבעת ה-U ליפוף שני, העולה במספר הליפופים שלו על הליפוף הראשוני. כאשר הזרם בליפוף הראשוני נפסק באופן פתאומי, ייווצר מתח השראה induction גבוה מאוד בסליל המשני.

 

הפסקת הזרם הראשוני נעשית על ידי מנתק מגע. המנתק מונע באמצעות גל ההנעה הראשי הנושא את המגנט המסתובב. מנתק המגע מורכב ממגע קבוע הנמצא בהארקה, וממגע מבודד העמוס על יד קפיץ אשר אליו מחובר קצה אחד של הליפוף הראשוני. מגעים אלה נוגעים בדרך כלל זה בזה ומשלימים את המעגל החשמלי של הליפוף הראשוני.  זיז מיוחד, המונע על ידי הגל הראשי של המגנטו, מותקן כך שירחיק את שני המגעים האלה אגב סיבובו. עלי ידי פעולה זו מפסיק הזיז את הזרם בסליל הראשוני ומשרה מתח גבוה בליפוף המשני ברגע הדרוש להתהוות הניצוץ במצת המנוע. שחיקה או לכלוך של המגעים מקטינים את המתח הראשוני, ומתוך כך גם את המתח המשני, הנוצר בזמן פתיחת המעגל. לכן יש להחזיק את נקודות המגע במצב נקי ובכוונון מתאים. כדי להבטיח שהמתח המשני הגבוה יעלה בן רגע למלוא כוחו, יש לדאוג לכך כי המעגל הראשוני ייפתח באופן "נקי", כלומר, בלי התהוות קשת או ניצוץ בין המגיעים של מפסיק הזרם ברגע שהם נפרדים. למטרה זו קובעים קונדנסטור במקביל למגעים או ביניהם.

 

בכדי להפסיק את פעולת מערכת ההצתה, יש "להאריק" את קצה הליפוף הראשוני המחובר למגע המבודד של מנתק הזרם. כתוצאה מפעולה זו לא תיתכן פתיחת המעגל של הליפוף הראשוני באמצעות הפרדת המגעים ולכן לא יהיה מתח גבוה מושרה בליפוף המשני והניצוץ לא יכול להתהוות.

 

כל מתקן חשמלי שמתהווים בו ניצוצות, וכן כל מוליך שעובר בו זרם משתנה בעל מתח גבוה, פועלים במידה ידועה כמשדר רדיו. התוצאה היא הפרעה אפשרית למערכת הקשר של המטוס. לכן, גם מסיבה זו, יהיו כבלי המתח הגבוה שבין המגנטו למצתים, מוגנים על ידי מעטה מתכתי בעל הארקה. הסיבה הנוספת להגנה זו היא מניעת נזק מיכני.

 

כאמצעי זהירות מפני האפשרות של הפסקת פעולת מנוע בגלל קלקול במערכת ההצתה, נוהגים להרכיב לכל מנוע שני מגנטו בלתי תלויים לגמרי זה בזה, עם שתי מערכות הצתה וכבלים. נוסף לכך, קיומם של שני מצתים לכל צילינדר מבטיחה שריפה יעילה יותר של התערובות.

 

spacer.png, 0 kB