इग्निशन का तार।
ऑटोमोबाइल गैसोलीन इंजन के विकास के साथ-साथ उच्च गति, उच्च संपीड़न अनुपात, उच्च शक्ति, कम ईंधन खपत और कम उत्सर्जन की दिशा में प्रगति हुई है, लेकिन पारंपरिक इग्निशन उपकरण उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ रहे हैं। इग्निशन उपकरण के मुख्य घटक इग्निशन कॉइल और स्विचिंग उपकरण हैं। इग्निशन कॉइल की ऊर्जा में सुधार करने से स्पार्क प्लग पर्याप्त ऊर्जा वाली चिंगारी उत्पन्न कर सकता है, जो आधुनिक इंजनों के संचालन के अनुकूल होने के लिए इग्निशन उपकरण की मूलभूत शर्त है।
इग्निशन कॉइल के अंदर आमतौर पर दो प्रकार की कॉइल होती हैं: प्राथमिक कॉइल और द्वितीयक कॉइल। प्राथमिक कॉइल में आमतौर पर 0.5-1 मिमी मोटाई का मोटा इनेमल्ड तार इस्तेमाल होता है, जिसमें लगभग 200-500 घुमाव होते हैं। द्वितीयक कॉइल में लगभग 0.1 मिमी मोटाई का पतला इनेमल्ड तार इस्तेमाल होता है, जिसमें लगभग 15000-25000 घुमाव होते हैं। प्राथमिक कॉइल का एक सिरा वाहन के निम्न-वोल्टेज विद्युत आपूर्ति (+) से जुड़ा होता है और दूसरा सिरा स्विचिंग डिवाइस (ब्रेकर) से जुड़ा होता है। द्वितीयक कॉइल का एक सिरा प्राथमिक कॉइल से और दूसरा सिरा उच्च वोल्टेज लाइन के आउटपुट सिरे से जुड़ा होता है, जिससे उच्च वोल्टेज आउटपुट प्राप्त होता है।
कार में इग्निशन कॉइल कम वोल्टेज को उच्च वोल्टेज में परिवर्तित कर पाती है, इसका कारण यह है कि इसका आकार सामान्य ट्रांसफार्मर जैसा ही होता है, और प्राथमिक कॉइल का घूर्णन अनुपात द्वितीयक कॉइल से अधिक होता है। हालांकि, इग्निशन कॉइल का कार्य करने का तरीका सामान्य ट्रांसफार्मर से भिन्न होता है। सामान्य ट्रांसफार्मर की कार्य आवृत्ति 50Hz स्थिर होती है, जिसे पावर फ्रीक्वेंसी ट्रांसफार्मर भी कहा जाता है, जबकि इग्निशन कॉइल स्पंदित रूप में कार्य करती है, जिसे पल्स ट्रांसफार्मर माना जा सकता है। यह इंजन की अलग-अलग गति के अनुसार अलग-अलग आवृत्तियों पर ऊर्जा का भंडारण और निर्वहन करती है।
जब प्राथमिक कुंडल को बिजली दी जाती है, तो धारा बढ़ने के साथ ही उसके चारों ओर एक प्रबल चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, और यह चुंबकीय क्षेत्र ऊर्जा लोहे के कोर में संग्रहित हो जाती है। जब स्विचिंग उपकरण प्राथमिक कुंडल के परिपथ को काटता है, तो प्राथमिक कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र तेजी से क्षीण हो जाता है, और द्वितीयक कुंडल उच्च वोल्टेज का अनुभव करता है। प्राथमिक कुंडल का चुंबकीय क्षेत्र जितनी तेजी से क्षीण होता है, धारा के कटने के समय धारा उतनी ही अधिक होती है, और दोनों कुंडलियों का घुमाव अनुपात जितना अधिक होता है, द्वितीयक कुंडल द्वारा प्रेरित वोल्टेज उतना ही अधिक होता है।
कुंडल प्रकार
चुंबकीय परिपथ के अनुसार इग्निशन कॉइल को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: खुला चुंबकीय प्रकार और बंद चुंबकीय प्रकार। पारंपरिक इग्निशन कॉइल एक खुला चुंबकीय प्रकार है, जिसमें लोहे के कोर पर 0.3 मिमी सिलिकॉन स्टील की चादरें चढ़ाई जाती हैं, और लोहे के कोर के चारों ओर द्वितीयक और प्राथमिक कॉइल लिपटी होती हैं। बंद चुंबकीय प्रकार में प्राथमिक कॉइल के चारों ओर लोहे का कोर होता है, और फिर द्वितीयक कॉइल को बाहर लपेटा जाता है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र रेखा लोहे के कोर द्वारा निर्मित होती है। बंद चुंबकीय इग्निशन कॉइल के लाभ हैं कम चुंबकीय रिसाव, कम ऊर्जा हानि और छोटा आकार, इसलिए इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम में आमतौर पर बंद चुंबकीय इग्निशन कॉइल का उपयोग किया जाता है।
संख्यात्मक नियंत्रण प्रज्वलन
आधुनिक ऑटोमोबाइल के उच्च गति वाले गैसोलीन इंजन में, माइक्रोप्रोसेसर द्वारा नियंत्रित इग्निशन सिस्टम, जिसे डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम भी कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। इग्निशन सिस्टम में तीन भाग होते हैं: माइक्रो कंप्यूटर (कंप्यूटर), विभिन्न सेंसर और इग्निशन एक्चुएटर।
दरअसल, आधुनिक इंजनों में गैसोलीन इंजेक्शन और इग्निशन दोनों उपप्रणालियों को एक ही ईसीयू द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो सेंसरों के एक ही सेट को साझा करता है। ये सेंसर मूल रूप से इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित गैसोलीन इंजेक्शन प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले सेंसरों के समान ही होते हैं, जैसे क्रैंकशाफ्ट स्थिति सेंसर, कैमशाफ्ट स्थिति सेंसर, थ्रॉटल स्थिति सेंसर, इनटेक मैनिफोल्ड प्रेशर सेंसर, डी-डेटोनेशन सेंसर आदि। इनमें से, डी-डेटोनेशन सेंसर इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित इग्निशन (विशेष रूप से एग्जॉस्ट गैस टर्बोचार्जिंग डिवाइस वाले इंजन) के लिए समर्पित एक बहुत ही महत्वपूर्ण सेंसर है, जो इंजन में डी-डेटोनेशन की स्थिति और उसकी मात्रा की निगरानी करता है, और ईसीयू को समय से पहले इग्निशन प्राप्त करने का आदेश देने के लिए एक फीडबैक सिग्नल प्रदान करता है, जिससे इंजन में डी-डेटोनेशन नहीं होता और उच्च दहन दक्षता प्राप्त होती है।
डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम (ESA) को इसकी संरचना के आधार पर दो प्रकारों में विभाजित किया गया है: डिस्ट्रीब्यूटर प्रकार और नॉन-डिस्ट्रीब्यूटर प्रकार (DLI)। डिस्ट्रीब्यूटर प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सिस्टम में उच्च वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए केवल एक इग्निशन कॉइल का उपयोग किया जाता है, और फिर डिस्ट्रीब्यूटर इग्निशन अनुक्रम के अनुसार प्रत्येक सिलेंडर के स्पार्क प्लग को बारी-बारी से प्रज्वलित करता है। चूंकि इग्निशन कॉइल के प्राथमिक कॉइल का ऑन-ऑफ कार्य इलेक्ट्रॉनिक इग्निशन सर्किट द्वारा किया जाता है, इसलिए डिस्ट्रीब्यूटर में ब्रेकर डिवाइस की आवश्यकता नहीं होती है और यह केवल उच्च वोल्टेज वितरण का कार्य करता है।
दो-सिलेंडर इग्निशन
दो-सिलेंडर इग्निशन का मतलब है कि दो सिलेंडर एक ही इग्निशन कॉइल साझा करते हैं, इसलिए इस प्रकार के इग्निशन का उपयोग केवल सम संख्या वाले सिलेंडरों वाले इंजनों पर ही किया जा सकता है। यदि चार-सिलेंडर वाली मशीन में, जब दो सिलेंडर पिस्टन एक ही समय में TDC के करीब होते हैं (एक संपीड़न में और दूसरा निकास में), तो दो स्पार्क प्लग एक ही इग्निशन कॉइल साझा करते हैं और एक ही समय में प्रज्वलित होते हैं, तो एक प्रभावी इग्निशन होता है और दूसरा अप्रभावी इग्निशन। पहला उच्च दबाव और निम्न तापमान के मिश्रण में होता है, जबकि दूसरा निम्न दबाव और उच्च तापमान वाली निकास गैस में होता है। इसलिए, दोनों स्पार्क प्लग इलेक्ट्रोड के बीच प्रतिरोध पूरी तरह से भिन्न होता है, और उत्पन्न ऊर्जा समान नहीं होती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रभावी इग्निशन के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो कुल ऊर्जा का लगभग 80% होती है।
अलग प्रज्वलन
अलग-अलग इग्निशन विधि में प्रत्येक सिलेंडर के लिए एक इग्निशन कॉइल आवंटित की जाती है, और इग्निशन कॉइल सीधे स्पार्क प्लग के ऊपर लगाई जाती है, जिससे हाई वोल्टेज तार की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। सटीक इग्निशन प्राप्त करने के लिए कैमशाफ्ट सेंसर या सिलेंडर संपीड़न की निगरानी द्वारा इस इग्निशन विधि का उपयोग किया जाता है, और यह किसी भी संख्या में सिलेंडर वाले इंजनों के लिए उपयुक्त है, विशेष रूप से प्रति सिलेंडर 4 वाल्व वाले इंजनों के लिए। चूंकि स्पार्क प्लग इग्निशन कॉइल संयोजन को डुअल ओवरहेड कैमशाफ्ट (DOHC) के मध्य में लगाया जा सकता है, इसलिए खाली स्थान का पूर्ण उपयोग होता है। डिस्ट्रीब्यूटर और हाई वोल्टेज लाइन के न होने के कारण, ऊर्जा चालन हानि और रिसाव हानि न्यूनतम होती है, कोई यांत्रिक घिसाव नहीं होता है, और प्रत्येक सिलेंडर की इग्निशन कॉइल और स्पार्क प्लग एक साथ असेंबल किए जाते हैं, और बाहरी धातु पैकेजिंग विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को काफी कम कर देती है, जिससे इंजन इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली का सुचारू संचालन सुनिश्चित होता है।
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