Gassens antændelse i benzinmotorer

I benzinmotorer antændes gassen nu altid af en elektrisk gnist. Til at frembringe strømmen kan man anvende de sædvanlige strømkilder – akkumulatorbatteriet, galvaniske elementer eller dynamomaskiner.
Den elektriske gnist, der skal opstå i kompressionsrummet, kan frembringes på to måder:

1) Fra en strømkilde føres en ledning fra positiv og en anden fra negativ pol, og enderne berører hinanden. Strømmen cirkulerer nu fra + til -, men i det øjeblik, ledningerne rives fra hinanden, vil der springe en gnist fra den positive til den negative spids eller “elektrode” og da strømkildens spænding kun behøver at være ganske få volt, kaldes metoden : Lavspændt strøm med afrivegnist.

2) Ledningerne fra strømkilden berører ikke hinanden, men anbringes således, at der er en afstand af ca. 0,5 mm mellem de to trådender. Strømmen vil da som en gnist springe gennem luftrummet, hvis spændingen er tilstrækkelig, d. v. s. 10 à 15000 volt. Denne metode at frembringe en gnist på kaldes : Høj-spændt strøm med springgnist, og denne kan atter deles i batteritænding og magnettænding.

Lavspændingsmagnetapparatet.

Ved den førstnævnte metodes anvendelse i praksis udvikles strømmen i det såkaldte “lavspændingsmagnetapparat” der i hovedsagen består af en permanent hestesko-magnet, mellem hvis poler et anker kan svinge frem og tilbage. ankeret består af en blød jernkerne beviklet med en isoleret kobbertråd. Ved at dreje ankeret i det mag-netiske felt mellem magnetens poler udvikles der som bekendt en elektrisk strøm. Denne ledes ind i kompressionsrummet, hvor den automatisk afbrydes i det øjeblik, ladningen skal tændes. Fig. 37 viser en ret almindelig udførelsesform: På enden af ankerakslen er fastspændt en arm, der holdes i stilling af to kraftige fjedre. Anslaget på den roterende aksel fører armen bort fra midtstillingen, fjedrene spændes, og i samme øjeblik armen slippes, svinger den tilbage og lidt forbi midtstillingen, hvorved strømkredsen brydes i kompressionsrummet, og der opstår en gnist.
Metoden, der endnu kan træffes på enkelte gamle motorer, bruges ellers ikke mere, da den i alle henseender står tilbage for “tænding ved højspændt strøm”, særlig hvor det drejer sig om hurtiggående motorer.

Batteritænding.

Fra et akkumulatorbatteri med en 6 à 12 volt spænding føres en isoleret kobbertråd i forholdsvis få vindinger omkring en jernkerne. Som bekendt gør strømmen jernet mag-netisk. Lægges der nu en ganske tynd, isoleret tråd i en mængde vindinger uden om den første bevikling, har man den såkaldte “induktionsrulle” eller “spole”, der tjener til at omsætte strøm af lav spænding til strøm af høj spænding. Afbrydes nemlig strøm-kredsen med den lavspændte strøm – den “primære strømkreds” – mister jernet sin magnetisme, de magnetiske kraftlinier forsvinder, og der induceres en strøm i den tynde ledning – den “sekundære strømkreds”.
Da den inducerede strøms spænding vokser med antallet af vindinger i den sekundæ-re strømkreds, kan man få enhver ønskelig spænding ved at lægge den sekundære bevikling i tilstrækkelig mange vindinger om jernkernen – altså også de ønskede 10.000 á 15.000 volt. – Selvfølgelig aftager strømstyrken i samme forhold som spændingen sti-ger. Når den primære strømkreds brydes, vil der opstå en selvinduktion i denne, der dels vil forhale ændringen i magnetfeltet og derigennem forringe den inducerede strøm, og dels vil fremkalde en gnist – “åbningsgnisten” – der, hvor strøm-kredsen brydes.
Selvinduktionen formindskes ved at indskyde en”kondensator”, der består af tinfolie-plader adskilt af glimmer.
Helt undgås åbningsgnisten dog ikke, og metallet på berøringsstedet ville hurtigt bli-ve ødelagt, hvis der ikke på dette sted anvendtes platin. – På vedføjede skitse, Fig. 38, er antydet princippet i batteritændingen.
Fra akkumulatoren A føres den primære strømkreds i forholdsvis få vindinger om jern-kernen M og tilbage til den negative pol.
Den sekundære strømkreds lægges i mange vindinger uden om den primære, og dens ene ende føres til tændrørs-elektroden T, medens den anden mas-seforbindes, d.v.s. forbindes med mo-torens jerndele. Skal batteritændingen anvendes i en 4 cyl. motor, indskydes fordeleren F i den sekundære strøm-kreds, og den primære strømkreds af-brydes 4 gange for hver periode ved “platinerne” P. Afbrydelsen kan ske ved, at akslen, der er firkantet, på et stykke drejer rundt med samme hastig-hed som knastakslen. K er den ind-skudte kondensator.
Da akslen, der besørger afbrydelsen af den primære strøm, og akslen, hvorpå forde-lerarmen sidder, skal gå med samme hastighed, vil en fælles aksel kunne besørge beg-ge funktioner, som vist på Fig. 39. N er her afbrydermekanismen, der fire gange for hver omdrejning bryder den primære strømkreds ved platinerne P. Strømmen kommer fra akkumulatoren og går omkring spolen gennem akslen og tilbage gennem massen.
Den sekundære strøm ledes til fordelerstiften, der sidder centralt i forhold til den ro-terende aksel. En fjeder på fordelerarmen F presser mod fordelerstiften.
Idet armen roterer passerer den meget nær forbi de fire kontaktstifter, dog uden at røre dem. Det ganske ringe mellemrum (ca. 0,2 mm) vil dog ikke hindre den højspænd-te strøm i at springe over, og friktion og slid undgås.
Skiven, der bærer afbrydermekanismen, er til at stille lidt frem eller tilbage, hvorved tidspunktet for tændingen kan afpasses efter behov.
Indstillingen af fordelerarmen må naturligvis altid foretages således, at armen står ud for en kontaktstift i det øjeblik, afbrydelsen finder sted.
Hvis motoren standses i det øjeblik, platinerne berører hinanden, vil batteriet aflades. Man bør derfor altid huske at bryde strømkredsen med omskifteren O. Skulle det glemmes, vil modstanden R dog hindre en altfor voldsom afladning, idet den under en sådan vil opvarmes stærkt, og modstanden vil dermed øges så meget, at afladningen delvis standser.

Magnettænding.

Medens batteritænding anvendes i biler, hvor der alligevel skal anvendes strøm til selvstarter og lys, anvendes der næsten altid “magnettænding” til traktorer, bådmo-torer og stationære motorer. Til at frembringe strømmen anvendes et højspændings-magnetapparat. Højspændingsmagneten eller “magnetapparatet”, som det populært kaldes, består ligesom lavspændingsmagneten af en eller flere permanente hestesko-magneter med påskruede polsko af blødt jern.
Der opstår nu et magnetisk felt mel-lem polerne, hvori et anker roterer, men medens der på lavspændings-magnetens anker kun fandtes een spole, så er der på højspændingsmag-netens anker to spoler, der minder en del om spolerne på induktionsrullen – en tyk i få vindinger, der brydes au-tomatisk, og en tynd i en mængde vindinger, hvori der induceres en høj-spændt strøm, hver gang den svære ledning brydes. Benævnelserne er og-så de samme begge steder, idet den svære ledning med de få vindinger kaldes “den primære strømkreds” og den tynde ledning med de mange vin-dinger “den sekundære strømkreds”.På Fig. 40 ses et billede af et mag-netapparat fra det verdenskendte firma Bosch i Stuttgart.
For at give et begreb om magnetens virkemåde er der lagt et snit på langs gennem den, og i Fig. 41 er skematisk antydet dens vigtigste dele.
På det roterende anker findes den primære strømkreds, hvis ene ende forbindes til “massen”, medens den anden føres isoleret gennem kondensatoren og den hule ankeraksel til “knikseren”, der er en afbrydermekanisme, der virker på følgende måde: På en skive på ankerakslen sidder den isolerede arm A med en skrue, der berører en skrue i en vinkelvægtstang C. Denne er drejelig omkring O. En fjeder F holder de to skruer mod hinanden, og strømkredsen er sluttet gennem “massen”. Uden om den roterende skive er anbragt en ring med knasterne E, og hver gang vægtstangen passerer knasterne, afbrydes strømkredsen ved skruerne P (“platinerne”), altså to gange for hver omdrejning af akslen. Afbrydelsen kan indstilles til at foregå lidt før eller senere ved at dreje håndtaget, der sidder på ringen, mod eller med omdrejningsretningen .

Vi vender nu tilbage til den sekundære strømkreds, hvis ene ende ligeledes er forbundet til “massen”, medens den anden er ført til slæberingen K og derfra gennem kulbørster til fordelerskiven, hvis indretning og virkemåde svarer til den tidligere under batteritænding beskrevne fordeler. Fordelerakslen drives fra ankerakslen gennem tandhjul, hvis tandantal forholder sig som 2 :1.
Da nu den primære strømkreds brydes to gange for hver omdrejning af ankeret, vil der induceres 4 strømstød i den sekundære ledning for hver omdrejning af fordeleren.
Fra denne føres de fire ledninger til hver sit tændrør, hvorfra strømmen ledes retur gennem “massen”, d.v.s. motorens jerndele.
Hvis motoren drejes, medens tændrørene er fjernede, eller hvis et af tændrørene ikke tænder, så vil spændingen stige, og der kan være fare for kortslutning mellem ankerets vindinger; forinden vil strømmen dog kunne udlades gennem sikringen S.
Da strømstyrken i en spole er afhængig af antallet af magnetiske kraftlinier, der overskæres, vil strømmen to gange få maksimum for hver omdrejning af ankerakslen.
Afbrydes strømkredsen netop i dette øjeblik, fås altså den kraftigste gnist, men da motoren skal starte på “lav” og senere køre på “høj” tænding, kan man ikke i begge tilfælde få den kraftigste gnist, men må nøjes med et kompromis!

Impulskobling.

Ved magnetapparater med roterende aksel er der den ulempe, at gnisten bliver svagest ved langsom gang, altså også under start, hvor man netop har brug for den kraftigst mulige gnist.
Ulempen kan overvindes ved at indskyde en “impulskobling” mellem ankeret og den drivende aksel.
Princippet i den nævnte kobling består i, at ankeret holdes tilbage under første del af bevægelsen, medens en fjeder samtidig spændes, men pludselig udløser en palmeka-nisme ankeret, der nu af fjederen drives frem med stor fart. Herved fås en kraftig gnist straks efter start, og man risikerer ikke, at motoren slår tilbage. Når motoren kommer op i fart udløses palmekanismen automatisk.

Magnetens pasning.

En højspændingsmagnet af de kendte mærker er særdeles driftsikker og kræver kun meget lidt tilsyn. – Et par dråber tynd smøreolie i hvert smørehul om måneden er alt, hvad der behøves af smøring. Afstanden mellem platinerne kan i tidens løb blive for stor og må da indstilles til ca. 0,4 mm (ofte følger der en “lære” med magnetapparatet, beregnet for denne indstilling). Der kan afsætte sig fugtighed på platinerne, som kan bevirke, at strømkredsen ikke brydes, eller der kan afsætte sig urenheder eller tyk olie på disse og forhindre en god kontakt.

Fordeler og kummutatorkullene slides i tidens løb og må fornyes, eller fjederen, der holder kullene mod kontaktfladen, må strammes. Slæbering og fordeler må aftørres med en blød klud. Opstår der stærke gnister mellem platinerne således, at disses kontaktflader ødelægges, kan kondensatoren være i uorden, ledningen der fører til “massen”, kan være løs, eller “platinerne” kan være af mindre holdbart materiale end platin.
For at undersøge tændingen skruer man ofte tændrørene ud, lægger dem på motorblokken og drejer motoren hurtigt rundt med startsvinget. Hvis gnisterne da viser sig at være svage og rødlige, kan man ikke være sikker på at få en god kraftig tænding, når tændrøret sidder på sin plads i den komprimerede luft, hvor modstanden er langt større mod gnistens overspring end i fri luft. Det kan da være magneten, der i tidens løb har mistet noget af sin magnetisme, og man vil da stå sig ved at få den opmagnetiseret på en specialfabrik. Særlig ved motorer med høj kompression, som f.eks. ved gasmotorer, er det af største vigtighed, at magnetapparatet giver kraftige gnister.

Tændrøret.

Tændrøret består af en tråd – den “positive elektrode” – der er ført gennem et iso-lerende porcelænsrør, der atter sidder i et stålrør med udvendigt gevind. Fra stålrø-ret fører en tråd, – den “negative elektrode” – hen mod den positive elektrode, og mellem disse er det, at strømmen”springer” over i form af en gnist.

Afstanden mellem elektroderne bør i reglen være mellem 0,3 og 0,5 mm (Fig.42a). I tidens løb kan elektroderne blive delvis forbrændte eller porcelænsrøret kan rev-ne. I begge tilfælde bør røret fornyes, da det er meget dårlig økonomi, at anvende defekte tændrør!

Er tændrøret sodet, snavset eller kortsluttet af oliestænk, skal det renses, f.eks. med en børste og benzin. Der skelnes mellem tændrør med “lavt” glødetal, Fig. 42 b, og tændrør med “højt” glødetal Fig. 42 c.
Det første, der også kaldes “varmt” tændrør, egner sig for stærkt kølede motorer, hvor olien har tilbøjelighed til at kortslutte elektroderne, medens tændrøret med højt glødetal foretrækkes hvor almindelige tændrør bliver forbrændte, og undertiden, sær-lig ved motorer med hård kompression, så varme, at de fremkalder fortændinger.

“Wico”-Magnet.

Til en 1 cyl. petroleumsmotor anvendes naturligvis ingen fordeler, og hyppigt erstat-tes magneten med det roterende anker med en magnet med svingende anker eller med den såkaldte Wico-Magnet, som vist Fig.43.

M er en permanent stålmagnet med polskoene P. Omkring disse er på sædvanlig måde viklet en primær og en sekundær ledning. Når ankeret A hviler mod polerne, vil de magnetiske kraftlinier gå herigennem. Fjernes ankeret pludseligt, brydes kraftlinierne, og der opstår en strøm i den primære ledning. I næste øjeblik træffer bøjlen V skrue-hovedet S, og den primære strømkreds brydes ved platinerne K. Herved induceres der en højspændt strøm i den sekundære ledning, og denne føres gennem kablet T til tændrøret.
Wico-Magneten, der er enkel og ret driftsikker, kræver kun en gang imellem et par oliedråber på filtskiven D. Platinerne må naturligvis holdes rene, og afstanden være rigtig indstillet(ca. 0,5 mm). Indstilling til høj og lav tænding sker ved at stille på håndtaget H.

Svinghjulsmagnet.

I små hurtiggående benzinmotorer ind-bygges magnetapparatet ofte i sving-hjulet. Elementerne i en sådan magnet er de sædvanlige, men udførelsen en anden. På Fig. 44 er antydet princip-pet. Her er det magneten der roterer, og ankeret med sin primære og sekun-dære bevikling, der står stille.
Den primære strømkreds afbrydes af knikseren, når polskoen passerer anke-ret, og på sædvanlig måde opstår der da en induktionsstrøm i den sekundære ledning. Knikseren sidder i virkeligheden ikke som vist, men er let tilgængelig på en roterende aksel. En kondensator hindrer gnistdannelsen og kontaktaf-standen må højst være 0,4 mm.