تعتمد جميع محركات البنزين الحديثة على ملفات الإشعال لتوليد الجهد العالي اللازم لإشعال خليط الهواء والوقود داخل الأسطوانات. على الرغم من أن العديد من المحترفين يعرفون ما تفعله ملفات الإشعال، إلا أن قلة قليلة منهم يفهمون حقًا العلم وراء وظيفتها. دعنا نستكشف كيف تعمل المبادئ الكهرومغناطيسية على تشغيل هذا الجزء الأساسي من نظام الإشعال.
ظل المفهوم وراء ملفات الإشعال دون تغيير إلى حد كبير منذ تقديمه قبل أكثر من 100 عام، حتى مع تقدم إلكترونيات المركبات بشكل كبير.
تم تطوير أول نظام إشعال يعتمد على الملفات بواسطة تشارلز كيترينج في حوالي عام 1910-1911. قام تصميمه بتشغيل كل من محرك التشغيل ونظام الإشعال باستخدام إعداد كهربائي واحد، بما في ذلك البطارية والمولد والمكونات الكهربائية الأخرى. قدم هذا الإعداد مصدر طاقة مستقرًا لملف الإشعال.
استخدم هذا النظام ملف إشعال واحدًا أرسل جهدًا عاليًا عبر موزع إلى كل شمعة إشعال بالترتيب الصحيح للإطلاق. كان يُعرف باسم نظام كيترينج، وكان هو المعيار الصناعي حتى بدأ الإشعال الإلكتروني في استبدال الأنظمة الميكانيكية في السبعينيات والثمانينيات.
المبدأ وراء ملفات الإشعال هو الحث الكهرومغناطيسي. عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر سلك ملفوف، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا حوله. يقوم هذا المجال بتخزين الطاقة وإطلاقها ككهرباء عند مقاطعة التيار.
عندما يتحرك أو يتغير مجال مغناطيسي بالقرب من ملف، فإنه يحرض تيارًا كهربائيًا - وهي عملية تسمى الحث. يمكن إثبات ذلك عن طريق تحريك مغناطيس عبر ملف من الأسلاك.
عندما يتم إيقاف التيار الذي أنشأ مجالًا مغناطيسيًا، ينهار المجال بسرعة ويحرض جهدًا في السلك. كلما كان الانهيار أسرع، زاد الجهد الناتج.
إذا تم وضع ملفين بالقرب من بعضهما البعض، فإن المجال المغناطيسي من الملف الأولي سيحيط بالملف الثانوي. عندما ينهار المجال، فإنه يحرض الجهد في كلا الملفين - يُعرف هذا باسم الحث المتبادل.
في ملفات الإشعال، يحتوي اللف الثانوي على عدد لفات أكثر بكثير من اللف الأولي - عادةً من 15000 إلى 30000 لفة مقارنة بـ 150-300 لفة. تسمح هذه النسبة الكبيرة بتحويل مدخلات بطارية 12 فولت إلى 20000 فولت أو أكثر.
يتم لف كل من اللفات الأولية والثانوية حول قلب حديدي، مما يركز المجال المغناطيسي. يؤدي هذا إلى زيادة الكفاءة ويضمن توصيل شرارة قوية ومتسقة عند الحاجة.
تعتبر ملفات الإشعال ضرورية لأداء المحرك، باستخدام قوانين كهرومغناطيسية أساسية لإنتاج الجهد العالي المطلوب للاحتراق. إن فهم كيفية عملها لا يساعد فقط في الصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها، بل يكشف أيضًا عن روعة تصميمها.
