Accensione: differenze tra le versioni

{{F|meccanica|dicembre 2013}}

L''''accensione''' o '''sistema d'accensione''' è il cuore dell'[[impianto d'accensione]] ed è un componente fondamentale per i motori endotermici [[Motore ad accensione comandata|ad accensione comandata]], dove tale sistema serve per vincolare il momento dello scoccare della scintilla, determinando così la [[fasatura d'accensione]].

 

Il sistema d'accensione può essere costruito in vari modi e a seconda del tipo di costruzione assume vari nomi.

[[File:Car ignition system.svg|thumb|Schema di un sistema d'accensione a puntine DC-IDI accoppiato a un distributore per l'uso su motori pluricilindrici]]

 

I sistemi d'accensione possono essere alimentati in vari modi diversi:

 

Il tipo d'alimentazione del sistema d'accensione può essere specificato dai costruttori e in questo caso viene esposto il tipo d'alimentazione (AC o DC) prima della tipologia di scarica elettrica con un'interposizione di un trattino (AC-CDI, DC-IDI, ecc.), il tipo d'alimentazione può influenzare l'energia di scarica dei sistemi d'accensione.

 

L'energia di scarica di un sistema d'accensione è molto importante per la [[curva di accensione]] di un motore, perché a seconda dell'energia di scarica si modifica la forza e permanenza della scintilla, modificando la velocità della combustione, generalmente il fabbisogno medio di energia per ogni scintilla d'accensione è di 0,1 millijoule.

 

L'andamento dell'energia di scarica può essere:

 

L'energia di scarica viene influita da:

 

[[File:Basic ignition coil circuits.svg|thumb|A: Accensione di tipo IDI<br>B: Accensione di tipo CDI]]

La scarica elettrica delle accensioni può essere

 

A scarica capacitiva, dove i sistemi con questo tipo di scarica hanno come caratteristica:

 

Queste caratteristiche rendono questi sistemi di scarica preferibili per i motori che richiedono scariche brevi e rapide per via dell'elevato numero di giri (oltre i 10.000 rpm).

Questo sistema basa il suo funzionamento con un circuito noto come '''risonatore parallelo RLC'''; Ovvero si carica il condensatore prima della fase di generazione della scintilla (scarica) e una volta che questo è completamente carico, si chiude il ruttore, in questo modo inizia il passaggio della corrente lungo l'induttanza (avvolgimento primario della bobina d'accensione) e in queste condizioni si genera immediatamente un picco di tensione ai capi dell'induttanza, che andrà velocemente a stabilizzarsi tramite il fenomeno della [[sovraelongazione]] alla tensione d'alimentazione.

 

A scarica induttiva, dove i sistemi con questo tipo di scarica hanno come caratteristica:

 

Queste caratteristiche rendono questi sistemi di scarica preferibili per i motori che richiedono scariche prolungate e lente, per via del ridotto numero di giri (inferiore a 8000).

 

Quando viene richiesta la scintilla viene scollegata la bobina primaria dalla batteria tramite il ruttore e il campo magnetico precedentemente formato viene annullato, questo provoca la formazione di tensione sia all'avvolgimento primario, sia all'avvolgimento secondario.<br />

La tensione generata sarà tanto maggiore quanto maggiore sarà la velocità con la quale il campo magnetico si annulla, per tale motivo viene utilizzato un condensatore in parallelo al ruttore.

La tensione ai capi dell'induttanza primaria raggiunge un valore di circa 200-300V, mentre l'annullamento del campo magnetico e la mutua induttanza con l'avvolgimento secondario che, dimensionato con un rapporto spire N2/N1 di circa 100 (varia da 50 a 150), provoca una tensione sul circuito secondario 100 volte superiore, ovvero circa 20-30kV, quindi sufficiente a generare la scintilla in camera di combustione.

 

L'accensione '''meccanica''' o '''elettrica''' può essere di vario tipo:

 

L'accensione magnetica è molto ingombrante e inefficiente ad un basso numero di giri e per questo negli autoveicoli non viene più utilizzata dagli [[Anni 1950|anni cinquanta]], la quale è costituita da un indotto rotante su cui sono avvolti il [[circuito elettrico|circuito]] primario e quello secondario della bobina, l'indotto che è avvolto dalla bobina è mosso dal motore, ruota all'interno di un [[magnete]] permanente, generando una [[forza elettromotrice]] e quindi [[corrente elettrica]], quando il motore muove/chiude un contatto, che permette di scaricare alle candele l'energia accumulata.<ref>[http://img13.imageshack.us/img13/1233/magnetoschemabis.jpg Schema di un sistema d'accensione a magnete]</ref><ref>[http://digilander.libero.it/renato.genova/immagini/969.jpg Schema di un sistema d'accensione a magnete]</ref>

 

Questo sistema viene ancora utilizzato per piccole apparecchiature a motore, quali motoseghe, decespugliatori, soffiatori, ecc, in quanto sprovvisti di un impianto elettrico tale da poter utilizzare altri sistemi, ma anche per via della sua maggior esemplicità<ref>[http://www.motogarden.net/pages/motori-motori-accensione-funzionamento-28.html Motori & Motori - Accensione funzionamento]</ref>

 

[[File:Unterbrecherplatte.jpg|thumb|Accensione a puntine]]

L'accensione a puntine viene utilizzata su piccole apparecchiature, compresi scooter 50 molto semplici ed economici, è costituita da un interruttore, munito di puntine al platino, le quali vengono messe a contatto (chiudere l'interruttore) a seconda della posizione dell'albero motore, il quale ha un profilo [[eccentrico]], in modo che a seconda della sua posizione apra o meno l'interruttore.

 

Le puntine sono disposte una su una leva spinta da una molla, che viene aperta a seconda della posizione dell'albero motore, mentre l'altra puntina è disposta su una base statica, che si può regolare, grazie ad una molla e ad una vite che ne regolano l'altezza.

 

In questo caso quando l'interruttore è chiuso (contatto delle puntine) si accumula nel primario della bobina d'accensione dell'energia induttiva, quando l'interruttore si apre (puntine distanti), sul primario della bobina d'accensione si genera un'extratensione che agendo sull'avvolgimento secondario permette di generare la scintilla sulle candele d'accensione.

 

Questo sistema viene anche definito come "''accensione a batteria''", primo sistema a batteria, che venne adoperato con l'aumento di disponibilità di batterie più grandi, capaci di fornire una fonte costante di energia elettrica, questo sistema venne ulteriormente migliorato con gli anni, grazie all'ausilio di nuovi sistemi.

 

In questo caso la chiusura dell'interruttore (contatto delle puntine) fa scaricare la corrente accumulata nel condensatore (precedentemente caricato ad una tensione che generalmente è di circa 300V) alla bobina d'accensione, la quale aumenta la tensione, in modo che questa possa creare la scintilla ai capi degli elettrodi della candela.

 

Questo sistema d'accensione così com'è non è capace di regolare l'anticipo e quindi d'ottimizzarlo ai vari regimi del motore, inoltre deve essere accoppiato ad una centralina che funga da limitatore di giri.

 

{{vedi anche|Spinterogeno}}

È un tipo di distribuzione, che richiama il funzionamento delle accensioni a puntine e che permette d'utilizzare una sola coppia di puntine per i motori pluricilindrici, inoltre è capace di variare l'anticipo dell'accensione.

 

I principali vantaggi dello spinterogeno sono:

 

Identica all'accensione a spinterogeno, ma di tipo elettronico, che prevede l'introduzione di un [[transistor]] ''pnp'' che ha il compito di far scaricare la corrente accumulata nella [[bobina d'accensione]] e creare l'alta tensione ai capi della candela, tale transistor viene governato dalle puntine che ora devono interrompere una corrente più debole, con vantaggi nella loro usura.

 

Lo spinterogeno non va assolutamente confuso con il solo distributore, perché generalmente viene utilizzato anche con un'accensione a centralina elettronica o digitale (ovviamente su motori pluricilindrici a una sola bobina d'accensione).

 

[[File:Accensione elettronica CDI.jpg|thumb|Accensione elettronica CDI]]

L'accensione può essere '''elettronica''' ('''elettronica-analogica''') e in questo caso integra anche il [[limitatore di giri]] (escludendo le centraline che vengono prodotte specificamente senza limitatore), questo tipo d'accensione sono ''breakerless'', dato che non utilizzano un ruttore meccanico, ma utilizzano una curva sinusoide del generatore elettrico che li alimenta, mentre generalmente nei sistemi più semplici che non variano la fasatura d'accensione (ridefinita [[trasduttore]] da alcuni costruttori) si può utilizzare un sensore angolare che può essere ottici, di cui una bandiera specchio rotore eguaglia un fascio di luce o più comunemente utilizzando un sensore con [[effetto Hall]] ([[Sensore di prossimità|sensore Pick up]]).

 

Verso la fine degli anni '70 del secolo scorso l'accensione elettronica analogica è diventata il sistema migliore e maggiormente diffuso sia per motori automobilistici che motoristici.

 

Ciò è stato reso possibile dal suo basso costo, dalla sua alta velocità di risposta e dal ridotto ingombro, i moduli di accensione elettronica può essere concepita come un'accensione a scarica capacitiva (CDI ''capacitor discharge ignition'') o come un'accensione a scarica induttiva (IDI ''inductive discharge ignitions'').

 

Queste centraline sono capaci di variare la fasatura d'accensione tramite alcuni circuiti che modificano i segnali d'ingresso utilizzando alcuni filtri e circuiti ([[circuito RC]] o [[circuito RCL]] a seconda del tipo di curva richiesta, se a solo aumento dell'anticipo o ad aumento e successiva riduzione), ma senza cambiare il loro stato di segnale analogico in digitale, il circuito di scarica s'aziona solo in determinate situazioni/valori del segnale e così si variano i tempi di scarica (chiusura del [[tiristore]]).

 

L'alimentazione di questi circuito avviene tramite corrente alternata è dotata di un sistema di protezione da sovratensioni come ad esempio un [[triac]] e/o un [[varistore]] e/o un [[diodo zener]], difatti in caso di fonte a corrente continua questa viene convertita in alternata tramite un convertitore DC-AC e in questo caso non vie è bisogno del dispositivo di protezione, inoltre queste centraline a seconda del sistema di scarica hanno alcune peculiarità.

 

La maggior parte dei sistemi di accensione per auto adottano la tipologia induttiva IDI, che si basa sull'induttanza elettrica della bobina per la produzione di energia elettrica ad alta tensione per le candele, generalmente si utilizza solo una bobina d'accensione e quindi va utilizzata assieme al distributore.

 

Nel dettaglio una tipica centralina IDI funge da circuito di scarica dell'avvolgimento primario della bobina, che può essere messa in carica tramite:

 

Quando la centralina mette in scarica l'avvolgimento primario, la corrente è libera d'andarsene dall'avvolgimento primario della bobina, in modo da generare un campo magnetico, che coinvolge l'avvolgimento secondario, il quale essendo munito di più spire, produce una tensione di molto maggiore rispetto all'avvolgimento primario, che serve per generare la scintilla ai capi dei elettrodi della candela, che ha una durata di circa 1 ms (1000&nbsp;µs).

 

La maggior parte dei sistemi di accensione per motoveicoli sono utilizzati i sistemi d'accensione capacitivo CDI, sigla della definizione [[lingua inglese|inglese]] ''Capacitive Discharge Ignition'', che si basano sul rapido trasferimento della corrente tra condensatore e induttore.

 

Questo permette una maggiore flessibilità dell'accensione e tempi di risposta ridotti che si traducono in un miglioramento delle prestazioni del motore, specialmente quando è impiegato a elevati regimi di rotazione.

 

I sistemi '''digitali''' o '''elettronici-digitali''', hanno permesso una maggiore versatilità delle centraline, che in molti casi diventano dei veri centri di controllo, questi sistemi, sono nati per dare una maggiore adattabilità al sistema d'accensione, ricevendo molti segnali d'ingresso e nel caso delle unità di controllo, anche di molti segnali d'uscita.

 

L'accensione elettronica digitale è diventata il sistema migliore e maggiormente diffuso verso la fine dei [[Anni 1980|anni ottanta]] nelle automobili, mentre venne adoperato nelle motociclette verso l'inizio dei [[Anni 1990|anni novanta]], arrivando ai inizi del '90 a essere il principale sistema usato nelle nuove autovetture, per poi essere l'unico sistema con l'uso dell'[[iniezione elettronica]] per il rispetto delle norme anti-inquinamento, mentre nelle motociclette questo sistema venne usato massicciamente già dalla metà dei anni '90, ma divenne usato quasi globalmente su tutti i nuovi motocicli dal 2003 con l'utilizzo sempre maggiore di sistemi più sofisticati, come il carburatore elettronico o i diversi tipi d'iniezione, soprattutto per poter rispettare le normative anti-inquinamento.

 

Tutti i dati d'ingresso sono convertiti in una banda di bit e non sono più segnali analogici e generalmente non si usano più dei fili che partono dalla centralina e che presentano uno spinotto all'altro capo, che si va a congiungere al resto dell'impianto, ma ricevono segnali digitali e generalmente sono munite d'uno zoccolo che è collocato direttamente sulla centralina.

 

Questi sistemi vengono generalmente alimentati tramite un'alimentazione continua (batteria), anche in caso di accensioni CDI, ma esistono anche sistemi alimentati con l'alternatore esattamente come le classiche centraline CDI analogiche.

 

Le accensioni digitali o elettronici-digitali, utilizzano un microprocessore (i cui dati di programma sono salvati su [[EPROM]] o [[EEPROM]]) a 16 bit, per ampliare il controllo dei sistemi elettronici IDI e CDI, i quali assumono il nome di TSI ([[Transistor]]ized Ignition) e TCI ([[Transistor]]ized Capacitor Ignition), generalmente tale sistema per regolare l'accensione, rilevano molti più segnali in ingresso, come la temperatura dell'aria e del motore, la velocità del veicolo e le rotazioni del motore e altri parametri.

 

Queste centraline, generalmente rispetto alle precedenti possono essere programmabili, in modo che queste risultino capaci d'adattarsi a diversi mezzi e quindi di non dover costruire centraline specifiche per ogni modello, inoltre alcune di queste centraline, hanno la possibilità di sostituire il microprocessore in caso di suo malfunzionamento e in caso la centralina lavori in assenza del microprocessore, continua a funzionare, ma con un angolo di fasatura fisso.

 

Le unita di controllo ([[Engine Control Unit|ECU]]), sono dei sistemi digitali o elettronici-digitali, che utilizzano un microprocessore (con dati di programma generalmente su [[EPROM]]) a 16 bit, per ampliare il controllo dei sistemi elettronici IDI e CDI, i quali assumono il nome di TSI ([[Transistor]]ized Ignition) e TCI ([[Transistor]]ized Capacitor Ignition), generalmente tale sistema regola non solo l'accensione, ma anche l'iniezione di carburante e molti altri parametri, raccogliendo molti più segnali in ingresso, come la temperatura dell'aria e del motore, la velocità del veicolo e le rotazioni del motore e altri parametri.

 

{{vedi anche|Engine Control Unit}}

 

{{vedi anche|Fasatura d'accensione}}

La gestione della fasatura cambia a seconda del tipo di sistema d'accensione:

 

== Note ==

<references />

 

 

== Altri progetti ==

{{interprogetto|etichetta=accensione|wikt=accensione}}

 

 

[[Categoria:Parti di motore]]