Разное

Бесконтактная электронная система зажигания: Бесконтактное зажигание: устройство, принцип работы, преимущества

Содержание

Принцип действия бесконтактной системы зажигания двигателя

Рассмотрим принцип действия бесконтактной системы зажигания на примере системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099. Определим, откуда берется искра для поджига топливной смеси в камере сгорания и почему она проскакивает своевременно для каждого цилиндра.



Бесконтактная система зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099 включает в себя катушку зажигания, свечи зажигания, высоковольтные провода (бронепровода), трамблер с распределителем зажигания, датчиками-регуляторами опережения зажигания (центробежным и вакуумным) и датчиком Холла, также коммутатор и провода низкого напряжения.

Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Откуда поступает ток в систему зажигания?

Электрический ток в систему зажигания поступает с вывода «30» генератора, через монтажный блок предохранителей и реле, замок зажигания, реле зажигания и далее на вывод «Б» катушки зажигания. Система запитывается после поворота ключа в замке зажигания.

Принцип действия бесконтактной системы зажигания

— При работе двигателя вращается вал распределителя зажигания (трамблера). В работу вступает датчик Холла. Стальной круглый экран с четырьмя прорезями на валу трамблера, вращаясь, проходит через зазор этого датчика. Когда проходит прорезь экрана, напряжение отдаваемое датчиком ниже бортового на 3 В или равно ему, когда зубец экрана, напряжение падает практически до нуля. Прохождение каждого из четырех зубцов соответствует такту сжатия и моменту зажигания в одном из цилиндров двигателя.

Датчик Холла и экран трамблера

— Далее в работу вступает коммутатор. Свои прерывистые импульсы датчик Холла подает на вывод «6» коммутатора, а тот в свою очередь подает импульс на первичную обмотку катушки зажигания (вывод «К»).

— Теперь работает катушка зажигания. В момент прерывания электрического тока (зубец экрана проходит через зазор датчика Холла) магнитное поле в катушке зажигания резко сжимается и, пересекая витки обмотки, производит ЭДС порядка 22-25 кВ (ток высокого напряжения).

— Работа распределителя зажигания. Ток высокого напряжения по центральному бронепроводу поступает на центральный вывод крышки трамблера и далее на «бегунок»-распределитель зажигания, который вращаясь, раздает ток высокого напряжения по четырем клеммам крышки.

— Работа свечей зажигания. По высоковольтным проводам ток высокого напряжения поступает к свечам зажигания. Между их электродами проскакивает искра, воспламеняющая топливную смесь в цилиндрах двигателя.

Чтобы добиться от двигателя максимальной мощности необходимо воспламенять смесь искрой несколько раньше прихода поршня в верхнюю мертвую точку (ВМТ). Для этого регулируют угол опережения зажигания вращением трамблера в ту или иную сторону. При холостых оборотах двигателя 750-800 об/мин угол опережения зажигания, например для двигателя 21083 работающего на 92-м бензине должен составлять 4±1º (подробнее см. «Установка угла опережения зажигания на ВАЗ 2108, 2109, 21099»).

Примечания и дополнения

— При работе двигателя на высоких оборотах необходим еще более ранний угол опережения зажигания. Здесь помогает центробежный регулятор опережения зажигания, который за счет расхождения своих грузиков от центробежной силы при повышении оборотов вращения оси трамблера смещает пластину с экраном. Она раньше проходит через зазор в датчике Холла, импульс поступает на коммутатор с некоторым опережением и соответственно зажигание становится раньше (подробнее см. «Центробежный регулятор опережения зажигания»).

Работа центробежного регулятора опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— При движении с нагрузкой (например, в гору) помогает вакуумный регулятор опережения зажигания. Он работает по такому же принципу, как и центробежный регулятор. Смещает пластину с экраном для опережения угла, но за счет разрежения возникающего за дроссельной заслонкой после нажатия на педаль «газа» (подробнее см. «Вакуумный регулятор опережения зажигания»).

Вакуумный регулятор опережения зажигания автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Еще статьи по системе зажигания

— Пропала искра на свечах зажигания, причины

— Потеря мощности и приемистости карбюраторного двигателя (причины связанные с системой зажигания)

— Карбюраторный двигатель не запускается (причины связанные с системой зажигания)

— Схема бесконтактной системы зажигания автомобилей ВАЗ 2104, 2105, 2107

— Проверка датчика Холла

— Не работает катушка зажигания, признаки неисправности

Системы зажигания: от простой к лучшей!

Системы зажигания: от простой к лучшей!

Система зажигания является неотъемлемым атрибутом любого бензинового или газового двигателя. При всем многообразии технических нюансов в данном вопросе, все системы зажигания с динамическим распределением подаваемого напряжения можно разделить на контактные и бесконтактные. Нижеследующая статья посвящена их основным особенностям, а также причинам возникновения систем со статическим распределением напряжения (электронное зажигание).

Работа современных ДВС основана на сгорании топлива. В дизельных двигателях оно воспламеняется за счет сжатия, в бензиновых и газовых силовых агрегатах, а именно о них пойдет речь в последующем — посредством подведения к топливно-воздушной смеси искры высокого напряжения через свечи зажигания.

Топливо может загореться только при прохождении в зазоре свечи достаточно большого напряжения (от 2 до 30 кВ). Для обеспечения тока с таким высоким напряжением используется катушка зажигания, представляющие собой, по сути, повышающий трансформатор.

Основными элементами катушки зажигания являются сердечник и две обмотки — первичная и вторичная. Первичная обмотка запитывается от бортовой сети 12 В и предназначается для создания магнитного поля. В момент, когда на первичную обмотку перестает поступать ток, магнитное поле исчезает, причем происходит это настолько быстро, что при пересечении данным магнитным полем витков вторичной обмотки в ней индуцируется ток с очень высоким напряжением.

После того, как необходимое для воспламенения топлива напряжение было создано, его необходимо подать в цилиндры. Причем для обеспечения высокой эффективности и экономичности топливо должно загораться в определенный момент времени, а значит, искра должна подаваться одновременно не во все цилиндры. Именно в обеспечении данного базового принципа и проявляются различия между контактной и бесконтактной системами зажигания.


Контактная система зажигания

Контактная система зажигания включает следующие компоненты:

— Свечи зажигания;
— Источник электроэнергии: при включении автомобиля — аккумулятор, в нормальном режиме работы — генератор;
— Катушка зажигания;
— Высоковольтные и низковольтные провода;
— Прерыватель;
— Распределитель зажигания.

Прерыватель и распределитель зажигания объединяются в корпусе единого устройства, которое в народе получило название «трамблер».

Ключевой особенностью контактной системы является распределитель зажигания. Это механическое устройство определяет, на какую из свеч в данный момент времени будет подано напряжение.

Подобная организация распределения напряжения максимально проста, а значит, достаточно надежна, но в то же время обладает рядом существенных недостатков. Механическое распределение напряжения накладывает довольно существенные ограничения на мощность искры, т.к. с увеличением данного параметра стремительно ускоряется тепловой износ контактов. Кроме того, при работе двигателя на высоких оборотах контактная группа начинает «дребезжать», что на порядок снижает эффективность коммутации.


Бесконтактная система зажигания

Бесконтактные системы зажигания стали логическим продолжением классических систем искрораспределения. Их ключевой особенностью стала замена механического распределителя на электронный коммутатор. Первоначально такие блоки обладали крайне низкой надежностью (порой даже менее 10 тыс. км.) однако в процессе конструкторских доработок данный параметр был выведен на более-менее приемлемый уровень.

Бесконтактные системы зажигания позволили снизить расход топлива, упростить запуск автомобиля в холодное время года, повысить крутящий момент двигателя на малых оборотах и его мощность на высоких, а также несколько уменьшить вредность выхлопных газов благодаря увеличению мощности искры и более полному сгоранию топливно-воздушной смеси. Тем не менее, управление углом опережения зажигания осуществлялось с помощью физических датчиков, входящих в состав трамблера.

Прерыватель-распределитель («трамблер»)

Прерыватель-распределитель зажигания, также известный у автомобилистов под названием «трамблер», является неотъемлемой частью как контактной, так и бесконтактной систем зажигания, пусть во втором случае его конструкция и несколько отличается. Крайне важными компонентами прерывателя-распределителя являются вакуумный и центробежный регуляторы угла опережения зажигания — именно они определяют момент воспламенения топлива (а загораться оно должно раньше достижения поршнем ВМТ), а значит, данные устройства оказывают самое непосредственное влияние на работу двигателя. Рассмотрим их работу на примере контактной системы зажигания.

Центробежный регулятор опережения зажигания

Данное устройство отвечает за корреляцию момента возникновения искры со скоростью вращения коленвала. Центробежный регулятор состоит из двух плоских металлических грузиков, закрепленных на валике прерывателя-распределителя, который в свою очередь непосредственно контактирует с коленчатым валом двигателя. По мере увеличения числа оборотов коленвала ускоряется вращение валика трамблера, вследствие чего грузики под действием центробежной силы расходятся и набегающий кулачок смещается по ходу вращения навстречу молоточку контактов. Вследствие этого контакты размыкаются раньше и угол опережения зажигания увеличивается. При уменьшении величины центробежной силы грузики возвращаются назад под действием пружин — угол опережения зажигания уменьшается.

Вакуумный октан-корректор

Вакуумный октан-корректор изменяет угол опережения зажигания в зависимости от текущей нагрузки на ДВС. Прибор крепится к корпусу трамблера и представляет собой две взаимосвязанные полости, разделенные чувствительной мембраной. Одна из них непосредственно контактирует с окружающей атмосферой, другая — с полостью под дроссельной заслонкой. При увеличении нагрузки на двигатель разряжение под дроссельной заслонкой уменьшается. Вследствие этого пара «диафрагма-тяга» несколько сдвигает пластину с контактами от набегающего на нее кулачка контактов — угол опережения зажигания уменьшается. И, наоборот, при уменьшении подачи газа разряжение под дроссельной заслонкой увеличивается, после чего диафрагма сдвигает пластину с контактами в другую сторону.

Оба устройства работают схожим образом и в бесконтактной системе зажигания, однако вместо кулачка поворачивается экран бесконтактного датчика момента искрообразования.

Общие недостатки контактной и бесконтактной систем зажигания

Даже после устранения комплекса проблем, связанных с механическими контактами распределителя контактной системы зажигания, остался нерешенным процесс точной установки угла опережения зажигания. В обеих системах для этих целей использовались механические устройства, не обеспечивающие должную точность. Как результат — уменьшение мощности двигателя, его довольно ощутимый перегрев при работе. Именно для решения данной проблемы в дальнейшем и были использованы микроконтроллеры, ознаменовавшие появление электронной системы зажигания.

Другие статьи

#Уплотнитель стекла

Уплотнитель стекла: прочная установка автомобильного стекла

17.11.2021 | Статьи о запасных частях

Для монтажа автомобильных стекол в кузовные элементы используются специальные детали, обеспечивающие уплотнение, фиксацию и демпфирование — уплотнители. Все об уплотнителях стекол, их типах, конструктивных особенностях и характеристиках, а также о подборе и замене этих элементов — читайте в статье.

#Переходник ключа карданный

Переходник ключа карданный: удобная работа под углом

10.11.2021 | Статьи о запасных частях

В практике авторемонта и при выполнении слесарно-монтажных работ возникает необходимость работы с резьбовым крепежом, имеющим неудобное положение или наклон. В этих ситуациях на помощь приходят карданные переходники для ключей — об этих приспособлениях, их конструкции и применении читайте в статье.

#Тормозной шланг SSANGYONG

Шланг тормозной SSANGYONG: сильное звено тормозов «корейцев»

03.11.2021 | Статьи о запасных частях

Южнокорейские автомобили SSANGYONG оснащаются тормозной системой с гидравлическим приводом, в которой применяются тормозные шланги. Все о тормозных шлангах SSANGYONG, их типах, особенностях конструкции и применяемости, а также о вопросах выбора и замены этих деталей — читайте в представленной статье.

Бесконтактная система зажигания.


Бесконтактная система зажигания




Дальнейшим шагом в развитии систем зажигания индуктивного типа было создание бесконтактных систем, в которых конструкторы полностью отказались от разрыва электрической цепи первичной обмотки катушки зажигания механическим способом. Функцию генерирования управляющего сигнала на базу транзистора передали магнитоэлектрическому датчику, использующему в своей работе принцип, основанный на эффекте Холла.
Отказ от механических контактов позволил существенно повысить надежность и стабильность работы системы зажигания, поэтому они быстро вытеснили контактные и контактно-транзисторные системы, применявшиеся на автомобильных двигателях.

На рисунке 1 представлена схема системы зажигания с магнитоэлектрическим генераторным датчиком, предназначенная для восьмицилиндровых двигателей. Она содержит электронный коммутатор, датчик распределитель, добавочный резистор и катушку зажигания.
Магнитоэлектрический датчик конструктивно объединён с высоковольтным распределителем.

Работает бесконтактная система зажигания (БСЗ) следующим образом (рис. 1).
При включенном выключателе 5 и неработающем двигателе транзистор VT1 (К.Т630Б) закрыт, так как его база и эмиттер имеют одинаковый потенциал.
При закрытом транзисторе VT1 потенциал базы транзистора VT2 (К.Т630Б) выше потенциала эмиттера.
По переходу база-эмиттер протекает ток управления по цепи:
положительный вывод аккумуляторной батареи — контакты выключателя зажигания — положительный вывод добавочного резистора — положительный вывод коммутатора — дроссель-диод VD6 — резисторы R5 и R6 — переход база-эмиттер транзистора VT2 — резисторы R10 и R11 — корпус автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

Ток управления открывает транзистор VT2, что в свою очередь приводит к появлению тока управления транзистора VT3 (К.Т809А), открывается транзистор VT4 (КТ808А). При этом через коллектор-эмиттер транзистора VT4 пойдет ток по цепи:
положительный вывод аккумуляторной батареи — контакты выключателя зажигания — добавочный резистор — первичная обмотка катушки зажигания — диод VD7 — коллектор-эмиттер транзистора VT4 — «масса» — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.
При этом в магнитном поле катушки зажигания накапливается электромагнитная энергия.

При прокручивании коленчатого вала двигателя стартером в магнитоэлектрическом датчике вырабатывается переменное напряжение, которое поступает на вывод «Д» коммутатора. С вывода «Д» сигнал датчика через диод VD1 (КД102А) и цепь R1C3 поступает на базу транзистора VT1.
Диод VD1 пропускает с датчика импульсы только положительной полярности.
Цепь R1C3 служит для исключения электрического угла опережения зажигания, присущего магнитоэлектрическим датчикам при изменении частоты вращения.

Поступивший на базу транзистора VT1 положительный импульс вызывает увеличение потенциала базы относительно эмиттера. В результате в транзисторе VT1 будет протекать ток управления по цепи:
обмотка датчика — диод VD1 — цепь R1C3 — переход база-эмиттер транзистора VT1 — «масса» — обмотка датчика.
Транзистор VT1 откроется и зашунтирует переход база-эмиттер транзистора VT2, что вызовет закрытие транзистора VT2, а затем и закрытие транзисторов VТЗ и VT4.

Запирание транзистора VT4 приводит к резкому прекращению первичного тока в катушке зажигания и возникновению высокого напряжения во вторичной обмотке катушки зажигания, которое через распределитель подводится к соответствующей свече зажигания.
Затем после исчезновения импульса с датчика транзистор VT1 закроется, а транзисторы VT2, VT3 и VT4 откроются, и в магнитном поле катушки зажигания будет опять накапливаться электромагнитная энергия.

Транзисторный коммутатор содержит целый ряд дополнительных элементов, служащих для защиты и улучшения условий работы схемы. Стабилитрон VD5 (КС980А) и конденсатор С7 защищают схему от напряжения, индуктируемого в первичной обмотке катушки зажигания.

Диод VD3 (КД102А) ограничивает амплитуду импульса с датчика и, таким образом, защищает переход база-эмиттер транзистора VT1 от пробоя.
Диод VD7 защищает транзистор VT4 от обратной полярности источника питания.

Конденсатор С6 и резистор R7 образуют цепь обратной связи, по которой положительная полуволна ЭДС самоиндукции с первичной обмотки катушки зажигания поступает на базу транзистора VT1, ускоряя его отпирание, что способствует обеспечению бесперебойности искрообразования на низких частотах вращения.



Конденсаторы С4 и С5 защищают переходы база-эмиттер транзисторов VT2 и VT3 от всплесков напряжения и исключают ложные срабатывания транзисторов VT2 и VT3. Резисторы R8, R10 и R11, включенные между эмиттерами и базами транзисторов VT2, VT3 и VT4, служат для повышения предельно допустимого напряжения между коллектором и эмиттером транзисторов.

Резистор R12 и конденсатор С8 уменьшают мощность, выделяемую в транзисторе VT4 при его закрытии, во время переходного процесса. Конденсаторы С1 и С2 и дроссель уменьшают пульсации напряжения в цепи питания коммутатора, а диод VD6 (КД212Б) защищает от обратной полярности.

Защита транзисторного коммутатора от перенапряжений питания осуществляется схемой, состоящей из стабилитрона VD2 (КС515А), стабилитрона VD4 (КС119А) и резисторов R2 и R3.
При повышении напряжения питания до 18 В напряжение на стабилитроне VD2 будет больше напряжения стабилизации и на базу транзистора VT1 поступит положительное смещение относительно эмиттера. Независимо от импульсов датчика транзистор VT1 откроется, а транзисторы VT2, VT3 и VT4 закроются, и двигатель остановится.

Транзисторный коммутатор 13.3734 размещен в ребристом корпусе, отлитом из алюминия (см. рисунок вверху страницы).
Коммутатор имеет три вывода:

  • вывод «Д» — для соединения с низковольтным выводом датчика-распределителя;
  • вывод «КЗ» — для соединения с выводом катушки зажигания;
  • вывод «+» — для соединения с выводом «+» добавочного резистора.

Катушка зажигания Б116 выполнена с электрически разделенными обмотками, как и катушка Б114 для контактно-транзисторной системы зажигания, и отличается от последней обмоточными параметрами.
Добавочный резистор 14.3729 состоит из двух нихромовых спиралей, которые размещены в металлическом корпусе. Выводы, к которым присоединены концы спиралей, имеют маркировку «+», «С», «К». Величина сопротивления спирали между выводами «С» и «+» составляет 0,71 Ом, а спирали между выводами «С» и «К» — 0,52 Ом.

Датчик-распределитель 24.3706 (на схеме рис. 1) предназначен для управления работой транзисторного коммутатора, распределения импульсов высокого напряжения по свечам зажигания в необходимой последовательности, для автоматического регулирования момента искрообразования в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки двигателя.

***

Дальнейшее развитие системы питания бензиновых двигателей связано с широким внедрением компьютерных технологий. Последним словом техники в этом плане являются микропроцессорные системы зажигания, управляемые бортовым компьютером автомобиля. Электронный блок управления (ЭБУ), собирающий информацию от многочисленных датчиков, позволяет эффективно управлять не только системой зажигания, но и другими системами двигателя — питания, охлаждения, контроля над отработавшими газами.
Комплексное управление работой двигателя позволило максимально использовать экономические и динамические свойства двигателя при соблюдении установленных экологических норм.
Ведутся работы и над повышением эффективности системы зажигания путем внедрения многокатушечных модуляторов высокого напряжения, а также в других перспективных направлениях.

***

Свечи зажигания


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Бесконтактная система зажигания | whatisvehicle

Принцип действия бесконтактной системы зажигания заключается в следующем: При включенном зажигании и вращающемся коленвале двигателя датчик-распределитель выдает импульсы напряжения на коммутатор, который преобразует их в прерывистые импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания тока в первичной обмотке индуктируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, и затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре.

Наибольшее распространение получили магнитоэлектрические датчики — индукционные(системы с ними маркируются TSZi) и датчики Холла(системы с ними маркируются TSZh).

Система небезопасна и требует осторожности. Если, например, отсоединить провод от свечи — может «сгореть» коммутатор или распределитель.

Прежде, давайте разберём эти два датчика, что же они представляют из себя?

Работа индуктивного датчика положения основана на изменении индукции чувствительного элемента при изменении зазора между ним и ферромагнитным движущимся объектом.

Ферромагнитный объект — объект, обладающий ферромагнитными свойствами(т.е.  оно активно притягивает к себе магнит и активно притягивается магнитом).

В индуктивном датчике имеются катушка из обмотки провода и магнит. В качестве сопряженной детали используется ротор, состоящий из пластин определенного размера.

1 – индуктивный датчик; 2 – пластины ротора

Каждый раз, когда пластина ротора проходит около датчика импульсов, изменяется магнитное поле, в результате чего в обмотке катушки индуцируется импульсное напряжение.

Индуктивный датчик вырабатывает сигнал, близкий к синусоидальному, поэтому его приходится преобразовывать в форму, более удобную для управления током в первичной обмотке (то есть сигнал датчика искусственно преобразуется в форму, близкую к прямоугольной, увеличивается крутизна фронта и спада, обрезается верхушка импульса и т.п.).

Магнитоэлектрический датчик Холла получил свое название по имени Э.Холла, американского физика, открывшего в 1879 г. важное гальваномагнитное явление.

Суть данного явления заключалась в следующем: Если на полупроводник, по которому (вдоль) протекает ток, воздействовать магнитным полем, то в нем возникает поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла). Возникающая поперечная ЭДС может иметь напряжение только на 3 В меньше, чем напряжение питания.

а — нет магнитного поля, по полупроводнику протекает ток питания — АВ; б — под действием магнитного поля — Н появляется ЭДС Холла — ЕF; в — датчик Холла

Датчик Холла имеет щелевую конструкцию. С одной стороны щели расположен полупроводник, по которому при включенном зажигании протекает ток, а с другой стороны — постоянный магнит. В щель датчика входит стальной цилиндрический экран с прорезями. При вращении экрана, когда его прорези оказываются в щели датчика, магнитный поток воздействует на полупроводник с протекающим по нему током и управляющие импульсы датчика Холла подаются в коммутатор, в котором они преобразуются в импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания.

Датчик состоит из постоянного магнита(2), пластины полупроводника(3) и микросхемы. Между пластинкой(3) и магнитом(2) имеется зазор(4). В зазоре датчика находится стальной экран(1) с прорезями. Когда через зазор проходит прорезь экрана, то на пластинку полупроводника действует магнитное поле и с нее снимается разность потенциалов. Если же в зазоре находится тело экрана, то магнитные силовые линии замыкаются через экран и на пластинку не действуют. В этом случае разность потенциалов на пластинке не возникает.

1 — свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель, 3 — коммутатор, 4 — катушка зажигания

Данные системы являются бесконтактными системами зажигания с нерегулируемым временем накопления энергии. Бесконтактная система зажигания с нерегулируемым временем накопления энергии принципиально отличается от контактно-транзисторной только тем, что в ней контактный прерыватель заменен бесконтактным датчиком. На рисунке ниже приведена электрическая схема системы:

Принцип работы: Сигнал с обмотки L магнитоэлектрического датчика через диод VD2, пропускающий только положительную полуволну напряжения, и резисторы R2, R3 поступает на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, шунтирует переход база-эмиттер транзистора \/Т2, который закрывается. Закрывается и транзистор VT3, ток в первичной обмотке катушки зажигания прерывается, и на выходе вторичной обмотки возникает высокое напряжение. В отрицательную полуволну напряжения транзистор VT1 закрыт, открыты VT2 и VT3, и ток начинает протекать через первичную обмотку Катушки возбуждения. Очевидно, что число пар полюсов датчика должно соответствовать числу цилиндров двигателя.

Цепь R3-C1 осуществляет фазосдвигающие функций, компенсирующие фазовое запаздывание протекания тока в базе транзистора VT1 из-за значительной индуктивности обмотки датчика L, чем снижается погрешность момента искрообразования.

Стабилитрон VD3 и резистор R4 защищают схему коммутатора от повышенного напряжения в аварийных режимах, так как, если напряжение в бортовой цепи превышает 18 В, цепочка начинает пропускать ток, транзистор VT1 открывается и закрывается выходной транзистор VT3. Цепями защиты от опасных импульсов напряжения служат конденсаторы СЗ, С4, С5, С6; диод VD4 защищает схему от изменения полярности бортовой сети. Форма и величина выходного напряжения магнитоэлектрического датчика изменяются с частотой вращения, что влияет на момент искрообразования.

1 — свечи зажигания; 2 — датчик-распредепитель; 3 — коммутатор; 4 — генератор; 5 — аккумуляторная батарея; 6 — монтажный блок; 7 — репе зажигания; 8 — катушка зажигания; 9 — датчик Холла

Данные системы являются системами зажигания с регулированием времени накопления энергии. Данная система зажигания пришла на смену TSZi, чтобы исправить 2 недостатка:

  1. Форма и величина выходного напряжения магнитоэлектрического датчика изменяются с частотой вращения, что влияет на момент искрообразования.
  2. Уменьшение вторичного напряжения при росте частоты вращения коленчатого вала. Поэтому более перспективна система с регулированием времени накопления энергии.

На рисунке представлена электрическая схема системы зажигания с датчиком Холла:

Стабилизация величины вторичного напряжения достигается в схеме двумя путями — во-первых, регулированием времени нахождения транзистора VT1 в открытом состоянии, т.е. времени включения первичной цепи обмотки зажигания в сеть, во-вторых, ограничением величины тока в первичной цепи величиной около 8 А. Последнее, кроме того, предотвращает перегрев катушки.

Принцип работы: С датчика Холла на вход коммутатора приходит сигнал прямоугольной формы, величина которого приблизительно на 3 В меньше напряжения питания, а длительность, соответствует прохождению выступов экрана мимо чувствительного элемента датчика. Нижний уровень сигнала 0,4 В соответствует прохождению прорези. В момент перехода от высокого уровня к низкому происходит искрообразование.

В микросхеме коммутатора сигнал в блоке формирования периода, накопления энергии сначала инвертируется, затем интегрируется. На выходе интегратора образуется пикообразное напряжение, величина которого тем больше, чем меньше частота вращения двигателя. Это напряжение поступает на вход компаратора, на другой вход которого подано опорное напряжение. Компаратор преобразует величину напряжения во время. Сигнал на входе компаратора имеет место тогда, когда величина пилообразного напряжения достигает опорного и превышает его. При большой частоте вращения величина пилообразного напряжения мала, соответственно мала и длительность сигнала на выходе компаратора. С исчезновением выходного сигнала компаратора через схему управления открывается транзистор VT1, и первичная .цепь зажигания включается в сеть. Следовательно, время накопления энергии в катушке соответствует времени отсутствия сигнала на выходе компаратора. Уменьшение длительности выходного сигнала компаратора позволяет увеличить относительную величину времени накопления энергии и тем самым стабилизировать ее абсолютное значение.

Блок ограничения силы выходного тока срабатывает по сигналу, снимаемому с резисторов, включенных последовательно в первичную цепь зажигания. Если этот сигнал достигает уровня соответствующего силе тока 8 А, блок переводит выходной транзистор в активное состояние с фиксированием этой величины тока.

Блок безискровой отсечки отключает катушку зажигания в случае, если включено электропитание, но вал двигателя неподвижен. При этом, если при остановленном двигателе выходное напряжение датчика соответствует низкому уровню, катушка отключается сразу, в противном случае отключение происходит через 2 — 5 с.

Схема насыщена элементами защиты от всплесков напряжения и включения обратной полярности питания. Регулировка угла опережения зажигания осуществляется традиционными способами, т.е. центробежным и вакуумным регуляторами.

Давайте обобщим всё прочитанное. Не смотря на разность датчиков, системы схожи в построении и различаются внутренним устройством некоторых компонентов. Давайте взглянем на систему и опишем последовательно работу:

Итак, водитель поворачивает ключ в замке зажигания, тем самым замыкая цепь. Ток начинает поступать из аккумулятора по замкнутому замку зажигания.

Можно сказать, что питаниец цепи происходит по схеме Аккумулятор->Стартер->Генератор. При нахождении ключа в положении «стартер» замыкаются контакты 50 и 30. Электрический ток поступает на реле стартера. Там появляется магнитное поле, что приводит к тому, что бендикс стартера вводится в зацепление с шестернёй маховика. Включается электродвигатель стартера и он начинает крутит маховик. Тот в свою очередь начинает раскручиваться и при достижении скорости, большей чем допустимая скорость вращения вала шестерни стартера привод стартера выводит её из зацепления. В свою очередь, вращение коленчатого вала передаётся на вращение вала генератора, что в свою очередь приводит к выработке электрического тока на нём, который питает бортовую сеть автомобиля и подзаряжает аккумулятор.

1 —  свечи зажигания; 2 — датчик-распределитель; 3 — распределитель; 4 — датчик импульсов; 5 — коммутатор; 6 — катушка зажигания; 7 — монтажный блок; 8 — реле зажигания; 9 — выключатель зажигания; А — к клемме генератора.

Электрический ток поступает на первичную обмотку катушки зажигания(6). Коммутатор, получая сигнал с датчика(4), прерывает или наоборот включает первичную обмотку. Когда протекание тока по первичной обмотке прерывается, то во вторичной обмотке вознекате ток высокого напряжение, который подаётся по высоковольтному проводу на распределитель. Распределитель, вал которого приводится в движение от шестерни привода масляного насоса или коленчатого вала(зависит от конкретного устройства двигателя) распределяет искру по свечам, тем самым воспламеняя смесь в нужном цилиндре двигателя в нужное время.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Система зажигания бесконтактная УАЗ, ГАЗ дв. 402, 410, 417, 421

Артикул: БСЗ 54.000-01
Размеры товара в упаковке, см: 24х16х14
Вес товара в упаковке, кг: 2,2
Состав комплекта:
1. Распределитель зажигания (трамблер)
2. Катушка зажигания
3. Тpанзистоpный коммутатоp
4. Комплект проводов
5. Пластина октан-корректор
Производитель: ЗАО «МЗАТЭ-2», Россия
Назначение: комплект для переоборудования системы зажигания (бесконтактная)
Стиль запуска: эффект Холла
Бесконтактная система зажигания УАЗ — подразумевает использование коммутатора и бесконтактного контроллера, которые взаимодействуют между собой. В качестве прерывательного механизма используется коммутатор, напряжение распределяется по свечам с помощью трамблера.
Отличительной особенностью бесконтактного зажигания является то, что функциональность такой системы не зависит от размыкания контактов. Основную функцию формирования и преобразования искры исполняет транзисторное коммутаторное устройство, а также дополнительный датчик. Благодаря тому, бесконтактная система не зависит от качества и чистоты поверхности контактов, формирование искры будет более эффективным. Но, как и в контактной системе, конструкция БСЗ подразумевает использование распределительного механизма. Назначение последнего заключается в своевременной подаче напряжения на свечи.
Установка:
Установка БСЗ на автомобиль не представляет сложности и на её установку уходит не больше полутора часов. Установка катушки зажигания и датчика-распределителя производится в штатные места (взамен бывших приборов). Коммутатор устанавливается на шпильки, специально предусмотренные конструкцией кузова автомобиля (в случае их отсутствия, по крепёжным отверстиям коммутатора засверлить два отверстия под саморез диаметром 6мм). Установку угла опережения производить по инструкции по эксплуатации на автомобиль.
Установка бесконтактной системы зажигания с датчиком Холла на УАЗ на Drive2.ru

Общие
ПроизводительРоссия
Артикул производителяБСЗ 54.000-01
Страна производстваРоссия
Гарантия производителя6 месяцев
ТипСистема зажигания бесконтактная
Модель402; 410; 417; 421

Магазин «Внедорожник 73» предлагает для своих покупателей удобные формы оплаты.


Банковская карта

Для выбора оплаты товара с помощью банковской карты на соответствующей странице сайта необходимо нажать кнопку «Оплата банковской картой». Оплата происходит через авторизационный сервер процессингового центра Банка с использованием Банковских кредитных карт разрешенных на территории РФ.


Банковский счет

Оплата заказа производится на основании выставленного банковского счета. Счет может быть оплачен в любом банке.


Перевод с карты на карту

Оплате производится переводом денежных средств с карты покупателя на карту продавца.

Магазин «Внедорожник 73» предлагает для своих покупателей быструю доставку по регионам России и странам СНГ.

Курьерская служба «СДЭК»Получение заказа в пунктах выдачи заказов курьерской службы «СДЭК» доступно более чем в 270 городах.
Время и дни работы пунктов выдачи указаны на сайте СДЭК: http://cdek.ru/contacts.html.
При получении заказа необходимо предъявить документ, удостоверяющий личность получателя.
Плата за доставку взимается ТК «СДЭК» дополнительно при получении заказа в пункте выдачи или курьером.
Транспортные компании «ПЭК», «Байкал Сервис», «КИТ» и др.При доставке в регионы, мы активно сотрудничаем с ведущими российскими перевозчиками и поэтому имеем возможность отправлять грузы в любую точку России и страны СНГ.
Мы бесплатно доставляем заказ до терминала транспортной компании.
Оплата доставки транспортной компании производиться в офисе транспортной компании при получении заказа.
«Почта России»Стоимость доставки рассчитывается по тарифам компании «Почта России» и доступна на сайте http://pochta.ru.
Оплата услуг доставки «Почтой России» происходит в момент получения заказа в почтовом отделении.
Существуют ограничения по товарам отправляемым «Почтой России», ознакомиться с ними вы сможете сайте Почты.
Самовывоз Забрать заказ самостоятельно из пунктов выдачи компании транспортом покупателя возможно в рабочие дни — с понедельника по пятницу.
При себе необходимо иметь документ, удостоверяющий личность получателя.
Пункт самовывоза: г. УЛЬЯНОВСК, МОСКОВСКОЕ ШОССЕ, Д .28 А

Как устроена система зажигания в автомобиле?


Базовые принципы

Корректные условия для системы зажигания, вернее, базовые условия – это:

  • Искра должна появляться в нужном цилиндре, в соответствии с порядком работы цилиндров.
  • Искра должна возникать своевременно, в нужный момент и с необходимым углом опережения зажигания.
  • Она должна гарантировано воспламенять смесь.
  • Надёжность

Как вы понимаете, у такой системы могут возникать и неполадки, к примеру, пропуски искрообразования, детонация и трудности с запуском двигателя.

В сегодняшнем мире есть несколько видов систем зажигания для автомобилей, контактная, бесконтактная и электронная. Эти системы имеют общие особенности, к примеру, отсутствие распределителя зажигания, который давно уступил место катушке.

В контактной системе зажигания управление накоплением и распределение электрической энергии по цилиндрам осуществляется механическим устройством – прерывателем-распределителем. Витком дальнейшего развития контактной системы зажигания является контактная транзисторная система зажигания, в первичной цепи катушки зажигания которой применен транзисторный коммутатор.

В отличии от контактной, в бесконтактной системе зажигания для управления накоплением энергии используется транзисторный коммутатор, взаимодействующий с бесконтактным датчиком импульсов. Транзисторный коммутатор в данной системе выполняет роль прерывателя. Распределение тока высокого напряжения осуществляется механическим распределителем.

В электронной системе зажигания используется электронный блок управления, с помощью которого производится управление процессом накопления и распределения электрической энергии. В ранних конструкциях электронной системы зажигания электронный блок одновременно управлял системой зажигания и системой впрыска топлива (т.н. объединенная система впрыска и зажигания).

Устройство

Принцип работы системы зажигания заключается в накоплении и преобразовании катушкой зажигания низкого напряжения (12В) электрической сети автомобиля в высокое напряжение (до 30000В), распределении и передаче высокого напряжения к соответствующей свече зажигания и образовании в нужный момент искры на свече зажигания. В работе системы зажигания можно выделить следующие этапы: накопление электрической энергии, преобразование энергии, распределение энергии по свечам зажигания, образование искры, воспламенение топливно-воздушной смеси.

Механический прерыватель осуществляет непосредственное управление процессом накопления (первичной цепью) и отвечает за замыкание/размыкание питания первичной обмотки. Контакты прерывателя можно увидеть, заглянув под крышку распределителя. Пластичная пружина подвижного контакта прижимает его к недвижимому контакту. Их размыкание выполняется только на короткий срок, а конкретно, в момент, когда набегающий кулачок валика привода оказывает давление на молоточек подвижного контакта.

К контактам подключен конденсатор, который не даёт им обгорать. Электроразряд поглощается и искрение уменьшается. Параллельно в цепи создаётся низкое напряжение обратного тока, которое положительно сказывается на исчезновении магнитного поля.

Прерыватель находится в корпусе распределителя зажигания, и это части классической системы зажигания.

Ещё один важный узел – центробежный регулятор опережения зажигания, механизм, предназначенный для автоматического изменения угла опережения зажигания в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя.

Центробежный регулятор размещён внутри корпуса прерывателя-распределителя. Как правило, он работает совместно с вакуумным регулятором, оба являются составной частью прерывателя-распределителя. Называется он центробежным от вида силы, использующейся для реализации изменения опережения.

На приводном валу прерывателя расположена пластина, на которой размещены два грузика. Грузики свободно сидят на осях и стянуты пружинами. Причём пружины обладают разной жёсткостью, что необходимо для предотвращения резонанса. При этом, кулачок прерывателя и планка с двумя продольными прорезями надеты на верхнюю часть приводного валика. В продольные прорези планки входят штифты грузиков.

Вращение передаётся от приводного валика к кулачку через грузики, штифты и планку с прорезями. Чем быстрее вращается приводной вал, тем больше расходятся грузики, тем на бо́льший угол проворачивается кулачок по ходу вращения относительно контактной группы прерывателя. С увеличением оборотов угол опережения зажигания увеличивается. С уменьшением числа оборотов центробежная сила уменьшается, пружины стягивают грузики, кулачок поворачивается против хода его вращения, контакты прерывателя замыкаются позже и угол опережения зажигания уменьшается.

Если на двигателе применено бесконтактное электронное зажигание — тогда вместо кулачка проворачивается экран бесконтактного датчика момента искрообразования.

Если механический прерыватель оборудован транзисторным коммутатором, то, в этом случае, он управляет только им, а тот, в свою очередь, отвечает за управление процессом накопления энергии. Такая конструкция существенно превосходит аналогичные устройства без транзисторного коммутатора, так как здесь контактный прерыватель более надежный, чему способствует протекание сквозь него тока меньшей силы, а значит, пригорание контактов во время размыкания практически полностью исключается. Соответственно, конденсатор, параллельно подключенный к контактам прерывателя, тут просто не нужен, а в остальном – система полностью идентична классическому варианту. Обе системы, имеющие механический прерыватель, обладают общим названием — «контактные системы зажигания».

Системы с транзисторным коммутатором, оборудованные бесконтактным датчиком (импульсным генератором), могут быть индуктивного типа, основанными на эффекте Холла или относиться к оптическому типу. В данном случае, место механического прерывателя занимает импульсный датчик-генератор с преобразователем сигналов, который, посредством транзисторного коммутатора, осуществляет управление накопителем энергии. Как правило, датчик-генератор расположен внутри распределителя, конструкция которого ничем не отличается от конструкции аналогичной детали в контактной системе, поэтому указанный узел получил название «датчика-распределителя».

Как оно работает?

Несмотря на то, к какому типу относится та или иная система зажигания, все они имеют несколько общих рабочих этапов, предусматривающих накопление нужного заряда, его высоковольтное преобразование, распределение, образование на свечах искр и возгорание топливной смеси. Любой из них требует слаженной и точной работы, а значит, стоит выбирать только проверенные устройства, доказавшие свою надежность. В этом плане, наилучшим вариантом принято считать электронную систему зажигания, где всем рабочим процессом (подачей искры и ее распределением по свечам) управляет электроника.

Электронная система зажигания – это не отдельный, самостоятельный компонент, а составляющая часть системы управления мотором, которая основывается на работе датчика положения коленвала, датчика, фиксирующего частоту его вращения и датчика массового расхода воздуха. Получив от них нужную информацию, ЭБУ принимает решение касательно момента подачи искры и распределения зажигания. Естественно, в блоке управления уже прописаны определенные команды, выполняющиеся после получения и анализа данных с упомянутых датчиков.

В такой системе воспламенения топливной смеси полностью исключены механические движущиеся части, а благодаря специальным датчикам и особому блоку управления, образование и подача искры проходят намного быстрее и надежнее, нежели у аналогичных систем контактного и бесконтактного типа. Этот факт позволяет улучшить работу мотора, увеличив его мощность и снизив потребление топлива. Более того, нельзя не отметить высокую рабочую надежность устройств данного типа.

Бесконтактное зажигание отличается тем, что не зависит напрямую от размыкания контактов, а главную роль в процессе образования искры здесь выполняет транзисторный коммутатор и специальный датчик. Отсутствие прямой зависимости от качества и чистоты поверхности контактной группы гарантирует более эффективное искрообразование. Однако как и в контактном варианте системы зажигания, здесь также используется прерыватель-распределитель, отвечающий за своевременную передачу тока на свечу зажигания. Рабочий принцип бесконтактной системы предусматривает выполнение некоторых действий.

Когда коленвал двигателя приходит в движение, датчик-распределитель формирует соответствующие импульсы напряжения и направляет их на транзисторный коммутатор, задача которого – создавать импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания во вторичной обмотке катушки проходит индуцирование тока высокого напряжения. Он подается на центральный контакт распределителя, а оттуда, посредством проводов высокого напряжения, поступает на свечи зажигания. Последние и осуществляют воспламенение топливовоздушной смеси.

В случае увеличения оборотов коленвала, за регулировку угла опережения зажигания отвечает центробежный регулятор, а при изменении нагрузки на силовой агрегат эта задача возлагается на вакуумный регулятор опережения зажигания.

Принцип работы контактного зажигания несколько отличается от вариантов, приведенных выше. Когда контакт прерывателя пребывает в замкнутом состоянии, ток низкого напряжения проходит по первичной обмотке катушки. В процессе их размыкания, во второй катушке происходит индуцирование тока высокого напряжения, и, посредством высоковольтных проводов, он передается на крышку распределителя, после чего расходится по свечам зажигания с определенным углом опережения зажигания.

Как только обороты коленвала увеличиваются, возрастают и обороты вала прерывателя-распределителя, вследствие чего грузики центробежного регулятора начинают расходиться, перемещая подвижную пластину вместе с кулачками прерывателя. Это приводит к тому, что размыкание контактов происходит несколько раньше, из-за чего увеличивается угол опережения зажигания. С уменьшением оборотов коленвала угол опережения зажигания тоже уменьшается.

Более модернизированным типом контактной системы является ее контактно-транзисторный вариант. Он отличается наличием транзисторного коммутатора в цепи первичной обмотки катушки, управление которым выполняется посредством контактов прерывателя. За счет его использования удалось добиться снижения силы тока в цепи первичной обмотки, что положительно сказалось на длительности эксплуатации контактов прерывателя.


Бесконтактные системы зажигания (электронная и транзисторная)

Существует множество различных бесконтактных систем зажигания. Несмотря на то, что принципы их действия примерно одинаковы, отдельные их элементы отличаются коренным образом: транзисторное зажигание с индуктивным датчиком, электронное зажигание с датчиком Хода, электронное зажигание, управляемое компьютером с комплексом данных, электронное зажигание, управляемое процессорами.

Принцип действия бесконтактной системы зажигания

При включенном зажигании и вращающемся коленчатом вале двигателя датчик-распределитель выдает импульсы напряжения на коммутатор, который преобразует их в прерывистые импульсы тока в первичной обмотке катушки зажигания. В момент прерывания тока в первичной обмотке индуктируется ток высокого напряжения во вторичной обмотке. Ток высокого напряжения идет от катушки зажигания по проводу через угольный контакт на пластину ротора, затем через клемму крышки распределителя по проводу высокого напряжения, в наконечнике которого установлен помехоподавительный экран, попадает на соответствующую свечу зажигания и воспламеняет рабочую смесь в цилиндре. Принцип действия бесконтактной системы зажигания показан на рис. 1. При невозможности запуска основные причины отсутствия тока в цепях низкого и высокого напряжения бесконтактной системы зажигания можно определить с помощью тестера или контрольной лампы.

Рисунок 1. Схема бесконтактной системы зажигания

В современных автомобилях все элементы зажигания отрегулированы; возможность смещения момента зажигания практически исключена. Без особой необходимости современную систему зажигания трогать не следует.

Система зажигания с управляемыми характеристиками дает возможность точной и гибкой настройки момента зажигания в зависимости от условий движения, вида топлива, состояния двигателя. Она учитывает число оборотов двигателя, температуру поступающего в двигатель воздуха, нагрузку двигателя и моментальную нагрузку двигателя. На основе заложенных в прибор данных определяется оптимальный для данного сочетания параметров момент зажигания. Выход из строя тех или иных датчиков — температуры двигателя, нагрузки автомобиля и др. отрицательно сказывается на состоянии двигателя, снижает мощность, однако серьезных повреждений произойти не должно, так как система управления автоматически переходит на аварийный режим работы.

Техническое обслуживание современных систем зажигания заключается в снятии и установке свечей зажигания, их проверке и слежении за функционированием системы по панели приборов. Ремонтировать новейшие компьютерные зажигания необходимо только при наличии соответствующего оборудования и аппаратуры.

Правила техники безопасности при пользовании автомобилями с электронной системой зажигания

При пользовании автомобилями, оснащенными электронной системой зажигания, их техобслуживании и ремонте необходимо строго соблюдать правила техники безопасности, заключающиеся в следующем:

  • отсоединять провода системы зажигания, а также провода измерительных приборов, можно только при выключенном зажигании;
  • нельзя касаться кабеля «массы» или отсоединять его при работающем двигателе;
  • нельзя при работающем двигателе отсоединять провода от клемм аккумулятора;
  • запрещается подсоединять к отрицательной клемме конденсатор гашения помех или какую-либо контрольную лампу;
  • нельзя устанавливать в бесконтактную систему зажигания катушку зажигания другой модели, тем более предназначенную для контактной системы зажигания;
  • нельзя проверять работоспособность элементов системы зажигания на искру;
  • нельзя прокладывать в одном жгуте провода низкого и высокого напряжения;
  • запрещается запускать двигатель сразу же после нагревания его до температуры выше +80°С, например, после покраски, обработки струей пара.

При проверке компрессии, прежде чем запустить двигатель стартером, необходимо отключить зажигание, сняв кабель высокого напряжения с распределителя зажигания, и вспомогательным проводом соединить его с массой. Вспомогательный провод должен иметь такое же сечение, как и кабель зажигания.

Мыть двигатель следует только при выключенном зажигании. Выполняя техническое обслуживание системы зажигания, необходимо проверить установку момента зажигания, очистить свечи зажигания от нагара и заменить их, проверить крепление и изоляцию проводов.

В отечественных автомобилях старых марок установку момента зажигания, как правило, проверяют после первых 2000–2500 км пробега. В современных зарубежных автомобилях момент зажигания только устанавливают и не проверяют. От нагара свечи очищают через каждые 10 тыс. км пробега, а через каждые 30 тысяч км пробега их заменяют новыми, даже если они еще могут работать.

Бесконтактный электрический воспламенитель для транспортных средств для снижения выбросов выхлопных газов и расхода топлива

Представлен электрический воспламенитель для двигателей / гибридных транспортных средств. Воспламенитель состоит из обратного преобразователя, накопительного конденсатора по напряжению, контроллера на основе PIC, детектора дифференциального напряжения и катушки зажигания, структура которой является бесконтактной. Поскольку в электрическом воспламенителе вместо традиционного контактного подхода используется конденсатор для накопления энергии для зажигания двигателя, он эффективно улучшает характеристики зажигания свечи зажигания.В результате повышается эффективность сгорания, снижается расход топлива и снижается выброс выхлопных газов. Воспламенитель не только хорош с точки зрения топливной экономичности, но также может значительно снизить выбросы углеводородов и CO, что, следовательно, является экологически чистым продуктом. Ядро управления воспламенителя выполнено на единой микросхеме, что снижает количество дискретных компонентов, уменьшает объем системы и повышает надежность. Кроме того, время зажигания может быть запрограммировано так, что регулятор времени может быть удален из предлагаемой системы, что упрощает ее конструкцию.Чтобы проверить осуществимость и функциональность воспламенителя, измеряются ключевые формы сигналов, а также проводятся эксперименты на реальных автомобилях.

1. Введение

Систему зажигания автомобиля можно кратко классифицировать как систему зажигания с прерывателем, транзисторную систему зажигания и систему зажигания от конденсаторного разряда, конструкции и механизмы зажигания которых отличаются друг от друга [1–5]. Однако обычно момент зажигания определяется генератором сигналов скорости для всех систем зажигания.Генератор сигнала скорости в основном состоит из постоянного магнита, индукционной катушки и ротора, чтобы определять скорость автомобиля и генерировать сигнал зажигания. Тем не менее, генератор сигнала скорости не может точно сформировать оптимальный синхронизирующий сигнал, и его выходное напряжение может быть различным. Более высокое выходное напряжение возникает в период низкой скорости и более низкое выходное напряжение в период высокой скорости. Это приводит к переизбытку энергии на свече зажигания на низкой скорости, что приводит к потерям энергии, а также к недостаточной подаче энергии на высокой скорости, что приводит к детонации.

В этой статье предлагается воспламенитель двигателя, созданный на основе преобразователя обратного типа, для улучшения характеристик традиционного воспламенителя конденсаторного разряда. Предлагаемый воспламенитель является бесконтактным и питается от аккумулятора. Обладая преимуществами микропроцессорных контроллеров [6–16], управляющее ядро ​​предлагаемого воспламенителя спроектировано и реализовано на единой микросхеме PIC18F4520. Таким образом, угол опережения зажигания можно программировать, чтобы приспособиться к разным скоростям транспортного средства для достижения оптимального зажигания.Таким образом, двигатель может генерировать наиболее эффективную выходную мощность и значительно экономить топливо. В воспламенитель встроен высокочастотный обратный преобразователь [17–22], который повышает напряжение батареи, а затем накапливает энергию на конденсаторе. После срабатывания триггера энергия, накопленная в конденсаторе, будет выпущена через трансформатор с высоким коэффициентом передачи, чтобы зажечь свечу зажигания. С упомянутым механизмом зажигания предлагаемый электрический воспламенитель имеет следующие преимущества: замедление старения свечи, более высокая стабильность работы двигателя, простая конструкция, экономичный продукт, повышение эффективности сгорания, снижение выбросов выхлопных газов и экономия топлива.

2. Архитектура системы

Блок-схема предлагаемой системы зажигания от конденсаторного разряда для двигателей / гибридных транспортных средств показана на рисунке 1, который в основном включает обратный преобразователь, конденсатор с накоплением напряжения, микропроцессорный контроллер, дифференциал. цепь определения напряжения, катушка зажигания и свеча зажигания. Основная схема показана на рисунке 2. Обратный преобразователь отвечает за повышение напряжения батареи посредством высокочастотного переключения и управления ШИМ, а затем непрерывно накапливает напряжение на конденсаторе до тех пор, пока не будет достигнут уровень напряжения для зажигания.Напряжение на конденсаторе с суммированием по напряжению обнаруживается детектором дифференциального напряжения. После получения сигнала скорости контроллер генерирует соответствующий пусковой сигнал для включения кремниевого выпрямителя (SCR), так что энергия, накопленная в конденсаторе, разряжается в свечу зажигания через катушку зажигания. Катушка зажигания представляет собой импульсный трансформатор с большим числом витков, повышающий напряжение на конденсаторе примерно до 15 кВ для зажигания свечи зажигания.



Для достижения максимальной мощности и предотвращения детонации необходимо точно контролировать момент зажигания.На Рисунке 3 представлена ​​иллюстрация, на которой показана взаимосвязь между давлением в цилиндре и положением коленчатого вала при различных условиях зажигания. Рисунок 3 показывает, что оптимальное зажигание происходит при зажигании двигателя в момент, когда угол поворота коленчатого вала составляет 10 градусов после верхней мертвой точки. Позднее зажигание или отсутствие зажигания приводит к более низкому давлению в цилиндре, то есть к большему расходу топлива и выбросу отработанных газов. На рис. 3, даже несмотря на то, что преждевременное зажигание приводит к более высокому давлению в цилиндре, появляется детонация.Этот стук представляет опасность при вождении автомобиля. Следовательно, чтобы позволить камере сгорания двигателя достичь максимальной эффективности, ей необходимо запустить свечу для двигателя после верхней мертвой точки под углом 10 градусов. Для оптимального 10-градусного зажигания соответствующая последовательность зажигания должна определяться мгновенно при различных оборотах двигателя. В этой статье, с помощью программирования на микропроцессорном контроллере и определения частоты вращения двигателя, это может быть легко достигнуто.Блок-схема программного обеспечения показана на рисунке 4.



3. Принцип работы

Конструкция предлагаемого воспламенителя двигателя заимствована из обратного преобразователя. Посредством ШИМ-управления и высокочастотного переключения обратный ход в воспламенителе передает энергию батареи в суммированный по напряжению конденсатор для накопления энергии и напряжения в конденсаторе. Таким образом, основная схема, показанная на рисунке 2, может быть упрощена, как на рисунке 5, что полезно для реализации работы воспламенителя.Упрощенная схема может работать либо в CCM (режиме непрерывной проводимости), либо в DCM (режиме прерывистой проводимости). В данной статье рассматривается работа DCM.


В соответствии с управлением активным переключателем SW и SCR, принцип работы воспламенителя можно разделить на семь режимов во время каждого цикла зажигания, который описывается режим за режимом ниже.

Режим 1 . Как показано на Рисунке 6 (а), активный переключатель включается, и батарея питает индуктор намагничивания.Ток индуктора увеличивается линейно. Тем временем конденсатор в демпфере разряжается на резистор.

Режим 2 . Конденсатор полностью разряжает энергию, но переключатель SW все еще остается включенным. Батарея непрерывно накапливает энергию в индукторе. Эквивалент показан на рисунке 6 (b).

Режим 3 . Когда SW выключается, запускается этот режим, как показано на Рисунке 6 (c). Напряжение на индуктивности меняется на противоположное. Диоды и загораются, и тот начинает накапливать энергию.Энергия индуктивности рассеяния высокочастотного трансформатора передается в путь. Когда ток, протекающий через индуктивность рассеяния, падает до нуля, этот режим заканчивается.

Режим 4 . Хотя энергия индуктивности рассеяния полностью высвобождается, индуктивность намагничивания продолжает заряжать конденсатор. Этот режим показан на Рисунке 6 (d). Энергия, запасенная в конденсаторе, последовательно накапливается последовательностью сигналов ШИМ для управления активным переключателем SW.То есть, режимы с 1 по 4 будут повторяться до тех пор, пока напряжение на нем не приблизится к 200 В, достаточному для воспламенения. По достижении 200 В работа запальника переходит в следующий режим.

Режим 5 . Как показано на Рисунке 6 (e), конденсатор готов к зажиганию. Этот режим заканчивается при срабатывании SCR.

Режим 6 . После того, как микропроцессорный контроллер получает сигнал скорости, контроллер определяет оптимальную синхронизацию срабатывания SCR. Затем SCR замыкается, и напряжение на конденсаторе повышается катушкой зажигания до гораздо более высокого напряжения.В это время свеча зажигания воспламеняется до перекрытия. Эквивалентная схема представлена ​​на рисунке 6 (f).

Режим 7 . Энергия, накопленная в индуктивности рассеяния и намагничивающей индуктивности запального трансформатора, продолжает высвобождаться, как показано на Рисунке 6 (g). Когда SW снова начинает проводить в конце режима 7, работа воспламенителя в течение цикла зажигания завершается.

При проектировании предположим, что коэффициент трансформации трансформатора в обратном преобразователе равен, период переключения SW равен, а скважность ШИМ равна.Индуктивность для граничной проводимости может быть определена по формуле где — выходное напряжение и представляет собой средний выходной ток.

Если обратный преобразователь работает в режиме постоянного тока, значение намагничивающей индуктивности должно быть меньше чем. Таким образом, средний входной ток рассчитывается как где обозначает входное постоянное напряжение. Средняя входная мощность может быть найдена как Это, где выражает эффективность обратного хода и обозначает его выходную мощность.

4. Результаты моделирования и экспериментов

Для проверки осуществимости и функциональности предложенной электронной системы зажигания создается прототип, а затем проводятся моделирование и практические измерения.

В прототипе напряжение аккумуляторной батареи составляет 48 В для гибридных электромобилей, а суммированное напряжение для зажигания рассчитано как 200 В. На рисунке 7 показана измеренная форма волны напряжения суммированного конденсатора, из которого можно определить, что перед зажиганием на обратном ходу может быть достигнуто 200 В.Кроме того, время нарастания напряжения составляет всего 5 мс. На рисунке 8 показано практическое измерение напряжения, подаваемого на свечу зажигания, из которого видно, что частота зажигания стабильна при фиксированной скорости. На рис. 9 (а) показаны формы сигналов напряжения, измеренные от генератора сигнала скорости и первичной обмотки катушки зажигания традиционного воспламенителя при 1600 об / мин, а на рис. 9 (b) измерены от предлагаемого воспламенителя. Рисунок 9 показывает, что при 1600 об / мин, даже если традиционный воспламенитель соответствует моменту зажигания, следующие колебания ухудшают эффективность сгорания.При 2200 об / мин соответствующие измерения показаны на рисунке 10. Можно видеть, что на рисунке 10 (а) более быстрое зажигание не может быть достигнуто с помощью традиционного метода, и следующие колебания все еще возникают. Напротив, на рисунке 10 (b) предлагаемый электрический воспламенитель не только обеспечивает более быстрое время для завершения оптимального зажигания, но также не имеет колебаний. Чтобы продемонстрировать, что предлагаемый воспламенитель может привести к снижению выбросов выхлопных газов и значительной экономии топлива, было проведено испытание на реальных автомобилях.Таблица 1 представляет собой сравнение выбросов выхлопных газов при использовании традиционного воспламенителя и предлагаемого воспламенителя при 1500 об / мин, которые измеряются электрическим газоанализатором. Между тем, сравнение физического расхода топлива показано в Таблице 2. Из Таблицы 1 можно найти, что с использованием предложенного воспламенителя выбросы углеводородов и СО в выхлопных газах могут быть значительно уменьшены. Таблица 2 показывает, что средний расход топлива экономится на 9,252%.


Сравнение выхлопных газов HC и CO для двигателя 125 CC при 1500 об / мин
Использование традиционного воспламенителя Использование предложенного воспламенителя Результаты сравнения

1-е измерение выхлопных газов 1-е измерение выхлопных газов HC: пониженный
CO: пониженный
HC (ppm) 181 HC (ppm) 151
CO (%) 1.69 CO (%) 1,52

2-е измерение выхлопных газов 2-е измерение выхлопных газов HC: пониженный

CO: пониженный
HC (ppm) 181 HC (ppm) 151
CO (%) 1,69 CO (%) 1,52

3-е измерение выхлопных газов 3-е измерение выхлопных газов HC: пониженный

CO: пониженный
HC (ppm) 196 HC (ppm) 148
CO (%) 1.83 CO (%) 1,55


Физические измерения расхода топлива от двигателя 125 куб. 1708–1820 4.43 Общий пробег: 386 км
Расход топлива: 14,88 литра
Средний: 25,94 км / литр
2 1820–1923 3,53
3 1923–2001 3,53
4 2001–2094 3,39

С предлагаемым воспламенителем
1 2670–2736 3,27 Всего в пути: 280 км
Расход топлива: 9.88 литров
Среднее значение: 28,34 км / литр
2 2736–2861 3,27
3 2861–2882 1,67
4 2882–2950 1,67

Процент экономии топлива 9,252%. уменьшенный



5. Выводы

В этой статье предлагается электрический воспламенитель на основе обратноходового преобразователя, время зажигания которого программируется микропроцессорным контроллером.В зависимости от скорости транспортного средства контроллер может определять оптимальное время зажигания, чтобы повысить эффективность сгорания, снизить расход топлива и снизить загрязнение выхлопными газами. Конструкция электровоспламенителя проста и может питаться напрямую от аккумулятора автомобиля. Таким образом, он экономичен и прост в установке. Кроме того, в отличие от традиционного воспламенителя, предлагаемый воспламенитель не имеет электрического контакта, поэтому он может преодолеть такие недостатки, как износ электродов, старение свечи и неправильное время зажигания.В этой статье практические измерения и испытания на реальных автомобилях подтвердили, что предлагаемый воспламенитель обеспечивает более высокую стабильность при движении двигателя, снижает расход топлива и эффективно снижает выброс выхлопных газов. То есть это экологически чистый продукт.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

(PDF) Бесконтактный электрический воспламенитель для автомобиля для снижения выбросов выхлопных газов и расхода топлива

e Scientic World Journal

[] R.Зейн и Д. Максимови

´

c, «Нелинейное управление несущей для выпрямителей с высоким коэффициентом мощности

на основе переключающих преобразователей вверх-вниз

вертеров», IEEE Transactions on Power Electronics, vol. , no.,

с. – , .

[] Р. Эриксон, М. Мэдиган и С. Сингер, «Конструкция простого выпрямителя с высоким коэффициентом мощности

на основе обратного преобразователя»,

в Proceedings of the 5th Annual Applied Power Electronics

Конференция и выставка (APEC ’90), т., no., pp.–

, March.

[] Г. Ниргуде, Р. Тирумала и Н. Мохан, «Новая усредненная модель

с большим сигналом для однокнопочных преобразователей постоянного тока, работающих в

как CCM, так и DCM», in Proceedings 32-й ежегодной конференции специалистов по силовой электронике

IEEE, том , стр. –,

июнь.

[] П. Р. К. Четти, «Подход к эквивалентной схеме с инжекцией тока

(CIECA) для моделирования импульсных преобразователей постоянного тока», IEEE

Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol., №,

с. – , .

[] G. Hua and F.-C. Ли, «Методы переключения So в преобразователях PWM

», IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.,

no. , стр.  – ,.

[] C.-T. Чой, Ч.-К. Ли, С.-К. Кок, «Управление активным преобразователем

с прерывистым режимом проводимости yback», в материалах

, Труды 3-й Международной конференции IEEE по силовой электронике и приводным системам

(PEDS ’99), стр. – , июль

.

[-] R. Oruganti, PC Heng, JTK Guan и LA Choy,

«So-Switched DC / DC converter with PWM control», IEEE

Transactions on Power Electronics, vol., no. ., pp. – ,

.

[] C.-T. Чой, Ч.-К. Ли, С.-К. Кок, «Моделирование активного преобразователя

с прерывистым режимом проводимости yback при изменении условий эксплуатации

», Труды 3-й Международной конференции IEEE

по силовой электронике и приводным системам

(PEDS ’99), стр. . – , июль .

[] R. Watson, F.-C. Ли и Г.-К. Хуа, «Использование схемы активного фиксатора

для достижения такой коммутации в обратных преобразователях»,

IEEE Transactions on Power Electronics, vol. , нет. , стр.  —

,.

[] Х. Йошино, К. Сато, А. Томаго и И. Ямаути, «Разработка

детектора коронного разряда для обратных трансформаторов», IEEE

Transactions on Consumer Electronics, vol. , №, стр. – ,

.

[] F.Forest, E.Labour

´

e, T. A. Meynard, J.-J. Huselstein,

«Многоканальный перемежающийся yback с использованием межэлементных трансформаторов»,

IEEE Transactions on Power Electronics, vol., no., pp. —

,.

[] W.Langeslag, R.Pagano, K.Schetters, A.Strijker, and A.

ван Зест, «Проектирование СБИС и применение высоковольтной-

-совместимой SoC-ASIC в биполярной технологии CMOS / DMOS для выпрямителей

AC-DC», IEEE Transactions on Industrial Electronics,

vol., нет. , стр.  –,.

[] Н.П. Папаниколау и Е.К. Татакис, «Минимизация потерь мощности

в обратных преобразователях PFC, работающих в непрерывном режиме проводимости

», IEE Proceedings, vol., no., pp.  – ,

.

Как работает электронная система зажигания?

Введение

«От маленькой искры может вспыхнуть пламя» Данте Алигьери. Правильно сказал, что искра необходима для зажигания пламени и в автомобиле, поскольку происходит преобразование химической энергии (т.е. топливовоздушной смеси) в механическую энергию, то есть (вращение коленчатого вала) необходима искра, которая отвечает за сгорание, но откуда эта искра исходит? Как регулируется момент зажигания зажигания и приготовленной топливовоздушной смеси? Давай просто выкопаем.

В двигателе внутреннего сгорания сгорание является непрерывным циклом и происходит тысячи раз в минуту, поэтому требуется эффективный и точный источник воспламенения. Идея искрового зажигания возникла в игрушечном электрическом пистолете, в котором использовалась электрическая искра для воспламенения смеси водорода и воздуха и пробки.

Электронная система зажигания — это тип системы зажигания, в которой используются электронные схемы, обычно с помощью транзисторов, управляемых датчиками, для генерации электрических импульсов, которые, в свою очередь, генерируют лучшую искру, которая может даже сжечь бедную смесь и обеспечить лучшую экономию и более низкий уровень выбросов.

Почему электронная система зажигания?

В последнее время использовались различные типы систем зажигания:

1. Система зажигания свечи накаливания,
2. Система зажигания магнето
3.Электрическая катушка или аккумуляторная система зажигания,

Но все эти системы имеют свои ограничения, а именно:

Система зажигания свечей накаливания является самой старой из всех и устарела из-за множества ограничений —
Система зажигания свечей накаливания имеет проблему возникновения неконтролируемого возгорания из-за использования электрода в качестве источника воспламенения, что решается позже после внедрения системы зажигания Magneto, в которой электроды заменяются свечой зажигания. В отличие от зажигания от магнето, свеча накаливания производит высокие выбросы выхлопных газов из-за неполного сгорания.

Магнитная система зажигания:

Это система, вводимая для преодоления ограничений старых систем зажигания, но у нее есть свои ограничения —

  • Это зависит от частоты вращения двигателя, поэтому показаны проблемы с запуском из-за низкой скорости на запуск двигателя, который позже решен с введением системы зажигания катушки батареи, в которой батарея становится источником энергии для системы.
  • Дороже, чем система зажигания с электрической катушкой.
  • Износ больше, чем зажигание катушки батареи, из-за большего количества механических движущихся частей, чем система катушки батареи.
  • Может вызвать пропуски зажигания из-за утечки.

Также читайте:

Электрическая катушка зажигания или система зажигания от батареи

— Система является последней из всех вышеперечисленных и используется долгое время из-за ее лучшей эффективности и точности, но также имеет некоторые ограничения.

  • Менее эффективен с высокоскоростными двигателями
  • Требуется высокое техническое обслуживание из-за механического и электрического износа точек размыкателя контактов

Итак, поскольку в современных автомобилях внедряются новые технологии и обнаруживается, что используются датчики и электроника Компонент дает более эффективные и точные выходные данные, чем механические компоненты, поэтому использование датчиков с электронным управлением становится важным для удовлетворения потребностей современных высокомощных и высокоскоростных автомобилей или гиперсерий автомобилей, чтобы удовлетворить потребность в высокой производительности, Большой пробег и большая надежность привели к разработке электронной системы зажигания.

Основные компоненты

1. Аккумуляторная батарея

Это электростанция системы зажигания, поскольку она поставляет необходимую энергию в систему зажигания. Так же, как система зажигания катушки батареи.

2. Выключатель зажигания

это выключатель, используемый в системе зажигания, который управляет включением и выключением системы, так же как и система зажигания катушки аккумулятора.

3. Модуль управления зажиганием или блок управления системой зажигания

Это мозг или запрограммированная инструкция, передаваемая системе зажигания, которая автоматически контролирует и контролирует синхронизацию и интенсивность искры.Это устройство, которое принимает сигналы напряжения от якоря и устанавливает первичную катушку в положение ВКЛ и ВЫКЛ, оно может быть размещено отдельно вне распределителя или может быть размещено в коробке электронного блока управления транспортного средства.

Читайте также:

4. Якорь

Контактные точки прерывателя системы зажигания батареи заменены якорем, который состоит из реактора с зубьями (вращающаяся часть), опережения вакуума и приемной катушки (для захвата). сигналы напряжения). Электронный модуль получает сигналы напряжения от якоря для замыкания и размыкания цепи, которая, в свою очередь, устанавливает синхронизацию распределителя для точного распределения тока по свечам зажигания.

5. Катушка зажигания

Катушка зажигания, аналогичная катушке зажигания аккумуляторной батареи, используется в электронной системе зажигания для подачи высокого напряжения на свечу зажигания.

6. Распределитель зажигания

Как видно из названия, это устройство используется для распределения тока на свечи зажигания многоцилиндрового двигателя.

7. Свеча зажигания

Свеча зажигания используется для образования искры внутри цилиндра.

Работа электронной системы зажигания

  • Чтобы понять работу электронной системы зажигания, давайте рассмотрим приведенный выше рисунок, на котором все упомянутые выше компоненты подключены в их рабочем состоянии.
  • Когда водитель включает зажигание, чтобы завести автомобиль, ток начинает течь от аккумулятора через ключ зажигания к первичной обмотке катушки, которая, в свою очередь, запускает катушку датчика якоря для приема и отправки сигналов напряжения от якорь к модулю зажигания.
  • Когда зуб вращающегося реактора оказывается перед съемной катушкой, как показано на фиг., Сигнал напряжения от измерительной катушки отправляется на электронный модуль, который, в свою очередь, воспринимает сигнал и останавливает ток, протекающий от первичной катушки.
  • Когда зубец вращающегося реактора отходит от съемной катушки, считывающая катушка передает сигнал об изменении напряжения в модуль зажигания, и схема синхронизации внутри модуля зажигания включает ток.
  • Магнитное поле создается в катушке зажигания из-за этого непрерывного замыкания и размыкания цепи, которая индуцирует ЭДС во вторичной обмотке, которая увеличивает напряжение до 50000 вольт.
  • Это высокое напряжение затем отправляется на распределитель, который имеет вращающийся ротор и точки распределителя, которые устанавливаются в соответствии с моментом зажигания.
  • Когда ротор оказывается перед любой из этих точек распределителя, происходит скачок напряжения через воздушный зазор от ротора к точке распределителя, который затем передается на соседний вывод свечи зажигания через кабель высокого напряжения и разность напряжений. возникает между центральным электродом и заземляющим электродом, который отвечает за образование искры на кончике свечи зажигания и, наконец, происходит сгорание.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Приложение
  • Электронная система зажигания используется в современных и гиперкарах, таких как Audi A4, Mahindra XUV-500 и т. Д.и мотоциклы, такие как ktm duke 390cc, Ducati super sports и т. д., чтобы удовлетворить потребности в высокой надежности и производительности.
  • Он также используется в авиационных двигателях из-за его большей надежности и меньшего количества обслуживания.

Системы зажигания — обзор

4.3.3 Системы зажигания двигателя

Электрическая система зажигания для бензинового двигателя была впервые изобретена в 1911 году Чарльзом. Кеттеринг, который, как упоминалось ранее, также изобрел стартер. Принцип хорошо известен.Бензиновому двигателю нужна искра для воспламенения топливно-воздушной смеси в каждом из цилиндров. Зажигание включает в себя четыре основных и последовательных функции: подачу электричества низкого напряжения, усиление напряжения до высокого уровня, распространение импульса электрического тока высокого напряжения на каждую из камер сгорания и, наконец, разряд в виде искр. . Эти действия выполняются соответственно генератором, индукционной катушкой, распределителем и свечами зажигания следующим образом.

(i)

Генератор в ранних автомобилях представлял собой магнето с ручным приводом.После изобретения автономного пускателя с батарейным питанием для выработки постоянного тока использовалась динамо-машина. Позже динамо-машина была заменена более эффективным генератором переменного тока, который выдает переменный ток, который затем выпрямляется;

(ii)

индукционная катушка представляет собой электрически простой компонент, по сути трансформатор, который индуцирует очень высокое напряжение во вторичной обмотке, когда ток через первичную обмотку прерывается размыканием точек выключателя контакта, расположенных в дистрибьютор;

(iii)

распределитель направляет высокое напряжение на свечи зажигания;

(iv)

синхронизация искры, зажигающей топливо, имеет решающее значение для эффективной работы бензинового двигателя.Задача состоит в том, чтобы обеспечить максимальное давление воспламеняемых газов в цилиндре для опускания поршня во время рабочего хода. Свеча зажигания должна сработать незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки (tdc). Это связано с тем, что существует конечная короткая задержка между возникновением искры и созданием максимального давления, в течение которого фронт пламени распространяется через газы. По мере увеличения частоты вращения двигателя искра должна возникать все раньше, прежде чем поршень достигнет tdc (т.е.е. быть «продвинутым»), если должна быть достигнута максимальная мощность и, следовательно, наибольший КПД.

В идеальных условиях фронт пламени равномерно распространяется по топливно-воздушной смеси. Если искра распространяется слишком далеко, смесь за фронтом пламени может взорваться самопроизвольно и со взрывом, вызывая локальную ударную волну — явление «детонации двигателя». Искра должна быть задержана («задержана»), чтобы исключить детонацию. В автомобилях, построенных в 1920-х и 1930-х годах, часто предусматривалось ручное замедление момента зажигания для устранения детонации.Впоследствии эта операция была произведена автоматически. Современные двигатели могут быть оснащены небольшим пьезоэлектрическим микрофоном, который определяет начало детонации и посылает сигнал в электронную систему управления двигателем, которая, в свою очередь, замедляет угол опережения зажигания. Было проведено много исследований по конструкции головок цилиндров и впуска топлива, чтобы исключить детонацию, получить максимальную выходную мощность двигателя и свести к минимуму выбросы загрязняющих веществ.

Верхний распределительный вал приводится в движение ремнем от коленчатого вала, и два компонента вращаются синхронно.Кулачки на распределительном валу воздействуют на коромысла, которые открывают и закрывают впускные и выпускные клапаны в нужный момент. Ротор распределителя, контролирующий зажигание свечей зажигания, также приводится синхронно с коленчатым валом. Когда ротор вращается, он размыкает и замыкает точки платинового размыкателя в распределителе, и это действие посылает короткий импульс электричества низкого напряжения (12 В) на первичную обмотку индукционной катушки. Импульс высокого напряжения индуцируется во вторичной обмотке катушки и отправляется через плечо ротора на соответствующую свечу зажигания.Затем ток перепрыгивает через зазор между центральным электродом и корпусом свечи, создавая искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь. Это гениальное изобретение использовалось в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания около 100 лет. Он оказался надежным, поскольку единственной операцией по техническому обслуживанию является необходимость периодической замены и сброса точек размыкателя контактов.

Примерно с 1980 года постепенно внедряется электронное зажигание. Вместо использования распределителя с точками механического размыкателя контактов для установки времени искрения, эта функция выполняется электронно компьютером, который управляет системой управления двигателем.Электронное зажигание устраняет необходимость в обслуживании, необходимом для регулярной очистки и сброса точек, а также обеспечивает более плавную работу. Было принято несколько вариантов методики. В последней конструкции не используется одна высоковольтная катушка для обслуживания всех цилиндров, а вместо нее устанавливается небольшая катушка над каждой свечой зажигания. Такое расположение устраняет необходимость в подключении к каждой вилке высоковольтных кабелей, которые являются частым источником проблем, и обеспечивает импульс более равномерного напряжения и длительности независимо от частоты вращения двигателя.Практически все новые бензиновые автомобили оснащены электронным зажиганием. Дизельные двигатели, конечно, не нуждаются в этой сложной системе зажигания, поскольку они не имеют свечей зажигания и полагаются на самовоспламенение от сжатия.

В дополнение к моменту зажигания, момент и продолжительность открытия клапана также имеют решающее значение для хорошей работы двигателя и определяются профилем кулачков на распределительном валу, поскольку они управляют клапанами. Традиционно конструкция кулачка оптимизирована для средней скорости вращения двигателя (об / мин), но это приводит к снижению крутящего момента на низких оборотах двигателя и уменьшенной мощности на высоких оборотах двигателя.Были предложены и запатентованы многочисленные изобретательные стратегии, как полностью механические, так и электромеханические, для управления открытием клапана и изменения его продолжительности в зависимости от частоты вращения двигателя. Используя такую ​​переменную синхронизацию клапанов, можно улучшить как крутящий момент на нижнем пределе, так и выходную мощность на верхнем пределе и, таким образом, снизить расход топлива. В настоящее время многие автомобильные компании отдают предпочтение системе изменения фаз газораспределения.

Система зажигания вашего автомобиля · BlueStar Inspections

Основные принципы системы электрического искрового зажигания не изменились почти за столетие, но метод создания и распределения искры значительно улучшился с развитием технологий.

Существует три основных типа автомобильных систем зажигания: распределительные системы, без распределителя и катушки на свече (COP). В ранних системах зажигания использовались полностью механические распределители для подачи искры в нужное время. Далее появились более надежные распределители, оснащенные твердотельными переключателями и модулями управления зажиганием. Они были известны как распределительные системы зажигания. Затем были созданы еще более надежные полностью электронные системы зажигания без распределителей. Они известны как системы зажигания без распределителя.Наконец, были созданы самые надежные на сегодняшний день электронные системы зажигания. Эти современные системы известны как «катушка на вилке» (COP). Полностью электронные системы зажигания типа «катушка на свече» управляются компьютером. Помимо повышения точности синхронизации зажигания, системы зажигания COP используют переработанные катушки зажигания, способные создавать более высокие напряжения и более горячую искру, что улучшает работу двигателя.

Вы когда-нибудь задумывались, что происходит, когда вы вставляете ключ в замок зажигания вашего автомобиля, поворачиваете ключ, и ваш двигатель запускается и продолжает работать? Сегодня я вам расскажу.Чтобы система зажигания работала должным образом, она должна выполнять две работы одновременно. Первая задача — повысить напряжение с 12,4 вольт, обеспечиваемых аккумулятором, до более чем 20 000 вольт, необходимых для воспламенения сжатого воздуха и топливной смеси в камере сгорания. Вторая задача системы зажигания — обеспечить подачу напряжения на нужный цилиндр точно в нужное время. Для этого смесь воздуха и топлива сначала сжимается поршнем в камере сгорания.Затем эту смесь необходимо поджечь. Эта задача выполняется системой зажигания двигателя, которая включает в себя такие компоненты, как аккумулятор, ключ зажигания, катушка зажигания, пусковой выключатель, свечи зажигания и модуль управления двигателем (ECM). ЕСМ управляет системой зажигания и распределяет электроэнергию по каждому цилиндру в отдельности. Система зажигания должна обеспечивать достаточное количество искры в нужном цилиндре в точное время и делать это часто. Малейшая ошибка во времени вызовет проблемы с производительностью двигателя.

Автомобильные системы зажигания должны генерировать искру, достаточно сильную, чтобы перепрыгнуть через зазор свечи зажигания. Для этого в системах зажигания используется катушка зажигания. Катушка зажигания действует как силовой трансформатор.

Катушка зажигания преобразует низкое напряжение аккумулятора в тысячи вольт, необходимых для создания электрической искры в свечах зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси. Для возникновения необходимой искры напряжение на свече зажигания должно составлять в среднем от 20 000 до 50 000 вольт.Катушка зажигания состоит из двух обмоток из медной проволоки, намотанной на железный сердечник. Они известны как первичная обмотка и вторичная обмотка. Катушка зажигания предназначена для создания электромагнита, пропуская напряжение батареи через первичную обмотку. Когда пусковой переключатель системы зажигания автомобиля отключает питание катушки зажигания, магнитное поле разрушается. При этом вторичная обмотка улавливает разрушающееся магнитное поле от первичной обмотки и подает это напряжение на свечу зажигания, тем самым запуская двигатель вашего автомобиля.

Изношенные свечи зажигания и неисправные компоненты системы зажигания снизят производительность вашего двигателя и могут создать широкий спектр проблем при работе двигателя, включая пропуски зажигания, недостаток мощности, низкую экономию топлива, затрудненный запуск и, возможно, контрольную лампу двигателя. Эти проблемы могут повредить другие важные компоненты автомобиля.

Для бесперебойной и безопасной работы вашего автомобиля необходимо регулярное обслуживание системы зажигания. Визуальный осмотр компонентов системы зажигания вашего автомобиля следует проводить не реже одного раза в год.Все компоненты вашей системы зажигания следует регулярно проверять и заменять, когда они начинают проявлять признаки износа или неисправности. Кроме того, не забудьте проверять и заменять свечи зажигания с интервалом, рекомендованным производителем вашего автомобиля. Не ждите, пока возникнет проблема с уходом за вашим автомобилем. Регулярное обслуживание является ключом к долговечности и качеству двигателя вашего автомобиля.

В чем разница между обычными, электронными и безраспределительными системами зажигания?

Если вы, как и многие люди, знаете, что, когда вы поворачиваете ключ в замке зажигания, двигатель заводится, и вы можете управлять автомобилем.Однако вы можете не знать, как работает эта система зажигания. Если на то пошло, вы можете даже не знать, какой тип системы зажигания используется в вашем автомобиле.

Различные типы систем зажигания

  • Обычная : Хотя это называется «обычной» системой зажигания, это что-то вроде неправильного названия. Они не используются на современных автомобилях, по крайней мере, в США. Это система зажигания более старого типа, в которой используются точки, распределитель и внешняя катушка. Они требуют больших затрат на обслуживание, но легко ремонтируются и довольно дешевы.Интервалы обслуживания варьировались от каждых 5000 до 10 000 миль.

  • Электронное зажигание : Электронное зажигание — это модификация традиционной системы, и вы найдете ее широко распространенной сегодня, хотя системы без распределителя становятся все более распространенными. В электронной системе все еще есть распределитель, но точки были заменены на приемную катушку, и есть электронный модуль управления зажиганием. У них гораздо меньше шансов выйти из строя, чем у обычных систем, и они обеспечивают очень надежную работу.Интервалы обслуживания для этих типов систем обычно рекомендуются каждые 25 000 миль или около того.

  • Без дистрибьютора : Это новейший тип системы зажигания, и он начинает широко применяться на новых автомобилях. Он сильно отличается от двух других типов. В этой системе катушки расположены непосредственно на свечах зажигания (нет проводов свечей зажигания), и система полностью электронная. Он управляется компьютером машины. Возможно, вы более знакомы с ней как с системой «прямого зажигания».Они требуют очень небольшого обслуживания, и некоторые автопроизводители требуют 100 000 миль между услугами.

Развитие систем зажигания дало ряд преимуществ. Водители с более новыми системами получают лучшую топливную экономичность, более надежную работу и меньшие затраты на техническое обслуживание (обслуживание систем дороже, но при техническом обслуживании, которое требуется только каждые 100 000 миль, многим водителям, возможно, никогда не придется платить за обслуживание).

Система зажигания конденсаторного разряда

: конструкция, типы и работа

В настоящее время многое изменилось благодаря технологиям.Исследователи изобрели систему CDI (зажигание с емкостным разрядом) для двигателя SI (искровое зажигание), использующую электронное зажигание и контактное зажигание. Эта система включает в себя схему импульсного управления, свечу зажигания, схему генерации импульсов, катушку основного зарядно-разрядного конденсатора и т. Д. Существуют различные типы систем зажигания, в которых разработаны различные классические системы зажигания для использования в различных приложениях. Эти системы зажигания разработаны с использованием двух групп, таких как системы CDI (зажигание с конденсаторным разрядом), а также системы IDI (зажигание с индуктивным разрядом).


Что такое конденсаторная система зажигания

?

Краткая форма зажигания разряда конденсатора — это CDI, также известная как зажигание тиристора. Это один из видов автомобильной электронной системы зажигания, используемый в мотоциклах, подвесных моторах, бензопилах, газонокосилках, турбированных самолетах, небольших двигателях и т.д. Системы IDI (зажигание с индуктивным разрядом), чтобы сделать систему зажигания более подходящей для высоких оборотов двигателя.CDI использует ток разряда конденсатора по направлению к катушке для зажигания свечей зажигания.

Система зажигания с разрядом конденсатора

Зажигание с разрядом конденсатора или CDI представляет собой электронное устройство зажигания, которое накапливает электрический заряд и затем разряжает его через катушку зажигания, чтобы произвести мощную искру от свечей зажигания в бензиновом двигателе. Здесь зажигание обеспечивается зарядом конденсатора. Конденсатор просто заряжается и разряжается за короткий промежуток времени, что позволяет создавать искры. CDI обычно встречаются на мотоциклах и скутерах.

Модуль зажигания разряда конденсатора

Типовой модуль CDI включает в себя различные схемы, такие как зарядка и запуск, мини-трансформатор и основной конденсатор. Системное напряжение может быть увеличено с 250 В до 600 В с помощью блока питания в этом модуле. После этого электрический ток будет течь по направлению к цепи зарядки, чтобы конденсатор можно было зарядить.

Выпрямитель в цепи зарядки может предотвратить разряд конденсатора до момента зажигания.Как только схема запуска получает сигнал запуска, эта схема останавливает работу цепи зарядки и позволяет конденсатору быстро разрядиться в сторону катушки зажигания с низкой индуктивностью.
При зажигании конденсаторного разряда катушка работает как импульсный трансформатор, а не как накопитель энергии, потому что она работает в индуктивной системе. Отключение напряжения по направлению к свечам зажигания в значительной степени зависит от конструкции CDI.

Изоляционная способность напряжений будет превышать существующие компоненты системы зажигания, что может вызвать отказ компонентов.Большинство систем CDI спроектированы так, чтобы обеспечивать чрезвычайно высокие напряжения o / p, однако это не всегда помогает. Как только сигнал на срабатывание отсутствует, цепь зарядки можно повторно подключить для зарядки конденсатора.

Принцип работы системы CDI

Зажигание разряда конденсатора работает путем пропускания электрического тока через конденсатор. При таком воспламенении быстро накапливается заряд. Зажигание CDI начинается с генерации заряда и накопления его перед отправкой на свечу зажигания для зажигания двигателя.

Эта мощность проходит через конденсатор и передается на катушку зажигания, которая помогает повысить мощность, действуя как трансформатор и позволяя энергии проходить через нее, а не улавливать ее.

Системы зажигания CDI, таким образом, позволяют двигателю продолжать работать, пока в источнике питания есть заряд. Блок-схема CDI показана ниже.

Конструкция конденсаторно-разрядного зажигания

Зажигание с разрядом конденсатора состоит из нескольких частей и интегрировано с системой зажигания транспортного средства.Передние части CDI включают статор, зарядную катушку, датчик Холла, маховик и метку синхронизации.

Типовая установка конденсаторно-разрядного зажигания
Маховик и статор

Маховик — это большой постоянный магнит в форме подковы, свернутый в круг, который включает коленчатый вал. Статор — это пластина, на которой находятся все электрические катушки с проволокой, которая используется для включения катушки зажигания, фонарей велосипеда и цепей зарядки аккумулятора.

Зарядная катушка

Зарядная катушка — это одна катушка в статоре, которая используется для выработки 6 вольт для зарядки конденсатора C1.За счет движения маховика вырабатывается единичная импульсная мощность, которая подается на свечу зажигания от зарядной катушки для обеспечения максимальной искры.


Датчик Холла

Датчик Холла измеряет эффект Холла, мгновенную точку, в которой магнит маховика изменяется с северного полюса на южный. Когда происходит смена полюса, устройство посылает одиночный крошечный импульс на коробку CDI, которая запускает его для сброса энергии от зарядного конденсатора в трансформатор высокого напряжения.

Счетчик времени

Метка синхронизации — это произвольная точка совмещения, разделяемая картером двигателя и пластиной статора. Он указывает точку, в которой верхняя часть хода поршня эквивалентна точке срабатывания маховика и статора.

Поворачивая пластину статора влево и вправо, вы эффективно изменяете точку срабатывания CDI, соответственно увеличивая или замедляя синхронизацию. Поскольку маховик быстро вращается, зарядная катушка вырабатывает переменный ток от +6 В до -6 В.

Коробка CDI имеет набор полупроводниковых выпрямителей, которые подключены к G1 на коробке, позволяя только положительному импульсу поступать на конденсатор (C1). Пока волна входит в CDI, выпрямитель допускает только положительную волну.

Цепь запуска

Цепь триггера представляет собой переключатель, возможно, использующий транзистор, тиристор или тиристор. Это запускается импульсом от датчика Холла на статоре. Они пропускают ток только с одной стороны цепи, пока не сработают.

Как только конденсатор C1 полностью заряжен, цепь снова может сработать. Вот почему двигатель синхронизирован. Если бы конденсатор и катушка статора были идеальными, они бы заряжались мгновенно, и мы могли бы запускать их так быстро, как захотим. Однако для полной зарядки им требуется доли секунды.

Если цепь срабатывает слишком быстро, искра от свечи зажигания будет очень слабой. Конечно, с двигателями с более высоким ускорением у нас может быть срабатывание быстрее, чем полная зарядка конденсатора, что повлияет на производительность.Каждый раз, когда конденсатор разряжается, переключатель выключается, и конденсатор снова заряжается.

Триггерный импульс от датчика Холла поступает в защелку затвора и позволяет всему накопленному заряду пройти через первичную обмотку высоковольтного трансформатора. Трансформатор имеет общую землю между первичной и вторичной обмотками, известную как автоматический повышающий трансформатор.

Следовательно, как если бы мы увеличили обмотки на вторичной стороне, вы умножите напряжение.Поскольку свече зажигания требуется хорошее напряжение 30 000 вольт для искры, должно быть много тысяч витков провода вокруг стороны высокого напряжения или вторичной обмотки.

Когда затвор открывается и сбрасывает весь ток в первичную обмотку, он насыщает низковольтную сторону трансформатора и создает короткое, но очень сильное магнитное поле. По мере постепенного уменьшения поля большой ток в первичных обмотках вынуждает вторичные обмотки производить чрезвычайно высокое напряжение.

Однако теперь напряжение настолько велико, что может образовывать дугу в воздухе, поэтому заряд, вместо того, чтобы поглощаться или удерживаться трансформатором, проходит вверх по проводу вилки и перепрыгивает через зазор свечи.

Когда мы хотим выключить двигатель, у нас есть два переключателя: ключевой выключатель или аварийный выключатель. Переключатели заземляют цепь зарядки, поэтому весь зарядный импульс отправляется на землю. Поскольку CDI больше не может заряжаться, он перестанет подавать искру, и двигатель замедлится до полной остановки.

Различные типы CDI

Модули

CDI подразделяются на два типа, которые обсуждаются ниже.

Модуль AC-CDI

Источником электроэнергии для этого модуля является только переменный ток, вырабатываемый генератором.Это основная система CDI, используемая в небольших двигателях. Таким образом, не все системы зажигания, которые имеют небольшие двигатели, не являются CDI. Некоторые из двигателей используют зажигание от магнето, а именно старые Briggs, а также Stratton. Вся система зажигания, точки и катушки находятся под намагниченным маховиком.

Другой тип системы зажигания, который наиболее часто использовался в небольших мотоциклах в 1960-70 годах, известный как Energy Transfer. Сильный импульс постоянного тока может генерироваться катушкой под маховиком, потому что магнит маховика проходит над ней.

Этот постоянный ток подается по проводу к катушке зажигания, расположенной снаружи двигателя. Иногда точки находились под маховиком для двухтактных двигателей и обычно на распределительном валу для четырехтактных двигателей.

Эта взрывная система работает как все типы систем Кеттеринга, в которых точки открытия активируют коллапс магнитного поля внутри катушки зажигания и генерируют сигнал высокого напряжения, который течет по проводу свечи зажигания к свече зажигания.Выходной сигнал катушки проверяется с помощью осциллографа при каждом включении двигателя, после чего он выглядит как переменный ток. Поскольку время заряда катушки связано с полным оборотом кривошипа, катушка фактически «видит» просто постоянный ток для зарядки внешней катушки зажигания.

Будут существовать некоторые типы электронных систем зажигания, поэтому они не являются зажиганием от разряда конденсатора. В этих типах систем используется транзистор для включения и выключения зарядного тока катушки в подходящее время.Это устраняет проблемы обгоревших, а также изношенных точек, обеспечивая более горячую искру из-за быстрого повышения напряжения, а также времени схлопывания в катушке зажигания.

Модуль DC-CDI

Этот вид модуля работает с аккумулятором, поэтому в модуле зажигания разряда конденсатора используется дополнительная схема инвертора постоянного / переменного тока для увеличения напряжения с 2 В постоянного тока до 400/600 В постоянного тока, чтобы сделать модуль CDI несколько больше. Но автомобили, которые используют системы типа DC-CDI, будут иметь более точную установку угла опережения зажигания, а также двигатель, который можно будет активировать более просто, когда он станет холодным.

Какой лучший CDI?

Не существует лучшей системы разрядки конденсаторов по сравнению с другими, однако каждый тип лучше всего подходит для различных условий. Система типа DC-CDI в основном отлично работает в регионах с очень низкими температурами, а также точно во время зажигания. С другой стороны, AC-CDI проще и не часто вызывает проблемы, потому что он меньше и удобнее.

Система разряда конденсатора нечувствительна к сопротивлению шунта и может мгновенно вызвать несколько искр, поэтому ее можно использовать в различных приложениях без какой-либо задержки после активации этой системы.

Как работает система зажигания в автомобиле?

В транспортных средствах используются различные типы систем зажигания, такие как контактный выключатель, бесконтактный выключатель и зажигание от разряда конденсатора.

Для зажигания искры используется система зажигания с контактным выключателем. Такая система зажигания используется в автомобилях более раннего поколения.

Бесконтактное зажигание также известно как бесконтактное зажигание. В этом типе конструкторы используют оптический датчик, иначе электронный транзистор, как переключающее устройство.В современных автомобилях используется такая система зажигания.

Третий вид — зажигание от конденсаторного разряда. В этой технологии конденсатор внезапно разряжает запасенную в нем энергию с помощью катушки. Эта система способна генерировать искру в меньшем количестве условий, где обычное зажигание может не работать. Такой вид зажигания поможет соответствовать правилам контроля выбросов. Из-за множества преимуществ, которые он предоставляет, он используется как в современных автомобилях, так и в мотоциклах.

Каждый раз, когда вы переключаете ключ для включения двигателя в автомобиле, система зажигания передает высокое напряжение на свечу зажигания в цилиндрах двигателя. Поскольку эта энергия проходит в нижней части свечи через зазор, фронт пламени воспламеняет смесь воздуха или топлива. Систему зажигания в автомобиле можно разделить на две отдельные электрические цепи, такие как первичная и вторичная. Как только ключ зажигания активирован, ток с меньшим напряжением от батареи может проходить через первичные обмотки катушки зажигания, через точки прерывания, а также обратно в батарею.

Как проверить зажигание CDI?

CDI или воспламенение от разряда конденсатора представляет собой спусковой механизм, и он покрыт катушками в черном ящике, который разработан с конденсаторами, а также другими цепями. Кроме того, это электрическая система зажигания, используемая в подвесных моторах, мотоциклах, газонокосилках и бензопилах. Он преодолевает длительное время зарядки, часто связанное через катушки индуктивности.

Мультиметр используется для доступа, а также для проверки статуса блока CDI.Проверка рабочего состояния CDI очень важна, исправна она или неисправна. Поскольку он контролирует свечи зажигания и топливные форсунки, он несет ответственность за правильную работу вашего автомобиля. Есть много причин, по которым CDI становится неисправным, например, неисправная система зарядки и старение.

Если CDI неисправен и подключен к зажиганию, у автомобиля могут возникнуть проблемы, поскольку воспламенение от разряда конденсатора отвечает за накопление энергии искры через свечу зажигания в вашем автомобиле. Таким образом, определить CDI непросто, потому что признаки неисправности, видимые на вашей системной коробке, могут указывать на другой путь.Таким образом, CDI не может вызвать искру, когда он неисправен, поэтому неисправный CDI может вызвать грубую работу, пропуски зажигания, проблемы с зажиганием и остановку двигателя.

Итак, это основные ошибки CDI, поэтому мы должны быть особенно осторожны с проблемами, затрагивающими ваш блок CDI. Если ваш топливный насос неисправен или неисправны свечи зажигания и блок катушек, мы можем столкнуться с аналогичными типами дефектных симптомов. Итак, миллиметр необходим для диагностики этих неисправностей.

Преимущества CDI

К преимуществам CDI можно отнести следующее.

  • Основным преимуществом CDI является то, что конденсатор может быть полностью заряжен за очень короткое время (обычно 1 мс). Таким образом, CDI подходит для приложений, в которых недостаточно времени ожидания.
  • Система зажигания конденсаторного разряда имеет короткую переходную характеристику, быстрое повышение напряжения (от 3 до 10 кВ / мкс) по сравнению с индуктивными системами (от 300 до 500 В / мкс) и более короткую продолжительность искры (около 50-80 мкс). .
  • Быстрый рост напряжения делает системы CDI невосприимчивыми к шунтирующему сопротивлению.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *