Электронная система зажигания. Электронная система зажигания
News RusAutoNet » Электронная система зажигания
Длявоспламенения топливовоздушной смеси в цилиндр в должный момент необходимоподать электрическую искру. Эта задача возложена на электронную системузажигания, входящую в систему управления двигателем. В электронной системезажигания имеются отличия от устанавливаемых на карбюраторные двигателиавтомобилей ВАЗ систем — контактных и безконтактных.
Распределениевысокого напряжения
Угол опережения зажигания
Управлениеуглом опережения зажигания в контактных и бесконтактных системах реализуетсяпосредством механических приспособлений. В зависимости от частоты вращенияколенчатого вала угол хорошо корректируется с помощью центробежного регулятора:в зависимости от нагрузки на мотор коррекция угла хорошо осуществляетсявакуумным регулятором. В контактных системах момент возникновения искрыпроисходит в момент размыкания прерывателя: в бесконтактных — в момент, когдасигнал датчика Холла переходит в высокое состояние из низкого. Моментискрообразования в электронных системах зажигания управляется контроллером.Контроллер определяет нагрузку на двигатель и значение оборотов коленчатоговала и рассчитывает величину базового угла опережения зажигания. После этогоугол может корректироваться — в частности, при обнаружении детонации, онуменьшается. Контроллер после расчета окончательного угла опережения зажиганиявыдает сигнал управления на модуль зажигания — в тот момент, когда движущийся кверхней мертвой точке поршень занимает необходимое положения.
Электроннаясистема зажигания состоит из следующих частей:
- контроллер;
- ДПКВ —датчик положения коленвала;
- шкив,имеющий зубчатый конец;
- модульзажигания;
- высоковольтные провода;
- свечизажигания.
Модуль зажигания
В модульзажигания входят два высоковольтных коммутатора и две катушки зажигания.Катушки зажигания накапливают энергию, необходимую для воспламенения смеси. Вовторичной цепи катушки создается высокое напряжение, которое впоследствии ипередается на свечу зажигания. Катушка состоит из двух — первичной и вторичной— обмоток, индуктивно связанных друг с другом. Принцип работы катушек зажиганияосновывается на законе индукции. При прохождении электрического тока черезпервичную обмотку, сердечник катушки намагничивается и таким образом создаетсясильное магнитное поле вокруг обеих обмоток. Величина тока, который протекаетчерез первичную обмотку, зависит от того, сколько времени идет накопление.Индуктивность первичной обмотки определяет величину энергии системы зажигания(от 40 мДж), накопленной в магнитном поле. Котроллер подает команду, и токпрекращает протекать по первичной обмотке, созданное им магнитное полеисчезает. Когда магнитный поток, который пронизывает витки вторичной обмотки,изменяется, во вторичной обмотке находится ЭДС — электродвижущая силасамоиндукции. Её величина зависит от величины накопленной энергии, от того,насколько качественно намотаны катушки, а также от коэффициента трансформациикатушки. Последний параметр — это отношение количества витков вторичной обмоткик тому же показателю первичной. Величина ЭДС пропорциональна скорости, скоторой изменяется магнитный поток.
Прибольшом коэффициенте трансформации и высокой скорости изменения магнитногопотока во вторичной обмотке ЭДС наводится с величиной более 300 кВ. Включение ивыключение тока, протекающего по первичной обмотке, осуществляется с помощьюкоммутатора. Время включенного состояния рассчитывается контроллером взависимости от оборотов коленчатого вала в данный момент и напряжения борсети.Контроллер передает управляющий сигнал на коммутатор. Во время накопления —включенное состояние — ток, протекающий по первичной обмотке, возрастает дооптимального значение. Это значение должно обеспечивать максимальную величинузапасаемой энергии. Если время включенного состояния слишком велико, катушкаработает с насыщением. Это приводит к снижению КПД и перегреву катушкизажигания. Включение первичного тока во вторичной обмотке приводит киндуцированию нежелательного напряжения величиной 1000-2000 В — это напряжениевключения. Однако необходимости в дополнительных мероприятиях для подавленияпоявления нежелательной искры нет — такое подавление обеспечивается высокимпробойным напряжением двух последовательно включенных свечей.
Высоковольтные провода
Высоковольтныепровода обеспечивают подачу высокого напряжения с катушки на свечи зажигания.Высоковольтный провод — это облаченная в силиконовую изоляцию токопроводящаяжила с контактными высоковольтными наконечниками на концах. Сопротивлениевысоковольтного провода составляет 6-15 кОм. Это значение принимается для того,чтобы снижать уровень возникающих в момент искрообразования электромагнитныхпомех.
Свечи зажигания
Длявоспламенения топливовоздушной смеси используются свечи зажигания. Во времяувеличения напряжения во вторичной цепи до необходимой величины пробоя междуцентральны электродом и боковым электродом свечи становится токопроводящимискровой промежуток, в катушке зажигания запасенная энергия преобразуется ввоспламеняющую топливовоздушную смесь искру. Для пробоя искрового промежутканеобходимо напряжение, величина которого зависит от геометрии электродов,величины зазора между ними, коэффициента избытка воздуха смеси, давления вкамере сгорания в момент воспламенения. Чем больше давление в КС, тем большенапряжение пробоя.
Важнейшимихарактеристиками свечей зажигания являются длина искрового промежутка икалильное число. Второй показатель — это количество тепла, отводимое свечой изкамеры сгорания. При низком калильном числе свеча зажигания во время рабочегоходя поршня сильно нагревается, она плохо отводит тепло, и до поступления новойпорции топливовоздушной смеси в цилиндр не успевает остыть. Из-за этогопроисходит преждевременное зажигание, называемое калильным и реализуемым не отискры. При слишком высоком калильном числе детали свечи остаются недостаточнопрогретыми, и свеча перестает самоочищаться. Изолятор и электроды загрязняютсянагаром и в итоге возникают перебои в искрообразовании. Наилучшая температурасамоочищения свечи составляет 400-900 градусов.
Качествосгорания топливовоздушной смеси зависит от другого параметра свечи — длиныискрового промежутка. При увеличении длины искрового промежутка воспламенениепроисходит увереннее. Но максимальное значения расстояния между электродамиограничивается величиной максимального вторичного напряжения катушки, а такжетем, с какой скоростью вторичное напряжение нарастает. Последнее, в своюочередь, зависит от конструктивных особенностей катушки, от свечей зажигания,от высоковольтных проводов. Свечи зажигания, которые устанавливаются навпрысковые автомобили ВАЗ, имеют калильное число 17, длину искрового промежутка— от 1 до 1.1 мм.
Датчик положения коленчатого вала
Дляобеспечения оптимального управления мотором, контроллер системы управления влюбой момент времени должен получать информацию о том, какое точное положениезанимают поршни в цилиндрах относительно ВМТ. Для реализации такой возможностишкив привода генератора имеет зубчатый венец. На венце используется расчетноеколичество зубьев — 60, два из них при этом отсутствуют. Величина межзубьевогоуглового расстояния — 6 градусов. Вместе с зубчатым шкивом используется датчикположения коленвала — ДПКВ — который устанавливается на специальный кронштейн,на крышку масляного насоса. Между зубчатым шкивом и ДПКВ остается воздушныйзазор величиной от 0.7 до 1.1м. ДПКВ включает в себя обмотку с сердечником ипостоянный магнит. Когда зубчатый шкив вращается, магнитный поток вмагнитопроводе ДПКВ изменяется, и в его обмотке наводятся импульсы напряженияпеременного ток.
Чембольше частота вращения коленчатого вала, тем больше амплитуда импульсов. Крометого, амплитуда импульсов изменяется также в зависимости от расстояния междузубчатым веном и датчиком. Шкив устанавливается на валу таким образом, чтобыпри совмещении оси ДПКВ с серединой его первого зубца поршни 1 и 4 цилиндровнаходились точно за 114 градусов до ВМТ. Когда двигатель начинаетпрокручиваться, контроллер анализирует полученный от ДПКВ сигнал и стараетсявыделить на венце шкива два пропущенных зубца, которые идут перед первым зубом.Как только контроллер синхронизируется, становится возможным рассчитать уголопережения зажигания, управление форсунками и модулем зажигания, фазы впрыскатоплива. Сигнал с датчика также используется для расчета скорости вращенияколенчатого вала и его ускорения.
rusauto.net
схема и типы системы, блок зажигания
1159 ПросмотровОт исправной работы системы зажигания зависит эффективность работы двигателя внутреннего сгорания: его характеристики, экономичность и, разумеется, ресурс работы. Все эти характеристики зависят и от типа системы зажигания, которая устанавливается на автомобиль. Сегодня мы расскажем о том, что такое электронная система зажигания, как она устроена и почему именно такой вид систем пользуется наибольшей популярностью на сегодняшний день.
Основные составляющие
Вообще говоря, все виды систем зажигания несколько похожи: основная часть функциональных элементов является базовой и предоставляется для установки всех, без исключения, видов устройств. Электронное зажигание — не исключение из правил, хотя для работы бесконтактных узлов применяется целая система датчиков, без которых работа устройств бесконтактного вида оказалась бы невозможной.
Схема электронного зажигания автомобиля представлена бесконтактным датчиком, распределителем, свечами зажигания, коммутатором, катушкой, монтажным блоком, реле и непосредственно замком зажигания.
Очевидно, что управление зажиганием карбюраторного ДВС производится путем взаимодействия с замком зажигания: как только ключ проворачивается в замке, аккумуляторная батарея переводит ток на катушку и распределитель, которые начинают функционировать и образовывать искру.
Обо всем по порядку. Датчик Холла располагается непосредственно в корпусе распределителя и имеет вид небольшого прямоугольного блока. Он устроен таким образом, чтобы иметь возможность подавать импульсы различной мощности, путем взаимодействия электрического и магнитного полей. Датчик холла обладает достаточно большим потенциалом, а потому его ресурса хватает на несколько сотен тысяч пробега.
Монтажный блок имеет вид цилиндра и располагается между катушкой и замком зажигания. Электронное зажигание устроено таким образом, что для образования искры в автомобиле необходимо напряжение, достигающее нескольких десятков киловольт. Такую задачу выполняет катушка, имеющая две обмотки и представляющая собой миниатюрный трансформатор.
Тем не менее, катушка и датчик Холла должны получать импульсы со строго заданным периодом возникновения, а микропроцессорная система зажигания может это осуществить путем введения специальной платы. Монтажный блок содержит в себе «мозги» системы и выполняет все перечисленные задачи.
Катушка, как уже было сказано, имеет вид цилиндра и играет роль трансформатора. От нее импульсы передаются распределителю-прерывателю, который имеет один провод на входе и четыре на выходе. Входящий провод подает ток высокого напряжения, сила которого способна разжечь топливную смесь в камере сгорания. Получая определенные импульсы, датчик Холла определенным образом перераспределяет ток по одному из проводов, подключенных к свече, чтобы искра попала в камеру в тот момент, когда цилиндр будет наполнен смесью и находится в верхней мертвой точке.
Принцип работы
Несмотря на то, что электронное зажигание является на сегодняшний день самой современной системой, устройство ее не так сложно, как это может показаться на первый взгляд.
На карбюраторном двигателе устанавливается система, включающая в себя перечисленные выше устройства, включая блок электронного зажигания, который также располагается в подкапотном пространстве и выполняет свою, строго определенную функцию.
Все начинается с поворота ключа в замке зажигания автомобиля. Сначала замыкается цепь, которая соединяет саму АКБ и систему зажигания, включая все ее составляющие. В тот же момент начинает вращаться стартер, который раскручивает валы двигателя, впрыскивающие в камеры сгорания топливную смесь.
В этот же момент начинает вращаться распределитель, вал которого механически подключен к распределительному валу. Распределитель вращается таким образом, чтобы импульсы датчика Холла вырабатывались около контактов одной из четырех свечей.
Катушка при этом неизменно превращает ток аккумулятора, имеющий значение 12 вольт, в мощный импульс ступенчатого вида величиной 30–35 киловольт. Управление катушкой и распределителем осуществляется посредством системы плат и датчиков, встроенных в монтажный блок. По своей сути, это искусственный интеллект, который автоматически корректирует угол опережения зажигания, необходимый для того, чтобы смесь загоралась в строго необходимые моменты времени при различных режимах работы ДВС.
Управление изменением угла опережения зажигания на автомобиле позволяет добиться сразу нескольких положительных моментов. Во-первых, уменьшается нагрузка на двигатель, поскольку топливо загорается ровно в те моменты, когда поршень максимально разгружен и готов к дальнейшему перемещению вдоль цилиндра. Во-вторых, значительно сокращается расход топлива, поскольку достигается более рациональное его использование во время совершения такта.
Резюме
Электронная система зажигания на автомобилях с карбюраторными двигателями позволила значительно повысить ресурс как самого ДВС, так и различных вспомогательных систем. Кроме того, таким образом на свече вырабатывается искра большей мощности, что позволяет достичь более легкого старта даже в сильный мороз.
portalmashin.ru
Электронное зажигание | Система зажигания
Электронное зажигание теперь устанавливается почти на все транспортные средства с искровым зажиганием, потому что традиционная механическая система имеет ряд существенных недостатков:
- проблемы с контактными прерывателями, из которых едва ли не самая худшая — ограниченный срок службы;
- ток, текущий в первичной цепи зажигания, ограничен величиной около 4 А, иначе или произойдет повреждение контактов, или, по крайней мере, срок их службы серьезно сократится;
- законодательство требует строгого ограничения вредных выбросов, следовательно, настройка момента зажигания должна быть стабильной в течение длительного периода времени, что контактные системы не могут обеспечить;
- более бедные смеси требуют большей энергии искры, чем способны обеспечить механические системы, чтобы даже при очень высокой частоте вращения двигателя гарантировать успешное зажигание.
Эти проблемы могут быть преодолены при использовании мощного транзистора, выполняющего функцию переключения тока, и генератора импульсов, обеспечивающего сигнал зажигания. Самые первые конструкции электронного зажигания использовали в качестве источника такого сигнала существующие контактные прерыватели. Это было шагом в правильном направлении, но не преодолевало все механические ограничения, например, скорость размыкания контактов и непостоянство момента зажигания. Большинство (если не все) систем в настоящее время — это системы с постоянной энергией искры, гарантирующие высококачественное зажигание даже при высокой частоте вращения двигателя. На рисунке показана схема стандартной электронной системы зажигании.
Рис. Электронная система зажигания
ustroistvo-avtomobilya.ru
Электронная система зажигания автомобилей
Ранее мы говорили об особенностях контактного и бесконтактного зажигания, теперь пришел черед раскрыть вопрос, касающиеся и электронной системы зажигания автомобилей, которая сейчас устанавливается на преимущественном большинстве современных автомобилей, и является самым совершенным видом.
Из чего состоит электронная система зажигания?
Конечно же, электроника не может работать без электронного блока управления, датчика положения коленвала, специальных свечей зажигания, которые рассчитаны именно на электронный тип, высоковольтные провода и сам модуль зажигания.
В принципе, типичный комплект системы зажигания. Главное его отличие – это наличие блока управления и датчиков.
Принцип работы
Всем процессом работы: подача искры, распределение ее по свечам, управляет электроника. К тому же, электронная система зажигания является не отдельным компонентом, а составляющей частью системы управления двигателем.
Основываясь на работе датчиков: датчик положения коленвала, датчик частоты его вращения и датчик массового расхода воздуха — электронный блок принимает решение о распределении зажигания, о моменте подачи искры. Разумеется, в блок управления прописаны определенные команды, которые выполнятся после получения данных с выше указанных датчиков и анализа ситуации самим блоком.
Как видите, электронное зажигание полностью лишено механического составляющего, а от бесконтактного отличается тем, что управление осуществляет электронный блок.
Достоинства и недостатки электронного зажигания
Среди основных преимуществ электронного зажигания – это, конечно же, более мощная искра, что с одной стороны, обеспечивает ровную и стабильную работу двигателя, с другой, позволяет легко запускать мотор абсолютно в любых условиях, при любых температурах. Во-вторых, электронное зажигание не нужно регулировать, так как оно само определяет себе характер работы. Вмешательство человека в систему зажигания вообще не требуется.
Недостаток вполне типичный для электронной системы – это сложность ее устройства и дороговизна основных компонентов. К примеру, даже замена того же датчика положения коленчатого вала может влететь в копеечку.
Впрочем, срок службы у электронного зажигания в разы превышает срок бесконтактного, а уж тем более, контактного. Несмотря на имеющиеся недостатки, электронное зажигание является самым лучшим на сегодняшний день.
Читайте также:
Ремонт глушителя своими руками Если в вашей жизни наступил день "Х", когда автомобиль перестал мурчать, как котенок, а заревел, словно голодный медведь, не спешите подыскивать варианты старому, прогоревшему глушителю, ведь вполне возможно, что поправить положение можно с помощью ремонта, который, к тому же, можно сделать еще и своими ...
Регулировка фар своими руками Считается, что произвести регулировку фар автомобиля можно только на специализированном сервисе, где имеются необходимое оборудование, стенды и т.д. Конечно, это предпочтительно, но никто не исключал возможности регулировки фар своими руками, ведь большинство из нас именно так и ...
Промывка дизельных форсунок Одной из часто возникающих проблем с дизельным двигателем, является сбой в работе топливных форсунок. Конструктивные особенности дизельного мотора, низкокачественное топливо – все это со временем приводит к проблемам, связанным с форсунками. Мотор начинает работать нестабильно, повышается расход топлива, двигатель запускается неохотно, а из выхлопной трубы вырываются клубки черного дыма. Все ...
pro-tachku.ru
