Многоискровая система зажигания. Зажигание многоискровое
Многоискровое зажигание и увеличение продолжительности зажигания
1 - электронная система зажигания; 2 - стандартная система зажигания
Приведенные графики показывают результаты серии контрольных испытаний, в которых контактная и бесконтактная системы зажигания были тщательно оптимизированы. Хотя увеличение мощности и экономии было типичным для этих систем, начальный прирост мощности и экономичности были только частью истории. После 16 000 км эксплуатации электронное зажигание по-прежнемуобеспечивало мощную и своевременную искру. За это же время высокое напряжение в контактной системе зажигания заметно снизилосьиз-заэрозии контактов и износа блока, трущегося о кулачок вала.
Наибольшим преимуществом любой электронной бесконтактной системы зажигания является уменьшение необходимого текущего обслуживания распределителя зажигания. Это означает, что система зажигания будет работать с максимальной эффективностью в течение долгого времени, обеспечивая оптимальную экономию топлива и эффективность работы. Однако уменьшение объема обслуживания не означает полного его отсутствия. Большинство электронных систем зажигания по-прежнемуиспользуют механические устройства для увеличения или уменьшения угла опережения зажигания. Эти механизмы опережения зажигания требуют периодической проверки и обслуживания. Работа и настройка этих систем описаны в следующих разделах этой главы.
В последние годы развитие многоискровых систем и систем зажигания с увеличенной продолжительностью искры добавили уникальные возможности как "усиленным", так и обычным системам зажигания. Вместо образования единственной короткой искры для зажигания эти системы выдают несколько высоковольтных искр или одну большей продолжительности. В многоискровых системах число искр за цикл зажигания может доходить до
шести, когда промежуток времени между тактами рабочего хода самый большой. Когда обороты двигателя возрастают, количество искр уменьшается примерно до двух при высоких оборотах. В системах зажигания с увеличенной продолжительностью искры одна искра большой длительности проскакивает между электродами свечи, тогда как многоискровые системы выдают несколько искр на свече. В обоих случаях зажигание топливовоздушной смеси происходит более полно и сравнимо с качеством зажигания двигателей, оснащенных несколькими свечами зажигания.
Вместо генерации одной короткой искры многоискровые системы зажигания, подобные показанной здесь системе зажигания MSD от фирмы A UTOTRONIC CONTROLS, обеспечивают образование нескольких искр. На холостом ходу, когда промежуток времени между циклами рабочего хода самый большой, выдается не менее 6 искр, но их количество снижается до 2 при высоких оборотах двигателя.
Потенциальная мощность увеличивается у многоискровых систем или у систем с продолжительной искрой. Зависит она от характера распространения пламени в камерах сгорания. Некоторые головки блока цилиндров имеют конструкцию камер сгорания, которая обеспечивает нужную турбулентность распространения пламени; головки с неразделенными камерами сгорания небольшого объема обычно подпадают под эту категорию. Двигатели с такими головками обеспечивают очень малый прирост мощности от многоискрового зажигания или его может даже не быть вообще. С другой стороны, головки блока цилиндров с камерами сгорания неразделенного типа обычно обеспечивают медленные скорости распространения фронта пламени. На этих двигателях мощная искра большой продолжительности почти всегда повышает мощность, хотя невозможно предсказать этот прирост на конкретном двигателе. Он может составлять от практически нулевого до величины почти в 5%. Измеренный прирост мощности добавляется к приросту, обеспечиваемому хорошей системой электронного зажигания с оптимизированным моментом впрыска.
studfiles.net
Инженер Михаил Штарбекер - Многоискровое зажигание
Многоискровое зажигание
Модификации Прайс – лист Заказать
ЭГИ "Дуга"
Электронный генератор искрообразования (ЭГИ) “Дуга” (Патенты России на изобретение №2115016 «Система зажигания» и №2154188 «Система зажигания») предназначен для установки на автомобили с бензиновыми двигателями, оснащёнными одной катушкой зажигания. ЭГИ работает совместно со штатной катушкой зажигания и обеспечивает мощное регулируемое многоимпульсное искрообразование, позволяющее значительно повысить эффективность воспламенения и сжигания бензинового топлива.
ЭГИ снабжен датчиком детонации, что позволяет в зависимости от режима работы двигателя и качества топлива автоматически устанавливать оптимальный угол опережения зажигания по критерию детонации.
ЭГИ повышает устойчивость работы двигателя на холостом ходу с одновременным уменьшением токсичности отработавших газов и выхлопного дыма. Снижает ~ 5% эксплуатационный расход топлива. Увеличивает момент вращения на валу двигателя и улучшает динамику движения автомобиля, существенно облегчает холодный пуск, допускает применение некачественного бензина. Продлевается срок службы силиконовых высоковольтных проводов, за счет автоматической компенсации потерь мощности искрового разряда, возникающего на большом омическом сопротивлении проводов. Уменьшает нагар на изоляторах свечей зажигания, в результате чего увеличивается срок службы свечей зажигания и бегунка распределителя. Для обеспечения возможности продолжения движения автомобиля при выходе из строя контактной группы или датчика в распределителе зажигания в ЭГИ предусмотрен режим аварийной генерации импульсов зажигания.
ЭГИ позволяет также осуществлять диагностику утечек свечей зажигания и выжигания проводящего нагара.
В случае необходимости ЭГИ может быть подключен в режиме противоугонного устройства.
Для улучшения характеристик искрового разряда при температурах ниже -40° С в ЭГИ имеется режим предварительного автопрогрева.
ЭГИ «Дуга» эксплуатируется со всеми известными типами катушек зажигания с одной высоковольтной обмоткой. Блок обеспечивает:
- автоматическое увеличение энергии искрового разряда при понижении температуры окружающей среды;
- автоматическую компенсацию потерь энергии в высоковольтных проводах, обладающих повышенным внутренним сопротивлением, а, следовательно, энергия высоковольтного разряда при использовании таких проводов не уменьшается;
При эксплуатации ЭГИ «Дуга» исключается подгорание контактов контактной группы датчика-распределителя из-за сравнительно малых токов, которые он коммутирует. Подгорание контактов приводит:
- к увеличению сопротивления в замкнутом состоянии, а, следовательно - уменьшению тока через катушку и уменьшению энергии искры;
- увеличению зазора между контактами контактной группы прерывателя;
- уменьшению времени накопления энергии, изменению угла опережения зажигания, уменьшению скорости прерывания тока и понижению напряжения высоковольтного разряда.
Применение ЭГИ «Дуга» исключит жесткие требования к величине зазора между контактами контактной группы датчика-распределителя т.к. нет накопления энергии в катушке зажигания. Более мощная и длинная искра, создаваемая блоком, намного уменьшает требования к точности изготовления и стабильности пружин центробежного регулятора датчика-распределителя, точности изготовления валика и величине его биений, возникающих при работе двигателя. Применение блока позволит снизить токсичность выбросов, снизит расход топлива, увеличит приeмистость и крутящий момент на валу двигателя автомобиля.
“Двуполярный” характер высоковольтного разряда позволяет уменьшить износ свечей зажигания.
Более высокая энергия искрового разряда обеспечивает:
- выжигание, образовавшегося при работе на переобогащенной смеси, нагара на электродах свечи;
- стабильный запуск двигателя при “залитых“ свечах;
- запуск двигателя при наличии водного конденсата в межэлектродном промежутке свечей.
Импульсный характер «пакет импульсов» высоковольтного разряда в межэлектродном промежутке свечей зажигания и его повышенная энергия приводят к увеличению объема озона, генерируемого в этом промежутке. Поскольку озон является более сильным окислителем, чем кислород, то реакция горения проходит более полно.
При регулировке режима холостого хода возможно снизить уровень СО на порядок по сравнению с рекомендуемым для автомобиля не опасаясь “зажать” двигатель. При этом увеличения уровня СН не обнаружено.
Использование блока совместно с коммутатором позволяет убрать первую «паразитную» искру, возникающую при включении питания. Такая искра может вывести из строя бегунок, крышку датчика-распределителя, катушку зажигания или сам коммутатор.
В комплектацию прибора входит датчик детонации, что позволяет в зависимости от режима работы двигателя и качества топлива автоматически устанавливать оптимальный угол опережения зажигания по критерию детонации.
Изменив на 20-30 % производительность основных воздушных жиклеров первой и второй камер карбюратора можно обеднить топливную смесь на основных режимах работы двигателя. Блок позволяет работать на такой обедненной смеси. При этом уменьшается расход топлива и токсичность выбросов отработанных газов.
Функционирование блока при пониженном напряжении питания (до 6 вольт) без ухудшения своих характеристик на малых оборотах, позволяет обеспечить запуск двигателя даже при разряженном аккумуляторе (конечно при условии, что стартер запускается!). При этом на пусковых оборотах, например, 200 об/мин энергия искры превышает “штатную” в 20-25 раз. С уменьшением частоты вращения при разряженном аккумуляторе (пониженная температура), энергия искры возрастает и при частоте пусковых оборотов 30 об/мин, - больше штатной приблизительно на два порядка.
Блок ограничивает частоту вращения двигателя на уровне 7200 об/мин, что поможет избежать нежелательных последствий работы двигателя на больших оборотах.
Блок сохраняет работоспособность при напряжении выше 18 вольт. В случае если напряжение питания превысит 22 ± 2 вольта, блок перестает выдавать высоковольтные импульсы на катушку зажигания. Обороты уменьшаются, и напряжение падает. Такой режим в ряде случаев поможет сохранить всю электрическую часть автомобиля при выходе из строя реле-регулятора напряжения.
Блок имеет защиту от короткого замыкания силового выхода (выход на катушку) на землю и допускает работу без нагрузки (силовой выход не подсоединен к катушке зажигания).
Возможна проверка системы зажигания “на искру”, но при этом следует помнить, что из-за высокой энергии высоковольтного разряда в случае создания зазоров больше 20 мм может произойти пробой в катушке зажигания. Следует учесть, что при работающем двигателе держать высоковольтный провод в руках категорически запрещается.
При установке угла опережения зажигания нет необходимости в использовании дополнительного индикатора. Момент искрообразования хорошо определяется по отчетливо слышимому характерному звуку. Операцию установки можно производить сколь угодно долго, не опасаясь подгорания контактов контактной группы датчика-распределителя.
В связи с хорошими пусковыми качествами, обеспечиваемыми блоком, аккумулятор в режиме больших нагрузок (при пуске двигателя) находится непродолжительное время, что положительно сказывается на его работе и продлевает срок службы. Если электрические цепи автомобиля исправны, а система заряда работает нормально, то нет необходимости снимать аккумулятор для подзарядки. Нужно только не забывать следить за уровнем электролита.
Блок сохраняет работоспособность при температуре окружающей среды от -60° С до +85° С.
Цепь питания блока защищена предохранителем. В случае выхода прибора из строя возможен быстрый переход на штатную систему зажигания.
Блок имеет режим автоматической генерации высоковольтных импульсов, поступающих на катушку зажигания. Наличие такого режима позволит продолжить движение при выходе из строя контактной группы или датчика Холла, датчика-распределителя. Этот же режим можно использовать для просушки свечей зажигания.
Гарантийный срок эксплуатации - 12 месяцев. В течение этого срока изготовитель обязуется произвести ремонт блока за свой счет. Изготовитель не принимает претензий, если прибор имеет механические повреждения.
Модификации Прайс – лист Заказать
Многоискровое зажигание MegaDoski
dlyaavto.ucoz.ru
Многоискровая система зажигания
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советскими
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20 . 04. 79 (24 ) 2763837/24-21 (31 j М. КИ. с присоединением заявки №
02 P 3/06
Государственный комнтет
СССР ао делам нзобретеннй н. открытнй (23) Приоритет
Опубликовано 2309.82. Бюллетень ¹ 35 (331УДК 621. 374. .38(088.8) Дата опубликования описания 2309,82. ч г
A.Í. Алексеев, В.A. Воробьев и В.И. Чеплан ву,:" г (72) Авторы изобретения г
Научно-исследовательский и экспериментальный институт, автОмобильного электрооборудования и автоприборов (71) Заявитель (54) NHOFOHCKPOBA8 CHCTEMA
Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам зажигания с накоплением энергии в емкости и может быть использовано в автомобильной промышленности для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоискровая система зажигания, содержащая последовательно соединенные . транзистор, к цепи управления которого подключен генератор импульсов, и первичную обмотку импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель, накопительный конденсатор H тиристбр подключена к первичной обмотке"катушки зажигания, и формирующую цепочку, состоящую.иэ последовательно соединенных формирующего конденсатора, диода и резистора, связанных с выходной цепью транзистора через диод и стабилитрон. Клемма соединения диода и резистора через формирующую цепочку подключена к управ-. ляющей цепи генератора. импульсов (1), Однако в системе возможно получе" ние количества искр больше двух, при этом емкость формирующего конг денсатора необходимо увеличивать, причем она должна быть тем больше, чем большее количество искр требуется получить, что, в свою очередь, приводит к увеличению массогабаритных показателей как конщзнсатора, так и всей систеььт в целом. Кроме того, увеличение емкости снижает
30 Кпд систеьвд. .Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей путем уменьшения установленной мощ.ности формирующего конденсатора.
Поставленная цель достигается темт что многоискровая система зажигания, содержащая последовательно соединенные транзистор, к цепи управления которого подключен генератор импульсов, и первичную обмотку импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель,накопительный конденсатор и тиристор подключена к первичной обмотке ка.тушки зажигания, и формирующую цепоч25 ку, состоящую из последовательно соединенных формирующего конденсатора, диода и резистора, связанную с выходной цепью транзистора, клемма соединения диода и резистора через
30 формирующее устройство подключена
960 45". к управляющей цепи генератора импульсов, снабжена дополнительным резистором, подключенным параллельно формирующему конденсатору, а указанная формирующая цепочка подключена непосредственно к выводам первич- 5 ной обмотки импульсного трансформатора, На чертеже изображена принципиальная электрическая схема системы зажигания. 10
Система содержит генератор 1 импульсов, транзистор 2, импульсный трансформатор 3, выпрямитель 4, накопительный конденсатор 5, тиристор
6 со схемой 7 управления, формирующую цепочку, состоящую из формирующего конденсатора 8, зашунтированного резистором 9 с зарядной цепью
10, представляющей собой последовательно соединенные резистор и диод, 20 причем формирующая цепочка подключена непосредственно к выводам первичной обмотки импульсного трансформатора 3. Общая точка резистора 11 и анода диода 12 через согласующую цепь 13 соединена с входом генератора 1. Согласующая цепь представляет собой дифференцирующую цепочку, состоящую из стабилитрона 14, конденсатора 15, резистора 16 и диода 17. .Для запуска генератора 1 на его вход подается сигнал от датчика (контактного, бесконтактного ) или другого управляющего узла. При этом с выхода генератора снимаются импульсы напряжения, коммутирующие транзисторы 2. Когда транзистор 2 находится в открытом состоянии, через первичную обмотку импульсного трансформатора 3 протекает ток и в обмотке запасается электромагнитная 40 энергия. В момент запирания транзистора 2 н обмотках трансформатора
3 индуктируется импульс ЭДС. Амплитуда импульса зависит от величины энергии, запасенной в первичной об- 45 мотке. Импульс ЭДС через выпрямитель 4 заряжает конденсатор 5. При поступлении сигнала на схему 7 управления открывается тиристор 6, и конденсатор 5 разряжается на первичную обмотку катушки зажигания.
Импульсом напряжения, возникающим после запирания транзистора 2, через зарядную цепь 10 заряжается конденсатор 8. На резисторе 11 возникает импульс напряжения, вызванный током заряда конденсатора 8. Этот импульс через дифференцирующую цепочку поступает на вход генератора импульсов. При этом происходит повторное срабатывание, и процессы повторяются. Конденсатор 8 к мЬменту поступления очередного зарядного им-, пульса успевает разрядиться через шунтирующий его резистор 9. Благодаря этому на резисторе 11 опять возникает импульс напряжения, и происходит вновь срабатывание всей схемы.
Сопротивление резистора 9 выбирается таким образом, чтобы конденсатор 8 к моменту прихода следующего зарядного импульса разрядился не полностью.
Благодаря этому импульсы, возникающие на резисторе 11, с каждым последующим срабатыванием схемы уменьшаются по амплитуде до нуля.
Таким образом, при пуске двигателя на свечу зажигания поступает не,сколько искр при каждом такте. Подбо.
I ром сопротивления резистора 9 можно регулировать количество искр в "пачке". При увеличении частоты вращения конденсатор 8 не успевает разряжаться и многоискрового зажигания не происходит, т. е. многоискровое зажигание имеет место только в режиме пуска и минимальных оборотов холостого хода двигателя, что обеспечивает экономичную и безотказную работу двигателя внутреннего сгорания.
Формула изобретения
Многоискровая система зажигания, содержащая последовательно соединенные транзистор, к цепи управления которого подключен генератор импульсов, и первичную обмотку импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель, накопительный конденсатор и тиристор подключена к первичной обмотке катушки зажигания, и формирующую цепочку, состоящую из последовательно соединенных формирующего конденсатора, диода и резистора, связанную с выходной .цепью транзистора, клемма соединения диода и резистора через формирующее устройство подключена к управляющей цепи генератора импульсов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей путем уменьшения. установленной мощности формирующего конденсатора, она снабжена дополнительным резистором, подключенным параллельно формирующему КоН денсатору, а укаэанная формирующая цепочка подключена непосредственно к выходам первичной обмотки импульсного трансформатора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Р 3677254, кл. F 02 Р 3/06, 1971 (прототип).
960459
Составитель Я. Кецарис
Редактор В. Дайко . Техред М.Коштура
Корректор Е. Рошко
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 7227/41 Тираж 552
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
www.findpatent.ru
Все о системе зажигания
Какую систему использовать
Контактная система зажигания IDI (подобная показанной здесь системе с двойными контактами в распределителе фирмы MALLORY) обеспечивает мощность, сравнимую с большинством электронных систем зажигания.Когда мы рассмотрели основы, можно перейти к специфике выбора и настройки системы зажигания для оптимизации эффективности работы и мощности двигателя.До середины 70-х и контактная система зажигания была обычной системой просто потому, что она использовалась практически на всех автомобилях с бензиновыми двигателями. Автомобили с форсированными двигателями использовали системы с двойными контактами, но система зажигания с контактным прерывателем была единственной системой, имеющейся в распоряжении автомобилестроителей. 80-е и 90-е годы изменили ситуацию полностью. Теперь системы зажигания с контактным прерывателем на новых автомобилях практически не используются, хотя почти все автомобили по-прежнему используют конструкцию Кеттеринга с катушкой зажигания. Термин "обычная" теперь подразумевает управляемую компьютером систему контроля двигателя, в которой некий электронный "черный" ящик не только управляет зажиганием, но также процессом карбюрации или дозировкой впрыска топлива, моментами переключения передач в автоматической трансмиссии и др. Несмотря на все вышесказанное, контактные системы зажигания, вероятно, будут использоваться и после 2000 года, так как они могут обеспечить более чем точный процесс воспламенения смеси в форсированных двигателях при условии правильной работы, о чем будет сказано далее.
"Обычная" система зажигания с контактным прерывателем
Но это не значит, что контактные системы зажигания являются практически такими же хорошими, как и электронные системы, или что все контактные системы являются одинаковыми. Двумя главными недостатками контактных систем зажигания являются следующие:· Искра со временем ухудшается.· Для очень высоких оборотов двигателя (примерно выше 7000 об/ мин контакты являются не очень практичным устройством.Во-первых, рассмотрим проблему износа. В обычных системах зажигания с контактами, где нет никакой электроники для управления переключением катушки зажигания, поверхности контактов подают и отключают напряжение к первичной обмотке катушки зажигания. Это приводит к искрению и преждевременной эрозии поверхности контактов, нарушению регулировки зазора между контактами и снижению значения генерируемого высокого напряжения. Но это еще не все, что изнашивается при замыкании и размыкании контактов. Трущийся блок, который движется поверх кулачка на оси распределителя и действует на контакты, со временем стирается и все больше и больше изменяет регулировку контактов. Таким образом, контакты требуют регулярной регулировки и периодической замены для обеспечения хорошей работы системы.
В дополнение к износу, определяемому визуально, возвратная пружина контактов со временем ослабляет свое усилие. В некоторых случаях натяжение пружины может не соответствовать требуемому. В любом случае, если усилие пружины спадает ниже определенного уровня, движение контактов более не будет следовать за кулачками распределителя, и контакты будут перекашиваться и "сползать", не обеспечивая надежного соединения. Это уменьшает время замкнутого состояния контактов и не дает катушке зажигания полностью отдать свой "магнитный заряд".
Измеритель угла замкнутого состояния контактов может быть использован для определения смещения контактов. Если имеет место резкий спад угла замкнутого состояния контактов при увеличении оборотов двигателя, то максимальное число оборотов для контактов почти наверняка было превышено. Эта проверка легче всего производится на устройстве для проверки распределителей, однако, даже без оборудования для проверок пропуски зажигания на высоких оборотах в контактной системе зажигания обычно происходят из-за перекоса или смещения контактов, и это следует проверять в первую очередь.
Износ является проблемой у контактных систем зажигания. Контакты прерывателя подают и отключают напряжение на первичной обмотке катушки зажигания. Искрение на контактах разрушает поверхности. Также со временем изнашивается трущийся блок, который контактирует с кулачком, находящимся на валу распределителя и при этом изменяется регулировка контактов.Если у вас есть подозрение на перекос или вибрацию контактов, то установите новые контакты, предназначенные для использования в форсированных двигателях. Если ваш двигатель способен развивать очень высокие обороты, то вы можете приобрести специальные контакты, которые будут обеспечивать надежную искру при оборотах, превышающих 9000 об/мин. Однако усилие пружины при этих проверках такое высокое, что контакты имеют очень ограниченный срок службы, и они также воздействуют на подшипники распределителя. Если вам нужна такая возможность работы на высоких оборотах, примите решение сами и откажитесь от использования контактов. Установите бесконтактную систему зажигания.
Измеритель угла замкнутого состояния контактов используется для определения вибрации контактов. Если имеет место резкий спад угла замкнутого состояния контактов, максимальные обороты для контактов почти наверняка были превышены.Бесконтактные электронные системы зажигания
Наиболее важным улучшением системы зажигания за последние 100 лет была замена механических контактов на электронный "переключатель", который не подвержен механическому износу. В распределителе, в том же самом месте, где находились контакты, находится устройство, "чувствующее" положение распределителя с помощью магнитного якоря и прерывания луча света или какой-то другой технологии. Это устройство (датчик) посылает импульс низкого напряжения на транзисторный усилитель, расположенный в отдельном транзисторном модуле управления, который подключает и отключает напряжение на первичной обмотке катушки зажигания. Такие электронные приборы не изнашиваются (в нормальных условиях) и не подвержены механическим ограничениям типа вибрации контактов. Фактически, скорость переключения таких устройств намного больше, чем нужно даже самым высокооборотистым двигателям.
Очень важна замена механических контактов электронным "переключателем", который не подвержен механическому износу.
Изменение угла замкнутого состояния контактов в электронной системе зажигания 1 - угол замкнутого состояния контактов (УЗСК) при 600 об/мин; 2-УЗСК при 1500 об/мин; 3-УЗСК при 2500 об/мин; 4-УЗСК при 4500 об/мин.Кроме повышения максимально допустимых оборотов двигателя и надежности работы многие электронные системы зажигания обеспечивают дополнительные преимущества. Контактные системы зажигания ограничиваются промежутком времени, соответствующим углу замкнутого состояния контактов, когда в системе восстанавливается магнитное поле — между разрядами, соответствующими искрообразованию. Электронное управление, не ограничиваемое размыканием или замыканием контактов, может оптимизировать индуктивное накопление энергии при всех оборотах двигателя путем приложения полного значения напряжения к катушке зажигания и изменения угла замкнутого состояния контактов при изменении числа оборотов двигателя. При низких оборотах угол замкнутого состояния контактов поддерживается небольшим, (коротким) для предотвращения перегрева катушки зажигания (в этих системах балластный ограничительный резистор не используется). Но при высоких оборотах двигателя, когда реальное время для образования магнитного потока уменьшается, напряжение первичной обмотки подается на катушку зажигания почти сразу же после "разрядки" катушки, оптимизируя угол замкнутого состояния контактов и выходное напряжение.
Проверки мощности показали ее небольшое увеличение при использовании электронного зажигания с более "холодными" свечами и увеличенным зазором между их электродами. Эти свечи ACCEL изменяются от "холодных" (слева) до стандартных (справа) и "горячих" (в центре), калильное число которых определяется длиной изолятора.Кроме чисто механических преимуществ высоковольтная бесконтактная электронная система зажигания может менять способ, каким происходит зажигание в камере сгорания. Эти небольшие изменения могут потребовать специальных методик настройки двигателя для оптимизации его работы и мощности. Во-первых, повышенное напряжение на вторичной обмотке, часто позволяет эффективно использовать более "холодные" свечи зажигания. При испытаниях свечи с более "холодным" калильным числом (на 1 -2 единицы) по сравнению со стандартными обеспечивают небольшое увеличение мощности, хотя это может и не происходить в некоторых случаях. Во-вторых, повышенное значение напряжения во вторичной обмотке катушки подает больше энергии к зазору между контактами свечи, поэтому увеличение зазора на 0,25-0,5 мм может обеспечить более "сильную" искру, которая надежно поджигает топливовоздушную смесь, особенно обедненную смесь, или при высоких степенях сжатия двигателя. Более надежное начальное зажигание может, в свою очередь, увеличить скорость распространения фронта пламени, и это может потребовать небольшого запаздывания момента зажигания для достижения оптимальной мощности. Результатом может стать уменьшение мощности, если момент зажигания не корректируется от изменения времени распространения пламени. Обычно хватит лишь небольшого изменения; предположение опережения зажигания оправдано перед модификацией.
1 - электронная система зажигания; 2 - стандартная система зажигания
Приведенные графики показывают результаты серии контрольных испытаний, в которых контактная и бесконтактная системы зажигания были тщательно оптимизированы. Хотя увеличение мощности и экономии было типичным для этих систем, начальный прирост мощности и экономичности были только частью истории. После 16 000 км эксплуатации электронное зажигание по-прежнему обеспечивало мощную и своевременную искру. За это же время высокое напряжение в контактной системе зажигания заметно снизилось из-за эрозии контактов и износа блока, трущегося о кулачок вала.
Наибольшим преимуществом любой электронной бесконтактной системы зажигания является уменьшение необходимого текущего обслуживания распределителя зажигания. Это означает, что система зажигания будет работать с максимальной эффективностью в течение долгого времени, обеспечивая оптимальную экономию топлива и эффективность работы. Однако уменьшение объема обслуживания не означает полного его отсутствия. Большинство электронных систем зажигания по-прежнему используют механические устройства для увеличения или уменьшения угла опережения зажигания. Эти механизмы опережения зажигания требуют периодической проверки и обслуживания. Работа и настройка этих систем описаны в следующих разделах этой главы.
Многоискровое зажигание и увеличение продолжительности зажигания
В последние годы развитие многоискровых систем и систем зажигания с увеличенной продолжительностью искры добавили уникальные возможности как "усиленным", так и обычным системам зажигания. Вместо образования единственной короткой искры для зажигания эти системы выдают несколько высоковольтных искр или одну большей продолжительности. В многоискровых системах число искр за цикл зажигания может доходить до шести, когда промежуток времени между тактами рабочего хода самый большой. Когда обороты двигателя возрастают, количество искр уменьшается примерно до двух при высоких оборотах. В системах зажигания с увеличенной продолжительностью искры одна искра большой длительности проскакивает между электродами свечи, тогда как многоискровые системы выдают несколько искр на свече. В обоих случаях зажигание топливовоздушной смеси происходит более полно и сравнимо с качеством зажигания двигателей, оснащенных несколькими свечами зажигания.
Вместо генерации одной короткой искры многоискровые системы зажигания, подобные показанной здесь системе зажигания MSD от фирмы A UTOTRONIC CONTROLS, обеспечивают образование нескольких искр. На холостом ходу, когда промежуток времени между циклами рабочего хода самый большой, выдается не менее 6 искр, но их количество снижается до 2 при высоких оборотах двигателя.
Потенциальная мощность увеличивается у многоискровых систем или у систем с продолжительной искрой. Зависит она от характера распространения пламени в камерах сгорания. Некоторые головки блока цилиндров имеют конструкцию камер сгорания, которая обеспечивает нужную турбулентность распространения пламени; головки с неразделенными камерами сгорания небольшого объема обычно подпадают под эту категорию. Двигатели с такими головками обеспечивают очень малый прирост мощности от многоискрового зажигания или его может даже не быть вообще. С другой стороны, головки блока цилиндров с камерами сгорания неразделенного типа обычно обеспечивают медленные скорости распространения фронта пламени. На этих двигателях мощная искра большой продолжительности почти всегда повышает мощность, хотя невозможно предсказать этот прирост на конкретном двигателе. Он может составлять от практически нулевого до величины почти в 5%. Измеренный прирост мощности добавляется к приросту, обеспечиваемому хорошей системой электронного зажигания с оптимизированным моментом впрыска.
Увеличение мощности от многоискровых систем или систем с увеличенной продолжительностью искры зависит от характеристик распространения пламени в камерах сгорания. Головки блока цилиндров с разделенными камерами сгорания малого объема обеспечивают малый прирост мощности, тогда как большие камеры сгорания неразделенного типа почти всегда дают увеличение мощности, от небольшого до почти 5%.
На гоночных двигателях многоискровые системы и системы с увеличенной продолжительностью искры имеют большое значение, т. к. они помогают смягчить работу двигателя на холостом ходу и уменьшить замасливание и "заливание" свечей, которое часто мешает работе двигателя в течение нескольких первых секунд после старта.автомобиля. Для двигателя повседневного применения эти высокотехнологичные системы зажигания могут улучшить разгон и уменьшить расход топлива.
Момент зажигания и опережение зажигания
Существует момент времени, обычно измеряемый в градусах поворота коленчатого вала до ВМТ, когда воспламенение топливовоздушной смеси обеспечивает максимальную мощность двигателя и эффективность его работы. Этот "участок" максимальной мощности, довольно узкий по времени, и мощность существенно упадет всего лишь в нескольких градусах поворота в любую сторону от этой почти максимальной точки. Если зажигание происходит слишком рано, то пик давления от сгорания будет воздействовать на поршень перед тем, как • шатун и коленчатый вал будут находиться на одной линии, когда они могут эффективно преобразовать это давление во вращательное движение коленчатого вала. Если зажигание будет лишь слегка преждевременным, то результатом будет просто потеря мощности. Однако если зажигание происходит постоянно с опережением, то очень высокие давления и температуры могут привести к спонтанному сгоранию несгоревших газов в пространстве камеры сгорания, что приведет к образованию еще более высоких давлений. Это явление, называемое детонацией, может подплавить и/или образовать отверстия в поршнях, разломать поршневые кольца и в самом худшем случае могут быть повреждены шатуны и даже коленчатый вал.
Прежде всего, увеличение мощности может показаться довольно простой задачей, заключающейся в определении оптимального момента зажигания, а затем фиксации параметров системы зажигания для обеспечения образования искры точно в этот момент. К сожалению, оптимальный момент зажигания не является фиксированной величиной, более того, он изменяется в зависимости от числа оборотов и нагрузки двигателя. Для того чтобы понять, почему возникают эти сложности и как с ними обращаться, давайте вернемся немного назад и внимательно рассмотрим процессы внутри цилиндра в высокооборотистом двигателе сразу же после того, как свеча зажигания начинает процесс сгорания.
Сгорание является относительно сложным процессом, но нам нужно обратить внимание только на основные моменты этой процедуры. За не-сколько первых миллисекунд после возникновения искры сгорание ограничивается небольшим объемом, около свечи зажигания. Рост давления, обязанный этому сгоранию, очень медленный и его трудно обнаружить. Эта "медленная" ранняя фаза процесса сгорания, когда ничего заметного, кажется, не происходит, называется временем задержки воспламенения или углом запаздывания воспламенения. Он продолжается примерно от 5 до 10 градусов поворота коленчатого вала. Когда фронт пламени распространяется далее через эту смесь, скорость роста давления увеличивается очень быстро. Это начинается угол (период) эффективного сгорания, который продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение давления в цилиндре, это примерно в 40° позднее. Если зажигание началось в оптимальный момент времени, то максимальное давление в цилиндре достигается, когда поршень находится в наиболее благоприятном положении при такте рабочего хода для преобразования этого давления во вращательное движение и выходную мощность.
Эта относительно простая картина усложняется из-за нескольких факторов. Во-первых, из-за скорости, с которой фронт пламени движется через область сгорания при изменении оборотов двигателя. Это очень важно, так как при возрастании оборотов двигателя имеется меньше времени при каждом рабочем цикле для завершения процесса зажигания. К счастью, скорость распространения пламени часто увеличивается примерно пропорционально оборотам двигателя — главным образом из-за увеличения турбулентности потока в камере сгорания при увеличении оборотов двигателя. Это означает, что угол поворота коленчатого вала, при котором происходит сгорание, может оставаться относительно постоянным. Это соотношение является хорошо установленным, в основном из непосредственных измерений и из наблюдений и состоит в том, что высокооборотистые двигатели требуют небольшого опережения зажигания по сравнению с двигателями, которые работают с нормальными или даже с достаточно низкими оборотами. Очень хорошо, что скорость распространения пламени связана с оборотами двигателя, иначе была бы невозможна работа двигателей с искровым зажиганием при высоких оборотах, т. к. для эффективного сгорания было бы недостаточно времени.
Вторым серьезным усложняющим фактором при определении оптимального момента зажигания является то, что скорость пламени изменяется при изменении плотности топливовоздушной смеси. Эти изменения плотности в основном происходят из-за изменения положения дроссельной заслонки. Когда дроссельная заслонка почти закрыта, вакуум во впускном коллекторе высокий, а плотность смеси низкая. В таких условиях скорость сгорания довольно низкая. С другой стороны, когда дроссельная заслонка широко открыта, и плотность смеси максимальная, скорость пламени тоже высокая.
В дополнение к оборотам двигателя и к плотности топливовоздушной смеси, скорость распространения пламени также изменяется в зависимости от основной конструкции двигателя. К примеру, форма камеры сгорания играет важную роль. Большая неразделенная камера сгорания (с минимальными потоком и турбулентностью) приводят к уменьшению средней скорости пламени по сравнению с меньшей камерой с малой площадью. Более того, объемная эффективность, степень сжатия, положение свечи зажигания, температура смеси и многое другое влияют на эффективность искры. Целью подбора момента зажигания являются контроль и оценка всех указанных параметров. Затем система зажигания должна в нужное время выдать искру для достижения максимальной эффективности. На большинстве обычных, не управляемых компьютером систем зажигания эти "решения" реализованы в распределителе зажигания.
"Секреты" зажигания и сгорания
"Окошко" максимальной мощности на характеристике зажигания довольно узкое. Если зажигание происходит слишком рано, то очень высокие давления и температуры в цилиндре могут привести к детонации, что может подплавить и/ или выбить отверстия на поверхности поршня. Позднее зажигание приводит к низкому и позднему росту давления, увеличению расхода топлива и уменьшению мощности.Сгорание является комплексным процессом. В течение нескольких первых мили секунд после появления искры рост давления очень мал; этот период называется углом задержки воспламенения. Когда фронт пламени распространяется дальше по смеси, давление растет очень быстро: этот процесс соответствует углу эффективного сгорания. Давление сжатия представляет собой максимальное давление без сгорания.Скорость распространения пламени увеличивается почти пропорционально оборотам двигателя—в основном из-за увеличения турбулентности в камере сгорания. Иначе искровое зажигание не работало бы на высоких оборотах.Оптимальный момент зажигания изменяется при изменениях плотности смеси. Когда дроссельная заслонка почти закрыта, скорость сгорания низка и зажигание должно происходить раньше. Когда дроссельная заслонка открывается, скорость распространения пламени увеличивается, требуя более позднего момента зажигания.Форма камеры сгорания играет важную роль для скорости распространения пламени. Большая неразделенная камера вызывает низкую среднюю скорость пламени по сравнению с разделенной камерой малой площади. Большие камеры сгорания часто требуют большего опережения зажигания.
Система зажигания высокой энергии дает реальные улучшения для конструктора-форсировщика двигателей. Эта система ALLISON XR 700 заменяет контакты прерывателя и/или стандартные электронные узлы практически на любом двигателе; нормы токсичности этих двигателей укладываются во все нормы, в том числе и нормы штата Калифорния.
1 - позднее зажигание; 2 -раннее зажигание.
Управление опережением зажигания
Для поддержания оптимального момента зажигания обычно используется два механизма: центробежный (механический) регулятор, который изменяет момент зажигания при изменении числа оборотов двигателя и вакуумный регулятор, который изменяет момент зажигания в зависимости от нагрузки двигателя. До 1980 года эти механизмы были расположены на распределителе практически любого двигателя.
Механический (центробежный) регулятор
Скорость распространения пламени увеличивается с увеличением оборотов двигателя. Это соотношение не является прямо пропорциональным ниже 3000 об/мин и в двигателях с низкой степенью сжатия и с малой турбулентностью в камере сгорания. В этих ситуациях скорость сгорания увеличивается намного медленнее, и центробежный механизм опережения зажигания компенсирует этот медленный рост скорости сгорания путем опережения момента зажигания при увеличении оборотов двигателя, начиная с оборотов холостого хода. Однако при увеличении числа оборотов турбулентность поступающей смеси начинает ускорять распространение пламени и уменьшать время сгорания. Эта увеличившаяся скорость сгорания отодвигает необходимость дальнейшего опережения зажигания. Для соответствия этим изменениям времени сгорания большинство центробежных регуляторов быстро опережают момент зажигания при низких оборотах двигателя, но когда обороты двигателя превысят 2500-3000 об/мин момент зажигания удерживается постоянным или опережается очень ненамного. Если построить график зависимости лучшего центробежного опережения зажигания от числа оборотов двигателя, то кривая обычно резко возрастает примерно до 2500 об/мин, а после этого становится практически горизонтальной.
Опережение зажигания показанного здесь распределителя фирмы ACCEL может быть изменено для коррекции скорости путем замены пружин. Изменение величины опережения зажигания производится при перемещении маленького винта, имеющего головку с внутренним шестигранником (стрелка).
Центробежные регуляторы опережения зажигания обычно состоят из центробежных грузиков, которые удерживаются небольшими пружинами. Когда обороты двигателя растут, эти грузики стремятся сместиться наружу, преодолевая усилие пружин, и это смещение поворачивает кулачок контактов или якорь бесконтактного датчика в направлении вращения распределителя так, что зажимание происходит раньше (опережается). Скорость и величина опережения зажигания определяются размером и формой грузиков, усилием пружин и другими факторами. Каждый из этих параметров может быть модифицирован для изменения характера опережения зажигания для более точного соответствия требованиям двигателя.
Кривые опережения зажигания форсированного и "дымного" двигателя.Угол опережения зажигания указан в градусах поворота коленчатого вала.
Многие кривые опережения зажигания стандартных распределителей для низкооборотных или "дымных" двигателей продолжают обеспечивать увеличение опережения зажигания, описываемое длинной и пологой кривой; максимальное опережение зажигания достигается только при высоких оборотах двигателя. Эти кривые могут быть довольно функциональными на двигателях с низкой степенью сжатия, использующих низкооктановое топливо. Эти двигатели ограничены по емкости системами впуска и выпуска газов, но это может значительно уменьшить мощность форсированного двигателя. Замена жестких пружин в механизме центробежного регулятора на более слабые сделает кривую опережения зажигания более крутой и возможно увеличит крутящий момент на средних оборотах. Тем не менее, нет каких-либо жестких правил: опережение зажигания должно подбираться каждому двигателю для получения оптимальных характеристик работы.
Вакуумный регулятор. Распределитель MSD поставляется с набором пружин, который позволяет конструктору добиться кривой опережения зажигания требуемой формы.
Вакуумный регулятор
Другим важным фактором, влияющим на момент зажигания, является изменение времени сгорания при изменении плотности топливовоздушной смеси. Так как плотность смеси намного ниже, когда .дроссельная заслонка частично закрыта, давление в цилиндре, турбулентность и скорость распространения пламени будут уменьшены. В результате для сгорания смеси необходимо больше времени в форме дополнительного опережения зажигания. Так как плотность смеси и скорость пламени непосредственно связаны с вакуумом коллектора, то для увеличения или уменьшения величины опережения зажигания обычно используется вакуумный регулятор независимо от центробежного регулятора.
Практически все вакуумные регуляторы опережения зажигания обычно используют подпружиненную диафрагму, которой противодействует вакуум коллектора и/или источник вакуума. Эта диафрагма соединена с пластинкой контактного прерывателя или магнитного датчика с -помощью соединительного рычага. При высоком уровне вакуума диафрагма втягивается, противодействуя пружине. Это перемещает пластину прерывателя в направлении, противоположном направлению вращения вала распределителя, запуская контакты или магнитный датчик раньше и смещая .момент зажигания в сторону опережения. Когда дроссельная заслонка открывается, вакуум уменьшается, пружина в узле диафрагмы возвращает пластину прерывателя в ее стандартное положение, сокращая дополнительное опережение зажигания, которое в противном случае привело бы к стукам и детонации при высоких нагрузках.
Вакуумный регулятор
Полезно рассматривать систему вакуумного опережения зажигания в качестве управления зажиганием, чувствительного к нагрузкам двигателя. Так как вакуумный регулятор действует постепенно, когда требования по мощности уменьшаются, т. е. в движении, эта система является одним из наиболее важных факторов в системе зажигания, влияющих на экономию топлива в режиме нормального городского движения. Если экономия топлива является важным фактором, двигатель должен быть оснащен функционирующим и тщательно проверенным вакуумным регулятором опережения зажигания.
scanerxp.ru
|
Многоискровое электронное зажигание "ПУЛЬСАР-М"
Блок зажигания имеет систему сушки и прогрева свечей зажигания. При установке блока вы будете реально экономить топливо на трассе до 6 литров с бака. Блок стоит недорого, через несколько полных заправок он себя полностью окупит. "ПУЛЬСАР-М" выпускается также для других моделей автомобилей с карбюраторными двигателями: многоискровое электронное зажигание “ПУЛЬСАР-М” с корректором детонации двигателя для переднеприводных автомобилей “Спутник” и “ПУЛЬСАР-М” для “Газелей”, “ГАЗов” и “УАЗов” (рис. 2). Устройства отличаются от описанных выше лишь конструктивным исполнением и особенностями эксплуатации двигателей этих автомобилей.
|
Рис.1 Схема подключения блока к автомобилю
Рис.2 Общий вид блока электронного зажигания "ПУЛЬСАР-М"www.kuvandyk-master.narod.ru
