Войти на сайт
Логин:
Пароль:
Регистрация  :  Пароль?  :  Закрыть
Главная Контакты Реклама на сайте Подписаться RSS

Система зажигания

Опубликовано : 3-02-2012, 08:32 | Категория: Электрооборудование   
(голосов:)
Система зажигания состоит из приборов и устройств автомобиля, обеспечивающих воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя в соответствии с порядком работы цилиндров. В настоящее время существует несколько типов систем зажигания: простейшая (классическая) контактная КСЗ с катушкой зажигания или накоплением энергии в индуктивности, контактно-транзисторная КТЗС с накоплением энергии в индуктивности, бесконтактно-транзисторная БТЗС или БЗС с индукционным датчиком импульсов и накоплением энергии в индуктивности, конденсаторная с накоплением энергии в конденсаторе.

Классическая система зажигания применяется достаточно широко в наше время в совокупности с различными электронными блоками, улучшающими ее характеристики. 

Источником тока для многих систем зажигания являются аккумуляторные батареи или генераторы автомобиля. Система зажигания преобразует низкое напряжение поступающего на нее тока в высокое (12-25 кВ) и в нужное время подводит его к свечам зажигания, обеспечивает изменение угла опережения зажигания.

Система зажигания

Катушка зажигания (рис. 31) выполняет функцию генератора импульсов высокого напряжения, представляет собой трансформатор с железным сердечником и двумя обмотками (первичной и вторичной). Первичная обмотка соединена с аккумулятором (цепь низкого напряжения) и намотана сверху на вторичную, представляющую собой много витков тонкого провода. При прохождении тока по первичной обмотке создается магнитное поле. В первичной обмотке возникает ток самоиндукции, во вторичной индуцируется ток высокого напряжения, величина которого зависит от величины магнитного поля, от силы и скорости уменьшения тока в первичной обмотке.

Цепь низкого напряжения состоит из следующих последовательно расположенных элементов: положительный вывод аккумуляторной батареи, амперметр, выключатель (замок) зажигания, резистор, первичная обмотка, прерыватель, рычаг, корпус, отрицательный вывод аккумулятора.

Цепь высокого напряжения состоит из следующих последовательно расположенных элементов: вторичная обмотка катушки зажигания, резистор, электрод ротора, электрод крышки распределителя, резистор, свеча зажигания, корпус аккумуляторной батареи, амперметр, замок зажигания, резистор, первичная обмотка, вторичная обмотка.

При размыкании контактов, подключающих первичную обмотку катушки зажигания к источнику тока, цепь низкого напряжения размыкается, происходит размагничивание сердечника катушки, магнитный поток резко уменьшается, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС, импульсы высокого напряжения поступают на электроды свечи зажигания и образуется искра, воспламеняющая горючую смесь. Напряжение пробоя (импульсы высокого напряжения) составляет обычно 8—12 кВ, но для повышения надежности воспламенения горючей смеси систему зажигания делают так, чтобы вторичное высокое напряжение было бы выше (167—225 кВ). Напряжение пробоя должно быть тем больше, чем больше расстояние между электродами свечи зажигания и выше давление в камере сгорания.
В первичной обмотке при размыкании контактов образуется ЭДС самоиндукции (200—300 В), которая препятствует размагничиванию сердечника и вызывает искрение между контактами прерывателя.

Прерыватель предназначен для изменения магнитного потока в сердечнике катушки путем размыкания контактов, соединяющих катушку зажигания (ее первичную обмотку) с источником тока. Для повышения напряжения вторичной обмотки катушки и уменьшения искрения и обгорания контактов прерывателя параллельно контактам включается конденсатор (его зарядка происходит при размыкании контактов прерывателя, но когда еще возможна искра). Емкость конденсатора 0,17— 0,35 мкФ, для каждой системы зажигания подбирается индивидуально.

Сила тока, протекающего через прерыватель, обмотки и контакты системы, может достигать величины 11,6 А. Большой ток и искрение между контактами и являются основным недостатком классической системы зажигания.

Контактно-транзисторная система зажигания КТЗС (рис. 32) начала применяться на автомобилях в 60-е годы прошлого века, когда появились двигатели с большим числом цилиндров, обеспечивающие большую степень сжатия и способные работать с более бедными рабочими смесями. Классическая система зажигания с такими двигателями не могла работать достаточно устойчиво.

Система зажигания

Отличие и преимущество контактно-транзисторной системы от классической состоит в том, что контакты ее прерывателя не относятся к первичной цепи катушки зажигания, через них проходят только управляющие импульсы силой 0,5 А, и зачистки они требуют гораздо реже (1 раз на 100 тыс. км пробега против 1 раза на 30—40 тыс. км пробега с классической системой зажигания), конденсатор для гашения искрения не нужен. КТЗС позволяет повысить напряжение вторичной обмотки на 25%, благодаря чему повышается энергия искры и можно увеличить зазоры между электродами свечи до 1—1,2 мм, в ее составе имеется транзисторный коммутатор, который преобразует управляющие импульсы от прерывателя в импульсы первичной обмотки катушки зажигания.

Коммутатор имеет четыре выхода: два из них соединены с первичной обмоткой катушки зажигания, один — с подвижным контактом прерывателя и один — с корпусом автомобиля («массой»). Он работает следующим образом: при включенном зажигании контакты прерывателя разомкнуты, транзистор закрыт, тока в системе зажигания нет. При замыкании контактов прерывателя транзистор открывается под действием проходящего через его цепь управления тока (через базу и коллектор), величина которого зависит от частоты вращения кулачка прерывателя. Сопротивление перехода транзистора эмиттер-коллектор снижается до нескольких долей ома, включается цепь первичной обмотки катушки зажигания (цепь рабочего тока низкого напряжения). Величина силы тока, проходящего через первичную обмотку, зависит от длительности замкнутого состояния контактов, которая зависит от частоты вращения коленчатого вала (с увеличением частоты вращения коленчатого вала ток в цепи низкого напряжения уменьшается от 7 А до 3 А), напряжения аккумуляторной батареи, сопротивления и индуктивности первичной обмотки.

При последующем размыкании контактов прерывателя цепь управления транзистором прерывается, транзистор запирается, цепь низкого напряжения разрывается, исчезновение магнитного поля приводит к возникновению ЭДС во вторичной обмотке и ЭДС самоиндукции в первичной.

Параллельно первичной обмотке для защиты транзистора от пробоя устанавливается стабилитрон. Для нормальной работы коммутатора температура не должна превышать 60°С.

Кроме рассмотренной КТЗС с накоплением энергии в индуктивности (в магнитном поле катушки зажигания), существуют КТЗС с накоплением энергии в емкости (тиристорные системы зажигания). В них емкость (конденсатор) подключается тиристором к первичной обмотке катушки зажигания при размыкании контактов прерывателя. Системы с накоплением энергии в емкости требуют некоторых дополнительных приборов, например повышающего трансформатора.

Бесконтактная транзисторная система зажигания БТЗС (рис. 33) впервые появилась в 1984 г. на ВАЗ—2108, она отличается от классической и КТЗС тем, что управление подачей искрового заряда происходит бесконтактно, электрическим импульсом, создаваемым специальным датчиком (прерывающий цепь низкого напряжения транзисторный коммутатор срабатывает от сигнала датчика). БТЗС обеспечивают более высокое напряжение пробоя (не менее 30 кВ).

Датчики, используемые в бесконтактных транзисторных системах зажигания разделяются на па-раметрические (выдают сигналы в соответствии с измеряемыми параметрами управляющей цепи) и генераторные (представляют собой источник питания управляющей цепи). Наиболее часто на современных легковых автомобилях можно встретить магнитоэлектрические датчики: индукционные (на автомобилях ГАЗ, УАЗ) и датчики Холла (на многих автомобилях ВАЗ, их работа основана на использовании гальваномагнитного эффекта Холла).

Магнитоэлектрический индукционный датчик — это однофазный генератор переменного тока, ротор которого на постоянных магнитах (число пар его полюсов равно числу цилиндров двигателя), статор имеет кольцевую обмотку. Так как ротор и статор конструктивно объединены с распределителем, то датчик называется датчиком-распределителем.

Система зажигания

Датчик Холла (импульсный генератор Холла) представляет собой щелевую конструкцию с полупроводником и постоянным магнитом, расположенными по разные стороны щели. По полупроводнику при включенном зажигании течет ток. В щель датчика входит вращающийся стальной цилиндрический экран с четырьмя прорезями. Управляющие импульсы в коммутатор датчик выдает, когда прорези оказываются в щели и магнитный поток действует на полупроводник. В коммутаторе управляющие сигналы преобразуются в импульсы тока в первичной обмотке.

Преимущества БТЗС (объясняются в основном отсутствием контактов прерывателя):
• равномерное распределение искры по цилиндрам, обусловленное отсутствием размыкания контактов, биения и вибрации ротора распределителя; отсутствие обгорания и загрязнения контактов прерывателя;
• повышенная энергия пробоя;
• уверенный пуск холодного двигателя.

Микропроцессорные системы управления двигателем МСУД, которые начали устанавливать на отечественные автомобили с середины 80-х годов прошлого столетия, обеспечивают управление зажиганием и электромагнитным клапаном карбюратора без каких-либо регулировок. Применяются такие системы в совокупности с системой внутреннего диагностирования. Управление МСУД осуществляется по оптимальным характеристикам в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и положения дроссельной заслонки карбюратора (управление зажиганием и клапаном карбюратора), от давления во впускном канале и температуры охлаждающей жидкости (управление зажиганием).

В состав МСУД входят коммутатор; микро-ЭВМ (контроллер), работающая по сигналам датчиков частоты вращения коленчатого вала, давления, температуры охлаждающей жидкости, положения дроссельной заслонки; датчик угловых импульсов; датчики синхронизации. Микро-ЭВМ определяет нужное в каждый момент состояние карбюраторного клапана, интерполирует углы опережения зажигания, вырабатывает управляющие сигналы для коммутатора.

Существуют системы, в которых микро-ЭВМ объединена с коммутатором (выполняет и его функции).

Существуют и более сложные цифровые системы управления двигателем, например, система «Мотроник», которая обеспечивает выполнение многих функций, среди которых управление зажиганием, управление впрыском топлива, регулировка момента зажигания, управление пуском холодного двигателя, регулировка холостого хода и частоты вращения коленчатого вала, распределение тока высокой частоты, самодиагностика. Главной частью системы является контроллер, в который входит микро-ЭВМ с процессором (устройством управления). Система работает по сигналам датчиков числа оборотов двигателя, угловых импульсов, температуры охлаждающей жидкости, температуры и расхода поступающего воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации и др.

Пожожие новости
К основным элементам системы зажигания можно отнести катушку зажигания, распределитель зажигания, датчик-распределитель, свечи
Системы впрыскивания топлива предназначены для устранения неравномерности распределения состава горючей смеси по объему цилиндров
Одноцилиндровый карбюраторный двигатель состоит из следующих основных частей: кривошипно-шатунного механизма,
Комментарии