Tipuri de sisteme de aprindere pentru motoarele pe benzină. Sistem de aprindere a mașinii: scop, dispozitiv, principiu de funcționare. Aprindere electronica cu senzor magnetoelectric

Sistemul de aprindere al mașinii este predeterminat să creeze o descărcare de scânteie, să o distribuie între bujii și toate acestea la momentul potrivit când motorul este pornit. La anumite modele de mașini, impulsurile sistemului sunt trimise la unitatea de control folosind o pompă de combustibil submersibilă. La motoarele diesel, aprinderea are loc în timpul injectării amestecului de combustibil în timpul cursei de compresie.

Există trei tipuri de sisteme de aprindere:

• Contact. Apariția impulsurilor are loc în momentul în care contactele sunt în stadiul de rupere.
• Fără contact. Apariția impulsurilor este facilitată de un comutator (generator de impulsuri).

• Bazat pe microprocesor. Mecanismul este un dispozitiv electronic care controlează momentul aprinderii scânteii, precum și alte sisteme ale vehiculului.

În unitățile de putere în doi timpi, a căror funcționare nu necesită o sursă de alimentare externă, sunt instalate sisteme magneto. Magneto este dispozitiv independent, care combină sursa de curent și bobina de aprindere.

Toate aceste sisteme folosesc același principiu pentru funcționarea lor și diferă doar prin metoda de generare a impulsului de control.

Structura sistemului de aprindere:

1. Alimentare electrică. La pornirea motorului mașinii, sursa de alimentare este bateria, iar în timpul funcționării acesteia – generatorul auto.
2. Comutatorul de aprindere este un dispozitiv prin care se transmite tensiunea. Comutatorul (comutatorul de aprindere) este fie mecanic, fie electric.
3. Stocarea energiei. Acesta este un dispozitiv al cărui rol principal este să acumuleze și să transforme energia în cantități suficiente pentru a forma o descărcare între electrozii bujiei. În mașinile moderne sunt utilizate următoarele tipuri de dispozitive de stocare: capacitive și inductive. Primul tip de dispozitiv de stocare este prezentat sub forma unui recipient care folosește tensiune înaltă pentru a acumula o încărcare, care este furnizată ca energie lumânării la un anumit moment. Al doilea tip de acumulator, adică acumulatorul inductiv are forma unei bobine de aprindere. În primul rând, înfășurarea primară este conectată la polul pozitiv, iar printr-un dispozitiv de întrerupere la polul negativ. Un dispozitiv de întrerupere care funcționează contribuie la apariția tensiunii de auto-inducție în înfășurare. În ceea ce privește înfășurarea secundară, tensiunea apare în ea într-o cantitate suficientă pentru a sparge întrefierul bujiei.
4. Bujii. Fiecare lumânare este un dispozitiv sub forma unui izolator de porțelan înșurubat pe un filet metalic și având doi electrozi situati în intervalul de la 0,15 la 0,25 mm unul față de celălalt. Primul electrod este conductorul central, iar al doilea este firul metalic.

1. Sistem de distribuție a aprinderii. Scopul sistemului este de a furniza energie pentru bujie la momentul necesar. Este format din: un distribuitor (întrerupător), precum și o unitate de control.

Un distribuitor de aprindere este un dispozitiv care distribuie tensiunea înaltă prin firele electrice conectate la bujiile cilindrului. Acest proces poate fi de natură statică sau mecanică. Distribuitorul static nu are piese rotative în designul său. În acest caz, bobina de aprindere este atașată direct la bujie, iar procesul este controlat de nimic mai mult decât o unitate de control a aprinderii. O unitate de putere cu patru cilindri va avea, de asemenea, 4 bobine în design. Firele de înaltă tensiune nu sunt utilizate în acest sistem. În ceea ce privește distribuitorul de aprindere mecanică, acest dispozitiv este prezentat sub forma unui arbore, care este lansat la pornirea motorului, iar tensiunea este distribuită prin fire folosind un „glisor”.

Comutatorul este dispozitiv electronic, care este folosit pentru a crea impulsuri care antrenează un autotransformator (bobină).

Unitatea de control al sistemului de aprindere există sub forma unui mecanism cu microprocesor care stabilește momentul în care este necesar să se aplice un impuls bobinei. În acest caz, se iau în considerare indicatorii sondelor lambda, arborele cotit, arborele cu came și indicatorii de temperatură.

Caracteristici de funcționare

Sistemul clasic de aprindere funcționează după cum urmează. Camele, activate prin rotirea arborelui de antrenare al distribuitorului, creează o „ruptură” care transferă o sarcină de 12 volți înfășurării primare a autotransformatorului. După ce tensiunea dispare, în înfășurare se formează o FEM de auto-inducție și se generează o tensiune de aproximativ 30 de mii de volți în înfășurarea secundară. Apoi, tensiunea înaltă apare în distribuitor și apoi este distribuită bujiilor în cantitatea necesară în timpul perioadei de funcționare a unității de alimentare. În acest caz, o astfel de tensiune este suficientă pentru a străpunge spațiul de aer dintre electrozii bujiilor cu o sarcină de scânteie.

Pentru a arde complet combustibilul, este necesar procesul de avans la aprindere. Având în vedere că amestecul de combustibil nu arde imediat, acesta trebuie aprins puțin în avans. Momentul de alimentare cu scânteie trebuie reglat clar, deoarece în caz de aprindere prematură poate apărea pierderea puterii motorului și creșterea detonației.

D. Sosnin

Pe autoturisme de pasageri, echipat cu motor pe benzina cu ardere interna, se folosesc diverse sisteme electrice de aprindere prin scanteie: contact, contact-tranzistor, contactless-tranzistor, electronic digital, microprocesor.

1. Sisteme de aprindere cu tranzistori

Sistemele de aprindere cu tranzistori sunt de obicei împărțite în două grupuri:

Tranzistor de contact (CTSZ) și tranzistor fără contact (BTSP). Într-un sistem de aprindere contact-tranzistor, perechea de contacte a întreruptorului din circuitul primar al bobinei de aprindere este absentă și este înlocuită cu un comutator tranzistor CT. Dar comutatorul tranzistorului însuși este controlat de bază printr-o pereche de contacte a unui comutator mecanic K din designul anterior. Acest lucru a făcut posibilă reducerea curentului de rupere în perechea de contacte și, datorită amplificării în tranzistor, creșterea curentului de rupere în depozitul inductiv (în înfășurarea primară a bobinei de aprindere). În același timp, factorul de siguranță pentru tensiunea secundară (de ieșire) a crescut. Fiabilitatea operațională a sistemului de aprindere a devenit oarecum mai mare. Alături de sistemele de aprindere cu tranzistori de contact, sistemele de tiristoare de contact cu stocare capacitivă, care nu și-au găsit o aplicație practică largă.

Sistemul de aprindere cu tranzistori fără contact (BTIS) este primul sistem cu un dispozitiv pur electronic pentru controlul curentului primar al bobinei de aprindere și cu un senzor de sincronizare a aprinderii impulsurilor electrice fără contact, care, la fel ca perechea de contacte dintr-un distribuitor-chopper clasic , este situat pe platforma mobilă a rolei de antrenare a unui distribuitor mecanic de înaltă tensiune . Poziția platformei mobile față de axa rolei de antrenare (unghiul de rotație) poate fi reglată prin dispozitive de avans la aprindere (centrifuge și vid). Platforma mobilă și activatorul senzorului fără contact instalat pe ea sunt un dispozitiv de control electromecanic al aprinderii. Un astfel de dispozitiv de control, împreună cu un distribuitor de înaltă tensiune, formează așa-numitul senzor-distribuitor.

Dispozitivul electronic pentru controlul curentului primar în BTSZ este proiectat structural ca o unitate separată, care se numește comutator. La ieșire, comutatorul este conectat la bobina de aprindere, iar la intrare, este controlat de un senzor de intrare a impulsului electric de pe distribuitor.

Astfel, sistemul de aprindere a tranzistorului fără contact (Fig. 1) -

Aceasta este o combinație între un comutator electronic K, un senzor de distribuție PP, o bobină de aprindere KZ și periferie executivă de ieșire tradițională: fire de înaltă tensiune ale GDP și bujii.

Sistemele de aprindere cu tranzistori fără contact (BTIS) au început să fie instalate pe mașinile de pasageri la sfârșitul anilor 60 și au fost îmbunătățite constant de atunci.

Convertoare magnetoelectrice, de inducție, electromagnetice, parametrice, optoelectronice și alte convertoare de rotație mecanică într-un semnal electric au fost testate ca senzori de intrare fără contact acționați mecanic de la arborele cu came a motorului cu ardere internă (Fig. 2).

Senzorul fără contact îndeplinește următoarele funcții în sistemul de aprindere: setează unghiul de instalare* al cronometrului de aprindere; controlează momentul aprinderii atunci când turația și sarcina motorului se modifică; determină momentul motorului cu ardere internă. Pe baza combinației dintre funcțiile enumerate, senzorul fără contact produce valoarea optimă la intrarea comutatorului

* Unghiul de setare este sincronizarea aprinderii la turații extrem de mici (la ralanti), când regulatoarele centrifuge și de vid nu funcționează încă. valoarea curentă a momentului de aprindere pentru diferite moduri de funcționare a motorului.

Inițial, ca un simplu și destul de fiabil, larg aplicare practică a primit un senzor magnetoelectric. Dar odată cu dezvoltarea activatorului cu efect Hall, acesta din urmă a devenit elementul de bază pentru toți senzorii ulterioare fără contact ai sistemelor electronice de aprindere.

Comutatoarele electronice BTSZ au suferit o modernizare nu mai puțin semnificativă. Comutatoarele tiristoare au fost abandonate rapid, deoarece sistemul de aprindere cu un dispozitiv de stocare capacitiv produce un impuls foarte scurt de înaltă tensiune (nu mai mult de 250...300 μs) la bujii, ceea ce nu este acceptabil pentru majoritatea motoarelor moderne de automobile pe benzină.

Primele comutatoare simple cu tranzistori au funcționat fără a limita amplitudinea curentului primar, adică. în modul de ciclu de lucru constant al impulsurilor de curent de încărcare pentru un dispozitiv de stocare inductiv (comutator domestic 13.3734).

În sistemele de aprindere cu astfel de comutatoare, amplitudinea impulsului de înaltă tensiune pe înfășurarea secundară a bobinei de aprindere, ca și în sistemul de contact, depinde de turația motorului, precum și de tensiunea din sistemul electric al vehiculului.

Comutatoarele cu ciclu de lucru constant (CPS) au fost înlocuite cu comutatoare cu ciclu de lucru normalizat (SPV), în care curentul de încărcare al dispozitivului de stocare inductiv este menținut în limitele specificate prin saturarea controlată a tranzistorului de ieșire. Acest lucru protejează tranzistorul de ieșire al comutatorului de suprasarcina de curent și, de asemenea, stabilizează amplitudinea curentului de încărcare atunci când tensiunea din rețeaua de bord se modifică. Tensiunea de ieșire U2 este de asemenea stabilizată.
Dar limita actuală tranzistor puternic saturația conduce la o eliberare semnificativă de energie termică la joncțiunea colector-emițător și, în consecință, la o fiabilitate funcțională scăzută a sistemului de aprindere în ansamblu.

Acest dezavantaj la comutatoarele cu ciclu de lucru standardizat poate fi eliminat prin introducerea în circuit a unui regulator electronic pentru timpul de acumulare a energiei (timpul în care curentul de încărcare trece prin dispozitivul de stocare inductiv). Așa au apărut comutatoarele cu controler software pentru timp de acumulare (switch 36.3734), iar după ele comutatoare mai avansate cu control adaptiv (switch 3620.3734). Acesta din urmă, pe lângă funcția principală de control al temporizării, oferă o precizie mai mare în menținerea parametrilor curentului de încărcare atunci când sistemul de aprindere este expus la diverși factori destabilizatori (funcționare instabilă a motorului, mediu, îmbătrânirea și deteriorarea radioelementelor etc.).

Comutatoarele electronice BTSZ sunt extrem de diverse nu numai în proiectarea circuitelor, ci și în proiectarea tehnologică. Circuitele electronice ale întrerupătoarelor, inițial analogice și bazate pe elemente radio discrete, au fost înlocuite de circuite integrate cu principiu de funcționare digital. Au început să apară întrerupătoare bazate pe așa-numitele circuite personalizate (special concepute pentru ASZ) mari integrate și cu un singur cristal.

Există mai mult de 60 de varietăți de sisteme de aprindere fără contact cu întrerupătoare electronice, produse în masă în străinătate. Dintre comutatoarele cu tranzistori domestice, cele mai comune sunt 36.3734 și 3620.3734 cu un singur canal, precum și 6420.3734 cu două canale.

Ca exemplu de implementare a circuitului unui sistem de aprindere cu tranzistor fără contact, să luăm în considerare una dintre variantele schemei sale de circuit (Fig. 3).

Etapa de ieșire VK, pe lângă bobina de aprindere tradițională și comutatorul tranzistorului VT3, conține un număr elemente suplimentare. VD1 este o diodă pentru a proteja comutatorul tranzistorului VT3 de fluxul invers de curent (de la comutarea inversă) în timpul fazei capacitive a descărcării, atunci când există o undă de tensiune inversă în înfășurarea primară a bobinei de aprindere (comutarea inversă VT3 este, de asemenea, formată atunci când bateria este repornită accidental). VD2 este o diodă de stabilizare pentru a limita mărimea căderii de tensiune în secțiunea emițător-colector a tranzistorului închis (deschis) VT3 (protecție la supratensiune). Condensatorul C1 cu înfășurarea primară a bobinei de aprindere formează un circuit oscilator în serie de excitare a șocului, care crește rata de creștere a tensiunii de ieșire a sistemului de aprindere. Rezistorul R3 limitează curentul de descărcare al condensatorului C1 prin comutatorul deschis (închis) VT3. Pentru ca cheia VT3 să funcționeze stabil, de ex. la pornire și oprire, a asigurat margini abrupte și amplitudine constantă a impulsului de curent primar în bobina de aprindere, pulsul de curent de control (de bază) al tranzistorului VT3 trebuie să aibă muchii abrupte și să fie suficient de mare în amplitudine pentru a satura profund tranzistorul; Un preamplificator-limitator pe tranzistorul VT1 și un tranzistor cu feedback stabilizator VT2 funcționează pentru a genera un impuls de curent de control.

Elementele enumerate constituie schema electrica comutator TSZ.

Senzorul distribuitor conține un dispozitiv de control mecanic al sincronizarii aprinderii, care include un sistem magnetic M al senzorului Hall cu inducție de câmp B, un activator al senzorului Hall EC, un limitator de amplificator VO, un declanșator Schmitt TS, un tranzistor separator VT și un stabilizator de tensiune CT.

Senzor-distribuitorul include, de asemenea, regulatoare centrifugale (CBR) și de vid (VR), un atenuator magnetic A al senzorului Hall și distribuitorul rotativ de înaltă tensiune RR însuși. Trebuie remarcat faptul că comutatorul electronic din BTSZ este doar un modelator al impulsului de curent în înfășurarea primară a bobinei de aprindere și, prin urmare, rata de creștere a tensiunii secundare, dar comutatorul nu are o relație directă cu formarea sincronizarea aprinderii. Momentul de aprindere în BSZ, ca și în sistemele de contact, este format dintr-un dispozitiv de control electromecanic - un senzor fără contact pe distribuitor. Această circumstanță este un dezavantaj fundamental al tuturor sistemelor electronice de aprindere fără contact. Al doilea dezavantaj este prezența unui distribuitor rotativ de înaltă tensiune în sistem. Îmbunătățirea ulterioară a sistemelor de aprindere a automobilelor a urmat calea eliminării acestor deficiențe.

2. Sisteme de aprindere electronice și cu microprocesor

Sistemele de aprindere discutate mai sus (KTSZ, BTSZ) au în prezent o utilizare limitată, iar pe autoturismele importate de o clasă mare de consumator, începând de la mijlocul anilor 90, nu sunt folosite deloc. Au fost înlocuite cu sisteme de aprindere din a patra generație - acestea sunt sisteme cu dispozitive electronice de control computerizat și fără un distribuitor de energie de înaltă tensiune pentru bujii în treapta de ieșire. Astfel de sisteme sunt de obicei împărțite în computere electronice sau pur și simplu electronice (ESZ) și bazate pe microprocesoare (MSZ).

Sistemele de aprindere electronice și cu microprocesor au trei diferențe fundamentale față de sistemele anterioare:

1. Dispozitivele lor de control (CU) sunt unități de calcul electronice cu un principiu de funcționare discret, realizate folosind tehnologia microelectronică (pe circuite integrate universale sau mari) și sunt destinate control automat momentul de aprindere. Aceste dispozitive se numesc controlere.

2. Utilizarea tehnologiei microelectronice, pe lângă obținerea de avantaje de fiabilitate, poate extinde semnificativ funcțiile de control electronic. A devenit posibilă introducerea autodiagnosticării la bord și a principiilor redundanței circuitelor în sistemul de aprindere al automobilului.

3. Etapele de ieșire ale acestor sisteme sunt în marea majoritate a cazurilor multicanal și, ca urmare, nu conțin un distribuitor de aprindere de înaltă tensiune.

Sistemele de aprindere electronice și cu microprocesor diferă unele de altele prin modul în care generează semnalul principal de aprindere, adică. semnalul care este furnizat de la ECU la dispozitivul de eliberare a unității.

În ESZ, semnalul principal de aprindere este generat folosind metoda timp-puls de conversie a informațiilor de la senzorii de intrare. Acesta este momentul în care procesul controlat este specificat de momentul apariției sale, cu conversia ulterioară a timpului în durata impulsului electric. Astfel, controlerul ESZ contine un cronometru electronic si este controlat de semnale analogice. Compoziția componentelor ESZ-ului modern este prezentată în Fig. 4.

În MSZ, a cărei diagramă bloc este prezentată în Fig. 5, pentru a genera semnalul de aprindere, se utilizează o conversie număr-impuls, în care parametrul procesului este specificat nu de timpul de curgere, ci direct de numărul de impulsuri electrice.

Funcțiile calculatorului electronic aici sunt îndeplinite de un microprocesor cu număr de impulsuri, care funcționează din impulsuri electrice stabilizate în amplitudine și durată (din semnale digitale). Prin urmare, convertoare de număr de impulsuri ale semnalelor analogice la semnale digitale (CHIP-uri) sunt instalate între microprocesor și senzorii de intrare în ECU MSZ.

Spre deosebire de unul electronic, un sistem de aprindere cu microprocesor funcționează conform unui program de control prestabilit pentru un anumit motor cu ardere internă. Prin urmare, computerul sistemului de aprindere cu microprocesor are memorie electronică (permanentă și RAM).

Programul de control pentru un proiect de motor specific este determinat experimental în timpul dezvoltării sale. Bancul de testare simulează toate modurile posibile de motor conditii posibile munca lui. Pentru fiecare punct experimental, se selectează și se înregistrează momentul optim de aprindere. Rezultatul este un set de numeroase valori ale unghiului pentru sincronizarea aprinderii, fiecare dintre acestea corespunzând unui set strict definit de semnale de la senzorii de intrare. O reprezentare grafică a unui astfel de set este o caracteristică de aprindere tridimensională, care este prezentată sub forma unei matrice în Fig. 6.

Coordonatele caracteristicii tridimensionale sunt „cusute” în memoria permanentă a microprocesorului și, ulterior, servesc ca informații de referință pentru determinarea momentului de aprindere în condiții reale de funcționare a motorului într-o mașină. Unghiul de sincronizare a aprinderii de referință (luat din memorie) 8 este schimbat automat. Are loc o creștere a unghiului 8: cu creșterea vitezei, cu scăderea sarcinii și cu scăderea temperaturii motorului cu ardere internă. O scădere a unghiului 8 are loc odată cu creșterea sarcinii, cu scăderea vitezei și cu creșterea temperaturii motorului cu ardere internă.

Dacă MSZ utilizează senzori suplimentari în plus față de cei principali (de exemplu, un senzor de detonare în cilindrii motorului cu ardere internă), atunci microprocesorul corectează valoarea de referință a timpului de aprindere pe baza semnalelor de la acești senzori. În acest caz, reglarea se face pentru fiecare cilindru separat.

Unitățile de control electronice pentru ESZ și MSZ, pe lângă funcționale și circuite, au și diferențe fundamentale de design.

În ESZ, unitatea de control este o unitate structurală independentă și se numește controler (Fig. 7).

Intrările controlerului primesc semnale de la senzorii de intrare ai sistemului de aprindere, iar la ieșire, controlerul funcționează pe un comutator electronic al treptei de ieșire (vezi Fig. 4). Toate circuitele electronice ale controlerului sunt de nivel scăzut (potențial), ceea ce le permite să fie incluse în alte unități de control electronice de la bord (de exemplu, în sistemul de injecție de combustibil ECU).

În MSZ, toate funcțiile de control sunt integrate în computerul central de bord al vehiculului și este posibil să nu existe o unitate de control personală pentru sistemul de aprindere. Funcțiile senzorilor de intrare MSZ sunt îndeplinite de senzori universali ai unui sistem integrat de control automat al motorului. Semnalul principal de aprindere este furnizat comutatorului electronic al etajului de ieșire MSZ direct de la computerul central de bord.

În ciuda diferențelor semnificative dintre sistemele de aprindere electronice și cu microprocesor, în ceea ce privește dispozitivele de control, treptele de ieșire ale acestor sisteme au circuite și design identice, în care fiecare bujie de pe un motor cu ardere internă cu mai mulți cilindri primește energie pentru scântei printr-un canal separat. . Această distribuție se numește statică sau multicanal.

Ce efect are acest lucru asupra sistemului de aprindere a mașinii?

Trebuie amintit că, pe lângă dezavantajele obișnuite ale unui comutator mecanic (fiabilitate scăzută și timp redus între defecțiuni ale pieselor rotative și de frecare), distribuitorul clasic de aprindere are și faptul că implementează comutarea energiei de înaltă tensiune printr-un scânteie electrică. Acest lucru, pe lângă pierderile suplimentare de energie, duce la arderea neuniformă a contactelor din capacul izolator al distribuitorului și, în consecință, la fenomenul de împrăștiere a scânteilor în cilindri și la fiabilitatea funcțională scăzută a sistemului de aprindere. Răspândirea scânteilor între bornele chiar și ale unui distribuitor mecanic funcțional poate ajunge la 2...3 grade unghiulare în rotația arborelui cotit al motorului cu ardere internă.

Este clar că în sistemele de aprindere electronice și mai ales în sistemele de aprindere cu microprocesor, de înaltă fiabilitate și de înaltă precizie din punct de vedere funcțional, formarea timpului de aprindere în care se realizează cu o precizie de 0,3...0,5° pentru fiecare cilindru separat, utilizarea de un distribuitor mecanic de înaltă tensiune este complet inacceptabil. Aici, sunt acceptabile metode electronice de comutare a canalelor la un nivel de potențial scăzut direct în unitatea electronică de control, cu separarea statică suplimentară a canalelor la tensiune înaltă pe bobine de aprindere multi-terminale sau individuale. Acest lucru duce inevitabil la o treaptă de ieșire cu mai multe canale a sistemului de aprindere.

3. Etape de ieșire cu bobine de aprindere multi-terminale

Implementarea distribuției de energie multicanal poate fi realizată în sistemele de aprindere în mai multe moduri. Cel mai simplu dintre ele este utilizarea unui transformator de ieșire de înaltă tensiune cu două terminale sau a unei bobine de aprindere cu două terminale în treapta de ieșire. Această metodă de separare a canalelor este acceptabilă pentru implementare într-un sistem de aprindere cu orice tip de dispozitiv de stocare.

De unde a venit ideea asta? Se știe că în sistemul de aprindere, la ieșirea căruia este instalat un distribuitor de înaltă tensiune, în timpul descărcării acumulatorului există două scântei: una principală (funcționează) în bujie și cealaltă auxiliară - între distribuitor. runner și contactul unuia dintre bornele bujiilor sale. Înfășurarea secundară a transformatorului de ieșire (bobina de aprindere) este conectată cu un terminal de înaltă tensiune la canalul central al distribuitorului, iar celălalt terminal al înfășurării este zero, deoarece în timpul descărcării unității este conectat la „ sol” al mașinii (vezi Fig. 3,). Energia scânteii auxiliare din distribuitor este irosită inutil și încearcă să suprime această scânteie în orice mod posibil. Din aceasta rezultă clar că scânteia auxiliară de sub capacul distribuitorului poate fi transferată la a doua bujie prin conectarea ei la prima prin împământarea chiulasei în serie. Pentru a face acest lucru, este suficient să excludeți distribuitorul din treapta de ieșire, să deconectați terminalul împământat al bobinei de aprindere de la împământarea vehiculului și să conectați o a doua bujie electrică la aceasta (Fig. 8).

La scântei simultan în două bujii, o scânteie este de înaltă tensiune (12...20 kV) și aprinde amestecul aer-combustibil la sfârșitul cursei de compresie (scânteie de lucru). În acest caz, cealaltă scânteie este de joasă tensiune (5...7 kV), inactiv. Fenomenul de redistribuire a tensiunii înalte din înfășurarea secundară comună între eclatoarele din două bujii este o consecință a diferențelor profunde în condițiile în care se produce scântei. La sfârșitul cursei de compresie, cu puțin timp înainte de apariția scânteii de lucru, temperatura încărcăturii combustibil-aer nu este încă suficient de mare (200...300°C), iar presiunea, dimpotrivă, este semnificativă. (10...12 atm). În astfel de condiții, tensiunea de avarie între electrozii bujiei este maximă. La sfârșitul cursei de evacuare, când se produce scântei în mediul gazelor de eșapament, tensiunea de defectare este minimă, deoarece temperatura gazelor de eșapament este ridicată (800...1000°C) și presiunea este scăzută (2.. .3 atm). Astfel, cu distribuția statică a tensiunii înalte folosind o bobină de aprindere cu două terminale (pe două bujii conectate în serie - simultan), aproape toată energia descărcării scânteii electrice de înaltă tensiune cade pe scânteia de lucru.

Pentru prima dată, o bobină cu două terminale a fost utilizată într-un sistem de aprindere a bateriei de contact pentru un motor în doi cilindri în 4 timpi. Un exemplu este sistemul de aprindere pentru motorul mașinii poloneze FIAT-126R (Fig. 9). Un sistem de aprindere similar ca principiu de funcționare este instalat pe mașina casnică OKA (controlată electronic).

Dacă motorul cu ardere internă are patru cilindri, vor fi necesare două bobine de aprindere cu două terminale și două canale separate de comutare a energiei în treapta de ieșire (vezi Fig. 5). În fig. Figura 10 prezintă o diagramă a secvenței de formare a scânteilor în cilindrii unui motor cu 4 cilindri, în patru timpi, echipat cu un sistem de aprindere cu două bobine de aprindere cu două terminale. Un motor cu șase cilindri va necesita trei bobine de aprindere cu două terminale și trei canale de energie.

În prezent, au fost dezvoltate o serie de sisteme de aprindere auto în care două bobine de aprindere cu două terminale sunt asamblate pe un circuit magnetic comun în formă de W și formează astfel o bobină de aprindere cu 4 terminale (de exemplu, pentru o mașină VAZ-2110). O astfel de bobină are două înfășurări primare și două secundare și este controlată de un comutator cu două canale. O bobină de aprindere cu patru terminale poate avea o înfășurare secundară cu două terminale cu două înfășurări primare. Înfășurarea secundară a unei astfel de bobine este echipată suplimentar cu patru diode de înaltă tensiune - două pentru fiecare terminal de înaltă tensiune.

Dezavantajul oricărui sistem de aprindere cu bobine cu două terminale este că într-o bujie scânteia se dezvoltă de la electrodul central la electrodul de masă (lateral), iar în a doua bujie - în sens opus (vezi Fig. 8). Deoarece electrodul central este ascuțit și este întotdeauna mult mai fierbinte decât electrodul lateral, fluxul de purtători de sarcină din vârful său în timpul scânteii necesită o cheltuială de energie mai mică decât atunci când curge de la electrodul lateral (emisia termionică începe să apară pe electrodul central) . Acest lucru duce la faptul că tensiunea de avarie la o bujie care funcționează în direcția înainte devine puțin mai mică (cu 1,5,2 kV) decât la o bujie cu polaritate inversă. Pentru sistemele moderne de aprindere electronică și cu microprocesor cu un factor de siguranță mare al tensiunii secundare și timp de acumulare controlat de energie, acest lucru nu este de o importanță fundamentală.

4. Etape de ieșire cu distribuție statică individuală

Sistemele moderne de aprindere electronică și cu microprocesor utilizează pe scară largă trepte de ieșire cu bobine de aprindere individuale pentru fiecare bujie individuală. Un exemplu este sistemul de aprindere BOSCH, integrat în sistemul electronic de control automat al motorului (ECAS), care este cunoscut sub numele de Motronic.

În fig. Figura 11 prezintă diagrama funcțională a Motronic M-3.2 ESAU,

Care este instalat pe motoarele cu patru cilindri ale mașinilor AUDI-A4 (fabricate după 1995).

Controlerul J220 are un microprocesor cu o unitate de memorie în care este stocată caracteristica de aprindere tridimensională (vezi Fig. 6). Folosind această caracteristică, precum și semnalele de la senzorul DO G-28 (senzorul de turație a motorului) și senzorul DN G-69 (senzorul de sarcină a motorului), este setat unghiul inițial de sincronizare a aprinderii Q(kyu) = F(n) . Apoi, pe baza semnalelor de la senzorii DH G-40, DT G-62 și DD G-66, microprocesorul digital calculează valoarea curentă (necesară pentru acest mod de funcționare a motorului cu ardere internă) a unghiului de sincronizare a aprinderii, care este furnizat sub forma impulsului principal S folosind un circuit de comutare a canalului electronic de aprindere în canalul corespunzător al comutatorului electronic K-122. Până în acest moment, stocarea inductivă N din acest canal este într-o stare încărcată (din rețeaua de la bord +12 V) și, conform semnalului S, este descărcată în bujia corespunzătoare. După rotirea cu 180° a arborelui cotit, procesele descrise vor avea loc în următorul canal (în ordinea funcționării motorului) al comutatorului.

Principalele avantaje ale sistemului de aprindere integrat în Motronic ESAU sunt următoarele:

- distribuția statică individuală a tensiunii înalte pe bujii;
- bobine de aprindere cu infasurare secundara impamantata;
- toți senzorii de intrare (senzor Hall, senzor de turație a motorului cu ardere internă, senzor de temperatură a motorului cu ardere internă, senzori de accelerație, senzor de detonare) sunt generatori de semnale electrice de la influențe non-electrice ale unui principiu de funcționare fără contact. Semnalele analogice de la acești senzori sunt convertite în semnale digitale în controler;
- corectarea selectivă a timpului de aprindere pentru detonare (în fiecare cilindru separat);
- oprirea cilindrilor motorului cu ardere internă în cazul întreruperii generării scânteilor (protecția componentelor scumpe - senzor de oxigen și neutralizator de gaz catalitic al sistemului de mediu al vehiculului împotriva deteriorării);
- prezența funcțiilor de autodiagnosticare și backup în controler.

5. Etapă de ieșire cu transformator de aprindere controlată

Sunt cunoscute încercări de a utiliza un transformator de înaltă tensiune cu miezuri saturabile în treapta de ieșire cu mai multe canale a unui sistem de aprindere a automobilului.
Dacă circuitul magnetic al transformatorului este pus în modul de saturație, atunci coeficientul său de transformare scade brusc și energia de la înfășurarea primară la secundară nu este transformată.

Circuitul electric al etajului de ieșire cu un transformator de saturație este prezentat în Fig. 12.

Transformatorul de ieșire are două miezuri magnetice - M1 și M2, acoperite de o înfășurare primară comună. Fiecare miez magnetic este echipat cu o înfășurare separată de control Wв și Wв") și o înfășurare secundară separată cu două terminale (W2" și W2"). Când un curent curge prin înfășurarea de control W” suficient pentru a satura miezul M1, iar înfășurarea W” este dezactivată, atunci tensiunea înaltă va fi indusă numai în înfășurarea secundară W2 dacă deconectați înfășurarea de control W”. și trece curentul de saturație prin înfășurarea Wв", apoi va fi miez saturat M2 și tensiunea înaltă se va transforma doar în înfășurarea W2"".

Sistemul de aprindere cu un transformator de saturație este foarte fiabil, mic ca dimensiune și greutate, dar producția sa industrială nu a fost încă implementată din cauza dificultăților tehnice semnificative în producție (transformatorul de saturație necesită miezuri toroidale din permaloy de înaltă calitate. Înfășurarea multi- rotirea înfășurărilor pe astfel de miezuri este extrem de dificilă).

6. Fire de înaltă tensiune

În sistemele de aprindere cu distribuitor mecanic de înaltă tensiune lungimea firelor de înaltă tensiune este întotdeauna semnificativă (20...60 cm). Și deoarece un curent de înaltă frecvență și tensiune înaltă curge prin fire în momentul descărcării scânteii electrice în lumânări, firele lungi emit interferențe radio. Bujiile sunt, de asemenea, surse de interferențe radio.

Există trei moduri de a suprima interferența radio de la ASZ: ecranarea firelor de înaltă tensiune, bujii, bobine de aprindere și distribuitoare de înaltă tensiune; introducerea unui fir de înaltă tensiune de inductanță distribuită și rezistență distribuită în conductorul de curent central; instalarea unei rezistențe de suprimare a interferențelor direct în izolatorul bujiei.

Ecranarea necesită o creștere a marjei tensiunii secundare și face ca treapta de ieșire ASZ să fie voluminoasă. Un fir de înaltă tensiune cu parametri distribuiți are o fiabilitate structurală insuficient de ridicată, o tehnologie de fabricație complexă și un cost ridicat.

ÎN sisteme moderne Pentru aprindere se folosesc bujii cu o rezistență de suprimare a interferențelor de 4...10 kOhm, iar lungimea firelor de înaltă tensiune se caută să fie minimizată. Acesta din urmă devine posibil datorită utilizării bobinelor de aprindere individuale instalate direct pe bujii (vezi Fig. 11).

Firele de înaltă tensiune sunt împărțite în rezistență scăzută (până la 0,5 Ohm/m - în modelele de fire învechite) și rezistență înaltă (1...10 kOhm/m). Firele sunt marcate în două moduri: culoare și text de-a lungul firului.

Firele domestice de culoare maro deschis sau pestrițe au rezistență scăzută. Firele PVVP-8 roșii sau roz au o rezistență distribuită de 2000+200 Ohm/m; albastru PVPPV-40 - 2550±250 Ohm/m. Pe firele de înaltă tensiune importate, parametrii electrici sunt adesea indicați în text de-a lungul firului. Conținutul textului poate fi descifrat folosind catalogul companiei.

Oricare dintre cele trei metode de mai sus pentru suprimarea interferențelor radio duce la o scădere ușoară a tensiunii de ieșire de înaltă tensiune a sistemului de aprindere, care afectează uneori la pornirea unui motor rece pe vreme de iarnă, când firele sunt acoperite cu îngheț subțire. Pentru a elimina acest dezavantaj, sistemele moderne de aprindere cu microprocesor au început să folosească protecție împotriva murdăriei și umezelii pentru firele de înaltă tensiune și bujiile (acoperind firele într-un tub izolator sau sub un capac de plastic împreună cu bujiile).

* În concluzie, trebuie menționat că mașinile cu computer central de bord (OBC) sunt încă o raritate. Dar perspectiva este evidentă. În viitorul apropiat, PCB-ul va deveni o singură unitate electronică de control, comună tuturor sistemelor funcționale de la bordul vehiculului, cum ar fi: injecție de combustibil, aprindere electrică prin scânteie, frâne antiblocare, control diferențial al roților motrice, control al tracțiunii roților. , etc. etc. Dar chiar și cu integrarea completă a funcțiilor de control în computerul central de bord, principiile construirii circuitelor electronice pentru sistemele electrice de aprindere cu scânteie vor rămâne aceleași pentru o lungă perioadă de timp ca și în sistemele moderne cu microprocesor.

Literatură

1. D. Sosnin. Sisteme moderne de aprindere auto. Repair&Service, Nr. 10, 1999, p. 45-47
2. D. Sosnin, A. Feshcenko. Bobine de aprindere auto. Repair&Service, Nr. 9, 1999, p. 46-53
3. V.E.Yutt. Echipamente electrice ale autoturismelor. M. Transport. 1995 A fi continuat

Pentru a aprinde amestecul aer-combustibil, o scânteie electrică trebuie să fie furnizată cilindrului la momentul potrivit. Această sarcină este îndeplinită de sistemul electronic de aprindere.

Dispozitiv sistem electronic de aprindere

Sistemul de aprindere cu injector electronic folosește principiul distribuției statice de înaltă tensiune, ceea ce înseamnă că nu există părți mobile în sistem. La mașinile cu injecție, tensiunea înaltă de la bobina de aprindere este furnizată la doi cilindri, ale căror pistoane sunt în acest moment deplasându-se în vârf centru mort. Într-unul dintre cilindri are loc cursa de compresie a amestecului, în al doilea - cursa de evacuare.

Acest principiu al distribuției de înaltă tensiune se numește „metoda scânteii inactiv”. La motoarele moderne cu injecție, pe fiecare cilindru sunt instalate bobine de aprindere individuale.

Controlul sincronizarii aprinderii

În sistemele de aprindere electronică, momentul formării scânteilor este controlat de un controler. După ce a determinat viteza actuală a arborelui cotit și sarcina pe motor, controlerul calculează momentul de bază a aprinderii. Acest unghi poate fi apoi ajustat (de exemplu, redus dacă este detectată detonația). După ce a calculat valoarea finală a unghiului de sincronizare a aprinderii, controlerul emite un semnal de control către modulul de aprindere în momentul în care pistonul care se deplasează la PMS ia poziția dorită.

Compoziția sistemului de aprindere al unui motor cu injecție

În sistemul electronic de aprindere pot fi distinse următoarele părți:

• Controlor;
• Senzor de poziție arbore cotit (CPS);
• Scripete cu inel;
• Modul de aprindere;
• Fire de înaltă tensiune;
• Bujii.

Modul de aprindere

Modulul de aprindere include două bobine de aprindere și două întrerupătoare de înaltă tensiune.

Bobina de aprindere servește la acumularea de energie suficientă pentru a aprinde amestecul aer-combustibil din ea circuit secundar Se generează o tensiune înaltă, care este apoi furnizată bujiilor. Bobina de aprindere este formată din două înfășurări cuplate inductiv (primar și secundar).

Comutatorul este folosit pentru a porni și opri curentul în înfășurarea primară a bobinei de aprindere. Controlerul calculează timpul necesar starea în funcție de turația actuală a arborelui cotit și de tensiunea de bord și furnizează un semnal de control comutatorului. În timpul stării de pornire (timp de acumulare), curentul din înfășurarea primară a bobinei de aprindere crește până la o valoare optimă predeterminată, la care cantitatea de energie stocată atinge un maxim. Dacă timpul de acumulare este prea lung, bobina de aprindere va deveni saturată, determinând supraîncălzirea și reducerea eficienței.

Fire de aprindere de înaltă tensiune

Folosind fire de înaltă tensiune, bujiilor este furnizată tensiune înaltă de la bobina de aprindere. Firul de înaltă tensiune este un miez conductor în izolație siliconică, la capete ale căruia sunt vârfuri de contact de înaltă tensiune. Firul de înaltă tensiune are o rezistență de 6-15 kOhm. Acest lucru se face special pentru a reduce nivelul de interferență electromagnetică care apare în momentul declanșării scânteilor.
Lungimea eclatorului afectează calitatea arderii amestecului aer-combustibil. Cu cât ecartul de scânteie este mai mare, cu atât aprinderea sa are loc cu mai multă încredere. Dar valoarea maximă a distanței interelectrodului este limitată de valoarea maximă admisă a tensiunii secundare a bobinei de aprindere, rata de creștere a tensiunii secundare, care, la rândul său, este determinată caracteristici de proiectare bobine de aprindere, fire de înaltă tensiune și bujii.

Senzor de poziție a arborelui cotit (CPS)

Pentru a asigura un control optim al motorului, controlerul sistemului de control trebuie să cunoască întotdeauna poziția exactă a pistoanelor din cilindrii motorului în raport cu PMS. În acest scop, scripetele de antrenare a generatorului a fost completată cu o roată dințată. Numărul estimat de dinți de pe inel este de 60, dintre care doi lipsesc. Distanța unghiulară dintre dinți este de 6°.

DPKV funcționează în tandem cu un scripete dințat. Spațiul de aer dintre DPKV și roată dințată este de 0,7-1,1 mm.

Când motorul începe să pornească, controlerul analizează semnalul DPKV, încercând să identifice doi dinți lipsă pe coroana scripetei (după dinții lipsă vine primul dinte). Odată ce se întâmplă acest lucru, devine posibil să se calculeze momentul aprinderii, să se calculeze momentul injecției de combustibil și să se controleze modulul de aprindere și injectoarele. Semnalul DPKV este, de asemenea, utilizat pentru a calcula viteza de rotație și accelerația arborelui cotit.

06.07.2015

Sistemul de aprindere este una dintre componentele principale ale unui motor pe benzină. Sarcina sa este de a aprinde amestecul de combustibil din cilindrii motorului prin crearea unei scântei între electrozii bujiilor. Ca urmare, se creează presiune în sistemul de piston, arborele cotit se rotește și mașina se mișcă.

Caracteristici de design

Indiferent de tipul de sisteme de aprindere, se pot distinge mai multe elemente principale:

• surse de alimentare. Acestea includ o baterie (în perioada în care mașina nu este pornită) sau un generator;
• comutator. Această funcție efectuează comutatorul de contact. Prin rotirea cheii se dă o comandă de pornire a motorului;
• nod responsabil cu managementul energiei. Poate varia in functie de sistemul de aprindere (ECU, comutator tranzistor sau chopper);
• nod responsabil cu stocarea energiei. În oricare dintre sisteme, acest rol este jucat de bobina de aprindere. Datorită muncii sale, se formează o scânteie pe electrozii bujiei;
• nod responsabil cu distribuția energiei. ÎN diverse sisteme acesta poate fi un ECU sau un distribuitor mecanic;
• fire de înaltă tensiune. Ele sunt mereu prezente în sistemul de aprindere și se conectează la bujii;
• bujii. Ei sunt un organ executiv și îndeplinesc sarcina principală - aprinderea amestecului aer-combustibil.

Principalele etape ale sistemului de aprindere includ stocarea energiei, conversia tensiunii de înaltă tensiune de la 12 la 30 de mii de volți, distribuția sarcinii și apariția unei scântei pe electrozi. Ultima etapă este aprinderea amestecului.

Principalele tipuri de sisteme de aprindere

Pe baza metodei de control, se pot distinge trei sisteme principale de aprindere:

1. Sistem de contact- unul dintre cele mai vechi sisteme care nu mai este folosit la mașinile moderne. Esența sa este formarea impulsurilor printr-un distribuitor de contact. Această aprindere este instalată pe mașinile casnice. Avantajele sistemului includ fiabilitate maximă, simplitatea designului și ușurința întreținerii. O astfel de aprindere se defectează rar, iar reparația sa (dacă este necesar) durează minim.

Principalele componente ale unui astfel de sistem includ bateria sau generatorul, încuietoarea, bujiile și bobina de aprindere, întrerupătorul de curent, condensatorul și distribuitorul. La sfârșitul întregului ciclu, o scânteie sare din bujie, aprinzând amestecul aer-combustibil din interiorul cilindrului.

2. Sistem fără contact instalat pe multe mașini VAZ moderne și mașini străine vechi. Principalele avantaje includ prezența unei scântei puternice, care aprinde mai eficient amestecul preparat, precum și stabilitatea și neîntreruperea impulsurilor primite, ceea ce vă permite să economisiți combustibil și să „strângeți” mai multă putere din motor.

Dar asta nu este tot. Sistemul fără contact nu necesită o abordare specială a întreținerii. Spre deosebire de arborele distribuitor, acesta nu trebuie lubrifiat la fiecare 8-10 mii de kilometri. Dezavantajele includ fiabilitatea scăzută și complexitate crescută lucrari de reparatii(în caz de eșec). Dacă sistemul fără contact încă eșuează, atunci nu puteți face fără o verificare costisitoare și lucrări de reparații la o stație de service.

3. Sistem electronic sistemele de aprindere sunt instalate pe aproape toate mașinile moderne. Principiul său este că tot controlul este preluat de electronică - ECU. Instalarea unor astfel de sisteme a făcut posibilă uitarea de o serie de probleme asociate cu oxidarea conexiunilor de contact, necesitatea de a regla unghiul de avans, ardere incompletă combustibil și așa mai departe. Dezavantajul este că verificarea sistemului electronic este posibilă doar într-un centru de service auto și folosind echipamente specializate.

Pe baza alimentării lor, toate tipurile de aprindere pot fi împărțite în:

• Aprindere cu magneto. Această opțiune este una dintre cele mai vechi. Aici, un generator special de curent alternativ acționează ca sursă de alimentare. Sarcina sa este de a genera tensiune exclusiv pentru bujie. Structural, sistemul este format din magnet permanentși inductori. Bornele înfășurării de înaltă tensiune sunt amplasate pe un miez magnetic comun.

De regulă, magneto este un magnet de contact, astfel încât un întrerupător și un condensator sunt conectate în paralel cu acesta. La un anumit moment în timp, o scânteie sparge prin grupul de contact al întreruptorului de deschidere și între electrozii bujiei. Există, de asemenea, o versiune fără contact a magnetului. Aici, în loc de întrerupător, este instalată o bobină de control, care furnizează din când în când un impuls părții electrice a dispozitivului.

În continuare, tiristoarele (tranzistoarele) se deschid și permit trecerea curentului către bobina de înaltă tensiune. În același timp, puterea scânteii crește datorită acumulării de energie în bobină și containere. Avantajele unui astfel de sistem sunt simplitatea, pret mic, excluderea din circuitul bateriei. Acest contact este întotdeauna gata pentru a porni motorul. Domeniul principal de aplicare este echipamentele mici (mașini de tuns iarba, drujba) sau motoarele de aeronave;

• Aprinderea „bateriei” este, de fapt, o versiune de contact a sistemului. Semnificația sa este conversia tensiunii joase (12 volți) la tensiune înaltă (15 mii de volți și mai sus). Acest impuls este furnizat bujiilor prin distribuitor și firele de înaltă tensiune. Am discutat mai sus despre caracteristicile, avantajele și dezavantajele sistemului de aprindere;

• Sistemul de contact-tranzistor este o opțiune mai avansată, care este ceva între un sistem de contact și un sistem fără contact. Aici dezvoltatorii au reușit să elimine dezavantajele existente ale sistemului de contact (uzură crescută a grupului de contact, arderea acestuia, calitate scăzută scântei).

Elementul principal de comutare aici este un tranzistor, care este controlat de contactele întreruptorului. O unitate nouă în astfel de sisteme este un comutator electronic, care combină un grup de elemente de bază - unități de control, tranzistorul în sine și un sistem de protecție.

Principiul de funcționare este simplu. Când contactul este pornit, grupul de contact al întreruptorului se închide și dă o comandă tranzistorului. Acesta din urmă se deschide și lasă loc mișcării curentului către bobina de aprindere. Imediat ce contactele întreruptorului se deschid, tranzistorul se închide și el. Rezultatul este o scădere a curentului în circuitul primar și o creștere bruscă a tensiunii pe înfășurarea secundară (de înaltă tensiune). Tensiunea generată este furnizată distribuitorului, prin care tensiunea este furnizată bujiilor prin fire de înaltă tensiune. Apoi, unitatea de putere continuă să funcționeze conform ciclului specificat;

Chiar și în primele sale modificări, motorul automobilului a fost design complex, constând dintr-un număr de sisteme care lucrează împreună. Una dintre componentele principale ale oricărui motor pe benzină este sistemul de aprindere. Astăzi vom vorbi despre structura, soiurile și caracteristicile sale.

Sistem de aprindere

Sistemul de aprindere al unei mașini este un complex de instrumente și dispozitive care funcționează pentru a asigura apariția în timp util a unei descărcări electrice care aprinde amestecul din cilindru. Este o parte integrantă a echipamentului electronic și depinde în cea mai mare parte de funcționarea componentelor mecanice ale motorului. Acest proces este inerent tuturor motoarelor care nu folosesc aer foarte încălzit pentru aprindere (motoare diesel, cu carburator de compresie). Aprinderea prin scânteie a amestecului este utilizată și la motoarele hibride care funcționează pe benzină și pe gaz.

Principiul de funcționare al sistemului de aprindere depinde de tipul acestuia, dar dacă rezumăm funcționarea acestuia, putem distinge următoarele etape:

• procesul de acumulare a impulsurilor de înaltă tensiune;
• trecerea sarcinii printr-un transformator de creștere;
• sincronizare și distribuție a impulsurilor;
• apariția unei scântei la contactele bujiilor;
• incendierea amestecului de combustibil.

Un parametru important este unghiul sau momentul de avans - acesta este momentul la care amestecul aer-combustibil este aprins. Cuplul este selectat astfel încât presiunea maximă să apară atunci când pistonul atinge punctul superior. În cazul sistemelor mecanice va trebui setat manual, dar în sistemele controlate electronic setarea are loc automat. Unghiul optim de avans este influențat de viteza de deplasare, calitatea benzinei, compoziția amestecului și alți parametri.

Clasificarea sistemelor de aprindere

Pe baza metodei de sincronizare a aprinderii, se face o distincție între circuitele de contact și cele fără contact. Pe baza tehnologiei de formare a temporizării aprinderii, se pot distinge sisteme cu reglare mecanică și sisteme complet automate sau electronice.

Pe baza tipului de acumulare de sarcină, pentru a sparge eclatorul, sunt luate în considerare dispozitivele cu acumulare în inductanță și cu acumulare în capacitate. Conform metodei de comutare a circuitului primar, bobinele sunt de soiuri mecanice, tiristoare și tranzistoare.

Componentele sistemului de aprindere

Toate specii existente Sistemele de aprindere diferă prin modul în care creează un impuls de control, dar în rest designul lor este practic același. Prin urmare, este posibil să se specifice elemente comune care fac parte integrantă din orice variație a sistemului.

Sursa primară de alimentare este bateria (folosită în timpul pornirii), iar în timpul funcționării se folosește tensiunea produsă de generator.

Un comutator este un dispozitiv care este necesar pentru a furniza energie întregului sistem sau pentru a-l opri. Comutatorul este comutatorul de aprindere sau unitatea de control.

Un acumulator de sarcină este un element necesar pentru a concentra energia în volumul necesar pentru a aprinde amestecul. Există două tipuri de componente pentru acumulare:

• Inductiv - o bobină, în interiorul căreia există un transformator care creează un impuls suficient pentru incendierea de înaltă calitate. Înfășurarea primară a dispozitivului este alimentată de la plusul bateriei și trece printr-un întrerupător către minusul său. Când circuitul primar este deschis de un întrerupător, se creează o sarcină de înaltă tensiune pe circuitul secundar, care este transferată la bujie.
• Capacitiv - un condensator care este încărcat cu o tensiune crescută. La momentul potrivit, sarcina acumulată este transmisă bobinei printr-un semnal.

Schema de functionare in functie de tipul de stocare a energiei

Lumânările sunt un produs format dintr-un izolator (baza lumânării), un terminal de contact pentru conectarea unui fir de înaltă tensiune, un cadru metalic pentru fixarea piesei și doi electrozi, între care se formează o scânteie.

Sistemul de distribuție este un subsistem conceput pentru a direcționa scânteia către cilindrul dorit. Constă din mai multe componente:

• Un distribuitor sau distribuitor este un dispozitiv care compară turația arborelui cotit și, în consecință, poziția de lucru a cilindrilor cu mecanismul cu came. Componenta poate fi mecanică sau electronică. Primul transmite rotația motorului și, folosind un glisor special, distribuie tensiunea de la unitate. Al doilea (static) exclude prezența pieselor rotative, care se produce datorită funcționării unității de control.
• Un comutator este un dispozitiv care generează impulsuri de încărcare a bobinei. Piesa este conectată la înfășurarea primară și întrerupe sursa de alimentare, generând o tensiune de auto-inducție.
• Unitatea de control este un dispozitiv bazat pe microprocesor care determină momentul transmiterii curentului către bobină pe baza citirilor senzorului.

Firul este un conductor de înaltă tensiune cu un singur conductor în izolație care conectează bobina la distribuitor, precum și contactele comutatorului la bujii.

Magneto

Unul dintre primele sisteme de aprindere este un magneto. Este alcătuit dintr-un generator de curent care creează o descărcare exclusiv pentru scântei. Sistemul constă dintr-un magnet permanent, care este antrenat de arborele cotit și un inductor. O scânteie capabilă să spargă eclatorul este generată de un transformator de creștere, o parte din care este înfășurarea brută a inductorului. Pentru a crește tensiunea, se folosește o parte a înfășurării generatorului, care este conectată la electrodul bujiei.

Sistem de aprindere cu magneto

Controlul asupra furnizării unei scântei poate fi prin contact, realizat sub forma unui întrerupător sau fără contact. Cu metoda de alimentare cu scântei fără contact, condensatorii sunt utilizați pentru a îmbunătăți calitatea scânteii. Spre deosebire de circuitele de aprindere prezentate mai jos, un magneto nu necesită baterie, este ușor și este utilizat activ în echipamente compacte - motocoase, drujbe, generatoare etc.

Contact sistemul de aprindere

O schemă învechită, comună, pentru aprinderea amestecului de combustibil. O caracteristică distinctivă a sistemului este crearea unei tensiuni înalte, de până la 30 mii V per bujie. Această tensiune înaltă este creată de o bobină care este conectată la mecanismul de distribuție. Pulsul este transmis către bobină datorită firelor speciale conectate la grupul de contacte. Când camele se deschid, se formează o descărcare și o scânteie. Dispozitivul acționează și ca un sincronizator, deoarece momentul formării scânteii trebuie să coincidă cu momentul dorit al cursei de compresie. Acest parametru este setat prin reglarea mecanică și deplasarea scânteii la un punct mai devreme sau mai târziu.

Cea mai simplă schemă

Partea vulnerabilă a acestei opțiuni este uzura mecanică naturală. Din cauza acesteia, momentul formării scânteii se modifică, este instabil pentru diferite poziții ale glisorului. Ca urmare, apar vibrațiile motorului, dinamica acestuia scade, iar uniformitatea funcționării se deteriorează. Ajustările fine pot scăpa de defecțiuni evidente, dar problema poate reapare.

Avantajul aprinderii prin contact este fiabilitatea acestuia. Chiar și cu uzură gravă, piesa va funcționa impecabil, permițând motorului să funcționeze. Circuitul nu este pretențios în privința condițiilor de temperatură și practic nu se teme de umiditate sau apă. Acest tip de aprindere este obișnuit pe mașinile mai vechi și este încă folosit pe o serie de modele de producție astăzi.

Aprindere fără contact

Schema de principiu a sistemului fără contact este oarecum diferită. Reține distribuitorul ca element structural, dar îndeplinește doar funcția de sincronizare a cilindrilor și trimite un impuls la comutator. La rândul său, elementul tranzistor este sincronizat cu indicatorul senzorului și determină automat unghiul de aprindere, precum și alte setări.

Avantajul sistemului este stabilitatea calității scânteilor, care nu depinde de setările manuale sau de păstrarea suprafeței de contact. Dacă luăm în considerare superioritatea acestei opțiuni față de circuitul de contact, putem evidenția:

• sistemul generează în mod constant o scânteie de înaltă calitate;
• proiectarea sistemului de aprindere previne deteriorarea funcționării acestuia din cauza uzurii sau a contaminării;
• nu este nevoie să reglați fin unghiul de aprindere;
• nu este nevoie să monitorizați starea contactelor, să controlați unghiul de închidere a acestora și alte setări.

Ca urmare a utilizării unui sistem fără contact, puteți observa o scădere a consumului de combustibil, o îmbunătățire caracteristici dinamice, absența vibrațiilor puternice ale motorului, o scânteie stabilă ușurează pornirea la rece.

Aprindere electronică

Un design modern, cel mai avansat, care elimină complet prezența pieselor în mișcare. Pentru a obține datele necesare privind poziția arborelui cotit și altele, se folosesc senzori speciali. În continuare, unitatea electronică de control face calcule și trimite impulsuri adecvate componentelor de lucru. Această abordare vă permite să determinați momentul furnizării scânteii cât mai precis posibil, astfel încât amestecul să fie aprins în timp util. Acest lucru vă permite să obțineți mai multă putere, să îmbunătățiți purjarea cilindrului și să reduceți emisiile nocive datorită arderii mai bune a combustibilului.

Schema sistemului electronic

Sistemul electronic de aprindere al unei mașini este foarte stabil și este instalat pe majoritatea mașinilor moderne. Această popularitate este determinată de avantajele acestei scheme:

• Consum redus de combustibil în toate modurile de funcționare a motorului.
• Performanță dinamică îmbunătățită – răspuns la pedala de accelerație, viteza de accelerație etc.
• Funcționare mai ușoară a motorului.
• Graficul cuplului și al cailor putere este aliniat.
• Pierderea de putere la viteze mici este minimizată.
• Compatibil cu echipamente cu gaz.
• O unitate electronică programabilă vă permite să configurați motorul pentru a economisi combustibil sau, dimpotrivă, pentru a crește performanța dinamică.

Scopul sistemului de aprindere este destul de simplu; este o parte integrantă a unui motor pe benzină, precum și a motoarelor echipate cu echipamente pe gaz. Această componentă este în continuă schimbare și dobândește noi forme care îndeplinesc cerințele moderne. În ciuda acestui fapt, chiar și cele mai simple modele de aprindere sunt încă folosite pe diverse echipamente, făcându-și cu succes treaba, la fel ca acum zeci de ani.

Autoleek